Làm mát bền vững: Không chỉ là câu chuyện của chiếc điều hòa

Thông tin được đưa ra tại tọa đàm “Hành động toàn cầu vì một hành tinh mát lành hơn” do Cục Biến đổi khí hậu, Bộ Nông nghiệp và Môi trường phối hợp với Hội Khoa học Kinh tế Việt Nam và Tạp chí Kinh tế Việt Nam/VnEconomy tổ chức sáng 14/9.

Nhu cầu làm mát tăng, áp lực khí hậu lớn hơn

Việt Nam đã tham gia Nghị định thư Montreal từ năm 1994 và Bản sửa đổi, bổ sung Kigali từ năm 2019, từng bước xây dựng khung pháp lý và lộ trình loại trừ các chất làm suy giảm tầng Ozone, đồng thời kiểm soát các chất có tiềm năng gây nóng lên toàn cầu. Theo bà Nguyễn Đặng Thu Cúc, Điều phối viên Ozone quốc gia, Cục Biến đổi khí hậu, Bộ Nông nghiệp và Môi trường, Nghị định thư Montreal được cộng đồng quốc tế ký kết năm 1987 nhằm loại trừ các chất làm suy giảm tầng Ozone, qua đó hạn chế tác động đến sức khỏe con người.

Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi công nghệ lại đặt ra thách thức mới. Một số môi chất lạnh thay thế các chất làm suy giảm tầng Ozone có tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính cao. Vì vậy, năm 2016, cộng đồng quốc tế thông qua Bản sửa đổi, bổ sung Kigali của Nghị định thư Montreal nhằm kiểm soát nhóm chất này. Việt Nam chính thức tham gia từ năm 2019. Đến nay, Việt Nam đã từng bước hình thành khung pháp lý và các lộ trình cơ bản cho chuyển đổi công nghệ, quản lý vòng đời môi chất lạnh và thay thế các thiết bị có tác động xấu đến khí hậu bằng công nghệ thân thiện hơn.

Nhưng thách thức ngày càng lớn khi nhu cầu làm mát tăng nhanh. PGS.TS. Nguyễn Việt Dũng, Phó Hiệu trưởng Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, cho biết nhu cầu làm mát tăng mạnh cùng với quá trình nóng lên toàn cầu, đô thị hóa và công nghiệp hóa. Trong 10 năm đầu của khoảng hai thập kỷ qua, tốc độ tăng trưởng nhu cầu làm mát gần như năm nào cũng ở mức hai con số, thậm chí cao hơn khoảng ba lần tốc độ tăng GDP trung bình của Việt Nam. 10 năm gần đây, tốc độ tăng đã chậm lại do tác động của Covid-19 và sự phân hóa của thị trường, song vẫn gần gấp đôi mức tăng trưởng trung bình của lĩnh vực làm mát trên thế giới.

Theo đánh giá của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến khoảng năm 2030-2035, lĩnh vực làm mát toàn cầu có thể chiếm 25-30% tổng sản lượng điện thương phẩm. Điều này cho thấy làm mát không còn là nhu cầu phụ trợ mà ngày càng trở thành một cấu phần quan trọng của nhu cầu năng lượng. Đáng chú ý, nhu cầu làm mát tăng cũng tạo ra một vòng luẩn quẩn về khí hậu. Theo PGS.TS. Nguyễn Việt Dũng, điều hòa càng lấy nhiều nhiệt ra khỏi phòng thì càng thải nhiệt ra môi trường bên ngoài. Về nguyên lý, lượng nhiệt thải ra bằng tổng lượng nhiệt lấy từ bên trong cộng với công suất điện cung cấp cho thiết bị. Có thể hình dung, nếu điều hòa lấy 100 đơn vị nhiệt từ trong phòng thì lượng nhiệt thải ra ngoài có thể khoảng 130 đơn vị.

Trong các đô thị bê tông hóa, nhiều công trình cao tầng, lượng nhiệt này góp phần làm gia tăng hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Theo ông Dũng, nhiệt độ khu vực đô thị có thể cao hơn khoảng 2-5°C so với vùng xung quanh. Nhiệt độ ngoài trời tăng lại khiến điều hòa tiêu thụ nhiều điện hơn. Cứ mỗi 1°C nhiệt độ ngoài trời tăng lên, điện năng tiêu thụ của điều hòa có thể tăng khoảng 2-4%. Từ đó hình thành vòng luẩn quẩn: càng nóng, càng dùng điều hòa; càng dùng nhiều, càng tiêu thụ điện và thải nhiệt; tiêu thụ điện tăng lại kéo theo phát thải khí nhà kính.

Bên cạnh phát thải gián tiếp từ tiêu thụ điện, môi chất lạnh tạo ra nguồn phát thải trực tiếp. Nếu trước đây một số môi chất lạnh gây suy giảm tầng ô-dôn thì một số môi chất thay thế hiện nay lại có tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính cao. Đây là lý do bài toán làm mát không thể chỉ được nhìn từ chiếc điều hòa.

Phải thay đổi cả hệ thống

Theo ông Nguyễn Công Thịnh, chuyên gia về môi trường xây dựng, tiết kiệm năng lượng và công trình xanh, năng lượng dành cho điều hòa và làm mát tại các công trình qua khảo sát, kiểm toán năng lượng chiếm khoảng 40-60% tổng tiêu thụ năng lượng công trình. Tỷ lệ này khác nhau theo vùng khí hậu và đặc biệt lớn tại khu vực miền Nam. Do đó, kiểm soát nhu cầu làm mát cần bắt đầu từ quy hoạch.

Theo ông Thịnh, công trình giống như một “tế bào” trong cơ thể lớn hơn là đô thị hoặc một cụm dự án. Vì vậy, ngay từ quy hoạch cần tính đến mật độ xây dựng, tầng cao, diện tích cây xanh, mặt nước và các yếu tố liên quan đến vi khí hậu. Việc xanh hóa mặt đệm cũng có ý nghĩa trong giảm hấp thụ nhiệt và hạn chế tác động của hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Khi nhiệt độ không khí bên ngoài thấp hơn, hệ thống thông gió và điều hòa cũng giảm bớt tải xử lý.

Ở góc độ thiết kế, ông Phan Tuấn Anh, kiến trúc sư trưởng và nhà sáng lập GS Team, cho rằng thiết kế thụ động không phải vấn đề mới. Nội dung này đã được đề cập từ khoảng 10 năm trước trong những phiên bản đầu tiên của các bộ tiêu chuẩn đánh giá công trình xanh. Những giải pháp trên tác động trực tiếp đến tải nhiệt và nhu cầu làm mát của công trình. Vì vậy, trước khi tìm kiếm các giải pháp về hệ thống làm lạnh, cần quan tâm nhiều hơn đến thiết kế, tổ chức không gian và lớp vỏ công trình.

Ở phía doanh nghiệp, bà Nguyễn Thị Lệ Thanh, Giám đốc Công ty Daikin Air-Conditioning Việt Nam, cho biết thị trường điều hòa đang thay đổi nhanh trước yêu cầu tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải và giảm chi phí vận hành. Theo bà Thanh, người tiêu dùng thường quan tâm trước hết đến khả năng làm lạnh và giá mua. Tuy nhiên, nếu nhìn theo toàn bộ vòng đời sản phẩm, hiệu suất năng lượng mới là yếu tố quyết định chi phí thực tế. Một thiết bị hiệu suất cao có thể đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn hơn, nhưng trong vòng đời sử dụng khoảng 10 năm, mức tiết kiệm điện tích lũy có thể tạo ra chênh lệch đáng kể.

PGS.TS. Nguyễn Việt Dũng cho rằng hiệu suất cao của một thiết bị chưa đủ để kết luận cả hệ thống làm mát hiệu quả. “Phải nhìn việc sử dụng điều hòa theo vòng đời của thiết bị, thay vì chỉ nhìn vào giá đầu tư ban đầu”, ông Dũng nhấn mạnh. Theo ông, một chiếc điều hòa hiệu suất cao, thân thiện hơn với môi trường có thể có chi phí đầu tư lớn hơn nhưng sẽ giảm chi phí điện trong 10-15 năm vận hành. Trong tổng chi phí vòng đời, phần chi phí trong quá trình vận hành có thể chiếm khoảng 70%, thay vì chỉ tập trung vào khoản đầu tư ban đầu.

Quan trọng hơn, hiệu quả của hệ thống phải được tính từ quy hoạch, thiết kế công trình, giảm nhu cầu làm mát thụ động, thiết kế hệ thống kỹ thuật, lựa chọn công nghệ và cuối cùng là vận hành, bảo trì, quản lý môi chất lạnh. Đặc biệt, công nghệ làm lạnh mới cũng đặt ra yêu cầu cao hơn về kỹ năng của đội ngũ kỹ thuật, trong đó có các vấn đề về an toàn cháy nổ, phòng cháy chữa cháy và xử lý môi chất lạnh.

PGS.TS. Nguyễn Việt Dũng ví môi chất lạnh như “dòng máu” của hệ thống điều hòa, rất cần thiết cho thiết bị nhưng nếu phát thải ra môi trường, một số loại có tác động gây hiệu ứng nhà kính cao hơn hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần so với CO₂. Như vậy, bài toán làm mát bền vững không nằm ở việc cắt giảm nhu cầu làm mát. Mục tiêu là đáp ứng nhu cầu tiện nghi, sản xuất và phát triển công nghiệp số nhưng giảm mức năng lượng cần thiết để tạo ra cùng một đơn vị làm mát. Từ quy hoạch đô thị, thiết kế công trình, cây xanh và mặt nước, giải pháp che nắng, thông gió tự nhiên, vật liệu bao che đến hệ thống điều hòa hiệu suất cao, công nghệ điều khiển và quản lý vòng đời môi chất lạnh, tất cả phải được đặt trong cùng một chuỗi.

Khi nhu cầu làm mát tiếp tục tăng, cách tiếp cận hiệu quả không phải là sử dụng nhiều hơn mà là làm mát thông minh hơn, với ít năng lượng và ít tác động khí hậu hơn.