Phổ biến máy bơm nhiệt ở Nhật Bản: Triển vọng giảm phát thải khí nhà kính và tiêu thụ năng lượng cuối cùng

Trong năm 2020, trước bối cảnh chủng virus mới – COVID19 lây lan trên toàn cầu, cộng đồng quốc tế bày tỏ quan ngại về nguy cơ chậm trễ trong các nỗ lực nhằm cắt giảm phát thải khí nhà kính, ngày 9 tháng 7 năm 2020, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã tổ chức họp các Bộ trưởng của các quốc gia thành viên. Tại cuộc họp, các bên nhất trí rằng các nỗ lực giảm phát thải cacbon sẽ không bị chậm lại, đồng thời đưa ra các khuyến nghị cho các nỗ lực cụ thể để giảm phát thải CO2, hướng tới một xã hội không cacbon, trong đó nhấn mạnh tầm quan trọng của điện khí hóa và sử dụng máy bơm nhiệt. 

Tại Nhật Bản, sử dụng bơm nhiệt là một trong những biện pháp tiết kiệm năng lượng cho triển vọng cung và cầu năng lượng trong dài hạn, các mục tiêu ban đầu đã được đặt ra cho bơm nhiệt, việc quản lý tiến trình cũng đã được thực thi. Tầm quan trọng của điện khí hoá và vai trò của máy bơm nhiệt được nhấn mạnh trong “Chiến lược Đổi mới Môi trường có tính cách mạng 2020.1.21” (Revolutionary Environmental Innovation Strategy (2020.1.21) và “Hiện trạng và các vấn đề năng lượng (từ tài liệu họp của Tiểu ban Chính sách Cơ bản của Cơ quan Tài nguyên và Năng lượng, 2020.7.1)”.

Giảm tiêu thụ năng lượng cuối cùng và khí nhà kính bằng cách phổ biến sử dụng máy bơm nhiệt*

Trung tâm Công nghệ Trữ nhiệt & Bơm nhiệt Nhật Bản (HPTCJ) đã phân tích định lượng về triển vọng phổ biến của máy bơm nhiệt, có tính đến các xu hướng phát triển công nghệ của bơm nhiệt và các lĩnh vực ứng dụng bơm nhiệt. Kết quả cho thấy, khi bơm nhiệt được sử dụng để thay thế các thiết bị đốt đáp ứng nhu cầu nhiệt của khu vực tiêu dùng (như khu dân cư, khu vực thương mại) và khu vực công nghiệp, tác động của việc giảm tiêu thụ năng lượng cuối cùng và khí nhà kính tại Nhật Bản sẽ là:

Giảm mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng: Giảm mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng (theo kịch bản phát triển thông thường BAU 2018: trường hợp trung bình) vào năm 2030 là khoảng 9.14 triệu kL và năm 2050 là khoảng 31.32 triệu kL.

Hình 1. Thay đổi về mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng

Hình 2. Năng lượng giảm theo ngành và theo đối tượng sử dụng (trường hợp trung bình)

Giảm hiệu ứng phát thải khí nhà kính: Giảm hiệu ứng phát thải khí nhà kính (tiêu chuẩn phát thải năm 2018: trường hợp trung bình) vào năm 2030 là khoảng 37.54 triệu tấn CO2 và năm 2050 là khoảng 136.99 triệu tấn CO2.

Hình 3. Các thay đổi về hiệu ứng khí nhà kính

Hình 4. Chi tiết kết quả giảm phát thải CO2 theo ngành và theo đối tượng sử dụng (trường hợp trung bình)

Kết quả đạt được như trên sẽ đóng góp tương đương 12% tổng mục tiêu giảm CO2 (26% vào năm 2030: khoảng 308 triệu tấn CO2) theo cam kết của Nhật Bản được công bố vào tháng 7/2015, và khoảng 14% của mục tiêu giảm khí thải nhà kính vào năm 2050 (80% năm 2050: khoảng 950 triệu tấn CO2), đạt được mục tiêu nhiệt độ tăng dưới ngưỡng 2℃ vào năm 2050 theo Hiệp định Paris. 

(*) BAU đề cập đến các trường hợp phát triển tự nhiên (Kinh doanh như Thông thường) mà không có bất kỳ biện pháp can thiệp đặc biệt nào. Ở đây, HPTCJ sử dụng các trường hợp cố định, trong đó tỷ trọng dự trữ và hiệu suất lưu lượng của mỗi máy bơm nhiệt trong năm 2018 được giả định là không đổi trong tương lai. Hiệu quả giảm tiêu thụ năng lượng cuối cùng dựa trên ý tưởng rằng sự khác biệt so với BAU trong Triển vọng Cung và Cầu Năng lượng Dài hạn là giảm. Ngoài ra, liên quan đến hiệu ứng giảm khí nhà kính, số lượng giảm được dựa trên sự khác biệt so với lượng phát thải CO2 trong năm 2013 trong INDC của Nhật Bản. Trong cả hai trường hợp, vì năm gốc và triển vọng tương lai cho các khung vĩ mô là khác nhau và không thể so sánh đơn giản nên chỉ dành cho mục đích tham khảo.

HPTCJ