Tổng quan nghiên cứu
Việt Nam đang đối mặt với sự gia tăng nhanh chóng nhu cầu năng lượng trong bối cảnh nguồn cung nội địa hạn chế và biến động giá cả trên thị trường thế giới. Từ năm 2015 đến 2019, sản lượng điện sản xuất tăng từ 157,9 tỷ kWh lên 227,5 tỷ kWh, tương đương mức tăng gần 44%. Trong khi đó, cường độ điện năng tiêu thụ cũng tăng từ 1070,8 lên 1186,2 kWh/103 USD GDP, cho thấy hiệu quả sử dụng năng lượng chưa được cải thiện đáng kể. Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hà Tĩnh, với quy mô 1500 giường bệnh và gần 800 cán bộ nhân viên, là một trong những cơ sở y tế trọng điểm tiêu thụ năng lượng lớn, với mức tiêu thụ điện gần 9 triệu kWh năm 2019, tương đương chi phí gần 12 tỷ đồng. Nhu cầu sử dụng điện năng tại bệnh viện ngày càng tăng do quá tải bệnh nhân và thiết bị điện cũ, đặc biệt là hệ thống điều hòa không khí chiếm tới 38% tổng điện năng tiêu thụ.
Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát, đánh giá thực trạng sử dụng điện năng tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hà Tĩnh, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật nhằm tiết kiệm và sử dụng điện năng hiệu quả, góp phần giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống điện, thiết bị điện, đặc biệt là hệ thống điều hòa, chiếu sáng và các thiết bị tiêu thụ điện khác trong bệnh viện. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh Việt Nam đặt mục tiêu tiết kiệm từ 5-7% tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc giai đoạn 2019-2025, đồng thời giảm phát thải khí nhà kính theo cam kết quốc tế.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn dựa trên các lý thuyết về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, trong đó nhấn mạnh việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất và mức tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo nhu cầu sản xuất và sinh hoạt. Khái niệm hiệu quả năng lượng được hiểu là giảm năng lượng cần thiết cho sản phẩm và dịch vụ mà không làm giảm chất lượng. Luật Sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của Việt Nam quy định rõ việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý để giảm tổn thất điện năng.
Các mô hình nghiên cứu tập trung vào phân tích tổn thất điện năng kỹ thuật và phi kỹ thuật, bao gồm tổn thất do thiết bị cũ, vận hành không hợp lý, tổn thất do đo đếm sai, và các biện pháp tiết kiệm như bù công suất phản kháng, quản lý nhu cầu phụ tải (DSM), điều chỉnh phụ tải (DR), và thay thế thiết bị tiết kiệm năng lượng như đèn LED. Các khái niệm chính bao gồm: tổn thất điện năng, hiệu quả năng lượng, quản lý nhu cầu phụ tải, và các giải pháp kỹ thuật - phi kỹ thuật trong tiết kiệm năng lượng.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa khảo sát thực trạng, thu thập số liệu tiêu thụ điện năng tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hà Tĩnh và phân tích định lượng các nguyên nhân gây tổn thất điện năng. Cỡ mẫu bao gồm toàn bộ hệ thống điện và thiết bị tiêu thụ điện trong bệnh viện, với số liệu tiêu thụ điện năm 2019 làm cơ sở phân tích. Phương pháp chọn mẫu là khảo sát toàn diện các khu vực sử dụng điện chính như hệ thống điều hòa, chiếu sáng, máy giặt, và các thiết bị y tế.
Phân tích dữ liệu sử dụng các công cụ kiểm toán năng lượng, đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp thay thế thiết bị, và mô phỏng điều chỉnh phụ tải nhằm giảm công suất tiêu thụ cực đại. Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2020 đến 2022, bao gồm giai đoạn khảo sát, phân tích, đề xuất giải pháp và đánh giá hiệu quả dự kiến. Các số liệu được thu thập từ phòng kỹ thuật và phòng vật tư thiết bị của bệnh viện, kết hợp với các báo cáo kiểm toán năng lượng từ Trung tâm Tiết kiệm năng lượng TPHCM.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Hiện trạng sử dụng điện năng tại bệnh viện: Năm 2019, bệnh viện tiêu thụ gần 9 triệu kWh điện, chi phí khoảng 12 tỷ đồng. Hệ thống điều hòa không khí chiếm tới 38% tổng điện năng tiêu thụ với 394 máy cục bộ và 3 hệ thống điều hòa trung tâm. Tình trạng máy điều hòa cũ, công suất không đủ, kết hợp với việc sử dụng không hợp lý như vừa bật máy vừa mở cửa sổ gây tổn hao năng lượng lớn.
Tình trạng quá tải và ảnh hưởng đến tiêu thụ điện: Tỷ lệ sử dụng giường bệnh thường xuyên trên 100%, dao động từ 120% đến 150%, với 2-3 bệnh nhân nằm ghép một giường. Công suất tại các trạm biến áp cấp điện cho bệnh viện vượt 120%-140% công suất định mức, dẫn đến điện áp thấp và tổn thất điện năng tăng cao.
Tiềm năng tiết kiệm năng lượng: Việc quản lý và giám sát tốt có thể tiết kiệm từ 3-5% tổng lượng điện tiêu thụ. Thay thế hệ thống điều hòa cũ bằng công nghệ tiết kiệm điện có thể giảm chi phí điện năng ít nhất 35%. Cải tạo hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED có thể giảm tiêu hao 126 nghìn kWh/năm, tương đương 130 triệu đồng/năm, với thời gian hoàn vốn khoảng 1,2 năm. Sử dụng năng lượng mặt trời cho hệ thống đun nước nóng có thể tiết kiệm gần 1 tỷ đồng/năm, mặc dù đầu tư ban đầu khoảng 960 triệu đồng.
Hiệu quả kinh tế của giải pháp chiếu sáng LED: Thay thế 140 bóng đèn huỳnh quang T10 bằng đèn LED tại hành lang và phòng ban khoa nội giúp tiết kiệm 55% điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng, với tuổi thọ đèn LED gấp 3,75 lần đèn huỳnh quang, giảm chi phí bảo trì và phát thải CO2.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính của việc tiêu thụ điện năng cao là do thiết bị điện cũ, đặc biệt là hệ thống điều hòa không khí không hiệu quả và tình trạng quá tải bệnh nhân kéo dài. So với các nghiên cứu trong ngành y tế tại Việt Nam, kết quả này tương đồng với thực trạng chung của nhiều bệnh viện lớn, nơi chi phí năng lượng chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí vận hành. Việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật như thay thế đèn LED, bù công suất phản kháng và điều chỉnh phụ tải đã được chứng minh hiệu quả trong nhiều nghiên cứu quốc tế và trong nước.
Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh mức tiêu thụ điện năng trước và sau khi áp dụng các giải pháp tiết kiệm, bảng phân tích chi phí đầu tư và hoàn vốn, cũng như biểu đồ tỷ lệ sử dụng giường bệnh và công suất trạm biến áp theo thời gian. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính, phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững của Việt Nam.
Đề xuất và khuyến nghị
Xây dựng chương trình quản lý năng lượng hiệu quả: Bệnh viện cần xây dựng và triển khai chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm, xác định rõ trách nhiệm của người đứng đầu, tăng cường kiểm tra, xử lý nghiêm các hành vi lãng phí. Thời gian thực hiện: ngay trong năm 2023. Chủ thể thực hiện: Ban giám đốc bệnh viện phối hợp phòng kỹ thuật.
Thay thế và nâng cấp thiết bị điện: Đầu tư thay thế hệ thống điều hòa cũ bằng công nghệ tiết kiệm điện, thay thế toàn bộ hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED, đồng thời bảo ôn đường ống hơi và tái tuần hoàn nước ngưng. Mục tiêu giảm ít nhất 30% chi phí điện năng trong 2 năm. Chủ thể thực hiện: Phòng vật tư thiết bị, Ban quản lý dự án bệnh viện.
Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo, tuyên truyền nâng cao ý thức tiết kiệm điện cho cán bộ, nhân viên và bệnh nhân, xây dựng thói quen sử dụng điện hợp lý như tắt thiết bị khi không sử dụng, điều chỉnh nhiệt độ điều hòa phù hợp. Thời gian: liên tục hàng năm. Chủ thể thực hiện: Phòng hành chính nhân sự, phòng truyền thông.
Áp dụng quản lý nhu cầu phụ tải và điều chỉnh phụ tải (DSM/DR): Triển khai hệ thống đo đếm điện năng tiên tiến, điều chỉnh phụ tải vào giờ thấp điểm để giảm công suất tiêu thụ cực đại, giảm tổn thất điện năng và chi phí. Mục tiêu giảm công suất đỉnh ít nhất 10% trong 3 năm. Chủ thể thực hiện: Phòng kỹ thuật phối hợp với EVN và các đơn vị tư vấn.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Ban lãnh đạo và quản lý bệnh viện: Nhận diện các vấn đề về tiêu thụ năng lượng, xây dựng kế hoạch tiết kiệm và nâng cao hiệu quả sử dụng điện, giảm chi phí vận hành.
Chuyên gia và kỹ sư năng lượng: Áp dụng các phương pháp kiểm toán năng lượng, đánh giá hiệu quả các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật trong môi trường bệnh viện.
Cơ quan quản lý nhà nước về năng lượng và y tế: Tham khảo để xây dựng chính sách, quy định và hướng dẫn thực hiện tiết kiệm năng lượng trong các cơ sở y tế.
Các nhà đầu tư và doanh nghiệp cung cấp thiết bị tiết kiệm năng lượng: Hiểu rõ nhu cầu và tiềm năng thị trường trong lĩnh vực y tế, từ đó phát triển sản phẩm và dịch vụ phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao hệ thống điều hòa không khí lại chiếm tỷ lệ lớn trong tiêu thụ điện của bệnh viện?
Hệ thống điều hòa chiếm khoảng 38% tổng điện năng tiêu thụ do hoạt động liên tục để duy trì môi trường nhiệt độ ổn định, đặc biệt trong các phòng mổ và khu khám chữa bệnh. Máy điều hòa cũ, công suất không phù hợp và sử dụng không hợp lý làm tăng tiêu thụ điện.Giải pháp thay thế đèn LED có hiệu quả như thế nào?
Đèn LED tiết kiệm khoảng 50% điện năng so với đèn huỳnh quang, tuổi thọ gấp 3-4 lần, giảm chi phí bảo trì và phát thải CO2. Thay thế 140 bóng đèn huỳnh quang bằng LED tại bệnh viện có thể tiết kiệm 126 nghìn kWh/năm, tương đương 130 triệu đồng.Làm thế nào để giảm công suất tiêu thụ cực đại tại bệnh viện?
Áp dụng quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) và điều chỉnh phụ tải (DR) bằng cách chuyển các thiết bị tiêu thụ điện lớn sang giờ thấp điểm, sử dụng hệ thống đo đếm điện năng tiên tiến để giám sát và điều phối phụ tải hiệu quả.Chi phí đầu tư cho các giải pháp tiết kiệm năng lượng có cao không?
Chi phí đầu tư ban đầu có thể cao, ví dụ hệ thống đun nước nóng năng lượng mặt trời khoảng 960 triệu đồng, nhưng thời gian hoàn vốn nhanh (khoảng 1-2 năm) và lợi ích lâu dài về tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường rất lớn.Ý thức sử dụng điện của cán bộ và bệnh nhân ảnh hưởng thế nào đến tiết kiệm năng lượng?
Ý thức sử dụng điện đóng vai trò quan trọng, việc tắt thiết bị khi không sử dụng, điều chỉnh nhiệt độ điều hòa hợp lý giúp giảm tiêu thụ điện đáng kể. Đào tạo và tuyên truyền nâng cao nhận thức là giải pháp phi kỹ thuật hiệu quả.
Kết luận
- Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hà Tĩnh tiêu thụ gần 9 triệu kWh điện năm 2019, chi phí khoảng 12 tỷ đồng, với hệ thống điều hòa chiếm 38% tổng tiêu thụ.
- Tình trạng quá tải bệnh nhân và thiết bị điện cũ là nguyên nhân chính dẫn đến tiêu thụ điện năng cao và tổn thất điện năng lớn.
- Các giải pháp kỹ thuật như thay thế đèn LED, bù công suất phản kháng, bảo ôn đường ống hơi và sử dụng năng lượng mặt trời có thể tiết kiệm từ 3-5% tổng điện năng tiêu thụ, giảm chi phí và phát thải CO2.
- Giải pháp phi kỹ thuật bao gồm xây dựng chương trình quản lý năng lượng, nâng cao nhận thức và áp dụng quản lý nhu cầu phụ tải sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng điện.
- Tiếp tục nghiên cứu, triển khai và đánh giá các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong bệnh viện là bước đi cần thiết để hướng tới phát triển bền vững và giảm chi phí vận hành.
Hành động tiếp theo: Ban lãnh đạo bệnh viện cần khẩn trương xây dựng kế hoạch tiết kiệm năng lượng, phối hợp với các chuyên gia để triển khai các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật, đồng thời theo dõi, đánh giá hiệu quả định kỳ nhằm tối ưu hóa việc sử dụng điện năng.