Tương lai nào cho điều hòa nhiệt độ?

Trong bối cảnh sóng nhiệt ngày càng xảy ra thường xuyên, điều hòa nhiệt độ trở thành vật dụng không thể thiếu của mỗi gia đình. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo có hơn 5 tỷ chiếc điều hòa hoạt động vào năm 2050. Vấn đề là tuy điều hòa giúp con người an toàn trước cái nóng, chúng lại là nguyên nhân lớn dẫn tới biến đổi khí hậu, theo VOX.

Tác hại của điều hòa

Kể từ khi được phát minh đầu thế kỷ XX đến nay, công nghệ sử dụng trong điều hòa nhiệt độ gần như không thay đổi. Những điều hòa thế hệ mới nhất sử dụng lượng điện năng lớn cũng như các hóa chất làm lạnh độc hại, dẫn tới hiệu ứng nhà kính. Các nhà khoa học cho rằng đã đến lúc con người xem lại cách làm mát ngôi nhà của mình.

Tác động nghiêm trọng nhất của điều hòa nhiệt độ tới môi trường xuất phát từ công nghệ nén hơi. Theo đó, điều hòa nhiệt độ chuyển đổi chất làm mát dự trữ bên trong từ dạng lỏng thành dạng khí, cho phép nó hấp thụ khí nóng trong phòng và xả ra bên ngoài.

Công nghệ nén hơi sử dụng lượng điện khổng lồ, làm dấy lên lo ngại chúng sẽ sớm làm quá tải hệ thống cung cấp năng lượng. Đồng thời hydrofluorocarbons, chất làm lạnh mà điều hòa nhiệt độ sử dụng để hấp thụ nhiệt, là khí nhà kính giữ nhiệt trong bầu khí quyển Trái Đất.

Con người ngày càng phụ thuộc vào điều hòa. Ảnh: Reuters.

Lúc này, cuộc đua thiết kế lại điều hòa nhiệt độ kiểu mới đã bắt đầu. IEA dự đoán trong vòng 30 năm tới, khoảng 2/3 ngôi nhà trên thế giới sẽ được trang bị điều hòa, trong đó khoảng 50% lắp đặt tại Ấn Độ, Trung Quốc và Indonesia.

Mức độ ảnh hưởng mà điều hòa nhiệt độ gây ra với biến đổi khí hậu phụ thuộc vào công nghệ được sử dụng trên các thiết bị này trong tương lai.

Hiện nay, các ý tưởng chính để làm mát cho các tòa nhà chủ yếu là trang bị thêm cửa sổ, lợp mái bằng những tấm có chức năng phản chiếu ánh sáng Mặt Trời và tỏa nhiệt vào không gian.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng vẫn cần khẩn trương cải tiến công nghệ để tăng hiệu quả của điều hòa, đồng thời giải quyết những vấn đề cơ bản mà thiết bị này gây ra cho môi trường.

Các công nghệ của tương lai

Thực tế, các công nghệ để chế tạo những chiếc điều hòa thân thiện với môi trường hơn, hiệu suất cao hơn có tồn tại. Tuy nhiên, chúng chưa được áp dụng để sản xuất điều hòa ở quy mô thương mại.

Năm 2022, hai công ty sản xuất điều hòa là Daikin và Gree Electric Appliances được trao Giải thưởng Làm mát Toàn cầu về thiết kế điều hòa thân thiện môi trường.

Công nghệ của Daikin và Gree Electric Appliances đều hướng tới tăng hiệu suất bên trong của điều hòa, giảm tiêu thụ chất hóa học làm mát. Các sản phẩm này chưa được bày bán trên thị thường.

Gree cho hay sẽ bắt đầu bán những mẫu đầu tiên từ 2025. Trong khi đó, Daikin thông báo hy vọng có thể ứng dụng công nghệ mới trên các sản phẩm tương lai. IEA ước tính sử dụng điều hòa có hiệu suất cao hơn sẽ giúp giảm một nửa tác động của điều hòa lên môi trường.

Một số công nghệ điều hòa thân thiện môi trường đang được phát triển. Ảnh: VOX.

Trong khi đó, các công ty khởi nghiệp có tham vọng cải tiến công nghệ lớn hơn. Blue Frontier, công ty khởi nghiệp do quỹ đầu tư của Bill Gates hậu thuẫn, đang phát triển công nghệ dựa trên một giải pháp đặc biệt sử dụng muối, giúp điều hòa kiểm soát nhiệt độ bằng cách bơm nước hoặc hút nước khỏi không khí.

Blue Frontier khẳng định công nghệ này, khi hoàn thiện, có thể tiết kiệm 90% điện năng sử dụng bởi điều hòa nhiệt độ truyền thống, tránh gây quá tải mạng lưới điện thời gian cao điểm.

"Công nghệ này cho phép lưới điện giảm chi phí sản xuất điện và tận dụng tối đa năng lượng tái tạo một cách hiệu quả nhất. Không chỉ tiết kiệm điện, chúng ta có thể tiết kiệm điện vào thời gian cao điểm nhất", Daniel Betts, CEO của Blue Frontier, nói.

Có nhiều giải pháp khác để cải tiến hoạt động của điều hòa cũng đang được nghiên cứu.

Công ty sản xuất điều hòa Transaera đang phát triển các nguyên liệu mới có thể hấp thụ độ ẩm từ không khí một cách hiệu quả hơn, tăng hiệu suất hoạt động của điều hòa.

Bộ Năng lượng Mỹ hiện hỗ trợ các nghiên cứu sử dụng nguyên liệu rắn để hấp thụ nhiệt. Trong khi đó, công ty Barocal của Anh đang phát triển một loại tinh thể nhựa có thể hấp thụ nhiệt và giúp kiểm soát nhiệt độ.

Trong khi nhiều công nghệ đột phá rất có tiềm năng, các nỗ lực cách mạng hóa hoạt động của điều hòa nhiệt độ vẫn đứng trước những trở ngại lớn. Các công ty điều hòa vẫn chủ yếu tập trung đáp ứng tiêu chuẩn hoạt động tối thiểu để tối đa hóa lợi nhuận, thay vì cạnh tranh nâng cao hiệu suất.

Trong khi đó, người tiêu dùng có xu hướng mua sản phẩm theo giá thị trường, ít quan tâm tới tác động của chúng tới hóa đơn tiền điện.

Hiện nay, dù đang có ngày càng nhiều start-up nghiên cứu công nghệ mới cho điều hòa, thị trường chủ yếu vẫn bị thống trị bởi một nhóm nhỏ các công ty khổng lồ, hầu hết chỉ tập trung vào công nghệ nén hơi có hại cho môi trường.

"Họ sẽ không đưa vào những công nghệ hiệu quả hơn trừ khi thực sự cần tới, hoặc bị chính phủ yêu cầu. Nói cho cùng, chìa khóa để đưa vào ứng dụng các công nghệ mới vẫn sẽ là tiền đầu tư từ các doanh nghiệp công và tư", Eli Goldstein, đồng sáng lập và là CEO của SkyCool, start-up phát triển công nghệ điều hòa, cho biết.

Các chuyên gia dự báo con người vẫn sẽ tiếp tục phải phụ thuộc vào điều hòa để tồn tại trước sóng nhiệt, đặc biệt ở những quốc gia có tốc độ phát triển nhanh. Riêng tại Ấn Độ, nhu cầu điều hòa tăng 15-20% mỗi năm.

Nhu cầu sử dụng điều hòa tăng nhanh vừa là thử thách, vừa là cơ hội. Tình thế này sẽ giúp khởi động cuộc chạy đua phát triển công nghệ làm mát hiệu quả nhất, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, các loại điều hòa sạch, hợp túi tiền sẽ không thể kịp tới tay người tiêu dùng, nhất là trong bối cảnh người dân ở các nước đang phát triển sẽ ngày càng cần tới điều hòa khi Trái Đất nóng lên qua từng năm.

Duy Anh