Làm thể nào để một công trình có thể tự tạo ra năng lượng phục vụ cho các nhu cầu sử dụng năng lượng bên trong, kết hợp với các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả để đạt được yêu cầu tự cân bằng?
Phóng viên Báo Nông nghiệp và Môi trường đã có cuộc trao đổi với ông Nguyễn Công Thịnh, chuyên gia về môi trường xây dựng, tiết kiệm năng lượng và công trình xanh.
Thưa ông, tại Việt Nam, cộng đồng đã dần quen với sự xuất hiện của công trình xanh. Vậy công trình cân bằng năng lượng có điểm gì khác gì so với một công trình xanh thông thường?
– Công trình cân bằng năng lượng là công trình đạt hiệu quả sử dụng năng lượng rất cao. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào điện lưới, công trình kết hợp khai thác các nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ để sản xuất ra lượng năng lượng bằng hoặc vượt quá lượng năng lượng tiêu thụ trên cơ sở cân đối hàng năm.
Mô hình công trình cân bằng năng lượng đã được nhiều quốc gia như một số nước khối Liên minh châu Âu (EU), Hoa Kỳ, Nhật Bản, Úc, Trung Quốc nghiên cứu và áp dụng từ nhiều năm qua. Họ đã sớm ban hành hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật cùng các chương trình, kế hoạch hành động để thúc đẩy loại hình công trình này. Trong đó, Nhật Bản triển khai cả mô hình ZEB và mô hình NZEB.
ZEB (Zero Energy Building) là công trình tự cân bằng năng lượng.
Mô hình NZEB (Nearly Zero Energy Building) là công trình có mức tiêu thụ năng lượng cực thấp, gần tới ngưỡng cân bằng.
Để xác định mức độ tiết kiệm năng lượng và xếp hạng tiêu thụ năng lượng của một công trình, có thể dựa vào định mức tiêu hao năng lượng trung bình của từng loại hình công trình (đơn vị kWh/m2/năm). Ví dụ tại châu Âu, hiệu quả năng lượng của công trình được xếp hạng từ A đến G. Các tòa nhà muốn bán hoặc cho thuê bắt buộc phải có dán nhãn năng lượng để minh bạch mức tiêu thụ năng lượng.
Việc đạt được ZEB trên thực tế vẫn đòi hỏi bài toán kỹ thuật khắt khe hơn rất nhiều so với công trình xanh thông thường. Công trình xanh không bắt buộc phải tự sản xuất năng lượng tái tạo tại chỗ và đánh giá đồng đều theo đa mục tiêu dựa trên các bộ tiêu chuẩn độc lập (như LOTUS, LEED, EDGE…). Về phương diện năng lượng, công trình chỉ cần chứng minh mức tiêu thụ thấp hơn mức chuẩn theo quy chuẩn tối thiểu (tại Việt Nam là QCVN 09:2017/BXD) với tỷ lệ % nhất định, tùy theo loại tiêu chuẩn công trình xanh và cấp độ chứng nhận của chứng chỉ.
Do đó, công trình đạt chuẩn ZEB chắc chắn sẽ đáp ứng tiêu chí tiết kiệm của công trình xanh, nhưng công trình xanh thông thường rất khó đạt tới ngưỡng tự cân bằng năng lượng.
Thực tế tại Việt Nam đã có công trình đạt ZEB hay chưa? Với khí hậu nhiệt đới có nền nhiệt cao quanh năm tại Việt Nam nhất là khu vực miền Nam và nhiều tỉnh, thành phố khu vực miền Trung, việc phát triển mô hình công trình cân bằng năng lượng gặp phải những thách thức gì, thưa ông?
– Thực tế tại Việt Nam, gần như chưa có công trình ZEB nào được bên thứ ba độc lập đánh giá và cấp chứng nhận.
Nhu cầu năng lượng cho thông gió điều hòa không khí lớn và kéo dài gần như quanh năm, nhất là các công trình khu vực miền Nam và miền Trung tạo ra thách thức lớn để xây dựng mô hình công trình cân bằng năng lượng. Theo kết quả khảo sát, hệ thống thông gió điều hòa không khí chiếm khoảng 40-60% tổng lượng điện năng tiêu thụ của một công trình.
Đối với công trình xây dựng, nguồn phát điện tại chỗ khả thi nhất là năng lượng mặt trời. Các công nghệ sẵn để đầu tư như điện mặt trời áp mái, hay BIPV – là công nghệ tích hợp trực tiếp các tấm pin năng lượng mặt trời vào lớp vỏ của công trình (mái nhà, mặt tiền, cửa sổ, hoặc ban công) để vừa làm vật liệu xây dựng vừa tạo ra điện năng.
Vấn đề đặt ra với các tòa nhà cao tầng diện tích sàn hàng chục nghìn mét vuông, đó là diện tích mái hữu dụng rất nhỏ hẹp. Rất khó để một công trình có thể lắp đủ diện tích pin mặt trời trên mái hay mặt đứng nhằm đáp ứng toàn bộ nhu cầu điện năng.
Vì vậy, qua nghiên cứu và sử dụng các công cụ mô phỏng năng lượng, tôi cho rằng, mô hình ZEB trước mắt khả thi nhất với các tòa nhà văn phòng độc lập quy mô vừa và nhỏ (khoảng vài nghìn m2 sàn). Công trình đó phải giữ đúng công năng làm việc văn phòng ổn định, không phát sinh phụ tải đột biến (ví dụ tích hợp cho thuê nhà hàng hay hội trường tổ chức sự kiện…). Đồng thời, phải áp dụng đồng bộ các giải pháp sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng trước khi tính đến lắp pin mặt trời.
Một thách thức nữa từ phương diện chính sách, hệ thống văn bản quy phạm pháp luật hiện hành của Việt Nam mới dừng lại ở các khái niệm chung như “công trình sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả”, “công trình xanh”, trong khi chưa định danh trực diện, phân loại cụ thể cũng như xác lập nội hàm cho loại hình công trình ZEB hay NZEB.
Các tòa nhà có mức tiêu thụ lượng lớn đã nằm trong diện phải thực hiện kiểm kê khí nhà kính, và rất có thể trong tương lai sẽ được phân bổ hạn ngạch phát thải khí nhà kính nhằm thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng ‘0’ của Việt Nam. Cần lưu ý, việc kiểm kê phát thải hay đo lường tiêu thụ năng lượng chỉ thực sự phát huy giá trị khi xác lập được định mức tiêu hao cho từng loại hình công trình. Đây chính là thước đo giúp cơ quan quản lý đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng thực tế, từ đó đặt ra mục tiêu tiết kiệm và lộ trình cắt giảm phát thải khí nhà kính cụ thể cho từng đối tượng.
Điều này có thể hiểu là trong khi chờ chính sách cụ thể, việc áp dụng ZEB đang phụ thuộc vào tinh thần chủ động của nhà đầu tư, chủ dự án công trình. Họ có thể bắt đầu từ đâu, thưa ông?
– Tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải hướng tới ZEB không chỉ thực hiện nghĩa vụ với Nhà nước hay cộng đồng, mà trước hết mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho chính chủ công trình, chủ cơ sở sản xuất kinh doanh hoặc tổ chức, cá nhân quản lý, sử dụng công trình, thông qua việc giảm chi phí năng lượng hàng tháng. Đồng thời, nâng cao hình ảnh, thương hiệu của công trình, cơ sở sản xuất kinh doanh dịch vụ trong bối cảnh yêu cầu cạnh trạnh, quy định xuất xứ hàng hóa, hộ chiếu xanh hay dấu chân các-bon ngày càng được nhiều quốc gia, khách hàng áp dụng.
Về kỹ thuật, giải pháp tổng thế có 3 trụ cột: Thiết kế thụ động; Thiết kế chủ động; Năng lượng tái tạo. Các giải pháp phải được thực hiện đồng bộ từ giai đoạn lập đự án, thiết kế, thi công xây dựng và quản lý vận hành công trình.
Trong đó, thiết kế thụ động gồm tối ưu hóa hình khối công trình, hướng nhà, thông gió tự nhiên, chiếu sáng tự nhiên và sử dụng vật liệu cách nhiệt tốt để giảm tải nhu cầu làm mát/sưởi ấm.
Thiết kế chủ động là sử dụng các trang thiết bị, hệ thống chiếu sáng, điều hòa không khí và quản lý tòa nhà có hiệu suất năng lượng cao.
Về năng lượng tái tạo, cần tích hợp các hệ thống khai thác năng lượng tại chỗ (như điện mặt trời, điện gió, địa nhiệt…) để tự cung cấp năng lượng.
Ngoài ra, kinh nghiệm một số quốc gia trong một số trường hợp dự án cụ thể, có thể cho phép mua một tỷ lệ nhất định “năng lượng tái tạo sạch” từ bên ngoài địa điểm công trình để bù đắp cho phần năng lượng còn thiếu, giúp công trình đạt NZEB hoặc ZEB.
Những giải pháp trọng tâm để nhân rộng mô hình ZEB tại Việt Nam là gì, thưa ông?
– Tôi cho rằng, các cơ quan chức năng cần nghiên cứu xây dựng và ban hành, hoặc trình cấp có thẩm quyền xem xét ban hành các văn bản quy định liên quan đến ZEB, NZEB. Các quy định bao gồm định danh loại hình công trình, xác định lộ trình, mục tiêu đạt được, các cơ chế, chính sách thúc đẩy, các quy định kỹ thuật, quy chuẩn, tiêu chuẩn, định mức kinh tế kỹ thuật có liên quan.
Các ưu đãi tài chính cho loại hình công trình ZEB, NZEB có thể lồng ghép chung với các chương trình tín dụng xanh, tài chính xanh đang thực hiện đối với loại hình dự án xanh, công trình xanh, công trình hiệu quả năng lượng. Cách tiếp cận này hoàn toàn đồng bộ với khung chính sách quốc gia về tiêu chí môi trường và phân loại dự án xanh nhằm cấp tín dụng xanh, phát hành trái phiếu xanh.
Trân trọng cảm ơn ông!
Tiêu thụ năng lượng có mối liên hệ mật với phát thải khí nhà kính của công trình xây dựng, cơ sở sản xuất. Vì vậy, việc giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là giải pháp căn cơ nhất để cắt giảm phát thải tại nguồn.
Phát triển mô hình công trình cân bằng năng lượng (ZEB) không chỉ hiện thực hóa các công trình phát thải ròng bằng 0 (Net Zero), mà còn tạo động lực quan trọng để quốc gia về đích mục tiêu giảm phát thải theo lộ trình đã cam kết.
Khánh Ly – Phương Linh (thực hiện)
