Trung Quốc đang triển khai hệ thống làm mát tập trung quy mô đô thị, giúp tiết kiệm 130 triệu kWh điện và giảm 130.000 tấn CO2 mỗi năm, thay thế hàng triệu điều hòa đơn lẻ.
Hệ thống làm mát tập trung thay thế điều hòa đơn lẻ
Thay vì lắp đặt hàng triệu máy điều hòa đơn lẻ trên tường các tòa nhà, nhiều đô thị lớn tại Trung Quốc đang tái định nghĩa khái niệm làm mát. Khi những mùa hè nắng nóng cực đoan liên tục xô đổ các kỷ lục nhiệt độ, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí tăng vọt đang đặt áp lực nghẹt thở lên lưới điện quốc gia. Trước bài toán hóc búa này, các nhà quy hoạch đô thị Trung Quốc đã chọn một hướng đi mang tính gốc rễ: thay đổi toàn bộ kiến trúc phân phối năng lượng làm mát.
Khái niệm hệ thống làm mát tập trung đang trở thành từ khóa cốt lõi trong chiến lược kiến tạo đô thị xanh. Thay vì mỗi tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại hay khu dân cư phải trang bị một hệ thống máy làm lạnh nước riêng biệt, một trạm năng lượng trung tâm sẽ đảm nhiệm vai trò sản xuất nước lạnh. Nước lạnh sau đó được vận chuyển qua mạng lưới đường ống ngầm khép kín đến các tòa nhà trong khu vực. Tại đây, nước hấp thụ nhiệt lượng từ môi trường trong nhà, giúp hạ nhiệt độ không khí rồi quay lại trạm trung tâm để bắt đầu chu trình làm lạnh mới.
Thâm Quyến và Quảng Châu tiên phong
Mô hình chia sẻ hạ tầng này giúp loại bỏ sự trùng lặp trong xây dựng, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và giải phóng không gian diện tích khổng lồ trên tầng mái hoặc tầng hầm của các tòa nhà. Khu hợp tác kinh tế tại Thâm Quyến là một trong những dự án tiên phong. Trạm năng lượng số 5 tại đây từng giữ kỷ lục là trạm làm mát tập trung lớn nhất châu Á khi đi vào hoạt động, có khả năng cung cấp dịch vụ giải nhiệt cho khoảng 2,75 triệu mét vuông sàn xây dựng. Khi toàn bộ mạng lưới gồm 10 trạm làm mát theo quy hoạch hoàn thành, hệ thống ước tính sẽ tiết kiệm được 130 triệu kilowatt giờ (kWh) điện và cắt giảm tới 130.000 tấn khí thải CO2 mỗi năm.
Không dừng lại ở Thâm Quyến, mô hình này đang nhanh chóng lan rộng ra nhiều siêu đô thị khác. Tại Quảng Châu, dự án năng lượng tích hợp cho khu đô thị tài chính đang được triển khai với quy mô bao phủ khoảng 8 km vuông. Khi hoàn thiện, mạng lưới phân phối thông minh kết nối 8 trạm năng lượng tập trung này sẽ cung cấp công suất làm lạnh vượt trội lên tới hơn 200.000 tấn lạnh.
Công nghệ tích trữ đá và tận dụng nhiệt độ lòng đất
Việc xây dựng hệ thống làm mát quy mô thành phố không chỉ đơn thuần là bài toán sản xuất nước lạnh, mà cốt lõi nằm ở khả năng điều tiết tải điện thông minh. Trung Quốc đang giải quyết vấn đề này bằng cách tận dụng tối đa thời gian thấp điểm của lưới điện thông qua công nghệ tích trữ nhiệt lạnh bằng đá. Thay vì vận hành hết công suất vào những khung giờ cao điểm nắng nóng ban ngày – thời điểm lưới điện căng thẳng nhất, các trạm năng lượng sẽ tăng cường sản xuất đá lạnh vào ban đêm khi nhu cầu tiêu thụ điện toàn thành phố giảm xuống. Đến ngày hôm sau, lượng đá tích trữ này sẽ được xả ra để làm mát dòng nước phân phối đi khắp đô thị. Giải pháp này giúp san phẳng biểu đồ phụ tải điện, giảm thiểu nguy cơ quá tải hệ thống và tận dụng được mức giá điện ban đêm thấp hơn.
Bên cạnh đó, các đô thị cũng đang đa dạng hóa nguồn năng lượng dựa trên đặc điểm tự nhiên của từng địa phương. Tại trung tâm hành chính mới của Bắc Kinh, hàng loạt công trình công cộng biểu tượng đang sử dụng hệ thống bơm nhiệt nguồn đất. Công nghệ này khai thác sự ổn định tương đối của nhiệt độ trong lòng đất để làm mát vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông. Một số dự án khác tái sử dụng nguồn nước thải đã qua xử lý hoặc kết hợp đồng thời các giải pháp điện - sưởi - làm mát để tạo ra hệ sinh thái năng lượng tuần hoàn.
Quản trị bằng AI: số hóa luồng khí mát
Khi quy mô các đường ống và trạm năng lượng ngày càng phình to, thách thức lớn nhất không còn là năng lực sản xuất mà là bài toán phân phối: làm sao để biết chính xác khi nào và ở đâu cần làm mát? Các nền tảng quản lý năng lượng thông minh ứng dụng dữ liệu thời gian thực đang đóng vai trò là bộ não điều phối toàn bộ hệ thống khổng lồ này. Bằng cách phân tích liên tục dữ liệu khí tượng, dự báo biến động của lưới điện và mật độ người thực tế trong các tòa nhà, thuật toán thông minh tự động đưa ra quyết định tối ưu. Hệ thống sẽ tự động tính toán thời điểm cần tăng tốc sản xuất lạnh, thời điểm cần xả đá dự trữ hoặc chủ động chuyển dịch các hoạt động tiêu thụ năng lượng lớn sang khung giờ thấp điểm.
Sự can thiệp của công nghệ số giúp các thành phố giữ vững sự an toàn cho mạng lưới điện quốc gia ngay cả trong những đợt nắng nóng khắc nghiệt nhất mà không làm giảm trải nghiệm tiện nghi của người dân. Trong nhiều thập kỷ trước, việc giữ mát cho một ngôi nhà đồng nghĩa với việc mua thêm một chiếc máy điều hòa. Giờ đây, tư duy quy hoạch của Trung Quốc đã chuyển dịch toàn diện: làm mát là một phần không thể tách rời của hạ tầng kỹ thuật đô thị, được tính toán đồng bộ ngay từ khâu quy hoạch mặt đất và không gian ngầm. Theo phunumoi.net.vn
