07.2021
ISSN 2734-9888 43
Khách sạn JW Marriott Hà Nội
Vai trò định mức năng lượng từ thực tiễn sử dụng năng lượng trong các tòa nhà tại Việt Nam
> PHÍ GIA KHÁNH
MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG ĐẶC TRƯNG (SPECIFIC ENERGY CONSUMPTION - SEC) CỦA TÒA NHÀ LÀ GÌ?
Năng lượng luôn tồn tại xung quanh chúng ta dưới nhiều dạng khác nhau: điện năng, nhiệt năng, động năng,... Riêng trong bài viết này, thuật ngữ “năng lượng” được hiểu là điện năng.
Vào nửa cuối thế kỷ thứ 19, khi mạng lưới cung cấp điện được xây dựng và mở rộng ở Hoa Kỳ, thời kỳ phát triển của các thiết bị sử dụng điện cho phục vụ sản xuất và nhu cầu cuộc sống bắt đầu bùng nổ, từ đèn điện, động cơ điện đến các thiết bị sử dụng hàng ngày như điện thoại, máy vi tính, thiết bị điều
hòa không khí,... Hiện tại, năng lượng đã trở thành một nhu cầu thiết yếu của nhân loại.
Tuy nhiên, với sự gia tăng về nhu cầu năng lượng quá nhanh so với sự phát triển của nhà máy điện và hệ thống phân phối điện, đơn giá điện có xu hướng tăng mạnh và nguy cơ khủng hoảng năng lượng trên toàn thế giới lớn lên theo từng năm.
Trong bối cảnh đó, định nghĩa về Mức (Suất) Tiêu thụ Năng lượng Đặc trưng (Specific Energy Consumption - SEC) được đặt ra như sau: Mức Tiêu thụ Năng lượng Đặc trưng (SEC) là năng lượng tiêu thụ trên một đơn vị đặc trưng (ví dụ như đầu người, diện tích, sản phẩm,...) trong một đơn vị thời gian (ví dụ như ngày, tháng, năm,...). Cụ thể trong lĩnh vực tòa nhà, SEC được định nghĩa là điện năng tiêu thụ trên một đơn vị diện tích sàn
07.2021 ISSN 2734-9888 44
trong một năm (kWh/m2 hoặc kBtu/ft2). Định nghĩa này dần trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới bởi vì SEC là chỉ số giúp so sánh mức độ tiêu thụ năng lượng giữa các đối tượng sử dụng năng lượng có chung một đặc điểm đặc trưng. Ở Hoa Kỳ và Singapore, thuật ngữ EUI (Energy Use Intensity) được sử dụng thay cho SEC nhưng vẫn cùng một định nghĩa như trên. Nhờ vào SEC, chúng ta có thể biết được một nhà máy có đang tiêu tốn nhiều điện hơn nhà máy khác nếu cả hai sản xuất cùng một nhóm sản phẩm giống nhau, hoặc một tòa nhà văn phòng có đang sử dụng tiết kiệm điện hơn tòa nhà văn phòng khác nếu cả hai có quy mô và mức độ hoạt động tương tự nhau.
SEC có thể được tính toán cho cả công trình đang vận hành và công trình đang thiết kế. Đối với công trình đang vận hành, SEC được tính toán trực tiếp từ năng lượng tiêu thụ thực tế.
Trong khi đó, đối với công trình đang thiết kế, SEC được xác định bằng công cụ tính toán hoặc mô phỏng năng lượng để hỗ trợ đội ngũ thiết kế đánh giá được hiệu quả năng lượng của công trình và đưa ra quyết định phù hợp.
XÁC ĐỊNH ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG (ENERGY BENCHMARKING) CHO CÁC TÒA NHÀ LÀ GÌ?
Công tác xác định định mức năng lượng (energy benchmarking) là việc tính toán và so sánh giá trị SEC của một tòa nhà với giá trị SEC tham chiếu thuộc cùng loại hình tòa nhà và cùng vùng khí hậu với tòa nhà đang xét nhằm mục đích đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng của tòa nhà đó. Giá trị SEC tham chiếu có thể được tính toán từ một tòa nhà điển hình theo tiêu chuẩn, theo quy chuẩn, hoặc được lấy chính bằng Định mức Năng lượng Quốc gia (National Energy Benchmarks). Trong đó, phương án sử dụng Định mức Năng lượng Quốc gia là phổ biến nhất.
Bằng cách thu thập dữ liệu tòa nhà (tiêu thụ, diện tích và đặc tính hoạt động của tòa nhà) và tính toán, chuẩn hóa và thống kê dữ liệu SEC của các tòa nhà đang vận hành, các giá trị SEC đại diện, gọi là Định mức Năng lượng Quốc gia, được xác lập cho mỗi loại hình tòa nhà và vùng miền khí hậu. Sở dĩ các giá trị đại diện này phải được phân chia theo loại hình tòa nhà và vùng miền khí hậu bởi vì các loại hình tòa nhà khác nhau ở các vùng miền khí hậu khác nhau sẽ có đặc điểm hoạt động và mức độ tiêu thụ khác nhau.
Như vậy, để thực hiện công tác định mức năng lượng cho một tòa nhà bất kỳ, việc đầu tiên cần làm là xây dựng và phát triển Định mức Năng lượng Quốc gia. Khó khăn đầu tiên cũng là khó khăn lớn nhất trong giai đoạn đầu chính là ở công tác thu thập dữ liệu tòa nhà. Thông thường, các dữ liệu này được cung cấp trực tiếp bởi đơn vị vận hành của chủ tòa nhà. Tuy nhiên, trong trường hợp quy trình thu thập dữ liệu phức tạp, để rút ngắn thời gian thực hiện và đảm bảo tính minh bạch và chính xác của dữ liệu, các đơn vị khảo sát năng lượng có chuyên môn và kinh nghiệm sẽ trực tiếp thực hiện công tác này. Dưới đây là một số kinh nghiệm quốc tế trong việc thu thập các dữ liệu để xây dựng Định mức Năng lượng Quốc gia.
Ở Singapore, kể từ tháng 7 năm 2013, Cục Xây dựng và Công trình (Building and Construction Authority - BCA) yêu cầu tất cả các chủ tòa nhà cung cấp Mức Tiêu thụ Năng lượng Đặc trưng
hằng năm cho BCA theo mục 22FJ của Luật Kiểm soát Tòa nhà (Sửa đổi) năm 2012. Phạm vi loại hình công trình giai đoạn đầu lúc đó là loại hình tòa nhà thương mại bao gồm văn phòng, khách sạn, trung tâm mua sắm và phức hợp. Bên cạnh đó loại hình công trình y tế và giáo dục cũng đã được đưa vào phạm vi thu thập dữ liệu bắt buộc vào giai đoạn sau. Tất cả các kết quả tính toán được từ các dữ liệu thu thập đó, bao gồm EUI (tương đương SEC) của tòa nhà và Định mức Năng lượng của các loại hình tòa nhà, đều được chia sẻ lại với các chủ tòa nhà để tạo cơ hội cho họ giám sát, cải thiện hiệu quả năng lượng của tòa nhà và giúp họ đưa ra các quyết định phù hợp. Để tiện cho quá trình cung cấp dữ liệu, Hệ thống Trình nộp dữ liệu tòa nhà Trực tuyến (Building Energy Submission System - BESS) đã ra đời ngay trong giai đoạn đầu.
Vào năm bắt đầu chia sẻ dữ liệu đầu tiên, chủ tòa nhà được yêu cầu cung cấp mọi thông tin cần thiết về tòa nhà, kể cả dữ liệu tiêu thụ. Sau đó, BESS sẽ liên kết với nhà cung cấp năng lượng của tòa nhà để tự động cập nhật dữ liệu năng lượng tiêu thụ hàng tháng. Vào những năm tiếp theo, chủ tòa nhà chỉ cần cập nhật thông tin tòa nhà nếu có sự thay đổi1. Tính đến thời điểm hiện tại, BESS đã có một số lượng lớn EUI để thiết lập Định mức Năng lượng Quốc gia mỗi năm với giá trị đầu tiên được thiết lập vào năm 2014. Tính đến năm 2020, Singapore đã xây dựng Định mức Năng lượng Quốc gia cho tổng cộng 19 loại hình công trình (kể cả các loại hình phụ). Do Singapore có diện tích nhỏ nên Định mức Năng lượng Quốc gia không phân theo vùng khí hậu.
Ở Hoa Kỳ, kể từ năm 1979, Cơ quan Thông tin Năng lượng (Energy Information Administration - EIA) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (U.S. Department of Energy - DOE) thực hiện một cuộc khảo sát quy mô quốc gia để thu thập dữ liệu về các đặc điểm của tòa nhà và năng lượng sử dụng từ hàng nghìn tòa nhà trên khắp Hoa Kỳ. Khảo sát Tiêu thụ Năng lượng Tòa nhà Thương mại (Commercial Building Energy Consumption Survey - CBECS) này là nguồn dữ liệu cấp quốc gia duy nhất về đặc điểm và năng lượng sử dụng của các tòa nhà thương mại ở Hoa Kỳ. Đối với một số loại hình tòa nhà khác, chẳng hạn như bệnh viện và nhà nghỉ hưu, các hiệp hội ngành đã dẫn đầu trong việc thực hiện các cuộc khảo sát để thu thập thông tin cần thiết để tạo ra một mẫu dữ liệu có kích thước lớn và đáng tin cậy. Từ những dữ liệu đó, Hoa Kỳ đã xây dựng được Định mức Năng lượng Quốc gia cho 99 loại hình tòa nhà2 (kể cả các loại hình phụ, tính đến năm 2021). Đặc biệt, Định mức Năng lượng Quốc gia của Hoa Kỳ không tính cho từng năm và không phân theo 8 loại vùng khí hậu trải dài khắp đất nước mà tính dựa trên thống kê tất cả các tòa nhà trên cả nước trong nhiều năm. Điều này dẫn đến khi định mức năng lượng cho bất kỳ tòa nhà ở Hoa Kỳ bằng công cụ định mức của Chính phủ “ENERGY STAR Portfolio Manager”3, giá trị SEC tham chiếu sẽ phải là giá trị Định mức Năng lượng Quốc gia được chuẩn hóa cho vùng khí hậu của tòa nhà và cho thời tiết của năm tham chiếu4.
VAI TRÒ, Ý NGHĨA CỦA CÔNG TÁC ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG TRONG THỰC TIỄN QUẢN LÝ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
Khác với phương pháp quản lý sử dụng điện trong các hộ gia đình và cơ quan hiện nay của Việt Nam (chủ yếu thông qua
PHÁT TRIỂN CÔNG TRÌNH X ANH, CÔNG TRÌNH HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢ NG
07.2021
ISSN 2734-9888 45
định mức tiêu thụ điện tính trên đầu người, giá điện, thang bậc, v.v. do Điện lực Việt Nam - EVN quy định), Định mức Năng lượng Quốc gia tính trên mét vuông sàn sẽ giúp Nhà nước có một cái nhìn toàn diện về năng lượng tiêu thụ ở các loại hình tòa nhà khác nhau ở các điều kiện khí hậu khác nhau. Dựa vào đó, cùng với thông tin về tổng diện tích sàn xây dựng của Bộ Xây dựng cho từng ngành, năng lượng tiêu thụ các năm và tốc độ gia tăng tiêu thụ năng lượng do diễn biến mức Định mức Tiêu thụ Năng lượng Quốc gia và tốc độ phát triển xây dựng có thể được ước tính và phân tích cho từng loại hình tòa nhà nói riêng và tất cả các công trình xây dựng nói chung. Qua đấy, Nhà nước có thể đưa ra các chính sách năng lượng phù hợp cho các công trình xây dựng nhằm cân đối kinh tế giữa năng lượng sản xuất (hoặc thu mua) với năng lượng sử dụng.
Để đạt được mục tiêu trên, chính sách năng lượng sẽ đưa ra mục tiêu về Định mức Năng lượng Quốc gia và tập trung vào công tác thẩm tra, thẩm định thiết kế, cấp phép xây dựng và công tác quản lý sử dụng điện trong quá trình vận hành công trình để đảm bảo mục tiêu đề ra. Nhờ vào việc SEC có thể được tính toán cho cả công trình đang vận hành và công trình đang thiết kế, công tác định mức năng lượng sẽ là công cụ hữu ích cho Chính phủ Việt Nam trong việc quản lý hiệu quả năng lượng các công trình xây dựng từ giai đoạn thiết kế đến giai đoạn vận hành. Cụ thể, trong quá trình thẩm tra, thẩm định thiết kế và cấp phép xây dựng, công trình sẽ được xác định định mức năng lượng để đánh giá hiệu quả năng lượng của thiết kế và đàm bảo mức độ mục tiêu của chính sách hiệu quả năng lượng. Khi công
trình được đưa vào vận hành, công tác xác định định mức năng lượng sẽ giúp theo dõi, đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng thực tế của tòa nhà để Nhà nước cấp các ưu đãi cho những tòa nhà hiệu quả năng lượng hoặc thúc đẩy đội ngũ vận hành tòa nhà đưa ra phương hướng khắc phục bằng cách áp đặt các chế tài nếu tòa nhà tiêu tốn nhiều năng lượng.
Trên thực tế, công tác xác định định mức năng lượng đã được quy định trong Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (Điều 15, Khoản 7; Điều 16, Khoản 1 và 3). nhưng cho đến nay chưa được triển khai nội dung này. Là tiền đề của công tác xác định định mức năng lượng, Định mức Năng lượng Quốc gia cho một số tòa nhà thương mại, văn phòng, khách sạn có quy mô 2500 m2 sàn trở lên đã được xây dựng trong khuôn khổ hoạt động của dự án Nâng cao Hiệu quả Sử dụng Năng lượng trong các Tòa nhà Thương mại và Chung cư Cao tầng tại Việt Nam (Energy Efficiency Improvement in Commercial and High- rise Residential Buildings in Vietnam - EECB) do Quỹ Môi trường Toàn cầu (Global Environment Facility - GEF) tài trợ cho Bộ Xây dựng thông qua Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (United Nations Development Programme - UNDP).v
1 Singapore’s 3rd Green Building Master Plan Moving Forward with Green
2 https://portfoliomanager.energystar.gov/pdf/reference/US%20National%20Me- dian%20Table.pdf
3 https://www.energystar.gov/buildings/benchmark
4 https://portfoliomanager.energystar.gov/pdf/reference/Climate%20and%20 Weather.pdf
Khách sạn Pickering là công trình xanh điển hình khác ở Singapore
