TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Giải quyết vấn đề năng lượng đòi hỏi chúng ta không chỉ ưu tiên cho việc phát triển các nguồn năng lượng thay thế mới mà còn cần chú ý đến khía cạnh bảo tồn và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Cả bảo tồn và nâng cao hiệu suất năng lượng đều nhằm một mục đích - tiết kiệm năng lượng. Tiết kiệm năng lượng sẽ đem lại cho chúng ta những ích lợi đáng kể về kinh tế, giảm thiểu suy thoái do việc khai thác và "để dành" được những tài nguyên quý giá cho mai sau.

Chương này đề xuất các ý tưởng tiết kiệm năng lượng, từ những giải pháp kỹ thuật cụ thể đến quy mô chiến lược trong hoạch định chính sách.

17.1. Giải pháp kỹ thuật

Giải pháp kỹ thuật để góp phần tiết kiệm năng lượng chủ yếu đến từ các nhà làm kỹ thuật, các kiến trúc sư…

17.1.1. Nâng cao hiệu suất thiết bị

Đây là công việc hiển nhiên đối với các nhà làm kỹ thuật. Tùy vào từng thiết bị, từng dây chuyền công nghệ cụ thể, các kỹ sư, công nhân kỹ thuật phát triển khả năng nâng cao hiệu suất của thiết bị.

17.1.2. Phối hợp sử dụng các hệ thống năng lượng

a) Về mặt thiết bị: Khi chế tạo một thiết bị sử dụng năng lượng, các nhà kỹ thuật cần chế tạo sao cho có thể chuyển đổi dễ dàng từ sử dụng dạng năng lượng này sang sử dụng dạng năng lượng khác. Ví dụ như các nhà máy sử dụng nguồn nước nóng hay dung môi nóng có thể sử dụng năng lượng Mặt Trời hỗ trợ cho việc làm nóng nước hay dung môi.

b) Về mặt đầu tư: Chính quyền cần khuyến khích mở các nhà máy tiêu thụ năng lượng lớn nằm trong vùng có các nhà máy điện. Điều này giúp giảm bớt áp lực truyền tải điện năng của lưới điện quốc gia, giúp phối hợp sử dụng tốt các nguồn năng lượng (chẳng hạn nhiệt thải từ các nhà máy điện có thể sử dụng đun nóng cho các nhà máy hóa chất…), đồng thời giảm tổn hao năng lượng từ việc truyền tải điện.

17.1.3. Sử dụng các phương pháp điều khiển thông minh

Việc chế tạo các hệ thống điều khiển thông minh hiện nay không khó đối với phần lớn các nhà làm kỹ thuật, giá thành cũng rất rẻ. Năng lượng để cung cấp cho các bộ điều khiển này hầu như không đáng kể. Sau đây là một số gợi ý.

+ Tự động tắt mở đèn chiếu sáng.

Đối với chiếu sáng trong nhà, tận dụng được nguồn ánh sáng tự nhiên sẽ góp phần tiết kiệm năng lượng. Tuy vậy nguồn ánh sáng tự nhiên lại không ổn định, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và các mùa trong năm. Hệ thống chiếu sáng nhân tạo sẽ được điều khiển bằng bộ điều khiển tự động. Bộ điều khiển làm việc trên nguyên tắc phối hợp ánh sáng tự nhiên và nhân tạo, sao cho trong giờ làm việc luôn đủ ánh sáng và giảm đến mức thấp nhất chiếu sáng nhân tạo.

Đối với hệ thống chiếu sáng công cộng (chiếu sáng đường, công viên…), vào những giờ có lưu lượng phương tiện tham gia giao thông thấp, cần tự động tắt bớt một số đèn đường, hoặc vào những giờ ít người đến công viên, tắt bớt một số lớn đèn chiếu sang trang trí và một phần đèn chiếu sáng thông thường.

+ Tự động tắt mở máy điều hòa nhiệt độ, lò sưởi.

Thực tế tự bản thân các máy điều hòa nhiệt độ đã có chế độ làm việc tự động để duy trì nhiệt độ đặt sẵn. Tuy vậy để duy trì sự làm việc liên tục của máy thì năng lượng tiêu tốn cũng đáng kể.

+ Tự động tiết giảm hệ thống làm mát cưỡng bức máy móc.

Làm mát cưỡng bức các máy biến áp, các thiết bị khác hoặc các tháp giải nhiệt… nên có các bộ dò nhiệt độ để biết khi nào cần quạt, bơm nước, bơm chất làm mát… Ví dụ việc bơm nước cho tháp giải nhiệt của hệ thống lạnh. Khi hệ thống làm việc với công suất thấp, việc bơm nước làm mát tháp giải nhiệt là không cần thiết hoặc không cần vận hành hết công suất máy bơm. Lúc đó máy bơm nước sẽ được ngưng hoạt động hoặc vận hành ở chế độ tiết giảm, công suất thấp.

+ Tự động điều chỉnh góc nhận ánh nắng Mặt Trời.

Đối với các thiết bị sử dụng năng lượng Mặt Trời, việc điều chỉnh góc nhận ánh sáng giúp tăng thêm hiệu suất của thiết bị.

17.1.4. Thiết kế xây dựng làm giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và tận dụng năng lượng tự nhiên

Việc tiết kiệm năng lượng và tận dụng năng lượng tự nhiên cần được các kiến trúc sư, các kỹ sư xây dựng lưu ý. Các văn phòng làm việc không phải đóng kín cửa để mở đèn làm việc, mở máy điều hòa nhiệt độ… Sự sáng tạo trong việc giảm thiểu tiêu thụ năng lượng là không giới hạn. Sau đây là một số gợi ý cho các nhà xây dựng.

+ Thiết kế tận dụng nguồn ánh sáng tự nhiên

Các nhà làm chiếu sáng nhân tạo luôn cố gắng tạo ra thứ ánh sáng thực, tức là thứ ánh sáng gần giống ánh sáng Mặt Trời nhất. Vì vậy các nhà thiết kế xây dựng cần quan tâm đến việc tận dụng ánh sáng tự nhiên khi thiết kế nhà ở, các văn phòng làm việc, nhà xưởng…

+ Thiết kế tận dụng làm mát từ sức gió tự nhiên

Đối với những vùng có nhiệt độ trung bình cao, xu hướng bố trí máy điều hòa là phổ biến. Việc bố trí máy điều hòa có nhiều điểm bất lợi. Ngoài việc tiêu tốn điện năng để vận hành, còn có nhiều ảnh hưởng không tốt khác như: chất thải (môi chất làm lạnh) làm ảnh hưởng không tốt đến môi trường; làm tăng nhiệt độ chung cho môi trường tổng thể (việc tăng entropy); các cửa sổ hay cửa chính đều phải đóng kín để giữ nhiệt độ cho phòng, phải tốn năng lượng cho chiếu sáng nhân tạo… Vì vậy việc tận dụng nhiệt độ thích hợp từ môi trường tự nhiên như làm mát từ gió tự nhiên là điều nên làm.

+ Bố trí hệ thống điều hòa nhiệt độ hợp lý

Máy điều hòa nhiệt độ làm việc trên nguyên tắc lấy nhiệt từ môi trường này thải ra môi trường khác. Vì vậy phía nguồn nóng của máy, nhiệt độ sẽ cao hơn môi trường xung quanh. Bố trí các nguồn nóng sao cho nhiệt từ nguồn nóng tản tốt vào môi trường xung quanh sẽ làm tăng hiệu suất làm việc của máy điều hòa. Đồng thời hạn chế bố trí nhiều nguồn nóng cạnh nhau…

+ Bố trí chiếu sáng nhân tạo thích hợp
Ngoài việc tận dụng tốt độ phản xạ ánh sáng trên trần nhà, trên tường hay sàn nhà, việc sử dụng bóng đèn có hiệu suất cao cũng quan trong không kém. Các bóng đèn sợi đốt được khuyến cáo hạn chế sử dụng, thay vào đó là các bóng đèn compact, đèn huỳnh quang…

+ Lắp đặt bộ điều khiển thông minh

Các bộ cảm biến nhiệt độ và ánh sáng được lắp đặt sẽ dò độ sáng và nhiệt độ của phòng làm việc. Nếu ánh sáng tự nhiên nhiều thì bộ điều khiển chiếu sáng sẽ tự động tắt bớt các đèn chiếu sáng, và khi ánh sáng tự nhiên thiếu, bộ điều khiển này sẽ tự động mở thêm các đèn chiếu sáng, sao cho độ sáng luôn đủ để làm việc. Tương tự cho hoạt động của máy điều hòa.

+ Việc bố trí các bồn chứa nước

Nước được bơm lên cho các tầng lầu sử dụng hiện nay được tập trung vào sân thượng các tòa nhà. Tùy giải pháp thiết kế có tận dụng không gian sử dụng hay không. Nhưng gợi ý là nếu bơm nước lên bồn chứa cao nhất để sử dụng cho cá tòa nhà là không hợp lý trong việc tiêu thụ năng lượng. Nước được bơm lên tầng cao nhất để sử dụng cho tầng thấp nhất là lãng phí. Vì vậy chỉ nên sử dụng các loại bồn chứa nước cho từng tầng riêng biệt, như chẳng hạn bồn đặt ở tầng trên sử dụng cấp nước cho tầng dưới kế tiếp…

+ Thiết kế hệ thống điều hòa nhiệt độ tập trung

Việc tính toán thiết kế các hệ thống điều hòa nhiệt độ tập trung cho thấy hiệu suất cao hơn hẳn so với các hệ thống điều hòa nhiệt độ riêng biệt, đối với các khu nhà ở lớn, các khách sạn… Trước tiên là hệ thống giải nhiệt cưỡng bức (bằng không khí, bằng nước) tốt hơn là giải nhiệt không cưỡng bức. Kế đến là việc sử dụng hệ thống khép kín giúp tái sử dụng phần nhiệt quay về (hệ thống hồi tiếp).

17.2. Giải pháp con người

Về mặt con người, giải pháp là nâng cao ý thức tiết kiệm năng lượng, tránh lãng phí năng lượng trong quá trình sử dụng.

17.2.1. Tuyên truyền, giải thích sự cần thiết của việc tiết kiệm năng lượng

Tuyên truyền, giải thích, vận động tiết kiệm năng lượng trong cộng đồng dân cư sẽ góp phần tiết kiệm phần lớn năng lượng. Thống kê cho thấy, tùy theo từng khu vực, mức độ sử dụng điện (năng lượng chính phục vụ cho sinh hoạt) chiếm tỉ lệ không nhỏ trong việc tiêu thụ năng lượng.

a) Tuyên truyền, giải thích phải mang tính đại chúng. Đối tượng của việc tuyên truyền, vận động tiết kiệm năng lượng là đa số người dân, đủ mọi thành phần trong xã hội. Vì vậy công việc này cần mang tính đại chúng. Ngôn ngữ sử dụng càng đơn giản, dễ hiểu càng tốt. Các bà nội trợ không quan tâm đến chất lượng điện năng hay độ ổn định của hệ thống điện. Các tài xế không cần quan tâm đến trữ lượng dầu mỏ. Họ chỉ quan tâm đến việc chi tiêu của họ. Vì thế, ta có thể chẳng hạn như khuyên các bà nội trợ tắt bếp ga một phút trước khi nấu chín nồi canh, các tài xế nên tắt máy nếu thời gian chờ đèn đỏ quá lâu, các nhân viên văn phòng tắt máy điều hòa nhiệt độ hay lò sưởi năm phút trước khi rời công sở… Hiện nay trên truyền hình đã thấy xuất hiện các lời khuyên sử dụng bóng đèn compact, đèn huỳnh quang thay cho bóng đèn sợi đốt.

b) Phổ biến kiến thức khoa học dưới dạng các cuộc thi. Các cuộc thi trên truyền hình ngày càng thu hút nhiều người quan tâm. Đó chính là cơ hội phổ biến các kiến thức khoa học về việc tiết kiệm năng lượng.

c) Hạn chế sử dụng điện trong các giờ cao điểm. Hạn chế sử dụng điện trong các giờ cao điểm giúp các nhà mày điện và các lưới truyền tải giảm áp lực hoạt động, như vậy các nhà máy hay lưới truyền tải sẽ hoạt động ở chế độ tối ưu nhiều hơn, làm giảm tổn hao năng lượng để vận hành ở chế độ quá tải, nâng cao chất lượng điện năng.

d) Giáo dục ý thức tiết kiệm năng lượng cho học sinh. Đưa việc giáo dục ý thức tiết kiệm năng lượng vào trong nhà trường sẽ có hiệu quả to lớn trong tương lai. Mỗi công dân sau này sẽ có sẵn những kiến thức và việc tiết kiệm năng lượng tạo thành thói quen.

e) Phát động những phong trào để gây hiệu ứng mạnh. Mới đây thủ tướng Nhật đã phát động phong trào không đeo cà vạt tại công sở để tiết kiệm năng lượng trong việc giảm bớt hoạt động của máy điều hòa nhiệt độ. Việc làm thì có vẻ không lớn nhưng đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến ý thức tiết kiệm năng lượng của không chỉ người dân Nhật.

f) Tổng kết và khen thưởng. Chính quyền nên tổ chức tổng kết hiệu quả của việc tiết kiệm năng lượng hàng năm. Như vậy người dân sẽ thấy được hiệu quả từ việc làm của họ có ảnh hưởng to lớn cho xã hội bên cạnh việc tiết kiệm chi tiêu cho chính gia đình họ.

17.2.2. Sử dụng các biện pháp chế tài nhằm hạn chế sự tiêu thụ năng lượng

Việc tiêu thụ năng lượng nhiều hay ít là quyền của mỗi người. Nhưng ảnh hưởng của việc tiêu thụ nhiều năng lượng thì buộc người tiêu thụ phải có trách nhiệm. Chẳng hạn như tăng độ không ổn định của hệ thống điện, thải nhiều chất khí độc hại vào môi trường, gây hiệu ứng nhà kính làm nóng địa cầu, làm biến đổi khí hậu…

Vì vậy, nhà nước cần đưa ra mức tiêu thụ năng lượng trung bình và nếu vượt qua mức này thì người tiêu thụ phải chịu những khoản phí trách nhiệm. Các khoản phí này cũng nên tăng một cách không tuyến tính với mức tiêu thụ năng lượng (Ví dụ vượt 1 thì đóng phí 1, vượt 2 thì đóng phí 3 – thay vì đóng phí 2). Một người mua xe hơi cá nhân với dung tích máy lớn phải đóng các khoản phí hàng năm cho việc tiêu thụ vượt định mức này.

17.3. Giải pháp chiến lược: chính sách năng lượng

17.3.1. Quy hoạch phát triển năng lượng

Đối với các nước phát triển, xu hướng đầu tư ra nước ngoài các ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng cũng là một phần trong chính sách năng lượng của họ. Các nước ấy giữ lại trong nước các ngành công nghệ cao và tiêu tốn ít năng lượng hơn. Việt Nam đang trong giai đoạn thu hút đầu tư nước ngoài nên không thể tránh khỏi việc tiêu thụ năng lượng lớn cho công nghiệp. Dù vậy tùy từng giai đoạn cụ thể có thể quy hoạch phát triển năng lượng sao cho tiết kiệm năng lượng đồng thời không ảnh hưởng đến phát triển kinh tế.

a) Xác định các nguồn năng lượng sơ cấp: đánh giá trữ lượng, hiệu quả khai thác, vận chuyển, biến đổi thành các dạng năng lượng khác và mức độ ảnh hưởng đến môi trường. Các nguồn năng lượng sơ cấp được xác định bao gồm: than, dầu mỏ, khí đốt, sức nước, thủy triều, gió, địa nhiệt, củi gỗ, khí sinh học, nguyên liệu cho năng lượng nguyên tử (Uranium)…

b) Đánh giá mức độ tiêu thụ của từng ngành, từng khu vực: có thể chia việc tiêu thụ năng lượng thành các nhóm chính: công nghiệp, thương mại-dịch vụ, sinh hoạt, giao thông vận tải, nông nghiệp. Nông thôn Việt Nam tiêu thụ năng lượng dưới nhiều dạng, từ năng lượng thô đến năng lượng thứ cấp. Tuy điện ngày càng được dung nhiều hơn nhưng việc sử dụng than củi, rơm rạ cũng chiếm phần lớn trong cơ cấu năng lượng phục vụ sinh hoạt.

Việc đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng của từng ngành, từng khu vực nhằm mục đích quy hoạch sử dụng năng lượng sao cho có lợi nhất. Tỉ lệ sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp, thứ cấp của từng ngành khác nhau theo từng giai đoạn, vì vậy quy hoạch cũng phải theo từng giai đoạn. Ví dụ:

- Đầu vào: năng lượng hạt nhân, địa nhiệt, sức nước, thủy triều phục vụ sản xuất điện năng; năng lượng dầu mỏ dùng phát điện, chạy máy móc công nghiệp, vận tải…

- Đầu ra: ngành vận tải sử dụng chủ yếu năng lượng từ dầu mỏ, khí đốt; công nghiệp sử dụng hầu hết các dạng năng lượng nhưng phần lớn từ điện năng…

Quy hoạch phát triển năng lượng là bài toán tối ưu về kinh tế - kỹ thuật. Giải quyết tốt vấn đề này làm cho việc sử dụng năng lượng hiệu quả cao, góp phần tiết kiệm năng lượng.

17.3.2. Ứng dụng công nghệ mới

Ngày càng có nhiều giải pháp công nghệ mới nhằm giảm thiểu việc tiêu tốn năng lượng cho một sản phẩm ra đời.

a) Đánh giá hiệu quả sử dụng thiết bị và đầu tư mới thiết bị. Đầu tư mới thiết bị hiện đại giúp giảm thiểu chi phí nhiên liệu cho sản phẩm. Chúng ta không thể kéo dài việc sử dụng các thiết bị lạc hậu. Tuy vậy việc đầu tư phải được tính toán sao cho hợp lý giữa kinh tế và kỹ thuật. Ngoài việc quy hoạch kinh tế của các doanh nghiệp cần có sự hỗ trợ tài chính hoặc các ưu tiên từ phía chính quyền. Ví dụ như việc thay thế các tua bin hơi nước tại các nhà máy nhiệt điện bằng các tua bin khí sử dụng chu trình hỗn hợp.

b) Đào tạo nguồn nhân lực trình độ cao. Bên cạnh việc đầu tư công nghệ cao, cần có đội ngũ người làm kỹ thuật và quản lý trình độ cao nhằm nghiên cứu để có các thành quả công nghệ mới trong việc giảm tiêu thụ năng lượng trong sản xuất. Nhập khẩu máy móc thiết bị công nghệ cao với giá đắt làm giảm hiệu quả của việc đầu tư này. Việc đầu tư cho con người còn góp phần nghiên cứu và ứng dụng các nguồn năng lượng đòi hỏi công nghệ cao như năng lượng hạt nhân.

17.3.3. Tận dụng khai thác các nguồn năng lượng tái tạo

a) Sức nước: cũng như Trung Quốc, Việt Nam đang đầu tư xây dựng rất nhiều các nhà máy thủy điện. Nguồn năng lượng này vẫn đang còn chưa khai thác hết. Tuy nhiên, bên cạnh việc khai thác, chúng ta cũng phải chú ý đầu tư cho sự ổn định của nguồn năng lượng này như phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn, giải quyết việc làm cho người dân các vùng cao, giáo dục ý thức bảo vệ môi trường…

b) Sức gió: năng lượng gió chưa được khai thác tốt ở Việt Nam, dù Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng gió dồi dào quanh năm. Một phần vì việc sử dụng nguồn năng lượng này đòi hỏi công nghệ cao, phần khác vì người ta chưa coi trọng sử dụng sức gió.

Để sử dụng được năng lượng điện phát từ sức gió, có chất lượng điện năng cao như độ ổn định điện áp, ổn định tần số cao… đòi hỏi đầu tư nhiều cho việc nghiên cứu. Sức gió không ổn định như sức nước. Tuy vậy người viết bài này cũng có ý nghĩ tại sao không chuyển động năng không ổn định của gió thành một dạng thế năng dự trữ, như thế năng của nước chẳng hạn. Gió sẽ làm quay cánh quạt máy phát điện, cũng có thể làm quay máy bơm nước vào hồ dự trữ để phát điện dưới dạng thủy điện. Việc bơm nước có thể không ổn định nhưng việc xả nước để phát điện là ổn định. Nước sau khi được xả để phát điện lại được sức gió bơm ngược vào hồ chứa trên cao.

c) Năng lượng Mặt Trời: Cũng như sức gió, Việt Nam nhận được rất nhiều năng lượng Mặt Trời. Phần lớn năng lượng Mặt Trời đang được sử dụng để phơi sấy trong nông nghiệp và thủy sản.

Hiện nay ở Việt Nam đã có một số thiết bị đun nấu sử dụng năng lượng Mặt Trời. Chính quyền cần có những hỗ trợ cho người dân vùng quê sử dụng điện Mặt Trời nhằm chia sẻ gánh nặng từ lười điện quốc gia; hỗ trợ người dân vùng sâu, vùng xa, hải đảo sử dụng tốt nguồn năng lượng này.

Chính quyền cũng cần hỗ trợ phát triển các thiết bị sử dụng năng lượng Mặt Trời không dưới dạng điện năng, như các bồn chứa nước, hoặc các máy điều hòa nhiệt độ sử dụng năng lượng Mặt Trời… cũng như khuyến khích phát triển các thiết bị sử dụng năng lượng chuyển đổi giữa điện năng và năng lượng Mặt Trời.

d) Nghiên cứu phát triển các dạng năng lượng khác như địa nhiệt, khí sinh học…

17.3.4. Đầu tư nhà máy điện hạt nhân

Hiện nay có nhiều tranh cãi xung quanh việc đầu tư nhà máy điện hạt nhân. Các nước phát triển đang có xu hướng giảm dần việc sản xuất điện từ năng lượng hạt nhân vì lý do an toàn và chất thải gây ô nhiễm môi trường. Xét về quy luật phát triển thì Việt Nam đang trong giai đoạn cần sử dụng nhiều năng lượng như các nước phát triển đã từng trải qua. Hiện nay các nước phát triển đã đưa các nhà máy sản xuất đòi hỏi tiêu tốn nhiều năng lượng sang các nước đang phát triển, áp lực về năng lượng không còn nhiều như trong thời đại công nghiệp trước đây của họ. Do đó giảm phát điện từ năng lượng hạt nhân là điều tất yếu.

Riêng ở Việt Nam nếu không đầu tư cho năng lượng hạt nhân thì sự phát triển kinh tế phụ thuộc quá nhiều về nguồn dầu mỏ đang hết sức bấp bênh trên thị trường thế giới. Đầu tư cho Nhà máy lọc dầu Dung Quất không có nghĩa là đảm bảo đủ năng lượng cho phát triển trong giai đoạn hiện nay. Nguồn năng lượng hạt nhân góp phần giúp ổn định hơn về phát triển kinh tế. Sử dụng quá nhiều năng lượng từ dầu mỏ làm cạn kiệt nguồn nguyên liệu quý giá này.

17.4. Kết luận

Với sự phát triển quá nhanh của kinh tế thế giới hiện tại, nguồn dự trữ năng lượng từ thuở xa xưa đến nay gần đến ngày cạn kiệt. Khủng hoảng năng lượng do cạn kiệt nguồn dự trữ là điều sẽ xảy ra nếu con người không nhanh chóng tìm các nguồn năng lượng thay thế.

Nhưng trước tiên, khi vẫn chưa tìm ra nguồn năng lượng nào đó đủ sức thay thế cho các nguồn năng lượng chính hiện nay như than, dầu mỏ, khí đốt…, ý thức tiết kiệm năng lượng cần nằm trong suy nghĩ của mọi công dân.

Một khi đã có ý thức tiết kiệm năng lượng thì mỗi người dân, ở vị trí công việc của mình, sẽ giảm thiểu việc tiêu thụ năng lượng và luôn tìm tòi các giải pháp tiết kiệm năng lượng.

Tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên cho mai sau, đó cũng là một thái độ sống có trách nhiệm với cộng đồng và với những thế hệ tương lai.
Liên kết hữu dụng

Trung tâm tiết kiệm năng lượng TP. Hồ Chí Minh
http://www.ecc-hcm.gov.vn/index.aspx?language=vn
Nguyễn Bá Quân