Urban heating , althans de toename daarvan, staat al enige tijd in de belangstelling. En de basis effecten waren mij bekend. Maar na horen van een lezing van Math Santamouris tijdens een recente Conferentie, ging toch een wereld voor mij open. Als erkend deskundige op dit terrein, gaf hij een goed overzicht van de stand van zaken en de ontwikkelingen , en er is veel meer dan ik vermoedde. Het is een van die ontwikkelingen die oplossing van de klimaatopwarming tegenwerken, zolang we niet drastisch ingrijpen. ( zachte heelmeesters en zo) Een kort verslag.
Bekend is uiteraard dat een versteende omgeving de grote bron van opwarming is. Die houdt veel zonne warmte vast, en dat kan oplopen tot 5 graden of meer. In een stad in Marokko is zelfs een verschil van 7 graden tussen de oude binnenstad met nauwe straatjes, en de ruime ‘nieuwe’ Franse buitenwijken geen uitzondering. Die nauwe straten waren in het verleden precies daarvoor ontworpen. En dat is nog los van het verschil tussen stad en platteland.
Zo’n temperatuursverschil is natuurlijk in een land met winterse perioden een voordeel, het aantal graaddagen is substantieel minder in een stedelijke omgeving als daar buiten, nog versterkt door minder windafkoeling. Dat weegt echter niet op tegen de toenemende koellast in de zomer, althans voor voor steden die tevens warme zomers kennen. En dat zijn er steeds meer, met klimaatopwarming en toenemend aantal hittegolven. Een meta studie laat zien dat het heat island effect leidt tot gemiddeld ca 23% meer koelingsvraag, tegenover 19 pct reductie van de verwarmingsvraag, resulterend in totaal in een stijging van 11 % van het energiegebruik.
Dat legt een steeds grotere belasting op de energienetwerken, die dat in sommige delen van de wereld nu al niet aan kunnen. In rijke landen, die in een transitie zitten naar duurzame energie, leidt dat , zeker met voortschrijdende klimaatopwarming, tot een steeds grotere behoefte aan zon en windparken om de energie voor die koeling op te wekken. Als de bouw van die windparken dat al bij zou kunnen houden. Immers, een van de grootste vragers naar energie tegenwoordig, en vooral koel-energie, zijn datacentra, die vraag lijkt nu al harder te groeien, dan we offshore windturbines gebouwd kunnen krijgen ( en de ING bank voorspelde onlangs dat ze in 2030 tot wel 31 pct van de elektriciteitsvraag kunnen uitmaken).
Het is dus een zichzelf versterkend fenomeen: meer koeling is meer energiegebruik, is meer CO2 emissies, in ieder geval voorlopig nog. Nog afgezien van andere milieueffecten, hogere temperaturen zorgen zelfs voor schommelingen in de ozon laag concentratie, vanwege versnelde chemische reacties in de atmosfeer, met weer gevolgen voor de lokale koelingsvraag.
Onderzoek laat zien dat , met de huidige trend, een stad als Mumbai in 2050 door koeling een hogere energievraag zal hebben dan heel de USA samen. Met alle gevolgen van dien. De koellast kan zelfs tot 100% toenemen in sommige steden, evenals de piek electriciteitsvraag .
Maatregelen moeten vooral gezocht worden in passieve en preventieve ingrepen, omdat meer techniek en energie een averechts effect zal hebben, Urban heating is dan een zichzelf versterkend fenomeen.
Afgezien van de energie effecten zijn er ook vele kosten en/of gezondheidseffecten, en vooral in dichtbevolkte armere stads regio’s. Binnentemperaturen kunnen daardoor hoog oplopen, gecombineerd met slechte binnenlucht vanwege het dichthouden van ramen en deuren in ongeventileerde ruimten. Met CO2 concentraties die ver boven de 1500 ppm kunnen oplopen. En boven de 800 ppm zijn duidelijk effecten op het cognitieve systeem waarneembaar, verlies aan concentratie bijvoorbeeld. Bij 1000 ppm zo’n 10% oplopend to wel 40% bij 1500 ppm.
Ook de sterfte kans stijgt: onderzoek laat zien dat de sterfte in dezelfde stad to 6 % hoger kan zijn, voor hen die in de warmere stadsdelen wonen tov bewoners van de koelere stadsdelen. Uiteraard, stijgt de sterftekans voor beiden, vanwege ook de gemiddelde toename van het Urban Heat island effect, tot zon 4% momenteel, met een uitschieter in delen van Sao Paolo met een 30% hogere sterftekans .
Het is echter niet alleen kommer en kwel. Verrassend is het onderzoek dat laat zien dat het menselijk lichaam zich ook aanpast aan hogere temperaturen. Uit enkele studies kwam naar voren dat de sterfte kans over langere periode lichtelijk kan kan dalen. Verrassend, al moeten we voorzichtig mee zijn, over langere tijd verminderen ook de woonomstandigheden, met wellicht betere installaties. Aldus Santamouris.
Hij werkt overigens aan coatings voor buitenoppervlakken waarmee de temperatuur duidelijk omlaag gaat: Op dit moment is een reductie van oppervlakte temperatuur mogelijk van 7 a 8 graden, wat leidt tot een daling van de omgevingstemperatuur van ca 3,5 graden. Het (verwachte ) streven is 15 en 3,8 respectievelijk. Ook coatings die afhankelijk van de temperatuur van kleur veranderen zijn in de maak, en zelfs een coating in de vorm van een eenvoudig aan te brengen spray (‘photonic spray’ ), die tot 10 graden lagere dak temperatuur zou moeten leiden.
Toenemende koellast versterkt door het Urban heat island effect, gaat een veel groter probleem vormen als gedacht, in ieder geval als ik dacht. Het is een van de potentiële runaway effecten in de klimaatcrises. Weg met verhardingen, zorgen voor schaduw in straten (de doeken over de straten in zuid Spanje zijn een simpele passieve en effectieve manier) , en vergroenen al wat kan, in de vorm van bomen, zou ik zeggen. En die hadden we toch al nodig, als CO2 compensatie, schaduw leverancier, biobased materiaal voorraad en als voedselbossen. Tel uit je winst.
afb home page: https://www.princeton.edu/news/2019/09/04/solutions-urban-heat-differ-between-tropical-and-drier-climes
