Phương pháp giảm nhiệt siêu đô thị tại Trung Quốc giúp giảm tải hệ thống điện

Giải pháp hạ nhiệt đô thị thông minh tại Trung Quốc không gây áp lực lên nguồn điện

Đối mặt với những đợt nắng nóng gay gắt kéo dài, nhiều đô thị lớn tại Trung Quốc đang triển khai các phương án làm mát tiên tiến và tối ưu hóa điện năng thay vì phụ thuộc vào việc trang bị thêm máy điều hòa cá nhân. Trong đó, mô hình làm mát khu vực đang trở thành lựa chọn hàng đầu của quốc gia này.

Theo CGTN, áp lực lên hệ thống phân phối điện vào mùa hè tại các thành phố Trung Quốc đang tăng cao do nhu cầu dùng điều hòa không khí leo thang. Nhằm hạn chế việc lạm dụng thiết bị làm lạnh riêng lẻ, một lộ trình thay đổi toàn diện về phương thức tạo lập và cung cấp hơi lạnh đã được thực hiện. Bằng cách xây dựng mạng lưới tập trung, tận dụng các nguồn năng lượng sạch và áp dụng quy trình điều phối thông minh, hệ thống điều hòa giờ đây được vận hành như một hạ tầng công cộng thiết yếu. Đây là bước đi chiến lược nhằm kiến tạo không gian sống xanh, bền bỉ hơn trước biến đổi khí hậu, đồng thời hiện thực hóa các cam kết cắt giảm lượng khí thải carbon.

Phương thức hoạt động của công nghệ làm mát khu vực

Cơ chế giảm nhiệt đô thị này được vận hành dựa trên một trạm năng lượng trung tâm có nhiệm vụ sản xuất nước lạnh, sau đó dẫn qua hệ thống đường ống chôn ngầm tới các công sở, trung tâm thương mại hay các khu căn hộ. Nước sau khi thực hiện nhiệm vụ hấp thụ nhiệt lượng từ các không gian trong nhà sẽ được luân chuyển ngược lại nhà máy để tái xử lý làm lạnh, tạo nên một chu trình tuần hoàn khép kín hoàn toàn. Nhờ sử dụng chung hệ thống thiết bị quy mô lớn, giải pháp này giúp loại bỏ việc lắp đặt các máy móc rời rạc, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và tiết kiệm diện tích mặt bằng cho các công trình.

Dự án điển hình cho mô hình này đang được triển khai tại Khu hợp tác kinh tế Tiền Hải ở Thâm Quyến. Theo đại diện từ Công ty phát triển công nghệ năng lượng Thâm Quyến Tiền Hải, trạm làm mát số 5 do đơn vị vận hành là cơ sở tập trung có quy mô lớn nhất khu vực châu Á khi đi vào hoạt động, có khả năng phục vụ cho tổng diện tích mặt sàn xây dựng khoảng 2,75 triệu mét vuông. Theo SCMP, khi toàn bộ dự án hoàn thành, mạng lưới gồm 10 trạm làm mát tại đây dự kiến sẽ cung cấp tổng công suất lạnh đạt 400.000 tấn lạnh (RT), bao phủ phạm vi 19 triệu m2. Đơn vị tấn lạnh này đại diện cho khả năng làm lạnh của hệ thống điều hòa và các thiết bị liên quan. Khi vận hành đồng bộ, mạng lưới trung tâm này sẽ giúp tiết kiệm 130 triệu kilowatt-giờ điện (tương đương với việc giảm tiêu thụ 16.000 tấn than đá) và cắt giảm 130.000 tấn carbon dioxide phát thải mỗi năm.

Một trạm làm mát ở Tiền Hải, Thâm Quyến. Ảnh: Andersen Xia

Sự lan tỏa mạnh mẽ của mô hình làm mát tập trung

Xu hướng này đang nhanh chóng được nhân rộng ra nhiều địa phương khác. Tại Quảng Châu, chính quyền đang xúc tiến xây dựng một tổ hợp năng lượng tích hợp phục vụ khu phát triển Thành phố Tài chính. Đại diện chính quyền địa phương cho biết dự án này có phạm vi bao phủ khoảng 8 km2, cung cấp công suất hơn 200.000 tấn lạnh nhờ sự phối hợp của 8 trạm năng lượng tập trung kết nối qua hệ thống phân phối thông minh.

Theo ghi nhận từ China Daily, thành phố du lịch Tam Á thuộc tỉnh đảo Hải Nam cũng đã loại bỏ các dàn điều hòa truyền thống để chuyển sang dùng nước lạnh cấp từ nguồn tập trung cho hệ thống khách sạn hạng sang và trung tâm mua sắm miễn thuế. Hệ thống tại Tam Á vận chuyển nước ở nhiệt độ 7 độ C qua mạng lưới đường ống chuyên dụng, giúp giảm bớt việc tiêu thụ khoảng 28.000 tấn than tiêu chuẩn và hạn chế 76.000 tấn carbon dioxide thải ra môi trường mỗi năm khi vận hành ở mức tối đa. Phương án này còn giúp các cơ sở lưu trú giảm thiểu nguy cơ phát sinh vi khuẩn và hạn chế tiếng ồn từ cục nóng điều hòa truyền thống.

Ứng dụng công nghệ lưu trữ nhiệt và năng lượng tự nhiên

Để vận hành hệ thống làm mát quy mô lớn hiệu quả, việc tối ưu hóa quy trình sản xuất hơi lạnh và tận dụng nguồn điện giờ thấp điểm là vô cùng quan trọng. Giải pháp lưu trữ nhiệt bằng đá đang được áp dụng rộng rãi. Theo đó, các nhà máy năng lượng sẽ chuyển hóa nước thành đá vào ban đêm khi nhu cầu điện thấp, sau đó tận dụng nguồn đá trữ này để điều hòa nhiệt độ cho các tòa nhà và khu sản xuất trong giờ cao điểm ban ngày, giảm tải đáng kể cho hệ thống điện lưới quốc gia.

Bên cạnh đó, các địa phương cũng khai thác triệt để nguồn lực tự nhiên sẵn có. Tại trung tâm hành chính của thủ đô Bắc Kinh, một số công trình công cộng đã lắp đặt hệ thống bơm nhiệt địa nhiệt, tận dụng mức nhiệt ổn định sâu trong lòng đất để làm mát vào mùa hè và cung cấp hơi ấm vào mùa đông. Một số công trình khác lại ưu tiên sử dụng nguồn nước tái chế hoặc kết hợp đồng thời ba quy trình làm mát, sưởi ấm và phát điện.

Nhờ sự hỗ trợ của các nền tảng quản lý năng lượng thông minh tích hợp dữ liệu thời gian thực về điều kiện thời tiết, nhu cầu sử dụng điện cũng như công suất thực tế của các tòa nhà, việc sản xuất, tích trữ và phân phối hơi lạnh được tối ưu hóa liên tục. Việc chuyển dịch các hoạt động tiêu thụ năng lượng lớn sang khung giờ thấp điểm và phối hợp linh hoạt các nguồn làm mát giúp các đô thị luôn bảo đảm duy trì nhiệt độ dễ chịu ngay cả trong những đợt nắng nóng kỷ lục.

Trong bối cảnh thời tiết cực đoan xuất hiện ngày một thường xuyên, Trung Quốc đang từng bước chuẩn hóa hệ thống làm mát thành một phần không thể tách rời của hạ tầng kỹ thuật đô thị bên cạnh điện, nước và giao thông, hướng tới thế hệ đô thị hiện đại, mát mẻ và tiết kiệm năng lượng.

Cảm ơn quý độc giả đã dành thời gian theo dõi bài viết này, hy vọng những thông tin trên đã mang lại cho bạn một góc nhìn thú vị về xu hướng phát triển đô thị xanh; xin mời bạn tiếp tục khám phá thêm nhiều bài viết hấp dẫn khác ở ngay phía dưới.