Tại Hội nghị thượng đỉnh của LHQ về biến đổi khí hậu COP26 được tổ chức tại Glasgow (Vương quốc Anh) vào tháng 11/2021, Việt Nam đã đưa ra cam kết phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Cam kết này thể hiện quyết tâm của Chính phủ Việt Nam thực hiện các mục tiêu chuyển dịch từ nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống sang các nguồn năng lượng xanh, sạch, giảm phát thải khí nhà kính, chống biến đổi khí hậu.
Thời gian gần đây “Tòa nhà Cân bằng Năng lượng” là một đề tài hot trên các mạng truyền thông và của nhiều hội thảo khoa học để tạo ra sự nhận biết về tầm quan trọng của phát thải ròng bằng 0.
Bài viết này muốn giới thiệu một số khái niệm cơ bản về “Tòa nhà Cân bằng Năng lượng”, nơi hoạt động của nó tổng thể không phát thải carbon do tiêu thụ Năng lượng.
1. Phát thải Carbon và Năng lượng
Trong khí quyển có một số khí (như hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC,…) – gọi là khí nhà kính, có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại được phản xạ từ bề mặt Trái Đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất gây nên hiệu ứng nhà kính - biến hành tinh của chúng ta giống như một nhà kính lớn và giữ nhiệt độ trái ở nhiệt độ ổn định (nếu lượng khí nhà kính không tăng giảm).
Với các hoạt động công nông nghiệp và tiêu dùng của con người gia tăng nhanh chóng, lượng khí nhà kính phát thải ra khí quyển ngày càng tăng cao và làm cho nhiệt độ trái đất liên tục tăng lên.
Việc nhiệt độ trái đất tăng lên gây ra những hậu quả rất nguy hiểm như:
• Gây nên Biến đổi khí hậu: Thời tiết cực đoan: Lũ lụt, Hạn hán, Cháy rừng, Bão lớn,…
• Làm tan băng gây nên dâng mực nước biển, gây mất đất,…
• Tác động đến các loài sinh vật
• Ảnh hưởng xấu đến Sức khỏe con người
Trong các khí thải nhà kính, khí CO2 là nguyên nhân chính gây nên hiệu ứng nhà kính. Trong đó hơn 40% lượng khí thải CO2 liên quan đến Năng lượng, do đốt nhiên liệu hóa thạch (than đã, dầu mỏ và khí đốt,…) để phát điện.
Vì vậy giảm thiểu phát thải carbon trong sản xuất và tiêu thụ điện năng đóng vai trò rất quan trọng trong việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính, và các tác hại của hiệu ứng nhà kính.
2. Phát thải carbon do tiêu thụ Năng lượng của một Tòa nhà
Lượng khí thải carbon do sử dụng Năng lượng liên quan đến một Tòa nhà được chia thành hai loại;
• Embodied Carbon (Carbon hiện thân) là lượng khí thải nhà kính phát sinh do tiêu thụ Năng lượng trước và sau giai đoạn vận hành, từ quá trình:
o Sản xuất và vận chuyển vật liệu và thiết bị dùng để xây dựng và lắp đặt tòa nhà
o Xây dựng nhà, lắp đặt thiết bị và
o Phá bỏ tòa nhà, vận chuyển và thải bỏ vật liệu xây dựng thải bỏ.
• Operation Carbon (Carbon phát thải khi hoạt động) đề cập đến lượng khí thải nhà kính được phát thải do quá trình hoạt động/vận hành tòa nhà. Đó là Năng lượng tiêu thụ của các thiết bị trong tòa nhà:
o HVAC
o Ánh sáng
o Thiết bị và đồ dùng
o Thang máy
o Và các thiết bị sử dụng Điện/Năng lượng khác
Embodied Carbon rất khó tính toán và chỉ phát sinh khi xây dựng tòa nhà vì vậy cũng ít được nói đến.
Nhưng Operation Carbon thì có thể tính toán được và có thể được đo đạc/kiểm soát một cách dễ ràng vì vậy khi nói đến cân bằng Năng lượng trong Tòa nhà, thì người ta thường nói đến cân bằng Carbon/Năng lượng khi vận hành.
Trong tòa nhà, Năng lượng được sử dụng là Năng lượng điện. Nên Phát thải carbon khi vận hành tòa nhà là phát thải carbon khi sản xuất ra lượng điện được tiệu thụ trong tòa nhà.
3. Tòa nhà cân bằng về năng lượng vận hành là gì?
Tòa nhà cân bằng về năng lượng vận hành là Tòa nhà:
• Được Thiết kế và Vận hành có hiệu quả sử dụng năng lượng cao để có thể giảm thiểu Năng lượng tiêu thụ trong quá trình hoạt động (vận hành) xuống mức thấp có thể và
• Phát thải carbon của lượng Năng lượng tiêu thụ này được bù đắp bằng Năng lượng tái tạo do tòa nhà sản xuất ra hoặc/và bằng mua tín chỉ carbon.
Như vậy, Tòa nhà cân bằng Năng lượng thực chất không phát thải carbon ra môi trường khi sử dụng Năng lượng trong hoạt động.
Để một tòa nhà có thể có hiệu quả sử dụng Năng lượng cao cần:
1. Có Thiết kế kiến trúc và xây dựng tòa nhà sao cho nhu cầu về Năng lượng - Energy demand (cho các thiết bị sử dụng Năng lượng của tòa nhà, nhất là HVAC) là thấp nhất có thể
2. Có Thiêt kế và lắp đặt các hệ thồng Cơ điện (HVAC, Ánh sáng, Thiêt bị sử dụng ổ cắm điện, Thang máy,…) với hiệu suất Năng lượng cao của từng thiết bị và hệ thống thiết bị
3. Có Hệ thống điều khiển tự động, giám sát và phân tích Năng lượng ở cấp độ cao, sử dụng công nghệ tiết kiệm Năng lượng tiên tiến (Big data, IoT và AI)
4. Có Hệ thống Vận hành và Bảo dưỡng thiết bị, lấy hiệu quả Năng lượng làm trung tâm
5. Có Hệ thống Quản lý Năng lượng hiệu quả để duy trì và thường xuyên nâng cấp sự hiệu quả của việc sử dụng Năng lượng
Xem thêm: https://greenyourbuilding.com.vn/toa-nha-can-bang-nang-luong-duoc-thiet-ke-van-hanh-va-quan-ly-nhu-the-nao
Dù có thiết kế và vận hành hiệu quả Năng lượng tốt và Năng lượng tiêu thụ cho vận hành đã được giảm thiểu đến mức thấp, nhưng không bằng không được. Như vậy vẫn cần tiêu thụ một lượng Năng lượng nhất định (từ điện lưới hoặc máy phát điện), tức là vẫn phát thải carbon. Để là Tòa nhà cân bằng Năng lượng, Năng lượng tiêu thụ có phát thải carbon này cần được bù đắp
Bù đắp Carbon cho Năng lượng tiêu thụ bằng:
• Năng lượng tái tạo được sản xuất bởi hệ thống Năng lượng tái tạo của riêng mình, được lắp đặt trong khuôn viên của Tòa nhà hoặc ở địa điểm khác, nhưng là thành phần của Tòa nhà hoặc
• Mua Tín chỉ Carbon (Credit carbon) tương đương với lượng carbon phát thải ra do Năng lượng tiêu thụ gây ra. Tín chỉ này có thể được mua ở Thị trường carbon tự nguyện (voluntary carbon market), dựa trên cơ sở hợp tác thỏa thuận song phương hoặc đa phương giữa các tổ chức, công ty.
Ở sàn giao dịch này, các đơn vị có sản phẩm thu hồi carbon (trồng rừng,…) hay sản xuất Năng lượng tái tạo (không phát thải carbon) bán tín chỉ carbon mà họ tạo ra và bên mua là những bên cần những tín chỉ carbon đó (các Tòa nhà cân bằng Năng lượng, các đơn vị phát thải carbon quá mức được phép,…)
Ở Việt Nam, hiện chưa có sàn giao dịch tín chỉ carbon, nhưng sàn này có kế hoạch sẽ được vận hành thí điểm kể từ năm 2025 và đến năm 2028 sẽ vận hành chính thức.
4. Tòa nhà cân bằng Năng lượng ở Thế giới và Việt nam
Để xây dựng được một Tòa nhà cân bằng Năng lượng đáp ứng được yêu cầu và kỳ vọng của người sử dụng ngày nay là một việc rất khó khăn. Vì những lý do sau:
• Yêu cầu tiện nghi của người sử dụng ngày một cao và như vậy cần tiêu thụ Năng lượng cho vận hành nhiều hơn
• Tòa nhà không có đủ mặt bằng/điều kiện để có thể lắp đặt Hệ thống Năng lượng tái tạo lớn cần thiết
• Chi phí mua tín chỉ carbon cao
• Chi phí xây dựng cao hơn các Tòa nhà thông thường
• …
Tuy nhiên cũng có một số (rất ít) Tòa nhà trên thế giới đã đạt tiêu chuẩn là Tòa nhà cân bằng Năng lượng. Đó thường là những Tòa nhà biểu tượng, có điều kiện mặt bằng, thiên nhiên và tài chính phù hợp trong bối cảnh phù hợp, với đội ngũ phù hợp.
Có thể khó biến một Tòa nhà riêng lẻ thành một Tòa nhà cân bằng Năng lượng, trong khi ở quy mô cộng đồng, ví dụ một Thành phố mới xây dựng, có thể khả thi hơn. Và đây cũng đang là một xu thế mà nhiều nước tiên tiến đang theo đuổi.
Ở Việt Nam, với thời tiết nóng và ẩm, nhu cầu Năng lượng cho ĐHNĐ rất cao, diện tích đất đắt đỏ thì cơ hội cho Tòa nhà cân bằng Năng lượng phát triển đại trà là rất thấp.
Xu thế xây dựng những tòa nhà cân bằng Năng lượng ngày càng mạnh mẽ ở các nước phát triển và chúng ta cũng cần chuẩn bị đón nhận xu thế này. Nhưng với điều kiện khó khăn hơn, nên cần có cái nhìn thực tế. Thay vì đặt mục tiêu xây những tòa nhà cân bằng Năng lượng 100%, sẽ thực tế hơn khi chúng ta phấn đấu để phần lớn các tòa nhà mới xây hoặc cải tạo lại sẽ “tiến gần đến” tiêu chuẩn của Tòa nhà cân bằng Năng lượng”.
