Máy bơm nhiệt được xem là thiết bị tạo ra bước ngoặt trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu khi vừa giúp làm mát lẫn sưởi ấm tòa nhà, vừa cho phép giảm đáng kể khí thải carbon.
Thay vì đốt dầu hoặc khí đốt, máy bơm nhiệt sử dụng điện để hấp thụ nhiệt từ không khí và truyền nhiệt vào bộ tản nhiệt và hệ thống sưởi dưới sàn. Ảnh: Keith Morris/Alamy.
Máy bơm nhiệt, vừa làm ấm và làm mát các tòa nhà, vừa chạy bằng điện, được coi là giải pháp để hạn chế lượng khí thải nhà kính do các gia đình, doanh nghiệp và tòa nhà văn phòng tạo ra - vốn chịu trách nhiệm cho khoảng 1/3 lượng khí thải ở bang New York (Mỹ).
Nhưng chúng hoạt động như thế nào? Chúng có giá bao nhiêu? Và liệu chúng có thực sự giúp giải quyết khủng hoảng khí hậu?
Tại sao máy bơm nhiệt tốt hơn cho môi trường?
Hiện tại, chúng ta chủ yếu đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra nhiệt. Điều này gây ô nhiễm. Máy bơm nhiệt thì hoàn toàn khác, chúng chạy bằng điện.
Mặc dù phần lớn điện vẫn đến từ quá trình đốt cháy, Mỹ đang dần chuyển đổi sang năng lượng tái tạo như thủy điện, gió và năng lượng mặt trời. Khi sự thay đổi này xảy ra, máy bơm nhiệt sẽ trở thành thiết bị giúp loại bỏ khí nhà kính, theo New York Times.
Máy bơm nhiệt tiết kiệm năng lượng và được nhiều người coi là công cụ mạnh mẽ trong việc chống biến đổi khí hậu. Ảnh: New York Times.
Chúng hoạt động như thế nào?
Máy bơm nhiệt bao gồm một bộ phận hình hộp bên ngoài và quạt gió bên trong. Một bộ điều nhiệt kiểm soát nhiệt độ. Khi thời tiết nóng, máy bơm hoạt động giống máy điều hòa không khí bằng cách định tuyến nhiệt trong nhà ra ngoài trời.
Khi trời lạnh, quá trình này được sẽ đảo ngược. Nhiệt được lấy từ không khí ngoài trời và “bơm”vào trong nhà, với sự trợ giúp của chất làm lạnh và máy nén.
Máy bơm nhiệt có làm quá tải lưới điện?
Quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo và điện khí hóa của thành phố New York đang diễn ra, liên quan đến nhiều dự án và bộ phận.
Jen Hensley, phó chủ tịch cấp cao của Con Edison, cho biết công ty đang đầu tư vào lưới điện để chuẩn bị cho nhu cầu ngày càng tăng. Tuy nhiên, hiện tại, lưới điện đã sẵn sàng cho máy bơm nhiệt, bà nói thêm.
Rohit T. Aggarwala, giám đốc khí hậu của thành phố cho biết các thiết bị này có hiệu suất cao, giúp hạn chế gánh nặng ngày càng tăng đối với lưới điện.
Miguel Modestino, giám đốc sáng kiến kỹ thuật bền vững tại Trường Kỹ thuật Tandon thuộc Đại học New York, giải thích về hiệu quả của máy bơm nhiệt.
Máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên lý nhiệt sẽ di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp, chứ không tạo ra nhiệt. Sử dụng cùng một lượng điện, máy bơm nhiệt có thể cung cấp độ ấm gấp 3-4 lần so với máy sưởi cắm điện.
Các loại máy bơm nhiệt
Máy bơm nhiệt nguồn không khí phổ biến nhất. Tiến sĩ Modestino cho biết máy bơm địa nhiệt - một loại khác - lấy nhiệt từ dưới mặt đất, nơi có nhiệt độ ổn định hơn.
Hệ thống bơm nhiệt được lắp đặt tại trung tâm R&D và đào tạo Octopus Energy ở Slough, Vương quốc Anh. Ảnh: Chris Ratcliffe/Bloomberg.
Hệ thống địa nhiệt có xu hướng lắp đặt tốn kém hơn, có thể cung cấp năng lượng cho các tòa nhà lớn và thậm chí cho cả cộng đồng.
Nhưng ở thành phố New York, nơi dưới mặt đất tràn ngập đường ống, dây cáp và đường hầm tàu điện ngầm, máy bơm địa nhiệt có thể khó lắp đặt. Vì vậy, máy bơm nguồn không khí hoạt động tốt hơn trong thành phố.
Những tòa nhà nào có thể sử dụng?
Các tòa nhà nhỏ (nhà dành cho 1-4 hộ gia đình cùng một số cơ sở kinh doanh) được cho là nơi lý tưởng để sử dụng thiết bị này.
Greg Elcock, phó chủ tịch phụ trách hiệu suất năng lượng tại Con Ed, cho biết các công trình xây dựng mới đang sử dụng máy bơm nhiệt quy mô lớn hơn, có thể đặt trên mái nhà hoặc trên toàn bộ các tầng.
Ông nhấn mạnh chính những tòa nhà cũ hơn, lớn hơn mới là vấn đề. Pallavi Mantha, cộng sự tại Arup, một công ty phát triển bền vững toàn cầu, cho biết việc lắp đặt các ống bơm nhiệt trên tòa nhà hơn 12 tầng vẫn là thách thức lớn.
Luật thành phố New York quy định các tài sản có diện tích lớn hơn khoảng 2.322 mét vuông phải hạn chế lượng khí thải 40% vào năm 2030.
Bà Mantha cho biết tới lúc đó, các tòa nhà có thể thực hiện cách tiếp cận tăng cường bằng việc thay thế cửa sổ, cải thiện khả năng cách nhiệt và giảm mức tiêu thụ.
Cơn sốt mới
Ngày càng nhiều bắt đầu quan tâm đến thiết bị này. Trên toàn tiểu bang New York, gần 23.000 dự án máy bơm nhiệt được lắp đặt vào năm 2022, tăng gấp 3 lần so với năm trước.
Ngày càng nhiều bắt đầu quan tâm đến thiết bị này. Ảnh: Chris Ratcliffe/Bloomberg.
Tại Mỹ, số lượng máy bơm nhiệt đã vượt xa số lượng lò sưởi tới hơn 15.000 chiếc trong tháng 1, theo Viện Điều hòa Không khí, Sưởi và Điện lạnh - hiệp hội thương mại dành cho nhà sản xuất.
“Tôi như ‘nhà truyền giáo’ cho thiết bị này vậy”, James Rosenthal, người sở hữu căn hộ trong khu 29 căn ở Lower Manhattan, cho biết. Mặc dù khu nhà sử dụng năng lượng chạy bằng khí đốt và Rosenthal vẫn sử dụng nó để nấu ăn, đun nước, anh bắt đầu chuyển sang sử dụng máy bơm nhiệt cho căn hộ của mình vào năm 2022.
Kể từ đó, anh đã thuyết phục được 6 người hàng xóm khác làm điều tương tự. Các thiết bị của họ được lắp đặt ở chân hoặc trên mái tòa nhà.
Máy bơm nhiệt có đắt không?
Việc lắp đặt máy bơm nhiệt trong một ngôi nhà có thể tốn tới 20.000 USD.
Tuy nhiên, có những lựa chọn tài chính để giúp giảm bớt gánh nặng cho người Mỹ. Theo người phát ngôn của Con Ed, cho đến năm 2032, khoản tín dụng thuế liên bang lên tới 2.000 USD sẽ được cung cấp để lắp đặt. Chương trình Clean Heat của bang New York cũng cung cấp khoản giảm giá thông qua công ty tiện ích, có thể giúp người mua tiết kiệm được từ 8.000 đến 12.000 USD. Ngoài ra còn có hỗ trợ tài chính dành riêng cho hộ gia đình có thu nhập thấp và trung bình.
Không chỉ vậy, Rosenthal cho biết hóa đơn tiền điện của anh giảm khoảng 30% vào mùa hè, mùa xuân và mùa thu.
Các quan chức bang cho biết cuối năm nay, Đạo luật Giảm lạm phát dự kiến cung cấp thêm nguồn hỗ trợ cho người dân New York.
