MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798291590393
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32238757
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621
■1001  ▼aJoseph,  Jordan  M.▼0(orcid)0009-0000-2723-9175
■24510▼aAssessing  Residential  Energy  Efficiency  Retrofit  Adoption  Potential  and  Societal  Impacts  Across  the  US
■260    ▼a[Sl]▼bCarnegie  Mellon  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a192  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Nock,  Destenie;Samaras,  Constantine.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Carnegie  Mellon  University,  2025.
■520    ▼aResidential  and  commercial  buildings  account  for  75%  of  electricity  and  40%  of  national  energy  consumption,  contributing  significantly  to  energy-related  emissions.  Historical  discriminatory  policies,  particularly  federal  redlining,  created  prolonged  disinvestment  in  infrastructure  and  generational  wealth  disparities.  Today,  these  communities-75%  low-to-moderate-income  (LMI)  and  64%  neighborhoods  of  color-disproportionately  face  energy  and  environmental  burdens.  This  research  establishes  a  framework  for  equitable  electrification,  bridging  historical  injustice  with  clean  energy  transition  opportunities.  This  dissertation  addresses  three  primary  research  questions  through  the  development  and  application  of  the  Tradeoff  Analysis  of  Residential  retrofits  for  Energy  equity  (TARE)  model. First,  I  assess  the  lifetime  climate  impacts  of  existing  residential  housing  and  evaluate  the  cost-effectiveness  of  residential  energy  efficiency  retrofits  as  a  greenhouse  gas  mitigation  strategy.  Using  various  cost  databases  with  regional  cost  adjustments  and  Inflation  Reduction  Act  (IRA)  rebate  guidelines,  heat  pump  water  heaters  emerged  as  the  most  cost-effective  retrofit  for  greenhouse  gas  emissions  abatement. Second,  I  investigate  how  the  IRA  rebates  and  grid  decarbonization  affect  equitable  adoption  of  residential  electrification  technologies.  I  determine  the  economic  feasibility  or  "adoption  potential"  of  these  retrofits  through  lifetime  operational  savings  and  emissions  reductions  under  various  policy  scenarios.  Results  show  that  IRA  rebates  substantially  improve  adoption  potential  for  LMI  households  relative  to  pre-IRA  conditions,  with  adoption  potential  more  than  doubling  for  air-source  heat  pumps,  heat  pump  water  heaters,  and  electric  cooking  ranges,  and  more  than  tripling  for  heat  pump  clothes  dryers. Third,  I  assess  adoption  potential,  incorporating  lifecycle  costs  and  monetized  benefits  from  avoided  climate  and  health-related  emissions.  Climate  impacts  were  evaluated  using  three  social  cost  of  carbon  estimates,  while  health  benefits  were  quantified  using  six  methodologies  combining  reduced-complexity  models  (InMAP,  EASIUR,  AP2)  with  various  concentration-response  functions.  Heat  pump  water  heaters  emerge  as  optimal  policy  entry  points,  with  LMI  adoption  potential  reaching  96-99%  for  delivered  fuel  users.  For  air-source  heat  pump  retrofits  in  LMI  households,  adoption  potential  ranges  from  below  2%  for  existing  natural  gas  heating  systems  to  67%  for  fuel  oil  systems.  Accounting  for  societal  benefits  from  reduced  greenhouse  gas  emissions  increases  economically  viable  retrofits  from  16%  (private  costs  only)  to  53-67%  (including  climate  benefits).  Electrifying  space  heating  in  85-96%  of  households  would  beneficially  reduce  criteria  air  pollutants,  with  health  benefits  accruing  primarily  through  reduced  public  air  pollution  exposure.My  research  demonstrates  that  decision-makers  should  prioritize  heat  pump  water  heaters  as  universal  electrification  entry  points  and  design  fuel-specific  programs  for  space  heating  (with  electric  resistance  and  delivered  fuels  generally  being  the  most  effective  retrofit  opportunities.  Future  work  can  improve  model  flexibility  for  additional  user  inputs  and  expand  to  include  Climate  and  Economic  Justice  Screening  Tool  thresholds  for  community-level  analyses,  ultimately  expediting  technical  assistance  for  historically  disadvantaged  populations.
■590    ▼aSchool  code:  0041.
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aThermodynamics
■650  4▼aEnvironmental  engineering
■653    ▼aEnergy  equity
■653    ▼aHealth  co-benefits
■653    ▼aInflation  Reduction  Act
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■653    ▼aRetrofit  adoption
■653    ▼aSocial  cost  of  carbon
■690    ▼a0791
■690    ▼a0775
■690    ▼a0537
■690    ▼a0348
■71020▼aCarnegie  Mellon  University▼bCivil  and  Environmental  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0041
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359483▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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