Thay vì tiếp tục lắp đặt hàng triệu máy điều hòa đơn lẻ, nhiều đô thị lớn tại Trung Quốc đang tái định nghĩa khái niệm làm mát bằng hệ thống làm mát tập trung. Khi những mùa hè nắng nóng cực đoan liên tục xô đổ kỷ lục nhiệt độ, nhu cầu sử dụng điều hòa tăng vọt đặt áp lực nghẹt thở lên lưới điện quốc gia. Thay vì tăng nguồn cung cục bộ, các nhà quy hoạch đô thị đã chọn hướng đi gốc rễ: thay đổi kiến trúc phân phối năng lượng làm mát.
Điều hòa trung tâm quy mô toàn khu đô thị
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 trang bị hệ thống máy làm lạnh nước riêng, một trạm năng lượng trung tâm sản xuất nước lạnh, vận chuyển qua mạng lưới đường ống ngầm khép kín đến các tòa nhà. Nước hấp thụ nhiệt từ môi trường trong nhà, hạ nhiệt độ không khí rồi quay lại trạm trung tâm để bắt đầu chu trình mới. Mô hình này loại bỏ sự trùng lặp trong xây dựng, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và giải phóng không gian trên tầng mái hoặc tầng hầm.
Khu hợp tác kinh tế tại Thâm Quyến là một trong những dự án tiên phong. Trạm năng lượng số 5 từng giữ kỷ lục trạm làm mát tập trung lớn nhất châu Á khi đi vào hoạt động, cung cấp dịch vụ giải nhiệt cho khoảng 2,75 triệu mét vuông sàn xây dựng. Khi toàn bộ mạng lưới 10 trạm hoàn thành, hệ thống ước tính tiết kiệm 130 triệu kilowatt giờ (kWh) điện và cắt giảm 130.000 tấn khí thải CO2 mỗi năm.
Lan rộng ra các siêu đô thị khác
Mô hình này 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 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 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 là bài toán sản xuất nước lạnh, mà cốt lõi nằm ở khả năng điều tiết tải điện thông minh. Trung Quốc giải quyết vấn đề này bằng cách tận dụng thời gian thấp điểm của lưới điện qua công nghệ tích trữ nhiệt lạnh bằng đá. Thay vì vận hành hết công suất vào giờ cao điểm nắng nóng ban ngày, các trạm năng lượng tăng cường sản xuất đá lạnh vào ban đêm khi nhu cầu tiêu thụ điện giảm. Đến ngày hôm sau, lượng đá tích trữ được xả ra để làm mát dòng nước phân phối khắp đô thị. Giải pháp này san phẳng biểu đồ phụ tải điện, giảm nguy cơ quá tải và tận dụng giá điện ban đêm thấp hơn.
Bên cạnh đó, các đô thị đa dạng hóa nguồn năng lượng dựa trên đặc điểm tự nhiên. Tại trung tâm hành chính mới của Bắc Kinh, nhiều công trình công cộng biểu tượng sử dụng hệ thống bơm nhiệt nguồn đất, khai thác sự ổn định 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 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: Khi luồng khí mát được số hóa
Khi quy mô đường ống và trạm năng lượng ngày càng lớn, thách thức lớn nhất là bài toán phân phối: làm sao 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 đóng vai trò là bộ não điều phối toàn bộ hệ thống. Bằng cách phân tích liên tục dữ liệu khí tượng, dự báo biến động 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 tự động tính toán thời điểm cần tăng tốc sản xuất lạnh, xả đá dự trữ hoặc 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 an toàn cho 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, 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.
