Từng nổi tiếng với tình yêu điều hòa, Singapore đang thử nghiệm các giải pháp làm mát mới để giảm tiêu thụ điện.
Theo AFP, Singapore có tỷ lệ sở hữu điều hòa không khí trên đầu người cao nhất Đông Nam Á, với khoảng 99% căn hộ tư nhân trang bị thiết bị làm mát. Dọc con phố Orchard Road nổi tiếng, khách mua sắm được chào đón bằng luồng không khí mát lạnh tràn ra khi bước vào cửa hàng giữa lúc nhiệt độ ngoài trời ban ngày dao động từ 31 đến 33°C quanh năm. Các nghiên cứu chỉ ra ngành xây dựng của Singapore chiếm 1/5 lượng khí thải của quốc gia trong khi hoạt động làm mát chiếm 40-60% năng lượng tiêu thụ của một tòa nhà.
Tuy nhiên, điều hòa không khí có thể làm vấn đề nhiệt độ trở nên trầm trọng hơn. Cục nóng máy lạnh thải hơi nóng ngược ra môi trường, còn dòng điện chạy máy có thể gây biến đổi khí hậu nếu sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch.
Giải pháp thay thế
Một số tòa nhà ở Singapore đang tìm kiếm các giải pháp khác như dầm làm lạnh chủ động gồm các tấm đục lỗ gắn trên trần và trang bị ống dẫn nước lạnh. Nhà máy làm lạnh trên tầng cao nhất của tòa nhà hạ nhiệt độ nước xuống 9°C, sau đó bơm vào đường ống. Đồng thời, không khí được thổi qua khe nhỏ bên trong dầm. Luồng khí tạo ra vùng áp suất thấp hút không khí ấm hơn từ bên dưới, đi qua giàn ống lạnh để làm mát rồi phả lại xuống phòng.
Công nghệ này giúp duy trì nhiệt độ tại các văn phòng trong tòa nhà Paya Lebar Green 8 tầng ở phía đông Singapore ở mức thoải mái 24°C. Không khí mát mẻ phun ra từ nhiều tấm trắng bóng trên trần tòa nhà nằm trong số những công trình “xanh” nhất Singapore.
Hệ thống trên cũng hoạt động rất êm ái, không phát ra tiếng ồn liên tục như điều hòa không khí. Khi chuyên gia nhân sự Renuga Shekar lần đầu chuyển vào văn phòng tại Paya Lebar Green vào tháng 11 năm ngoái, cô và đồng nghiệp chỉ nghĩ hệ thống ống và tấm ốp gắn trên trần là một “kiểu nhà kho” và không suy nghĩ nhiều về nó. Chỉ vài tháng sau, khi nhận thấy văn phòng yên tĩnh tới mức nào và nghe kỹ thuật viên nhắc tới trong quá trình bảo trì, họ mới nhận ra đó là dầm lạnh chủ động.
“Chúng tôi thậm chí không để ý hệ thống làm mát không khí khác biệt thế nào vì nó hoạt động rất mượt mà và nhiệt độ hoàn toàn dễ chịu với mọi người trong văn phòng”, Shekar chia sẻ.
Theo DP Architects, đơn vị thiết kế tòa nhà, hệ thống dầm lạnh tiết kiệm hơn 30% năng lượng tiêu thụ so với điều hòa không khí truyền thống.
Điều hòa lắp sau các tòa nhà ở khu Boat Quay, Singapore. Ảnh: AFP
Một hệ thống tương tự đang được sử dụng tại tòa nhà bảo trì của Cục Cảng Singapore ở cảng Tuas. Tòa nhà này áp dụng công nghệ làm mát dựa vào đối lưu tự nhiên (passive displacement cooling), tận dụng gió trời để hạn chế dùng quạt máy. Ống làm lạnh gắn trên trần nhà sẽ làm mát không khí, lớp khí lạnh nặng hơn tự chìm xuống dưới, sau đó bay ngược lên trần khi ấm lên. Vòng tuần hoàn liên tục giúp giảm bớt nhu cầu sử dụng quạt, qua đó tiết kiệm điện năng và hạn chế tiếng ồn.
Giải pháp thay thế khác là làm mát bức xạ, trong đó nước lạnh từ 14 đến 18°C chảy qua đường ống hoặc tấm ốp, hấp thụ nhiệt tỏa ra từ con người hoặc vật thể khác, làm giảm nhiệt độ môi trường.
Theo SCMP, sâu bên dưới quận Punggol ở đông bắc Singapore, một mạng lưới đường ống kim loại dài 5 km bơm nước lạnh để làm mát các văn phòng và lớp học phía trên. Phương pháp làm mát khu vực này sử dụng ít điện hơn so với điều hòa trung tâm, lợi thế lớn tại đảo quốc có nhiệt độ tăng nhanh gấp đôi so với mức trung bình toàn cầu.
Tính đến nay, Singapore đã lắp đặt đường ống dưới ít nhất 8 khu dân cư, trong đó mạng lưới ở vịnh Marina hoạt động từ năm 2006 là hệ thống ngầm lớn nhất thế giới. Nhiều tòa nhà sẽ được kết nối với hệ thống đó, và các cơ sở riêng biệt đang được triển khai ở nhiều khu vực khác trong thành phố.
Thay đổi tư duy
Nhà chức trách Singapore đang hỗ trợ nỗ lực tìm kiếm giải pháp làm mát mới. Một nghiên cứu năm 2024 của chính phủ xác định công nghệ làm mát thay thế (ACT) là chiến lược quan trọng, có thể tiết kiệm tới 48% năng lượng cho cả nước. Theo cơ quan xây dựng Singapore, đến giữa năm 2026, ít nhất 33 tòa nhà công cộng và 14 tòa nhà tư nhân đã áp dụng ACT. Quốc gia này đặt mục tiêu đầy tham vọng không phát thải carbon vào năm 2050.
Các con số còn tương đối khiêm tốn và rất khó tìm một ACT đã được thử nghiệm, kiểm chứng mà người dùng quen điều hòa không khí sẵn sàng đón nhận. Những người ủng hộ hệ thống thay thế thừa nhận chúng có chi phí lắp đặt tốn kém hơn điều hòa không khí thông thường, nhưng phí vận hành thấp hơn nhiều nhờ tiết kiệm đáng kể năng lượng.
Đường ống làm mát bên dưới khách sạn Marina Bay Sands ở Singapore. Ảnh: AFP
Phương pháp thay thế phổ biến nhất hiện nay là “làm mát kết hợp”, tăng nhiệt độ điều hòa lên mức 25,5-27°C, rồi bật thêm quạt. “Mọi người đã quá quen ngồi văn phòng điều hòa mát lạnh. Vì vậy, để họ đột ngột chấp nhận mức nhiệt 26°C thì tư duy của số đông vẫn chưa thực sự sẵn sàng”, Chua Zi Jun, giám đốc công ty DP Architects, cho biết.
Nhu cầu làm mát ngày càng tăng cao khi biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ và độ ẩm tại Singapore cũng như nhiều nơi khác liên tục leo thang. Trong khi đó, hệ thống điều hòa truyền thống lại hoạt động theo cơ chế nén hơi, sử dụng chất làm lạnh để chuyển hơi nóng từ nơi này sang nơi khác.
ACT sử dụng cùng nguyên tắc cơ bản nhưng tiêu tốn ít năng lượng hơn để di chuyển không khí mát hoặc giảm thời gian hoạt động bằng cách dựa vào khả năng thích nghi của con người với nhiệt độ cao hơn một chút. Wan Man Pun, chuyên gia về làm mát tại Đại học Công nghệ Nanyang nhận định ,ACT là bước đi đúng hướng và nên tích hợp thiết bị điều khiển tinh vi hơn như hệ thống dự đoán điều chỉnh nhiệt độ trước khi phòng trở nên quá nóng hoặc lạnh.
An Khang tổng hợp