Giảm tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà để ứng phó biến đổi khí hậu

Mặc dù tiết kiệm năng lượng trong các tòa nhà mang lại lợi ích rất to lớn, nhưng giải pháp này hiện nay vẫn chưa được áp dụng phổ biến rộng rãi tại Việt Nam. Theo nghiên cứu của các chuyên gia, nguyên nhân chính cản trở việc thực thi các giải pháp là thiếu vốn, thiếu công nghệ và thiếu sự tin tưởng vào lợi ích của các giải pháp tiết kiệm năng lượng.

Trong Nghị quyết 55-NQ/TW về Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến 2045 đã nêu: “Sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, bảo vệ môi trường phải được xem là quốc sách quan trọng và trách nhiệm của toàn xã hội. Tăng cường kiểm toán năng lượng, xây dựng cơ chế, chính sách đồng bộ, chế tài đủ mạnh và khả thi để khuyến khích đầu tư và sử dụng các công nghệ, thiết bị tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường, góp phần thúc đẩy năng suất lao động và đổi mới mô hình tăng trưởng. Tỉ lệ tiết kiệm năng lượng trên tổng tiêu thụ năng lượng cuối cùng so với kịch bản phát triển bình thường đạt khoảng 7% vào năm 2030 và khoảng 14% vào năm 2045”. Các giải pháp chủ yếu tiết kiệm năng lượng là sử dụng hiệu quả năng lượng trong các lĩnh vực công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt gia dụng.

Giảm phát thải carbon dioxide để ứng phó với biến đổi khí hậu là trách nhiệm của mọi quốc gia

Theo Hội đồng liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu Liên hiệp quốc (IPCC), thì hiện nay, nhiệt độ trung bình của Trái đất tăng 0,8 độ C so với năm 1880 và mực nước biển cao hơn 19 cm so với năm 1901. Trong trường hợp thế giới không thực hiện các biện pháp giảm CO2 - khí nhà kính (KNK) thì đến năm 2100, nhiệt độ trung bình Trái đất và mực nước biển sẽ tăng tương ứng là 3,7 - 4,8 độ C và 63 cm.

Để bảo tồn hệ sinh thái, ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu, LHQ kêu gọi các quốc gia trên thế giới chung tay hành động, nhằm đảm bảo nhiệt độ trung bình của trái đất tăng dưới 2 độ C vào năm 2100.

Góp phần đáp ứng mục tiêu này, Chính phủ Viêt Nam đã cam kết với cộng đồng quốc tế sẽ giảm 8% KNK so với kịch bản phát triển bình thường (BAU) vào năm 2030 và có thể giảm tới 25%, nếu có sự trợ giúp quốc tế. Còn trong Nghi quyết 55-NQ/TW thì đặt mục tiêu giảm phát thải KNK so vói kịch bản BAU ở mức 15% vào năm 2030 và 20% năm 2045.

Các giải pháp chủ yếu nhằm cắt, giảm phát thải KNK bao gồm: Nâng cao hiệu suất và hiệu quả sử dụng năng lượng, hay nói chung là tiết kiệm năng lượng (TKNL), giảm mức tiêu thụ năng lượng và đẩy mạnh khai thác hiệu quả sử dụng năng lượng trong các lĩnh vực công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt gia dụng, (đặc biệt là các khách sạn, trung tâm thương mại, văn phòng )…; tăng tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) như các nguồn năng lượng gió, mặt trời, sinh khối… Việc giảm bớt tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là than, dầu (nguyên nhân tạo ra 2/3 lượng KNK) trong hệ thống năng lượng quốc gia là những giải pháp mà nước ta có tiềm năng rất lớn.

Trong các giải pháp TKNL thuộc các lĩnh vực chủ yếu nêu trên thì việc áp dụng các thiết bị và công nghệ tiên tiến, hiện đại trong các tòa nhà là giải pháp dễ thực hiện và ít tốn kém nhất.

Thống kê cho thấy, trong tổng tiêu thụ năng lượng tại một đô thị của Việt Nam, thì các công trình tòa nhà cao tầng như: Các khách sạn, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, khu công nghiệp… chiếm tỷ trọng 35 - 40%. Trong khi đó, số lượng các dự án này đang được đầu tư xây dựng ngày càng nhiều, kéo theo nhu cầu tiêu thụ nguồn năng lượng ngày càng lớn.

Tuy nhiên, trên thực tế, có khoảng 90% các công trình xây dựng tại Việt Nam không tích hợp tính hiệu quả sử dụng năng lượng vào các khâu thiết kế cơ bản và vận hành công trình.

Cụ thể, chưa quan tâm đến giải pháp đầu tư công nghệ trong hệ thống chiếu sáng, thông gió, làm mát, sưởi ấm và sử dụng vật liệu cách nhiệt tiết kiệm năng lượng, phù hợp tiêu chuẩn quốc tế. Đây là một sự lãng phí rất lớn, đặc biệt khi Việt Nam đang có tốc độ tăng trưởng xây dựng cao, với tổng diện tích sàn của các công trình thương mại và nhà ở cao tầng tăng trưởng với tốc độ 6 - 7% mỗi năm.

Các giải pháp về thiết bị và công nghệ

Các giải pháp về thiết bị:

1/ Máy biến áp hiệu quả năng lượng với lõi thép silic (silicon steel) được sử dụng cho lưới điện phân phối có tác dụng giảm tổn thất trong máy đến 50% so với máy biến áp thông thường.

2/ Tụ bù nâng cao hệ số cos Fi, làm giảm tổn thất trong dây dẫn điện.

3/ Hệ thống lọc sóng hài làm giảm độ méo trong sóng điện áp và dòng điện từ 70% xuống còn khoảng 5%, làm giảm lượng điện năng tiêu thụ.

4/ Hệ thống quản lý thông minh tòa nhà (BMS) tiết kiệm 12% lượng điện tiêu thụ.

5/ Chiếu sáng bằng đèn LED T5 tiết kiệm điện năng khoảng 30 - 40% so với đèn huỳnh quang T8, T10. Dùng cảm biến quang điện để điều khiển hệ thống chiếu sáng trong tòa nhà: Tự động bật, tắt đèn khi có hoặc không có đối tượng chuyển động. Hộp tiết kiệm điện chiếu sáng SUPERDIM tiết kiệm được tới 30% điện năng chiếu sáng

6/ Các hệ thống đóng/mở điều hòa không khí sử dụng thể tích/ lưu lượng môi chất biến đổi (VRV/VRF) có thể tiết kiệm từ 30 đến 50% lượng điện năng tiêu thụ so với hệ thống ON/OFF bình thường. Các hệ thống VRV/VRF này phù hợp với các tòa nhà văn phòng, siêu thị có diện tích < 20.000 m2 hoặc các tòa nhà có nhu cầu làm mát < 3000 kW.

7/ Máy lạnh (chiller) hiệu suất cao của hãng SMARDT tiết kiệm điện năng đến 40 - 50% so với máy lạnh thông thường. Máy lạnh truyền động tần số biến đổi (VFD) tiết kiệm 30% điện năng so với máy lạnh thông thường.

8/ Máy bơm nước hiệu suất cao tiết kiệm hơn 5% điện năng so với máy bơm tiêu chuẩn thông thường. Bộ biến tần điều khiển bơm và vận hành hệ thống thông gió tiết kiệm 20 - 30% điện năng.

9/ Thu hồi nhiệt đối từ các hệ thống thông gió và điều hòa không khí tiết kiệm 5 - 20% điện năng. Các hệ thống nhiệt chỉ lưu trữ nước đá, và hệ thống nhiệt lưu trữ nước đá kết hợp làm mát bằng điều hòa không khí tiết kiệm 25 - 30% điện năng.

10/ Đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời, tiết kiệm điện năng 70 - 85% so với sử dụng điện trở.

11/ Cầu thang máy hiện đại, tiên tiến (advanced escalator) sử dụng trong các siêu thị, khách sạn… có lắp bộ cảm biến để điều khiển tốc độ của cầu thang phù hợp với tải trọng. Loại thang máy này có thể tiết kiệm điện năng đến 45% so với các loại cầu thang máy cũ.

Các giải pháp về công nghệ:

1/ Lắp cửa sổ tòa nhà bằng kính năng lượng thấp (Low - e glass) để giảm truyền nhiệt từ trong ra ngoài và từ ngoài vào trong tòa nhà, hoặc kính khống chế ánh nắng phản xạ hầu hết bức xạ mặt trời. Loại kính này giúp tiết kiệm được 5% năng lượng.

2/ Phim cách ly (insulation film) khống chế cho ánh nắng đi qua nhưng phản xạ lại các tia cực tím (UV), ánh sáng chói và hơi nóng. Thay đổi các mức cách nhiệt giúp cho việc sử dụng năng lượng được khống chế trong bất kỳ khí hậu nào.

3/ Đã có một cuộc cách mạng trong ngành sơn với sự xuất hiện của sơn phản xạ nhiệt, giúp cải thiện tính chất cách nhiệt của các tòa nhà theo hướng thân thiện với môi trường.

Loại sơn này có thể phản xạ tới 80% bức xạ mặt trời, vì vậy nếu sơn lên mái hoặc các bề mặt của tòa nhà thì chúng sẽ phản xạ nhiệt mặt trời và giữ mát cho ngôi nhà.

Sơn phản xạ nhiệt còn làm giảm hiệu ứng “cô lập nhiệt đô thị” - một hiệu ứng làm cho nhiệt độ đô thị cao hơn các vùng xung quanh vào những ngày hè dẫn đến các máy điều hòa không khí phải làm việc nặng nề hơn, tiêu thụ điện năng nhiều hơn, đồng thời gia tăng việc hình thành sương mù góp phần làm chất lượng không khí xấu hơn, cho phép các tòa nhà mát hơn nghĩa là sử dụng máy điều hòa ít hơn và lượng phát thải carbon dioxide thấp hơn.

Kết luận và kiến nghị

Mặc dù TKNL trong các tòa nhà mang lại lợi ích rất to lớn, nhưng giải pháp này hiện nay vẫn chưa được áp dụng phổ biến tại Việt Nam. Theo nghiên cứu của các chuyên gia, nguyên nhân chính cản trở việc thực thi các giải pháp là thiếu vốn, thiếu công nghệ và thiếu sự tin tưởng vào lợi ích của các giải pháp TKNL.

Để vượt qua các rào cản này, nhằm tăng cường thực hiện các giải pháp TKNL trong các lĩnh vực sử dụng năng lượng nói chung và trong các tòa nhà nói riêng, cần có cơ chế, chính sách, đặc biệt là hỗ trợ về tài chính để các Công ty Dịch vụ Năng lượng - ESCO (Energy Sevice Company) thực hiện hợp đồng về TKNL với khách hàng.

Được biết, hiện nay Công ty Viet ESCO - một công ty chuyên thực hiện các giải pháp TKNL chia sẻ có hai hình thức đầu tư chính cho các dự án TKNL tại các tòa nhà:

Một là: Hợp đồng bảo đảm tiết kiệm, trong đó ESCO cam kết với khách hàng về tỉ lệ năng lượng tiết kiệm nhất định.

Hai là: Hợp đồng EPC, trong đó ESCO tự bỏ vốn đầu tư để thực hiện các khâu khảo sát, thiết kế, mua sắm vật tư, thiết bị đến lắp đặt và vận hành dự án./.

TS. NGUYỄN MẠNH HIẾN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM