Năng lượng đô thị bền vững cho tương lai và giải pháp bảo vệ môi trường

Qua 20 năm phát triển, các khu vực đô thị có sự tăng trưởng và mở rộng mạnh mẽ. Hiện tại, hơn 3,5 tỷ người đang sống ở khu vực thành thị (chiếm một nửa dân số thế giới). Các nước đang phát triển đang trải qua sự thay đổi mạnh mẽ từ nền kinh tế ở nông thôn sang thành thị dưới ảnh hưởng của đô thị hóa môi trường càng ngày càng bị ô nhiễm.

Theo Chương trình Môi trường của Liên Hợp Quốc (UNEP), Châu Mỹ Latinh và Caribê có mật độ đô thị hóa cao, với 78% dân số sống ở các thành phố vào năm 2007, đến 2050, con số này có thể sẽ tăng lên 89%. Khu vực Châu Á với khoảng 40% dân số sống ở thành phố, có tốc độ tăng trưởng nhanh và dân số đô thị được dự đoán tăng lên 62% vào năm 2050 vì vậy các biện pháp bảo vệ môi trường là cần thiết.

Cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu, với mối đe dọa từ biến đổi khí hậu, đòi hỏi những đổi mới trong lĩnh vực năng lượng và tiêu dùng trách nhiệm. Trong quá trình chuyển đổi năng lượng đô thị từ nhiên liệu hóa thạch chuyển sang năng lượng tái tạo, theo nghiên cứu đến năm 2030, nhu cầu năng lượng toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 60 đến 85% phù hợp với chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia.

Để bảo đảm cho một tương lai lành mạnh với môi trường, thế giới cần một cuộc cách mạng công nghiệp, nơi phát triển kinh tế phải được thúc đẩy bởi các nguồn năng lượng tái tạo, có thể tiếp cận và bền vững. Trong nỗ lực giảm đầu vào tài nguyên và những tác động xấu đến môi trường, một số nước phát triển thành công trong việc giải quyết vấn đề tăng trưởng kinh tế từ tiêu thụ năng lượng. Điều này đạt được bằng cách đóng vòng năng lượng trong sản xuất, như thu hồi nhiệt giải phóng để phát điện như một phần giải pháp bảo vệ môi trường.

Dù sản xuất năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch vẫn chiếm vai trò chính, năng lượng bền vững đang ngày càng rõ ràng là sự lựa chọn hướng tới tương lai. Chắng hạn, ở thành phố, tỷ lệ năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch có thể vẫn còn đáng kể, mặc dù các thành phố này sử dụng hệ thống tạo nhiệt đồng phát và đặc trưng bởi hiệu quả nhiên liệu cao. Việc thực hiện các chiến lược năng lượng tái tạo trong môi trường thành phố đang nhanh chóng trở thành một xu hướng và cấp bách. Để thực hiện quá trình chuyển đổi này không chỉ liên quan đến chuyển đổi nguồn năng lượng, mà đòi hỏi hiệu quả về chi phí, tính bền vững và mang lại lợi ích cho sự phát triển cần được ưu tiên và hổ trợ từ quỹ bảo vệ môi trường.

Năng lượng kỵ khí

Phân phối và xử lý chất thải đô thị đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng do tốc độ đô thị hóa và gia tăng dân số ngày càng tăng cao. Quá trình phân hủy kỵ khí, nơi chất thải sinh học phân hủy trong môi trường không có oxy tạo ra khí sinh học giàu mê-tan rất phù hợp cho sản xuất năng lượng, có thể là giải pháp quan trọng cho vấn đề chất thải ngày càng tăng, đồng thời làm giảm nhu cầu sử dụng năng lượng bên ngoài. Khí sinh học có thể được đốt cháy để tạo ra cả nhiệt và điện bằng cách sử dụng động cơ đốt trong hoặc micro tua bin và các loại máy nước nóng, trong đó nhiệt sinh ra được sử dụng để đốt nóng các loại máy móc tiêu thụ hoặc cung cấp nhiệt năng cho tòa nhà. Nếu chất thải đô thị được sử dụng để sản xuất khí sinh học, sẽ làm giảm nhu cầu về chôn lấp, nguồn năng lượng bền vững và tái tạo có thể được sản xuất bên cạnh một sản phẩm phụ có lợi của nước xả sinh học có thể được sử dụng làm phân bón. Nhiều nghiên cứu cho thấy tiêu hóa kỵ khí đang trở thành một nguồn năng lượng bền vững quan trọng và có lợi cho môi trường.

Năng lượng mặt trời

Lợi ích ban đầu của việc sử dụng ánh sáng mặt trời làm tài nguyên năng lượng, so với năng lượng sinh học, thủy điện hoặc hạt nhân, là không cần nước và do đó loại bỏ các mối lo về môi trường liên quan đến tăng tiêu thụ nước hay thiếu hụt sau này. Việc giảm chi phí gần đây trong các hoạt động của công nghệ năng lượng mặt trời (bao gồm cả năng lượng mặt trời tập trung và năng lượng quang điện) làm tăng khả năng cạnh tranh chi phí với sản xuất năng lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch ở mức độ từ trung bình đến cao. Trên toàn cầu, năng lượng quang điện mặt trời tăng nhanh nhất trong số các công nghệ tái tạo từ năm 2006 đến 2011, tăng 58% mỗi năm, tiếp theo là năng lượng mặt trời tập trung, tăng gần 37% và năng lượng gió tăng 26%, theo báo cáo trong một nghiên cứu chính sách về năng lượng (Purohit, Purohit và Shekhar, 2013). Năng lượng mặt trời mang đến ứng dụng đô thị hiệu quả vì các tấm pin quang điện có thể được đặt trên mái của tòa nhà, nơi không gây ra sự cản trở, hiệu quả và chi phí bảo trì thấp. Người ta ước tính rằng công suất năng lượng mặt trời tập trung toàn cầu sẽ là 147 GW vào năm 2020, 337 GW vào năm 2030 và 1089 GW vào năm 2050 trong quá trình nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

Xây dựng đô thị sinh thái hiệu quả

Dự báo trong tương lai, sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo tại địa phương có thể làm cho các tòa nhà đưa mức khí thải về bằng không và tạo ra thành phố sinh thái với nồng độ phát khí thải carbon thấp và hiệu quả năng lượng cao. Công nghệ cải tiến mới đang phát triển mỗi ngày, dẫn đến các thành phố trở nên bền vững hơn. Ví dụ, một loại máy gặt sử dụng năng lượng gió, mặt trời và nước mưa đang được phát triển để ứng dụng trong các tòa nhà cao tầng ở đô thị để tối ưu sản xuất năng lượng. Đồng thời giảm thiểu các vấn đề với các ứng dụng tuabin gió ở đô thị.

Việc thực hiện các năng lượng tái tạo trong môi trường đô thị đôi khi bị hạn chế bởi sự mất cân bằng giữa cung và cầu và sự tích hợp của chúng trong hệ thống năng lượng. Các lưới điện thông minh có thể cung cấp các kết nối và kiểm soát cần thiết để quản lý việc cung cấp điện hiệu quả. Việc thực hiện các biện pháp như vậy trong môi trường đô thị mang lại một số lợi ích, bao gồm cải thiện an ninh và độ tin cậy năng lượng, giảm chi phí truyền tải thông qua việc cung cấp năng lượng địa phương gần hơn với nhu cầu, sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có và giảm thiểu nhu cầu về sử dụng đất.

Sử dụng năng lượng tái tạo trong môi trường đô thị có tầm quan trọng cao vì là sự lựa chọn năng lượng bền vững cho tương lai cũng như kịp thời đáp ứng nhu cầu năng lượng đô thị ngày càng tăng và giảm khí thải nhà kính. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, năng lượng tái tạo sẽ ngày càng hiệu quả hơn, thân thiện với người dùng, tiết kiệm chi phí, dễ tiếp cận và bền vững cần có giải pháp đánh giá tác động môi trường một cách toàn diện.

Xem thêm báo cáo đánh giá tác động môi trường

Liên hệ tư vấn:

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG Địa chỉ: Số 28 B Mai Thị Lựu, Phường Đa Kao, Q 1, TPHCM Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM ĐT: (028) 35146426 - (028) 22142126  – Fax: (028) 39118579 - Hotline 090 3649782 Website: www.khoanngam.com;  www.lapduan.com; www.minhphuongcorp.net; Email: nguyenthanhmp156@gmail.com ; thanhnv93@yahoo.com.vn