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普林斯顿大学的环境专家如何迈向净零未来

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普林斯顿大学的环境研究人员定期影响全球、国家和地区有关气候变化的政策决策,并将工程专业知识应用于全球寻找解决方案。我们请该大学的三位专家分享了一些例子,说明他们作为个人如何迈向净零未来。

杰西·詹金斯(JesseJenkins)领导普林斯顿大学的零实验室,该实验室为能源部门和电网的未来建模不同的场景。他的工作为美国基础设施法案和通货膨胀削减法案(IRA)提供了参考,该法案为企业和消费者过渡到绿色能源提供了5000亿美元的激励措施。

他的言行举止:几年前在普林斯顿扎根后,詹金斯用电磁炉取代了家里的燃气灶。他正在测试一种插入式热泵窗户装置,该装置可以加热和冷却难以保持舒适的房间。不过,最明显的转变是他的骑行。2022年底,他购买了一辆樱桃红的全电动福特野马Mach-E。

他学到了什么:“Frunk”空间和不被填满的快乐。詹金斯表示,驾驶电动汽车所需的牺牲比人们想象的要少,并且提供了一些甚至他不知道会发生的优势。

起初,他有点担心野马四口之家没有足够的行李箱,因此为汽车购买了车顶行李架作为补偿。但在周末的公路旅行中,这家人能够将所有行李放入前行李箱或“行李箱”中,而今天车顶行李架未打开地放在他的地下室里。

詹金斯为他的电动汽车配备了家用充电器,他说每天早上醒来时都充满电,而不必去加油站,这是一种意想不到的快乐。“想想人们花多少时间去加油站,”他说。“我们永远不必这样做,因为每天早上我们在自己的家里醒来时都充满电。”

“人们并没有真正考虑日常便利,”他说。“它绝对弥补了今天在公路旅行期间偶尔寻找快速充电器带来的不便。”詹金斯说,几年之内,“从星巴克到沃尔玛,无处不在的连锁店,加上所有主要的休息站,都将配备快速充电器,让公路旅行变得轻而易举。”

詹金斯说,这辆车在寒冷的头几个月里充电一次可以行驶约270英里。(其额定功率为290。)去年感恩节,在与家人首次前往纽约州布法罗旅行时,他在休息站充电的时间比一般进站充电的时间多了约20分钟。他说,迄今为止,他的汽车已行驶了约15,000英里,超出了他的预期。

关于税收优惠的专业提示:詹金斯决定购买野马,部分原因是为了庆祝爱尔兰共和军的通过并利用政府的激励措施,部分原因是他厌倦了驾驶污染车辆。

他表示,未来几年,电动汽车电池的国内采购规则可能会限制符合IRA最高7,500美元补贴的车型的供应。将搜索范围扩大到没有国内采购要求的租赁车辆,或者对于价格低于25,000美元的汽车有资格享受4,000美元税收优惠的二手电动汽车,可能会带来更多选择。Fueleconomy.gov网站保留了一份符合购买资格的新车和二手车的列表。

福雷斯特·梅格斯(ForrestMeggers)是大学建筑学院和安德林格能源与环境中心的建筑师和工程师,他的学术生涯致力于设计不消耗大量能源的空间和系统,让人们在冬天保持舒适温暖,夏天凉爽。他的重点是在地板和墙壁上使用循环热水和冷水的辐射系统。

他是如何行事的:梅格斯在一次重大改造期间彻底检修了他的家庭供暖和制冷系统。房子将没有炉子或空调。相反,地热热泵会将温水和冷水循环到地板和墙壁的辐射供暖管道。屋顶太阳能装置旨在提供家庭所需的所有电力,并集成在南屋顶悬挑中,以提供完美的被动遮阳。这样可以在夏天阻挡阳光,在冬天让热量进入。仅这种被动策略就能够节省整个空调机组的冷却费用。

他学到了什么:不要拆毁,尺寸合适。作为Meggers高效舒适住宅愿景的一部分,他和妻子正在拆除并重建科德角风格住宅的整个第二层,在不增加建筑面积的情况下,占据阁楼墙壁上以前失去的空间。他说,“对简陋的房屋进行规模调整,而不是把它们拆成豪宅,这一点很重要。”

他的家将是一个隔热良好、辐射供暖、全电力的家。家庭所需的所有电力和热量都将在现场通过可持续来源生产,不依赖当地电网,并且完全不使用化石燃料。

施工期间,一家六口一直住在房子的一楼,有厨房和一间浴室。他说,令人惊讶的是,狭窄的宿舍很容易管理,尽管今年夏天安装辐射地板系统后,他的四个年幼的女儿能够搬进自己的房间,事情变得“更加文明”。

房子里最酷的东西可能是他定制设计的储水系统,它的工作原理就像整个房子的热水瓶一样——储存地热加热或冷却的水,以便在太阳不出来时使用,从而最大限度地减少对电池的需求。梅格斯说,当阳光明媚时,家里的太阳能电池板和地热热泵将能够提供家庭白天所需的所有热量。

大型隔热水袋占据了旧附加设施下的爬行空间,可以让他们在白天收集额外的热量,以度过寒冷的夜晚。它将容纳约530加仑的热水或冷水,这些水可以分配到整个房子的辐射墙壁和地板。梅格斯表示,与使用电池存储能量相比,它更便宜,而且材料消耗更少。空的,看起来就像一个超级大的徒步旅行用的卷起水囊。

专业提示:区分简单、中等和困难。梅格斯承认,他的“准研究项目”的一部分对于大多数房主来说都是可以实现的,但他认为他的项目是分层的。

简单层是从热水器升级到超高效热水热泵。美国能源部网站energy.gov有一个工作表,可以帮助消费者计算节能需要多长时间才能收回前期成本。

下一步将采用太阳能电池板和辐射供暖。您不需要成为一名工程师才能考虑将它们安装在您的家中,但这两者都是重大翻修。“第三层是我在我的房子上做的疯狂的事情,这些事情是定制的,也许未来的人们会做,”他说,“比如制作自动打开和关闭的窗户,并安装一个疯狂的蓄热系统。”

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