Chiến lược khử cacbon của HVAC để tiết kiệm năng lượng và điện khí hóa

• Các mục tiêu khử cacbon toàn cầu đang gia tăng áp lực lên các tổ chức trong việc giảm lượng khí thải, với việc Liên Hợp Quốc tuyên bố rằng lượng khí thải phải giảm 45% vào năm 2030 và đạt mức 0 vào năm 2050 để duy trì mức nóng lên trong khoảng 1,5°C. ^[1]
• Các tòa nhà là điểm khởi đầu thực tế vì hoạt động xây dựng chiếm tỷ trọng lớn trong việc sử dụng năng lượng cuối cùng và phát thải liên quan đến năng lượng trên toàn cầu. ^[2]
• Lộ trình khử cacbon trong xây dựng thực tế nên sử dụng cách tiếp cận theo giai đoạn bắt đầu bằng việc đo điểm chuẩn và đánh giá năng lượng trước khi chuyển sang nâng cấp vốn. ^[3]
• Các công nghệ điện khí hóa tiên tiến như máy bơm nhiệt là một phần quan trọng của quá trình chuyển đổi vì chúng có thể giảm lượng khí thải từ hệ thống sưởi ấm bằng nhiên liệu hóa thạch. ^[4]

[1] https://www.un.org/en/climatechange/net-zero-coalition
[2] https://www.iea.org/energy-system/buildings
[3] https://www.energystar.gov/sites/default/files/2025-03/Benchmarking_Performance_Reporting-Part_3.pdf
[4] https://www.iea.org/reports/the-future-of-heat-pumps

Đối với nhiều chủ sở hữu tòa nhà và người vận hành cơ sở, quá trình khử cacbon đã chuyển từ mục tiêu bền vững lâu dài sang nhu cầu vận hành ngay lập tức do chi phí năng lượng tăng cao và cơ sở hạ tầng cũ kỹ.

Các công nghệ như hệ thống HVAC hiệu suất cao, quản lý năng lượng thông minh và sưởi ấm bằng điện đang giúp định hình lại hiệu suất lâu dài của tòa nhà. Hướng dẫn này phác thảo các chiến lược, công nghệ chính và các bước tiếp theo mà các tổ chức có thể sử dụng để xây dựng lộ trình khử cacbon thực tế.

Khi các chính phủ, tiện ích và các ngành công nghiệp tăng tốc nỗ lực giảm khí thải, quá trình khử cacbon đang ngày càng trở thành ưu tiên quan trọng đối với các doanh nghiệp và tòa nhà thương mại.

Tổ chức Khí tượng Thế giới báo cáo rằng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển đã vượt quá 420 ppm vào năm 2023, tiếp tục xu hướng tăng dài hạn gắn liền với rủi ro biến đổi khí hậu. ^[1] Đối với nhiều chủ sở hữu tòa nhà và người điều hành cơ sở, cuộc thảo luận không còn giới hạn ở các mục tiêu khí hậu dài hạn mà còn bao gồm chi phí năng lượng ngày càng tăng, cơ sở hạ tầng cũ kỹ, khả năng phục hồi hoạt động và lập kế hoạch tài sản trong tương lai.

Về mặt thực tế, nhiều chiến lược khử cacbon tập trung vào việc giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch trực tiếp, nâng cao hiệu quả, tăng điện khí hóa và giảm lượng khí thải trong vòng đời của các cơ sở và hoạt động. Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã tuyên bố rằng việc hạn chế sự nóng lên ở mức 1,5°C sẽ đòi hỏi những chuyển đổi nhanh chóng, sâu rộng về năng lượng, đất đai, hệ thống đô thị và cơ sở hạ tầng, với lượng phát thải CO₂ ròng do con người gây ra trên toàn cầu giảm khoảng 45% so với mức năm 2010 vào năm 2030 và đạt mức 0 vào khoảng năm 2050. ^[2]

Đối với các tòa nhà thương mại, cơ hội này đặc biệt quan trọng vì các tòa nhà chiếm khoảng 30% mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng toàn cầu và 26% lượng khí thải liên quan đến năng lượng khi tính cả hoạt động vận hành. ^[3]

Do đó, nhiều tổ chức bắt đầu bằng các biện pháp hiệu quả thực tế như nâng cấp biện pháp kiểm soát, cải tiến bảo trì và trang bị thêm có mục tiêu có thể mang lại lợi ích có thể đo lường được trước khi cần thay thế toàn bộ thiết bị. ^[4] Những cải tiến ban đầu này cũng có thể giúp thiết lập nền tảng vận hành cho các chiến lược khử cacbon trong tòa nhà rộng hơn.

[1] https://public.wmo.int/news/media-centre/greenhouse-gas-concentrations-surge-again-new-record-2023
[2] https://www.ipcc.ch/sr15/
[3] https://www.iea.org/energy-system/buildings
[4] https://www.energy.gov/cmei/buildings/building-energy-asset-score

Khi quá trình khử cacbon trở thành ưu tiên hoạt động, các nỗ lực lập kế hoạch ban đầu thường tập trung vào việc tìm hiểu nguồn phát thải của tòa nhà và các biện pháp hiệu quả nào có thể giảm chúng một cách thực tế theo thời gian.

Các kế hoạch giảm lượng carbon nội bộ thường tập trung vào các bước thực tế như định chuẩn năng lượng, chương trình hiệu quả vận hành, vận hành thử và cải tiến hệ thống tòa nhà có mục tiêu giúp thiết lập các đường cơ sở có thể đo lường được và xác định các cơ hội sớm. ^[1]

Từ đó, các quyết định công nghệ như hiện đại hóa kiểm soát HVAC, hệ thống nhiệt hiệu quả hơn và cải tiến đường bao có thể hỗ trợ các mục tiêu phát thải dài hạn, đồng thời giúp các tổ chức cải thiện hiệu suất năng lượng và đánh giá các cơ hội hoàn vốn dài hạn. ^[2] Lập kế hoạch sớm cũng có thể giúp bạn ứng phó với sự biến động về chi phí năng lượng trong tương lai, những thay đổi về lưới điện và các yêu cầu pháp lý ngày càng phát triển. ^[3]

Trong thực tế, việc xây dựng các chiến lược khử cacbon thường được phát triển theo từng giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu tiên tập trung vào việc tìm hiểu nơi xảy ra nhiều nhất việc sử dụng năng lượng và phát thải.

Một chiến lược tập trung vào HVAC thực tế nên bắt đầu bằng việc đánh giá cấp độ tòa nhà. Kiểm toán năng lượng chính thức có thể giúp chủ sở hữu và người quản lý xác định sự thiếu hiệu quả trong hoạt động, các vấn đề về thiết bị và ưu tiên nâng cấp trước khi thực hiện các khoản đầu tư lớn. ^[1]

Các vấn đề phổ biến liên quan đến HVAC được xác định trong quá trình đánh giá thường bao gồm:
• Thiết bị kém hiệu quả – hệ thống HVAC lỗi thời hoặc hiệu suất thấp sử dụng năng lượng dư thừa
• Lập kế hoạch lãng phí – Thiết bị HVAC chạy lâu hơn mức cần thiết hoặc không đúng lúc
• Vấn đề về kiểm soát – các biện pháp kiểm soát tòa nhà và cài đặt thông gió được tối ưu hóa kém
• Tài sản HVAC cũ – hệ thống cũ có hiệu suất giảm và nhu cầu bảo trì cao hơn

[1] https://www.ashrae.org/technical-resources/bookstore/procedures-for-commercial-building-energy-audits

Dựa trên những kết quả đánh giá đó, các tổ chức có thể phát triển lộ trình khử cacbon theo từng giai đoạn thông qua các bước thực tế như:

Bởi vì các hệ thống HVAC chiếm một phần đáng kể trong việc sử dụng năng lượng của tòa nhà thương mại nên chúng thường trở thành trọng tâm trong các chiến lược khử cacbon và hiệu quả rộng hơn. Đặc biệt, các công nghệ HVAC kết hợp hiệu quả sử dụng năng lượng với điều khiển hệ thống linh hoạt đang thu hút nhiều sự chú ý hơn trên các ứng dụng tòa nhà thương mại.

Hệ thống Lưu lượng môi chất lạnh thay đổi (VRF) có thể hỗ trợ các mục tiêu này bằng cách điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh đến nhiều dàn lạnh và cung cấp lượng làm mát hoặc sưởi ấm cần thiết cho toàn bộ tòa nhà. LG Multi V i xây dựng dựa trên phương pháp VRF này như một giải pháp thương mại cho nhiều ứng dụng khác nhau, sử dụng hoạt động dựa trên AI để đáp ứng các yếu tố như kiểu hành vi của người dùng, nhiệt độ, sức chứa, mùa và độ ẩm, đồng thời giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong các điều kiện khác nhau.

Khi các tổ chức chuyển từ giai đoạn lập kế hoạch sang triển khai, các biện pháp khuyến khích tài chính có thể giúp các dự án khử cacbon trở nên thiết thực hơn bằng cách giảm áp lực chi phí ban đầu và hỗ trợ đầu tư theo từng giai đoạn vào hiệu quả xây dựng, hiện đại hóa HVAC và các biện pháp năng lượng sạch.

Ví dụ: tại Hoa Kỳ, Khoản khấu trừ tòa nhà thương mại hiệu quả năng lượng theo Mục 179D có thể cung cấp khoản khấu trừ trên mỗi mét vuông cho các dự án xây dựng thương mại đủ điều kiện đáp ứng các tiêu chí lao động và tiết kiệm năng lượng bắt buộc. ^[1]

Ngoài ra, ở Châu Âu, Kế hoạch REPowerEU của Ủy ban Châu Âu bao gồm hỗ trợ tài chính cho năng lượng sạch, hiệu quả năng lượng và các khoản đầu tư liên quan, bao gồm các khoản tài trợ được phân bổ cho các Quốc gia Thành viên thông qua Cơ sở Phục hồi và Phục hồi. ^[2]