Paris chi 2,4 tỷ euro xây dựng hệ thống làm lạnh nguồn nước toàn thành phố, giúp người dân không cần dùng điều hòa

Trong bối cảnh các đợt nắng nóng cực đoan ngày càng gia tăng trên khắp châu Âu, phần lớn các thành phố đều lựa chọn giải pháp quen thuộc là lắp đặt thêm điều hòa nhiệt độ. Thế nhưng, ngay từ những năm 1990, Paris đã bắt đầu theo đuổi một hướng đi khác: xây dựng một trong những mạng lưới làm mát tập trung (district cooling) lớn nhất thế giới.

Hệ thống này bao gồm 120km đường ống ngầm, có nhiệm vụ phân phối nước lạnh đến các bảo tàng, tòa nhà văn phòng, bệnh viện, trường học và nhiều công trình công cộng khác. Trong đó có Bảo tàng Louvre, Grand Palais, cùng nhiều khách sạn cao cấp và khu văn phòng. Thay vì để hàng nghìn máy điều hòa hoạt động riêng lẻ, nguồn làm mát được sản xuất tập trung rồi phân phối đến khắp thành phố như một loại hạ tầng tiện ích công cộng.

Nguyên lý vận hành của hệ thống dựa trên việc tuần hoàn nước lạnh qua mạng lưới đường ống. Nước lạnh lấy từ sông Seine được bơm qua một đường ống chạy song song với đường ống thứ hai, vốn dẫn dòng nước nóng thu hồi từ các tòa nhà trong thành phố. Hai đường ống được ngăn cách bởi một vách kim loại mỏng, trong khi bộ trao đổi nhiệt cho phép nhiệt từ dòng nước nóng truyền sang dòng nước lạnh của sông Seine mà hai dòng chất lỏng không hề tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Cơ chế này tương tự như việc đặt một tách trà nóng vào trong bát nước lạnh: hai chất lỏng không hòa lẫn, nhưng tách trà vẫn dần nguội đi.

Dòng nước đã được làm mát sau đó được tuần hoàn đến các tòa nhà kết nối với hệ thống để phục vụ nhu cầu làm mát. Trong khi đó, nước lấy từ sông Seine được trả lại dòng sông với nhiệt độ nhỉnh lên một chút so với ban đầu.

Ý tưởng về hệ thống này được một công ty con của tập đoàn năng lượng Engie khởi xướng từ những năm 1990. Khi đó, doanh nghiệp bắt đầu lên kế hoạch và xây dựng một trong những mạng lưới làm mát tập trung lớn nhất thế giới, với mục tiêu giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

Đến năm 2022, với sự hỗ trợ của chính quyền thành phố Paris, Fraîcheur de Paris (tạm dịch: Sự mát lành của Paris ) tiếp quản việc vận hành theo hợp đồng nhượng quyền, đồng thời triển khai dự án mở rộng quy mô lớn kéo dài nhiều năm đối với hệ thống hạ tầng ngầm hiện hữu.

"Đây gần như là một giải pháp kỳ diệu trong thời đại biến đổi khí hậu," Thibauld Voïta, chuyên gia về năng lượng và khí hậu, đồng thời là cố vấn tại Viện Jacques Delors, nhận định.

Thành phố Paris vẫn là chủ sở hữu của mạng lưới này, trong khi việc vận hành được giao cho Công ty vận tải công cộng RATP và Engie theo hợp đồng nhượng quyền có thời hạn 20 năm, được gia hạn vào năm 2022.

Theo kế hoạch, đến năm 2042, Paris sẽ mở rộng quy mô mạng lưới lên gấp ba lần, phủ khắp toàn bộ các quận của thành phố và kết nối với hơn 3.000 tòa nhà, bao gồm nhiều công trình hạ tầng thiết yếu như bệnh viện, trường học, nhà trẻ và viện dưỡng lão.

Ông Tim Guigon, người phát ngôn của Fraîcheur de Paris, cho biết:

"Không phải tất cả các tòa nhà ở Paris đều có nhu cầu làm mát giống nhau, cũng như không phải công trình nào cũng phù hợp để kết nối với mạng lưới này. Con số hơn 3.000 tòa nhà phản ánh một lộ trình phát triển thực tế. Mục tiêu của chúng tôi là chuyển đổi từ một hệ thống vốn chủ yếu phục vụ các tòa nhà thương mại và văn phòng quy mô lớn, trở thành một hạ tầng làm mát bao phủ toàn thành phố."

Ngoài tác dụng làm giảm nhiệt trên quy mô toàn thành phố, kỳ vọng lớn nhất của Fraîcheur de Paris là hạn chế phần nào việc 2,1 triệu cư dân Paris mua và sử dụng điều hòa nhiệt độ. Các thiết bị điều hòa hoạt động theo nguyên lý hút nhiệt từ bên trong công trình rồi thải lượng nhiệt đó ra môi trường bên ngoài, góp phần khiến đường phố càng nóng hơn.

"Mọi thiết bị tiêu thụ năng lượng đều tạo ra nhiệt, và lượng nhiệt đó buộc phải được thải đi đâu đó", Sophie Parison, nhà nghiên cứu tại Paris chuyên về hiện tượng đảo nhiệt đô thị và các giải pháp làm mát, cho biết.

Tất nhiên, hệ thống của Fraîcheur de Paris cũng không hoàn toàn loại bỏ được vấn đề này. Nước sau quá trình trao đổi nhiệt được trả lại sông Seine với nhiệt độ nhỉnh hơn một chút so với ban đầu. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có bằng chứng rõ ràng cho thấy điều đó gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái của dòng sông.

Các nghiên cứu và hoạt động giám sát đều cho thấy quá trình trao đổi nhiệt của hệ thống chỉ làm nhiệt độ nước thay đổi ở mức rất nhỏ, nằm trong giới hạn được quy định và không vượt quá ngưỡng an toàn đối với môi trường.

Bà Pauline Lavaud, Giám đốc phụ trách chuyển đổi khí hậu của chính quyền thành phố Paris, cho biết hệ thống Fraîcheur de Paris " mang lại hiệu quả vượt trội cả về sử dụng năng lượng lẫn bảo vệ môi trường so với các hệ thống điều hòa làm mát riêng lẻ ."

Nhận định này cũng được nhiều chuyên gia đồng tình.

"Nhu cầu tiêu thụ năng lượng của hệ thống chắc chắn sẽ thấp hơn đáng kể so với trường hợp cùng một lượng làm mát được cung cấp bởi các hệ thống điều hòa riêng lẻ," Charles Simpson, nghiên cứu viên cao cấp về biến đổi khí hậu tại University College London (UCL), cho biết khi đề cập đến các thiết bị điều hòa không khí thông thường.

Paris không phải là thành phố duy nhất theo đuổi mô hình này. Stockholm sử dụng nước biển từ vùng Baltic để giảm mức tiêu thụ điện trong các đợt nắng nóng, trong khi Toronto vận hành hệ thống làm mát khai thác nguồn nước từ hồ Ontario.

Theo các chuyên gia, mô hình tương tự hoàn toàn có thể được triển khai tại một siêu đô thị như London, nhưng không thể đơn giản sao chép nguyên trạng từ nơi này sang nơi khác.

Bà Pauline Lavaud cho biết: "Việc phát triển một mạng lưới làm mát tập trung đòi hỏi nguồn vốn đầu tư rất lớn. Để dự án khả thi về mặt kinh tế và đủ sức hấp dẫn về thương mại, một thành phố cần có nhu cầu làm mát tập trung ở mật độ đủ cao, từ đó mới có thể biện minh cho việc xây dựng một mạng lưới quy mô lớn."

Tuy nhiên, chi phí vẫn là rào cản lớn nhất.

Tổng giá trị hợp đồng nhượng quyền 20 năm dành cho Fraîcheur de Paris lên tới 2,4 tỷ euro (khoảng 2 tỷ bảng Anh). Nếu muốn xây dựng một hệ thống tương tự tại London, chi phí đầu tư tối thiểu cũng sẽ ở quy mô tương đương.

Đối với các nền kinh tế đang phát triển ở Nam bán cầu (Global South), mô hình làm mát tập trung có thể tạo ra bước ngoặt lớn trong ứng phó với nắng nóng đô thị. Tuy nhiên, lãi suất cao cùng hệ thống hạ tầng hiện hữu thiếu đồng bộ có thể khiến việc cải tạo trên quy mô toàn thành phố trở nên quá tốn kém.

Ngược lại, tại những nơi chưa có quá nhiều hạ tầng ngầm được xây dựng từ trước, việc triển khai mô hình này có thể thuận lợi hơn.

Yếu tố địa lý cũng là một thách thức đáng kể. Chẳng hạn, sông Thames ở London không sở hữu lưu lượng và nhiệt độ nước lý tưởng cho dự án tương tự. Bên cạnh đó, không gian ngầm của thành phố hiện đã bị chiếm dụng đáng kể bởi hệ thống tiện ích công cộng và mạng lưới tàu điện ngầm.

"Những giải pháp thích ứng luôn phải được điều chỉnh phù hợp với đặc điểm của từng thành phố và các vấn đề tại địa phương," Emmanuel Gendreau, nhà sinh thái học và chuyên gia môi trường thuộc Đại học Sorbonne, nhận định. "Điều quan trọng là không nên áp dụng nguyên xi một mô hình đã thành công ở thành phố này sang một thành phố khác."

Theo The Guardian

Nguyễn Phượng