Tổng quan nghiên cứu

Năng lượng là yếu tố thiết yếu cho sự phát triển kinh tế - xã hội, tuy nhiên nguồn năng lượng không tái tạo đang dần cạn kiệt, đặt ra thách thức lớn về an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường. Tại Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào), nhu cầu sử dụng điện năng trong các tòa nhà, đặc biệt là các công trình hành chính, tăng nhanh trong những năm gần đây. Tòa nhà Bộ Kế hoạch và Đầu tư, với 6 tầng và hơn 300 cán bộ nhân viên, tiêu thụ trung bình khoảng 650 kWh/ngày năm 2022, chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí vận hành (50% chi phí tháng 12/2022 tương đương gần 24 triệu VNĐ). Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (SDNLTKHQ) không chỉ giúp giảm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo phát triển bền vững.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp khoa học, khả thi nhằm tiết kiệm điện năng cho các hệ thống thiết bị điện tại tòa nhà Bộ Kế hoạch và Đầu tư trong giai đoạn 2020-2022. Nghiên cứu tập trung phân tích thực trạng tiêu thụ điện năng, đánh giá hệ thống quản lý năng lượng hiện tại và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý phù hợp với điều kiện thực tế của tòa nhà. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm chi phí vận hành, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và góp phần vào chiến lược phát triển năng lượng bền vững của CHDCND Lào.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý năng lượng hiện đại, trong đó nổi bật là:

  • Khái niệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (SDNLTKHQ): Theo Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12 của Việt Nam, SDNLTKHQ là 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 mục tiêu sản xuất và sinh hoạt.

  • Vòng tròn PDCA (Plan-Do-Check-Act): Đây là quy trình quản lý năng lượng được áp dụng để liên tục cải tiến hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua lập kế hoạch, thực hiện, kiểm tra và điều chỉnh.

  • Tiêu chuẩn ISO 50001: Tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý năng lượng, giúp tổ chức thiết lập chính sách, mục tiêu, đo lường và cải tiến hiệu quả sử dụng năng lượng một cách hệ thống và liên tục.

Các khái niệm chính bao gồm: hệ thống chiếu sáng, hệ thống điều hòa không khí (đặc biệt là hệ thống VRV), hệ thống quạt thông gió, hệ thống thang máy, và các thiết bị điện khác trong tòa nhà. Ngoài ra, các chính sách năng lượng quốc gia và chương trình SDNLTKHQ tại CHDCND Lào cũng được xem xét để làm cơ sở cho đề xuất giải pháp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp lý thuyết, phân tích dữ liệu thứ cấp và khảo sát thực tế:

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu tiêu thụ điện năng, chi phí vận hành, thông số kỹ thuật các thiết bị điện tại tòa nhà Bộ Kế hoạch và Đầu tư giai đoạn 2020-2022; các báo cáo, tài liệu quản lý năng lượng của tòa nhà; số liệu đo đạc thực tế về độ rọi, nhiệt độ, độ ẩm, công suất thiết bị.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích định lượng tiêu thụ điện năng theo từng hệ thống thiết bị, đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng, so sánh tỷ trọng tiêu thụ điện năng giữa các hệ thống. Đánh giá hệ thống quản lý năng lượng dựa trên ma trận 6 tiêu chí (chính sách, tổ chức, động viên, giám sát, truyền thông, đầu tư).

  • Khảo sát, đo đạc: Sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để thu thập thông số kỹ thuật, vận hành các hệ thống chiếu sáng, điều hòa, quạt thông gió, thang máy nhằm xác định các điểm tiềm năng tiết kiệm năng lượng.

  • Cỡ mẫu và timeline: Nghiên cứu tập trung tại tòa nhà Bộ Kế hoạch và Đầu tư, thủ đô Viêng Chăn, Lào, trong khoảng thời gian 2020-2022. Cỡ mẫu bao gồm toàn bộ các hệ thống thiết bị điện chính và nhân viên quản lý năng lượng tại tòa nhà.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khách quan, khoa học và phù hợp với thực tiễn vận hành của tòa nhà.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tiêu thụ điện năng theo hệ thống thiết bị: Hệ thống quạt – điều hòa chiếm tỷ trọng lớn nhất với khoảng 31.3% tổng điện năng tiêu thụ, tiếp theo là hệ thống chiếu sáng chiếm 20%, hệ thống thiết bị máy móc phục vụ tòa nhà chiếm 22%, hệ thống bơm chiếm 18%, và các thiết bị khác chiếm 7.8%. Ví dụ, ngày 15/12/2022, hệ thống chiếu sáng tiêu thụ 145 kWh, hệ thống quạt – điều hòa 166.9 kWh, thang máy 64.1 kWh.

  2. Chi phí vận hành: Chi phí điện năng chiếm 50% tổng chi phí vận hành tháng 12/2022, tương đương gần 24 triệu VNĐ, cho thấy tiềm năng tiết kiệm điện năng có thể giảm đáng kể chi phí vận hành.

  3. Hiệu quả quản lý năng lượng: Đánh giá hệ thống quản lý năng lượng theo 6 tiêu chí cho thấy chính sách năng lượng hiện tại ở mức thấp (điểm 1), tổ chức và động viên thúc đẩy ở mức trung bình (điểm 2), trong khi hệ thống giám sát, truyền thông và đầu tư đạt mức khá (điểm 3). Tòa nhà chưa có chính sách năng lượng rõ ràng và chưa thành lập Ban quản lý năng lượng chuyên trách.

  4. Tình trạng thiết bị và vận hành: Các máy điều hòa cục bộ đặt trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời làm giảm hiệu suất giải nhiệt; một số đèn chiếu sáng chưa được lắp chao đèn hoặc máng âm trần, gây lãng phí điện năng; thất thoát nhiệt tại cửa ra vào khi sử dụng điều hòa cũng làm tăng tiêu thụ điện.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của mức tiêu thụ điện năng cao là do đặc thù khí hậu nóng ẩm tại Viêng Chăn, khiến hệ thống điều hòa không khí phải hoạt động nhiều, chiếm hơn 30% điện năng. Hệ thống chiếu sáng chiếm tỷ trọng lớn do thời gian hoạt động dài và chưa tối ưu hóa thiết bị chiếu sáng. So với các nghiên cứu tại các tòa nhà hành chính ở khu vực Đông Nam Á, tỷ lệ tiêu thụ điện năng cho điều hòa và chiếu sáng tương tự, tuy nhiên hiệu quả quản lý năng lượng còn thấp hơn do thiếu chính sách và tổ chức chuyên trách.

Việc chưa áp dụng đầy đủ tiêu chuẩn ISO 50001 và vòng tròn PDCA trong quản lý năng lượng làm giảm khả năng phát hiện và thực thi các giải pháp tiết kiệm. Các thiết bị cũ, vận hành chưa tối ưu và thiếu bảo trì định kỳ cũng góp phần làm tăng tiêu thụ điện năng. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bổ tiêu thụ điện năng theo hệ thống và bảng đánh giá mức độ quản lý năng lượng để minh họa rõ ràng hơn.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng chính sách năng lượng toàn diện, tổ chức quản lý chuyên trách và áp dụng các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng tại tòa nhà.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và ban hành chính sách năng lượng toàn diện: Thiết lập chính sách sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả rõ ràng, có cơ chế thưởng phạt nhằm thúc đẩy ý thức tiết kiệm điện trong toàn bộ cán bộ nhân viên. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, do Ban lãnh đạo tòa nhà chủ trì.

  2. Thành lập Ban quản lý năng lượng chuyên trách: Tổ chức bộ máy quản lý năng lượng gồm các chuyên viên kỹ thuật và quản lý, chịu trách nhiệm giám sát, đánh giá và triển khai các giải pháp tiết kiệm điện. Mục tiêu nâng cao điểm đánh giá tổ chức từ 2 lên 4 trong vòng 1 năm.

  3. Áp dụng tiêu chuẩn ISO 50001 và vòng tròn PDCA: Xây dựng hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn quốc tế để liên tục cải tiến hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm tổn thất và chi phí. Thời gian triển khai 12 tháng, phối hợp với chuyên gia tư vấn.

  4. Cải tiến kỹ thuật hệ thống điều hòa và chiếu sáng: Thay thế đèn Neon 36W bằng đèn LED 18W, lắp đặt chao đèn, máng âm trần để tăng hiệu suất chiếu sáng; che chắn dàn nóng điều hòa tránh ánh nắng trực tiếp, điều chỉnh nhiệt độ điều hòa ở mức hợp lý (khoảng 26-28°C). Ước tính tiết kiệm điện năng từ 15-20% cho hệ thống chiếu sáng và điều hòa trong 1 năm.

  5. Tăng cường bảo trì, bảo dưỡng định kỳ: Lập kế hoạch bảo trì chi tiết cho các hệ thống thiết bị điện, đặc biệt là điều hòa, thang máy và quạt thông gió nhằm duy trì hiệu suất hoạt động tối ưu. Thực hiện hàng quý, do tổ kỹ thuật đảm nhiệm.

  6. Tuyên truyền, đào tạo nâng cao nhận thức: Tổ chức các chương trình đào tạo, truyền thông về tiết kiệm năng lượng cho cán bộ nhân viên, tạo thói quen sử dụng điện hợp lý. Thực hiện định kỳ 6 tháng/lần.

Các giải pháp trên nhằm mục tiêu giảm ít nhất 10% tổng tiêu thụ điện năng trong vòng 1-2 năm, góp phần giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả quản lý năng lượng tại tòa nhà.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban lãnh đạo các cơ quan, tổ chức hành chính công: Nhận thức về tầm quan trọng của quản lý năng lượng, xây dựng chính sách và tổ chức bộ máy quản lý năng lượng hiệu quả, từ đó giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên.

  2. Chuyên viên quản lý năng lượng và kỹ thuật tòa nhà: Áp dụng các kiến thức về hệ thống thiết bị tiêu thụ điện, phương pháp đo đạc, phân tích tiêu thụ điện năng và đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện thực tế.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành quản lý năng lượng, kỹ thuật điện: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm về tiết kiệm điện năng trong tòa nhà hành chính tại khu vực Đông Nam Á, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

  4. Các nhà hoạch định chính sách năng lượng quốc gia và địa phương: Hiểu rõ thực trạng tiêu thụ điện năng và quản lý năng lượng tại các công trình công cộng, từ đó xây dựng các chương trình, chính sách hỗ trợ thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

Luận văn cung cấp các ví dụ thực tế, số liệu cụ thể và đề xuất giải pháp khả thi, giúp các đối tượng trên nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng năng lượng trong hoạt động của mình.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao hệ thống điều hòa không khí chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tiêu thụ điện năng của tòa nhà?
    Hệ thống điều hòa chiếm khoảng 31.3% tổng điện năng do đặc thù khí hậu nóng ẩm tại Viêng Chăn, khiến điều hòa phải hoạt động liên tục để duy trì nhiệt độ và độ ẩm phù hợp. Ngoài ra, nhiều máy điều hòa cục bộ đặt trực tiếp dưới ánh nắng làm giảm hiệu suất, tăng tiêu thụ điện.

  2. Các giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng?
    Đề xuất thay thế đèn Neon công suất cao bằng đèn LED công suất thấp hơn, lắp đặt chao đèn và máng âm trần để tăng hiệu suất chiếu sáng, đồng thời điều chỉnh thời gian sử dụng hợp lý. Giải pháp này có thể giảm tiêu thụ điện năng chiếu sáng từ 15-20%.

  3. Hệ thống quản lý năng lượng hiện tại của tòa nhà có những hạn chế gì?
    Tòa nhà chưa có chính sách năng lượng rõ ràng, chưa thành lập Ban quản lý năng lượng chuyên trách, hoạt động động viên và tổ chức còn yếu, dẫn đến khó khăn trong việc triển khai các biện pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

  4. Tiêu chuẩn ISO 50001 giúp gì cho quản lý năng lượng tại tòa nhà?
    ISO 50001 cung cấp khung hệ thống quản lý năng lượng giúp tổ chức thiết lập chính sách, mục tiêu, đo lường và cải tiến liên tục hiệu quả sử dụng năng lượng, từ đó giảm chi phí và tăng tính bền vững trong vận hành.

  5. Làm thế nào để nâng cao nhận thức tiết kiệm năng lượng cho cán bộ nhân viên tòa nhà?
    Thông qua các chương trình đào tạo, truyền thông định kỳ, xây dựng quy định vận hành thiết bị tiết kiệm điện, đồng thời áp dụng cơ chế thưởng phạt để khuyến khích hành vi sử dụng năng lượng hiệu quả.

Kết luận

  • Nhu cầu sử dụng điện năng tại tòa nhà Bộ Kế hoạch và Đầu tư, CHDCND Lào tăng nhanh, chi phí điện chiếm 50% tổng chi phí vận hành, đặt ra yêu cầu cấp thiết về tiết kiệm năng lượng.
  • Hệ thống quạt – điều hòa và chiếu sáng là hai hệ thống tiêu thụ điện năng lớn nhất, chiếm hơn 50% tổng tiêu thụ điện năng.
  • Hệ thống quản lý năng lượng hiện tại còn nhiều hạn chế, đặc biệt là thiếu chính sách năng lượng và tổ chức quản lý chuyên trách.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý như xây dựng chính sách năng lượng, thành lập Ban quản lý năng lượng, áp dụng ISO 50001, cải tiến thiết bị và tăng cường bảo trì nhằm giảm ít nhất 10% tiêu thụ điện năng trong 1-2 năm tới.
  • Nghiên cứu mở ra hướng đi thực tiễn cho các tòa nhà hành chính tại Lào và khu vực, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và phát triển bền vững.

Hành động tiếp theo: Ban lãnh đạo tòa nhà cần nhanh chóng triển khai xây dựng chính sách năng lượng và thành lập Ban quản lý năng lượng chuyên trách. Đồng thời, phối hợp với chuyên gia để áp dụng tiêu chuẩn ISO 50001 và thực hiện các giải pháp kỹ thuật đề xuất. Để biết thêm chi tiết và hỗ trợ triển khai, liên hệ ngay với nhóm nghiên cứu.