Độc lạ toà chung cư chạy hoàn toàn bằng điện: Không dùng khí gas, chỉ lấy năng lượng từ độ sâu hơn 150m dưới lòng đất

Trên thực tế, khu đất của toà nhà sẽ có 322 lỗ, mỗi lỗ có đường kính khoảng 10 cm và sâu 152 mét. Những lỗ này bao gồm trung tâm của hệ thống bơm nhiệt địa nhiệt, dự kiến có thể giảm 53% lượng khí thải carbon so với một toà nhà có công suất sưởi ấm và làm mát tương đương. Khi hoàn thành vào năm 2025, 1 Java sẽ là một trong những toà nhà dân cư lớn nhất của Mỹ sử dụng công nghệ này.

Đây là toà nhà được nhà phát triển của Úc - Lendlease Corp. xây dựng. Dự án này được cho sẽ là phép thử quan trọng đối với công ty khi họ đang nỗ lực loại bỏ hoàn toàn khí thải khỏi các hoạt động xây dựng trên toàn cầu của mình.

Sara Neff - trưởng bộ phận bền vững tại châu Mỹ của Lendlease, cho hay: “Chúng tôi không muốn sử dụng khí đốt tự nhiên trong bất kỳ toà nhà nào mà chúng tôi xây dựng nữa.” Nếu hệ thống trong toà 1 Java hoạt động hiệu quả, công ty sẽ sử dụng nhiều hơn trong các dự án tương lai ở Mỹ.

Lendlease cũng cho biết hệ thống địa nhiệt của họ sẽ khiến chi phí xây dựng tăng lên khoảng 6%. Một phần của số tiền này sẽ được chi trả bởi khoản trợ cấp 4 triệu USD của tiểu bang.

Hệ thống bơm nhiệt hoạt động bằng cách lưu thông hơi ấm giữa bên trong và bên ngoài toà nhà, có thể được sử dụng để sưởi ấm và làm mát. Các hệ thống điều hoà không khí này sử dụng máy nén điện để tạo áp suất cho chất làm lạnh lỏng trong các cuộn ống kín và giải phóng áo suất bằng van.

Vào mùa hè, không khí ấm bên ngoài sẽ được làm mát khi năng lượng nhiệt được hấp thụ bởi chất lỏng đó, bốc hơi thành khí. Sau đó, không khí từ bên ngoài sẽ hấp thụ một phần năng lượng nhiệt đó khi chất làm lạnh nguội đi và ngưng tụ lại thành chất lỏng. Các van sẽ làm giảm áp suất lên chất lỏng, khiến nó nguội đi khi chảy ngược vào bên trong để lặp lại chu kỳ. Vào mùa đông, chu trình diễn ra ngược lại.

Các hệ thống địa nhiệt có nguyên tắc cơ bản giống nhau, nhưng nhiệt độ ở dưới lòng đất luôn là khoảng 13 độ C, bất kể không khí bên trên như thế nào. Vào mùa hè, nước sẽ được trộn với một chất phụ gia để ngăn tình trạng đóng băng và ăn mòn, sau đó được bơm xuống các đường ống dẫn đi vào các lỗ khoan. Tại đó, nước sẽ lạnh hơn và bơm lại lên trên để làm mát toà nhà. Mùa đông, một lò sưởi điện sẽ làm nước ấm hơn và bơm khắp toà nhà để cung cấp nhiệt.

Hệ thống địa nhiệt chính là chìa khoá để giúp toà 1 Java sẽ được vận hành hoàn toàn bằng điện, không sử dụng ga hay máy điều hoà không khí thông thường. Nước được cung cấp cho các căn hộ sẽ ở mức 13 độ như dưới lòng đất và một máy hơi điện sẽ đun nước đủ nóng để cư dân có thể tắm và rửa bát đĩa.

Theo Scott Walsh, giám đốc dự án, dù 1 Java sẽ phụ thuộc vào điện nhiều hơn so với toà nhà thông thường, nhưng lại cần ít điện hơn. Đó là bởi máy bơm nhiệt điện tiết kiệm năng lượng hơn hệ thống sưởi ấm và làm mát được sử dụng phổ biến ở hiện tại.

Lewis Wiliams, nhà phân tích của BloombergNEF, cho biết hệ thống địa nhiệt thường đắt đỏ hơn so với các máy bơm nhiệt khác khi lắp đặt và cần phải đào đất. Do đó, hệ thống này khó có thể được vận hành trong những toà nhà đã được sử dụng.

Ông nói thêm, máy bơm địa nhiệt thường đường dùng phổ biến trong các toà nhà thương mại lớn hơn là một gia đình. Hệ thống này đang phổ biến hơn với các nhà phát triển vì cần ít năng lượng hơn để vận hành so với máy bơm không khí trực tiếp và tiết kiệm chi phí trong thời gian dài.

Khi cuộc chiến chống biến đổi khí hậu đang trở nên “nóng” hơn trên toàn cầu, các máy bơm nhiệt cũng trở nên phổ biến hơn vì chúng chạy hoàn toàn bằng điện và loại bỏ nhu cầu sưởi ấm bằng khí đốt. Chi tiêu cho hệ thống này đã tăng gấp dôi kể từ năm 2015, đặc biệt là ở châu Âu và Mỹ.

Tại Mỹ, các công ty tiện ích cũng đang tìm cách sử dụng máy bơm nhiệt địa nhiệt trên mạng lưới điện của họ. National Grid đã thông báo về dự án này tại Massachusetts vào tháng 9 và Vermont Gas Systems cũng đang lên kế hoạch tương tự.

Ở một khu ngoại ô Boston, Eversource Energy đang lắp đặt một hệ thống bơm nhiệt địa nhiệt theo mạng lưới và sẽ cung cấp hệ thống sưởi, làm mát cho 39 toà nhà trong khu vực lân cận. Kế hoạch này dự kiến sẽ giúp hoá đơn tiền điện của khách hàng giảm bớt và lượng khí thải carbon cũng được cắt giảm.

Williams nhận định: “Máy bơm nhiệt đang trở thành một phần quan trọng hơn nhiều trong kế hoạch khử carbon cho các toà nhà.”

Tham khảo Bloomberg