Vilka är de bästa sätten för amerikanska städer att bekämpa klimatförändringarna? En ny studie författad av en MIT-professor indikerar att det kommer att bli lättare för städer att minska utsläppen från energianvändning i bostäder snarare än från lokala transporter – och denna minskning kommer främst att ske tack vare bättre byggmetoder, inte större bostadstäthet.
Studien analyserar hur omfattande lokal planeringspolitik antingen kan komplettera Obama-administrationens Clean Power Plan (CPP) från 2015 eller kompensera för dess frånvaro. CPP är tänkt att minska utsläppen av växthusgaser från kraftverk. I början av 2016 ett amerikanskt högsta domstolsbeslut stoppade åtgärdens möjliga antagande; det rättsliga fallet är olöst och Trump-administrationen har meddelat att den har för avsikt att avveckla CPP.
"Vårt hembudskap är att städer kan göra mycket på lokal nivå med bostadsbeståndet, " säger David Hsu, en biträdande professor vid MIT:s institution för urbana studier och planering, och en av tre medförfattare till ett nytt dokument som beskriver studiens resultat. Dock, han lägger till, "Inom transport, städer kan inte kompensera för förlusten av en nationell strategi."
Forskarna fann också att politiken med den största lokala effekten varierar från stad till stad, med snabbare växande Sun Belt-städer som Houston och Phoenix som har potential att genomföra en större minskning av utsläppen från bostäder än äldre städer som Boston eller Philadelphia, som ser mindre förändring i sitt bostadsbestånd.
"För vissa städer, vissa policyer kommer helt klart att vara effektivare än andra, " konstaterar Hsu.
Pappret, "Korsning av koldioxidutsläpp från bostäder och transport, " visas online i Journal of Planning Education and Research , med tryckt publikation på gång. Hsus medförfattare är John D. Landis, professor i stad och regional planering vid University of Pennsylvania, vem är motsvarande författare, och Erick Guerra, en biträdande professor i stad och regional planering vid University of Pennsylvania.
Börjar klimatstriden på hemmaplan?
För att genomföra studien, forskarna undersökte ekonomiska, miljö, och demografiska data från 11 större amerikanska städer, utvecklade sedan modeller som projicerar utsläpp till år 2030, baserat på en rad olika politiska scenarier.
Till exempel, att analysera sätt att minska utsläppen från bostadsenergi till 2030, forskarna modellerade ett baslinjescenario där boendeegenskaperna förblev desamma. De modellerade också scenarier med en mängd olika förändringar, inklusive implementering av nya energieffektiva byggstandarder, bygga fler flerfamiljshus, och eftermontering av bostäder för att spara energi.
Att helt enkelt kräva att nybyggda bostäder ska vara mer energieffektiva skulle minska utsläppen från bostäder med i genomsnitt 6 procent till 2030. Men att kräva att befintliga bostäder efterinstalleras skulle ge ytterligare 19 procents minskning av utsläppen från bostäder, i genomsnitt, över de 11 städerna.
Kanske överraskande, det var relativt sett mindre nytta av ett scenario där antalet nybyggda småhus minskat med 25 procent till 2030 och ersatts av flerfamiljshus. Denna större bostadstäthet "skulle praktiskt taget inte ha någon ökad fördel i form av minskad energianvändning i bostäder och CO2-utsläpp, " som tidningen säger.
"Att flytta människor till flerfamiljshus är vad planerare alltid har velat göra, men det är faktiskt inte så effektivt som de flesta förespråkare skulle ha trott, " säger Hsu.
Den främsta anledningen till detta, forskarna finner, är att när nya hem blir mer energieffektiva, energianvändningsskillnaderna mellan större småhus och bostäder i flerfamiljshus kommer att minska, på så sätt "minska energi- och utsläppsfördelarna med att ersätta fristående bostäder, "som tidningen säger. (Studien fann att i Phoenix, en av de 11 undersökta städerna, större täthet skulle ha en märkbar effekt på utsläppen.)
Hur som helst, som Hsu noterar, Effekten av policys relaterade till byggstandarder och enbart eftermontering är betydande:"Du kan göra många saker på lokal nivå för att påverka bostadsbeståndet som i princip är likvärdiga eller till och med mer aggressiva än Clean Power Plan."
Allt sagt, bostäder står för cirka 20 procent av USA:s koldioxidutsläpp, enligt U.S. Energy Information Administration. Som forskarna säger i tidningen, den "fulla uppsättningen av energisparprogram för bostäder" kan sänka de totala amerikanska koldioxidutsläppen med nästan 12 procent jämfört med "business-as-usual"-prognoserna för 2030, i kombination med CPP, och med 9 procent även utan genomförande av CPP.
Rörliga mål
På transportsidan, forskarna modellerade också utsläppstillväxten i städerna fram till år 2030. De utvärderade återigen ett baslinjescenario där nuvarande förhållanden i huvudsak fortsätter intakta, samt en handfull alternativa scenarier där det totala antalet tillryggalagda fordonsmil varierar på grund av ökad användning av kollektivtrafik och förändringar i bostadsdensitet.
Forskarna jämförde också effekterna av dessa lokala planeringsinsatser med minskningen av utsläpp som skulle ske under Obama-administrationens plan att öka bränsleeffektiviteten för bilparken till 54,5 miles per gallon till år 2027.
Studiens slutresultat är att, senast 2030, ett federalt mandat som ökar fordonens bränsleeffektivitet till 54,5 miles per gallon skulle minska de automatiska utsläppen i de 11 städerna med 38 procent, i avsaknad av ytterligare masstransit- eller täthetsprogram. Den siffran skulle öka till 46 procent, i genomsnitt, om städerna antog en robust transit- och täthetspolitik. (Trump-administrationen har sagt att den kommer att se över och eventuellt kan släppa den befintliga planen för bränsleeffektivitet.)
"Resultaten för att öka den genomsnittliga bränsleeffektiviteten för den amerikanska flottan är fortfarande starkare än vad vi kan göra på planeringssidan, " säger Hsu. Men han noterar, det är ett relativt resultat, och ökade utsläppsminskningar från ökad användning av kollektivtrafik, bland annat, kan mycket väl vara värt att driva på kommunal nivå.
De 11 städer som analyserades i studien är Atlanta, Boston, Chicago, Cleveland, Denver, Houston, Los Angeles, Miami, Philadelphia, Fågel Fenix, och Seattle.
Din körsträcka kan variera
Som forskarna gärna erkänner, studien bygger på modellering, och förändrade omständigheter kan förändra deras prognoser. Till exempel, en snabb elektrifiering av bilflottan, som tidningen säger, "kan avsevärt minska mängden utsläpp" per fordonsmil.
Uppsatsen klargör också att de genomsnittliga effekterna som hittas över de 11 städerna varierar avsevärt. Att kräva att nybyggda hem ska vara mer energieffektiva skulle minska utsläppen från bostäder med 10 till 13 procent i Houston och Phoenix, men bara med 3 till 5 procent i långsammare växande storstadsområden, inklusive Boston, Chicago, Cleveland, och Philadelphia.
För att vara säker, Mängden utsläppsminskningar som är möjliga i alla stadsområden beror också på befintliga nivåer. Cleveland och Denver, som båda är mycket beroende av kolkraftverk, ha de högsta utsläppsnivåerna per producerad energienhet; de producerar 34,3 och 32,7 kilogram koldioxidutsläpp per miljon BTU (en standardenhet av värmen som krävs för att höja vattentemperaturen), respektive.
Los Angeles, däremot producerar endast 10,7 kg koldioxidutsläpp per miljon BTU, vilket gör sin energianvändning ungefär en tredjedel så kolintensiv som den i Cleveland och Denver. I slutändan varje storstadsområde, Hsu föreslår, kanske måste hitta sin egen väg mot en framtid med ren energi.
"Vi försöker vara hoppfulla, "Hsu säger." Det handlar egentligen bara om att få planerare att tänka på vad som är vettigt på deras marknad. Det kommer inte att finnas en policyidé som fungerar lika överallt. ... Om du har en fast tid och politiskt kapital och fokus, du bör göra det mest effektiva."
Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.
