Triển khai chương trình điều chỉnh phụ tải và giải pháp tiết kiệm điện: Cần “bàn tay” cơ chế, chính sách

Sự gia tăng nhanh chóng nhu cầu sử dụng năng lượng trên toàn thế giới đã làm dấy lên lo ngại về các vấn đề an ninh năng lượng và cạn kiệt các nguồn năng lượng. Hầu hết các nước phát triển đều đưa ra các quy định pháp luật về năng lượng hay quy chuẩn về thiết bị tiết kiệm điện trong xây dựng các tòa nhà để giảm tiêu thụ năng lượng của tòa nhà, cụ thể là đối với các thiết bị tiêu tốn nhiều điện nhất như hệ thống điều hòa, hệ thống sưởi, chiếu sáng... 

Tại một số nước đang phát triển, các quy định về hiệu suất năng lượng không được cụ thể hóa rõ ràng hoặc thiếu dữ liệu nhất quán, dẫn đến việc thực hiện quy định năng lượng chưa được hiệu quả, đồng bộ và thống nhất. 

Thống kê cho thấy, các tòa nhà thương mại và nhà ở tiêu thụ hơn 40% tổng năng lượng ở hầu hết các quốc gia, theo đó hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) nói chung và hệ thống điều hòa trung tâm (VRV) nói riêng thường tiêu thụ hơn 50% năng lượng tiêu thụ của tòa nhà. 

Một nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng việc kiểm soát tối ưu hệ thống HVAC có thể đạt được mức tiết kiệm năng lượng lên đến 45%. Do vậy, việc kiểm soát tối ưu hệ thống HVAC có thể làm giảm đáng kể lượng tiêu thụ năng lượng trên toàn cầu. 

Trong khi đó, điều chỉnh phụ tải điện (DR) đang trở thành một giải pháp quan trọng để giảm tiêu thụ điện vào thời gian cao điểm nhằm đảm bảo cân bằng cung và cầu điện. Việc kiểm soát tối ưu hệ thống HVAC của tòa nhà thông qua các chương trình điều chỉnh phụ tải điện không chỉ giảm chi phí tiêu thụ điện trong các tòa nhà mà còn giảm tiêu thụ điện, góp phần ổn định hệ thống điện và thúc đẩy việc phát triển lưới điện thông minh. 

Trên thế giới, một số quốc gia đã thành công trong thực hiện chương trình điều chỉnh phụ tải điện kết hợp với các giải pháp tiết kiệm điện từ hệ thống điều hòa trung tâm VRV, đơn cử như ở Châu Âu và Hoa Kỳ, khi mà những quốc gia này đã đặt chiến lược tiết kiệm điện lên hàng đầu trong các chiến lược năng lượng quốc gia của họ. Nhật Bản cũng đang nỗ lực cải thiện chiến lược tiết kiệm điện thông qua việc tăng cường thực thi pháp luật và đang đầu tư chủ yếu vào phát triển công nghệ tiết kiệm điện thông qua các chương trình điều chỉnh phụ tải điện qua hệ thống điều hòa trung tâm (VRV/ VRF). 

Năm 1982, DAIKIN đã ra mắt công nghệ về hiệu quả năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí VRV tại EU. Theo đó, VRV là công nghệ luân phiên thể tích chất làm lạnh trong cùng hệ thống, có thể điều chỉnh phù hợp với yêu cầu chính xác của mỗi tòa nhà, chỉ cần một lượng điện năng tối thiểu để hệ thống duy trì nhiệt độ cài đặt và đảm bảo rằng hệ thống tự động tắt khi không phát hiện thấy người ở trong phòng. Cơ chế độc đáo này đạt được tính bền vững hơn về lâu dài, vì người sử dụng điện có thể tiết kiệm chi phí đồng thời giảm lượng khí thải carbon của hệ thống. Nhiều công ty thế hệ sau đặt tên công nghệ này là VRF; do vậy, VRV và VRF là hai thuật ngữ khác nhau cho cùng một công nghệ. Do VRV là thương hiệu của Daikin Industries, Ltd., tất cả các công ty khác sử dụng công nghệ thế hệ sau này mà không phải thương hiệu của DAIKIN thì đều gọi nó là VRF. 

Từ đó đến nay, công nghệ điều hòa VRV của DAIKIN liên tục được cải tiến qua các năm. Năm 2019, công nghệ VRV IV + ra mắt, là một hệ thống điều hòa không khí riêng lẻ giải nhiệt nước thông minh, phù hợp cho các tòa nhà cao tầng và tòa nhà chọc trời. Năm 2020 tiếp tục chứng kiến công nghệ VRV 5 S-series ra đời, với dòng sản phẩm thiết kế lại hoàn toàn cho môi chất lạnh R-32, dễ dàng xử lý hơn và cài đặt linh hoạt hơn rất nhiều. Phiên bản năm 2022 là phiên bản thu hồi nhiệt VRV 5, được xây dựng nhằm mục đích hỗ trợ quá trình khử carbon của các tòa nhà thương mại. Đặc biệt, cũng trong năm 2022, DAIKIN Việt Nam đã nghiên cứu giải pháp để hỗ trợ thực hiện các Chương trình DR, đó là giải pháp công nghệ điều chỉnh phụ tải đỉnh tự động (SmartDR64) tích hợp với Hệ thống điều hòa trung tâm VRV.

Thực tế, công nghệ điều chỉnh phụ tải điện tự động (SmartDR64) tích hợp với hệ thống điều hòa  VRV không phải lần đầu được thực hiện. 

Tại Bồ Đào Nha, dự án thử nghiệm điều chỉnh phụ tải được thí điểm tích hợp với hệ thống điều hòa VRV được thực hiện trong năm 2019, nhằm mục đích ổn định việc sử dụng năng lượng tái tạo bằng cách xây dựng hệ thống điều chỉnh phụ tải tự động tích hợp với hệ thống điều hòa VRV vào thời gian cao điểm và điều chỉnh cân bằng cung cầu điện, ngay cả trong mùa hè. Điều hòa không khí hiện chiếm khoảng 40% điện năng tiêu thụ ở Bồ Đào Nha. Dự án điều chỉnh phụ tải điện thông qua điều hòa không khí VRV là sự hợp tác giữa Tổ chức Phát triển Công nghệ Công nghiệp và Năng lượng Mới của Nhật Bản (NEDO) và Viện Địa chất Năng lượng Quốc gia Bồ Đào Nha (LNEG). Ngoài DAIKIN, các công ty khác có liên quan bao gồm nhà cung cấp điện Energias de Portugal (EDP), công ty hệ thống điện EFACEC và công ty tư vấn kinh doanh Bồ Đào Nha Everis tham gia Chương trình. Chương trình điều chỉnh phụ tải tích hợp với hệ thống điều hòa VRV sử dụng công nghệ điều chỉnh tải tự động để tự động kiểm soát giới hạn trên của mức tiêu thụ điện năng. Thiết bị được lắp đặt tại một số tòa nhà của Viện nghiên cứu ở Lisbon, bao gồm cả Tòa thị chính Lisbon. 

Chương trình điều chỉnh phụ tải điện là một chương trình gồm ba bên tham gia: (1) Công ty tiện ích quản lý lưới điện; (2) Các công ty phân phối điện và (3) các khách hàng là tòa nhà sử dụng điện. Đầu tiên, Công ty tiện ích quản lý lưới điện thu thập dữ liệu phụ tải lịch sử của các tòa nhà để đánh giá tiềm năng điều chỉnh phụ tải của các tòa nhà và xác định các mục tiêu DR hợp lý dựa trên các đánh giá. Sau đó tải các trình tổng hợp quản lý và hướng dẫn tham gia chương trình DR. Họ thực hiện và đưa ra các đơn đặt hàng hoặc lịch trình DR trong ngày cho các tòa nhà theo mục tiêu nhận được từ yêu cầu/lệnh của các Công ty phân phối điện. Cuối cùng, các tòa nhà thực hiện các sự kiện điều chỉnh phụ tải điện hoặc quản lý năng lượng theo các lệnh DR đó. 

Cơ chế khuyến khích của Chương trình này là khách hàng tham gia Chương trình nhận được phần thưởng bằng số tiền tương ứng số tiền mà các tòa nhà tiết kiệm được chi phí hóa đơn tiền điện. 

Tương tự như tại Bồ Đào Nha, ở Hàn Quốc, Trung Quốc cũng áp dụng nhiều cơ chế, chính sách khuyến khích các tòa nhà tham gia Chương điều chỉnh phụ tải điện. 

Một ví dụ khác là trong một nghiên cứu thí điểm gần đây về tiềm năng điều chỉnh phụ tải điện được công bố gần đây của California (Hoa Kỳ), các nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đã tuyên bố rằng: “Bộ truyền động tần số biến đổi hỗ trợ DR trong HVAC của tòa nhà thương mại là một công nghệ điều chỉnh phụ tải đỉnh cực kỳ tốt, chúng nên được thử nghiệm để kiểm tra hiệu suất và khả năng mở rộng cho các dịch vụ truyền tải và phân phối”.

Một số nhà sản xuất HVAC đã nghiên cứu phát triển các giải pháp điều chỉnh phụ tải điện tự động có tên gọi là Automated Demand Response (ADR). Các nhà sản xuất VRF, đã bán thiết bị này để thực thi điều chỉnh phụ tải đỉnh kết hợp với các giải pháp tiết kiệm điện từ hệ thống điều hòa trung tâm VRF. 

Tại California, cơ chế khuyến khích để khách hàng tham gia vào Chương trình điều chỉnh phụ tải tự động (ADR) là Công ty sở hữu tiện ích Pacific Gas & Electric Company (PG&E) đã triển khai bằng cơ chế khuyến khích cho các tòa nhà thực hiện hiệu quả năng lượng sẽ được tính toán riêng cho từng chương trình DR cụ thể. 

Chương trình áp dụng cơ chế khuyến khích và hỗ trợ kỹ thuật để khách hàng thương mại đầu tư vào thiết bị, giải pháp nhằm kiểm soát, quản lý tiêu thụ điện khi tham gia Chương trình ADR. Những khách hàng đăng ký tham gia Chương trình ADR nhận tín hiệu sự kiện DR tự động từ Công ty PG&E; những tín hiệu này được nhận diện bởi một giải pháp kỹ thuật qua một liên kết và khởi tạo các chiến lược DR được lập trình trước cho các khách hàng là tòa nhà. Chương trình ADR cung cấp mức khuyến khích trung bình là 200USD/kW và hai mức có khuyến khích bậc cao hơn cho công nghệ tiên tiến HVAC và hệ thống ánh sáng để khách hàng có thể dễ  dàng bù đắp chi phí thiết bị đầu tư ban đầu khi tham gia Chương trình ADR. 

Khách hàng nhận được 60% giá trị ưu đãi/mức khuyến khích khi thiết bị được cài đặt, vận hành và xác minh. Khoản thanh toán 40% còn lại dựa trên hiệu suất và được thanh toán sau khi hoàn thành một sự kiện DR đầy đủ và được xếp hạng theo tỷ lệ dựa trên khách hàng đạt được hiệu suất trong Chương trình thực thi DR so với giá trị điều chỉnh phụ tải (kW) đã cam kết. 

Tại thị trường trong nước, DAIKIN Việt Nam đang thí điểm và sẽ ra mắt thị trường hệ thống điều hòa trung tâm VRV tích hợp giải pháp SmartDR64, với nền tảng Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI). Với công nghệ này, DAIKIN Việt Nam mang đến thông điệp “Chi phí đầu tư giải pháp để giảm 1kW sẽ thấp hơn chi phí đầu tư, sản xuất và cung cấp 1kW cho khách hàng”.

Giải pháp cho hệ thống điều hòa trung tâm VRV tích hợp điều chỉnh phụ tải SmartDR64 của DAIKIN Việt Nam là giải pháp tiết kiệm điện, thực hiện các chương trình điều chỉnh phụ tải điện mang lại hiệu quả cho người dùng với thời gian hoàn vốn nhanh và tiết kiệm bền vững.

Ngoài những lợi ích về vận hành tối ưu, tiết kiệm điện, khi tích hợp thêm giải pháp SmartDR64, thì hệ thống điều hòa trung tâm VRV còn có thêm tính năng thực hiện các sự kiện điều chỉnh phụ tải điện DR khi nhận được yêu cầu của bên bán điện hoặc đơn vị điều độ, như một lợi ích bổ sung cho khách hàng khi tham gia chương trình DR với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), góp phần đảm bảo cân bằng cung cầu điện, đồng thời tiết kiệm chi phí tiền điện cho khách hàng. 

Cũng giống như một số quốc gia phát triển, DAIKIN cũng xây dựng cơ chế chính sách khuyến khích, hỗ trợ thanh toán sau 6 tháng và giảm giá 30% đối với 100 dự án thí điểm công nghệ đầu tiên. Đây thực sự là một chính sách bán hàng hấp dẫn và đang đi theo xu hướng của nhiều nước phát triển trên thế giới. 

Tuy nhiên, từ kinh nghiệm một số quốc gia trên thế giới cho thấy, Việt Nam đang còn rất thiếu cơ chế khuyến khích, hỗ trợ tài chính, điểm thưởng,… và các cơ chế khác của Chính phủ cũng như EVN, các Tổng Công ty điện lực nhằm thu hút, khuyến khích khách hàng chủ động tham gia Chương trình điều chỉnh phụ tải điện DR.

Con đường dẫn đến thành công của các Chương trình Tiết kiệm điện hay Chương trình điều chỉnh phụ tải điện (DR) sẽ phụ thuộc nhiều vào cơ chế, chính sách khuyến khích từ phía Chính phủ; sự chủ động thực hiện của các đơn vị điện lực; sự hỗ trợ về công nghệ - giải pháp của các nhà nghiên cứu, sản xuất; và sự tham gia của khách hàng sử dụng điện, hướng đến vận hành an toàn, ổn định và kinh tế hệ thống điện.