Phát triển các tòa nhà trung hòa carbon gắn với xu hướng kiến trúc xanh tại các đô thị ven biển

Tóm tắt:

Các tòa nhà phát thải khoảng 30% lượng khí thải nhà kính (GHG) góp phần lớn vào biến đổi khí hậu (BĐKH) thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch tại chỗ [2]. Từ lâu, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhằm giảm lượng khí thải GHG hay “khử carbon hóa” (decarbonizing) từ các tòa nhà để chúng trở thành các tòa nhà trung hòa Carbon [2], bởi CO2 chiếm khoảng 72% khí nhà kính. Các giải pháp này đã trở thành một trong những chiến lược của nhiều quốc gia trên thế giới nhằm đạt được mục tiêu tại Hội nghị thượng đỉnh về Biến đổi khí hậu, đó là đạt mức phát thải ròng bằng ‘0’ trong tương lai gần, trong đó có Việt Nam [8]. Mục tiêu trọng tâm của quá trình khử CO2 trong các tòa nhà là hiệu quả sử dụng năng lượng. Đồng thời đây cũng là một trong những tiêu chí hàng đầu của các công trình Kiến trúc xanh (KTX). Do vậy, việc phát triển tòa nhà trung hòa CO2 gắn với xu hướng KTX sẽ đạt được mục tiêu kép, đưa xu hướng KTX có động lực phát triển cụ thể hơn, đó là việc góp phần vào sự thành công của các chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu (cam kết mức phát thải ròng về 0 vào năm 2050). Đồng thời, những giải pháp thiết kế KTX cần giải quyết một số vấn đề quan trọng mà tòa nhà trung hòa Carbon đang phải đối mặt. Bài tham luận không chỉ viết về một số ý tưởng gắn liền hai xu hướng, mà còn phân tích một số lợi thế của đô thị ven biển trong việc phát triển hai xu hướng này.

Từ khóa: Thành phố Zero Carbon, phát thải ròng, khử Carbon hóa, công trình xanh, Zero Energy Building – ZEB, Net Zero Carbon Building.

I. Mở đầu

I.1. Bối cảnh

Việt Nam là một trong những quốc gia dễ bị tổn thương nhất trước BDDKH, đứng thứ 13 trong bảng xếp hạng Chỉ số Rủi ro Khí hậu 2021 [8]. Các nghiên cứu đã chỉ ra những tác động đáng kể của biến đổi khí hậu đến kinh tế Việt Nam:

- Viện Tài nguyên Thế giới nhấn mạnh mức độ nghiêm trọng của lũ lụt, ước tính gây thiệt hại khoảng 2,3% GDP mỗi năm, xếp Việt Nam thứ 4 trong số 164 quốc gia bị ảnh hưởng [11].

- Ngân hàng Thế giới dự báo biến đổi khí hậu sẽ tiếp tục gây tổn thất khoảng 1,5% GDP từ nay đến 2050, đe dọa thành tựu kinh tế vĩ mô, cải cách thể chế và mục tiêu phát triển bền vững [9].

Bên cạnh đó, Việt Nam thuộc khối APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation), diễn đàn kinh tế Châu Á – Thái Bình Dương, nền kinh tế chiếm 60% nhu cầu năng lượng thế giới [3]. Trước thực trạng này, APEC đã đặt ra mục tiêu chung giảm tiêu thụ năng lượng bằng 45% của năm 2005 vào năm 2035. Trong hàng thập kỷ qua, các nhà khoa học thuộc kinh tế lớn nhất của khối APEC1 cũng đã chứng minh rằng, việc phát triển tòa nhà trung hòa Carbon (Net Zero Carbon Building) và tòa nhà năng lượng thấp (Zero Energy Building - ZEB) được coi là giải pháp hiệu quả để đạt được mục tiêu giảm tiêu thụ trong ngành xây dựng. Năm 2020, năm nền kinh tế này đã công bố đạt mục tiêu trung hòa vào năm 2050/2060, mục tiêu này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến lĩnh vực xây dựng trong tương lai gần.

Trong bối cảnh đó, nhận thức được những tầm quan trọng của việc giảm khí nhà kính, sử dụng năng lượng hiệu quả, Thủ tướng Chính phủ Việt Nam đã đưa ra cam kết mạnh mẽ “Việt Nam sẽ đạt mức phát thải ròng khí nhà kính bằng 0 vào năm 2050” tại Hội nghị COP 26, và lộ trình đã được xác định trong Nghị định số 06/2022/NĐ-CP ngày 07/01/2022 của Chính phủ. Năm 2024, Việt Nam đã có sàn giao dịch tín chỉ Carbon đầu tiên và đang thu lợi nhuận từ việc bán tín chỉ này. Chính phủ Việt Nam đã ký hai quyết định liên tiếp vào (ngày25;26 tháng 7/2022) là Quyết định số 896/QĐ-TTg phê duyệt phê duyệt chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu; Quyết định số 888/QĐ-TTg phê duyệt phê duyệt Đề án về những nhiệm vụ, giải pháp triển khai kết quả Hội nghị COP lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp quốc về biến đổi khí hậu. Mục tiêu tổng quát của đề án là chủ động thích ứng hiệu quả, giảm mức độ dễ bị tổn thương, tổn thất và thiệt hại do biến đổi khí hậu; giảm phát thải khí nhà kính theo mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050. Theo đó, Việt Nam đặt mục tiêu và tập trung triển khai các biện pháp nhằm giảm phát thải khí nhà kính tập trung vào 5 ngành nghề chính, bao gồm: Năng lượng, Giao thông, Sản xuất Công nghiệp, Xây dựng và chất thải [11].

Chính phủ cũng đã ban hành Nghị định số 06/2022/NĐ-CP ngày 07/01/2022 quy định giảm nhẹ phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ô – dôn. Trong đó đề cập đến kế hoạch giảm nhẹ phát thải khí nhà kính; tổ chức phát triển thị trường, sàn giao dịch Carbon trên cả nước, nhằm trung hòa khí CO2 và nhấn mạnh mỗi ngành cần xây dựng kế hoạch giảm phát thải khí nhà kính cho riêng lĩnh vực mình quản lý. Ngoài ra chính phủ ban hành quyết định 01/2022/QĐ-TTg về việc Ban hành danh mục lĩnh vực, cơ sở phát thải khí nhà kính phải được thực hiện kiểm kê khí nhà kính; Tiêu chuẩn ISO 14064 1:2018 Báo cáo Kiểm kê khí nhà kính cấp cơ sở ; Tiêu chuẩn ISO 14067:2018 Định lượng dấu vết carbon của sản phẩm theo, tiêu chuẩn ISO 14068-1:2023 Trung hòa carbon và các văn bản pháp lý khác.

Như vậy, việc giảm nhẹ phát thải khí nhà kính và trung hòa khí CO2 không chỉ là trào lưu phát triển bền vững, mà trở thành một mục tiêu bắt buộc trong một tương lai gần của Việt Nam nói riêng và các nước trên thế giới nói chung.

I.2. Bàn luận về một số khái niệm cơ bản

1. Khái niệm về khí nhà kính: Khí nhà kính chính là thành phần khí có khả năng hấp thụ các nguồn bức xạ hồng ngoại trong dải bước sóng dài được phản xạ từ bề mặt Trái Đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất và gây nên hiệu ứng nhà kính. Khí nhà kính được gọi tắt với tên là GHG hoặc GhG.

Khí nhà kính bao gồm các loại khí chủ yếu là hơi nước từ bề mặt Trái Đất bốc lên, khí CO2, CH4, N2O, O3 và các khí CFC. Chính những loại khí này đã gây ra những ảnh hưởng lớn tới nhiệt độ của Trái Đất. Nếu không có hiệu ứng nhà kính thì bề mặt Trái Đất của chúng ta sẽ dịu hơn, nhiệt độ cao cũng chỉ khoảng 33 độ C [4]. Nguyên nhân chính gây ra khí nhà kính Quá trình đốt cháy nguyên liệu thải ra lượng lớn khí CO2, chiếm tới 95% lượng khí thải CO2 ra môi trường.

2. Khái niệm về Tòa nhà trung hòa CO2:

Trên thế giới có hơn 70 định nghĩa/tiêu chuẩn về tòa nhà trung hòa Carbon (Net Zero Carbon Building) và tòa nhà năng lượng thấp (Zero Energy Building - ZEB) [1]. Một số những định nghĩa về được công nhận rộng rãi trên thế giới như sau:

- Tòa nhà trung hòa Carbon là những tòa nhà đạt được sự cân bằng giữa lượng carbon mà chúng thải ra và lượng chúng bù đắp, thường bằng cách giảm mức tiêu thụ năng lượng và sử dụng các nguồn năng lượng carbon thấp [5].

- Theo NYSERDA - Cơ quan nghiên cứu và phát triển năng lượng bang New York, Hòa Kỳ, một tòa nhà trung hòa Carbon là tòa nhà mà thiết kế, xây dựng và vận hành không góp phần tạo ra khí thải nhà kính gây ra biến đổi khí hậu [2].

- Theo định nghĩa của Hội đồng công trình xanh Thế giới (World Green Building Council – WorldGBC), công trình trung hòa Carbon (Net Zero Carbon Building) là các công trình được thiết kế để không tạo ra lượng khí thải carbon ròng trong suốt quá trình xây dựng hoặc vận hành. Với khái niệm này, WorldGBC kêu gọi khử cacbon hoàn toàn cho môi trường xây dựng, áp dụng phương pháp tiếp cận carbon toàn bộ vòng đời để giải quyết lượng khí thải từ việc sử dụng năng lượng vận hành trong các tòa nhà và carbon tích hợp có nguồn gốc từ vật liệu xây dựng và quy trình xây dựng hoặc cải tạo.

3. Khái niệm về Công trình xanh

- Công trình xanh là một khái niệm toàn diện bắt đầu bằng sự hiểu biết rằng môi trường xây dựng có thể có những tác động sâu sắc, cả tích cực và tiêu cực, đến môi trường tự nhiên, cũng như những người sống trong các tòa nhà mỗi ngày. Công trình xanh là một nỗ lực khuếch đại những tác động tích cực và giảm thiểu những tác động tiêu cực của những tác động này trong suốt vòng đời của một tòa nhà. Mặc dù có nhiều định nghĩa khác nhau về Công trình xanh, nhưng nhìn chung, nó được chấp nhận là quá trình lập kế hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành các tòa nhà với một số cân nhắc quan trọng nhất: sử dụng năng lượng, sử dụng nước, chất lượng môi trường trong nhà, phần vật liệu và tác động của tòa nhà lên địa điểm xây dựng3.

- Công trình xanh kết hợp các nguyên tắc phát triển bền vững, nhằm đáp ứng nhu cầu của hiện tại mà không ảnh hưởng đến thế hệ tương lai4.

II. Khái quát về thực trạng nghiên cứu trong và ngoài nước

II.1. Thực trạng nghiên cứu ở Việt Nam

Chưa có một nghiên cứu xác thực về lượng khí thải CO2 của các tòa nhà cũng như ngành xây dựng ở Việt Nam. Tham khảo số liệu trên thế giới cho thấy, các tòa nhà toàn cầu và ngành công nghiệp xây dựng chiếm gần 40% tổng lượng khí thải carbon và 36% năng lượng tiêu thụ [3, 1]. Theo Báo cáo Tình trạng Toàn cầu năm 2018 của M&G Real Estate, 28% lượng khí thải CO2 là do năng lượng được sử dụng cho chiếu sáng, sưởi ấm và làm mát các tòa nhà. Với tốc độ phát triển của thị trường bất động sản nước ta trong những thập kỷ qua thì khả năng con số này có thể vượt qua mức trung bình của thế giới.

Công trình trung hòa CO2 và ZEB là một khái niệm còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Một số dự án trung hòa CO2 đã bắt đầu được áp dụng thí điểm tại một số công trình công nghiệp.

Lấy cảm hứng từ mô hình thành công tại Hàn Quốc, mô hình cụm công nghiệp trung hòa carbon (Net-zero) sắp xây dựng tại Bình Dương của tập đoàn SEP Cooperative (Hàn Quốc) được phát triển dựa trên mô hình trung hòa carbon đang được thí điểm bởi các khu liên hợp công nghiệp Banwol-Sihwa tại Hàn Quốc. Dự kiến, khu liên hợp này sẽ thu hút khoảng 20 doanh nghiệp thành viên của SEP cùng chung tay triển khai các giải pháp hướng tới mục tiêu trung hòa carbon5.

Tập đoàn LEGO đang xây dựng nhà máy trung hòa carbon đầu tiên của mình tại Bình Dương với vốn đầu tư hơn 1 tỷ USD trên diện tích 44ha. Nhà máy này không có khí thải carbon, nguồn điện sử dụng hoạt động là năng lượng tái tạo cung cấp từ hệ thống tấm pin mặt trời, hướng tới mục tiêu giảm phát thải carbon của tập đoàn. Dự kiến đi vào hoạt động năm 2024, nhà máy đạt chứng chỉ LEED Gold về Công trình xanh, thể hiện cam kết phát triển bền vững của LEGO6.

Ngày 26/5/2023, tại Nghệ An, Công ty cổ phần sữa Việt Nam (Vinamilk) đã công bố chính thức lộ trình tiến đến Net Zero 2050 với chương trình hành động "Vinamilk Pathway to Dairy Net Zero 2050". Đặc biệt tại sự kiện, Vinamilk cũng được xác nhận là công ty sữa đầu tiên tại Việt Nam có nhà máy và trang trại đạt trung hòa carbon theo tiêu chuẩn PAS 2060.

Vinamilk đang thực hiện đồng bộ các giải pháp về công nghệ thân thiện môi trường, chuyển đổi năng lượng xanh, vận dụng kinh tế tuần hoàn… để xây dựng mô hình các nhà máy không chỉ hiện đại, đạt chất lượng quốc tế, mà còn ngày càng xanh hơn. Vinamilk nỗ lực hơn nữa để hành trình của mỗi sản phẩm đến tay người tiêu dùng sẽ ít dần dấu chân carbon".

Ví dụ nêu trên là minh chứng cho mối quan hệ song hành, tương hỗ của tòa nhà trung hòa Carbon và công trình kiến trúc xanh đang manh nha phát triển ở Việt Nam.

II.2. Thực trạng nghiên cứu trên thế giới

Công trình trung hòa CO2 đã được nghiên cứu từ hàng thập kỷ qua trên thế giới. Nhiều nghiên cứu đã đưa ra những mục tiêu cụ thể trong việc giảm khí thải Carbon tương quan với những mục tiêu giảm BĐKH. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng với nhu cầu cắt giảm 80% lượng khí thải carbon trên thế giới để đảm bảo biến đổi khí hậu được giới hạn ở mức tăng không quá 2–4 °C ở nhiệt độ trung bình toàn cầu, tất cả các lĩnh vực, từ giao thông, sản xuất, đến các tòa nhà sẽ cần phải trải qua một quá trình chuyển đổi trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả [1].

Các nhà khoa học cũng cho rằng, hầu hết các tòa nhà hiện tại sẽ vẫn được sử dụng khi mục tiêu không phát thải ròng CO2 có hiệu lực, vì vậy điều quan trọng là các thiết kế phải xem xét sử dụng năng lượng tái tạo, hệ thống tiết kiệm năng lượng hơn, vật liệu xây dựng ít Carbon hơn, v.v. Các nhà khoa học khuyên rằng cần giảm lượng carbon mức phát thải 7,2% mỗi năm trong 10 năm tới.

Vào ngày 17/8/2023, Ủy ban Châu Âu đã thông qua việc thực hiện Cơ chế Điều chỉnh Biên giới Carbon (CBAM) trong giai đoạn chuyển tiếp, bắt đầu từ ngày 1 tháng 10 năm 2023 và kéo dài đến cuối năm 20257.

Mặc dù có nhiều định nghĩa khác nhau trên thế giới, nhưng đa số đều nêu bật lên tính chất hướng về việc sử dụng điện hiệu quả trong các công trình trung hòa CO2. Theo NYSERDA - Cơ quan nghiên cứu và phát triển năng lượng bang New York, Hòa Kỳ, giảm phát thải carbon tập trung vào sử dụng hiệu quả năng lượng, điện khí hóa và quản lý tải tương tác với lưới điện[2].

- Hiệu quả năng lượng: Giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng không cần thiết chỉ tập trung vào thực hiện công việc cần thiết (Theo cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ, hiệu quả năng lượng là việc dùng ít năng lượng hơn để thực hiện cùng một chức năng. Thiết bị, máy móc đạt hiệu quả năng lượng khi dùng ít điện, nước, hoặc khí đốt để làm cùng một việc..).

- Điện khí hóa: Chuyển đổi sử dụng các hệ thống, thiết bị trong tòa nhà như hệ thống sưởi ấm, làm mát, nước nóng, nấu ăn và giặt của tòa nhà hiện có mà được cung cấp năng lượng bằng quy trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thành thiết bị, hệ thống hiệu suất cao, chuyển đổi năng lượng cho nhau và sử dụng năng lượng điện.

- Tòa nhà tích hợp lưới điện: Tòa nhà tiết kiệm năng lượng sử dụng công nghệ thông minh và các nguồn năng lượng phân tán tại chỗ (DER) để cung cấp sự linh hoạt cho các nhu cầu liên tục thường xuyên và đồng thời tối ưu hóa các nguồn năng lượng để giảm chi phí.

Các thuộc tính của một tòa nhà trung hòa carbon bao gồm [2]:

- Tối đa hóa hiệu quả năng lượng.

- Không đốt nhiên liệu hóa thạch cho các dịch vụ năng lượng của tòa nhà (sử dụng hoàn toàn bằng điện).

- Sản xuất hoặc mua điện không phát thải: bao gồm năng lượng tái tạo tại chỗ, năng lượng mặt trời hoặc tua bin gió của khu vực.

- Được thiết kế linh hoạt của phụ tải và các phụ tải với nhau, được lưu trữ và tự động chuyển đổi thông minh bảo vệ người ở trong tòa nhà.

- Được thiết kế tối đa hóa diện tích sử dụng đem lại lợi ích về sức khỏe, tăng khả năng phục hồi sự thoải mái, và sự an toàn của con người sống trong tòa nhà.

Ngoài việc sử dụng hiệu quả nguồn điện, một số công trình áp dụng giải pháp sử dụng vật liệu xây dựng xanh, có khả năng tái chế như gỗ... vật liệu gỗ được sử dụng rộng rãi, gỗ cứng được thiết kế và tái chế theo cấu trúc. Sử dụng gỗ cứng thay vì các vật liệu xây dựng truyền thống phổ biến như thép và bê tông đã giúp giảm lượng khí thải carbon 60%. Ngoài ra, việc sản xuất sẵn cấu trúc gỗ giúp giảm đáng kể thời gian xây dựng tại chỗ8.

Một sáng kiến bền vững quan trọng khác mà cá tòa nhà sử dụng là việc sử dụng hệ thống điều hòa thụ động, ví dụ như hệ thống làm lạnh thụ động. Một số công ty cung cấp hệ thống X-wing ('Exposed' X-Wing Radiant Passive Chilled Beams) để cung cấp khả năng làm mát, tiết kiệm năng lượng duy trì mức độ thoải mái trong khi nhiệt độ vẫn cao ở khu vực dân cư xung quanh. X-wing trong các dự án được treo tự do bằng móc và dây ở hai đầu đối diện của các đơn vị, do trọng lượng đơn vị tương đối nhẹ và kết cấu chắc chắn.

Có thể thấy rằng, dự phát triển của các tòa nhà trung hòa CO2 đang được thúc đẩy mạnh mẽ, ngày càng có nhiều thành phố và tổ chức ưu tiên giảm lượng khí thải carbon trong môi trường xây dựng.

Đặc biệt một dự án đã đạt được danh chứng chỉ Công trình xanh nhờ vào các giải pháp trung hòa CO2. Một ví dụ tiêu biểu là trụ sở làm việc của Hội đồng tài nguyên không khí California (The California Air Resources Board) ở San Diego đã đạt được danh hiệu LEED Bạch kim nhờ hiệu suất sử dụng năng lượng ròng bằng ‘0’. Thiết kế này đã đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn xây dựng CalGreen Tier 2 [6].

Tòa nhà trung tâm y tế ven biển phía bắc quận San Diego (County of San Diego North Coastal Live Well Health Center Building) do HMC Architects thiết kế. Nằm ở ven biển, tòa nhà năng lượng ròng bằng ‘0’ này tạo nên một công trình hiệu suất cao thông qua năng lượng mặt trời, hệ thống thông gió tự nhiên và thiết kế cảnh quan chu đáo. Công trình này đã đạt được chứng nhận LEED Bạch kim, là dự án ZNE duy nhất được liệt kê ở California và là văn phòng y tế thuộc sở hữu của quận. Dự án đã giành giải thưởng Thiết kế tiết kiệm năng lượng của AIA San Diego vào năm 2019 [6].

Qua một sô ví dụ nêu cho thấy mối quan hệ mật thiết giữa Tòa nhà trung hòa CO2 và Công trình xanh. Rất nhiều công trình đã đạt được mục tiêu kép nhờ kết hợp hai giải pháp thiết kế bền vững.

III. Mối quan hệ giữa Tòa nhà trung hòa CO2 và Kiến trúc xanh

Tòa nhà trung hòa CO2 và kiến trúc xanh đều là những khái niệm quan trọng trong lĩnh vực xây dựng bền vững, với mục tiêu chính là giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường. Mặc dù xét về tổng quát thì hai khái niệm này có nhiều điểm trùng lấp. Tuy nhiên xét về các giải pháp cụ thể thì chúng có một số khác biệt nhưng lại có thể hỗ trợ nhau.

- Xét về mặt chiến lược phát triển:

Kiến trúc xanh là xu hướng thiết kế bền vững được khuyến khích áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Trung hòa CO2 lại là mục tiêu phải đạt được trong tương lai gần. Việc gắn kết hai xu hướng thiết kế này sẽ thúc đẩy xu hướng KTX có cơ sở vững chắc để phát triển. Ngược lại, tòa nhà trung hòa CO2 khi được kết hợp các nguyên tắc của KTX sẽ được tích hợp các yếu tố thiết kế bền vững khác.

- Xét về các giải pháp thiết kế:

Kiến trúc xanh là nền tảng của tòa nhà trung hòa CO2: Để đạt được trạng thái trung hòa CO2, một tòa nhà cần phải tích hợp các nguyên tắc của kiến trúc xanh. Điều này bao gồm việc thiết kế tòa nhà để tối ưu hóa sử dụng năng lượng, lựa chọn vật liệu xây dựng có lượng carbon thấp, và tích hợp các hệ thống năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió hoặc hệ thống địa nhiệt.

Mục tiêu chung: Cả hai đều hướng tới việc giảm thiểu tác động môi trường, tuy nhiên tòa nhà trung hòa CO2 có một mục tiêu cụ thể hơn là đạt được cân bằng về lượng khí thải CO2.

Giải quyết những bất cập trong thiết kế tòa nhà trung hòa CO2: Thực tế thiết kế tòa nhà trung hòa CO2 đang đối mặt với nhiều thách thức. Giải pháp Kiến trúc xanh có thể giải quyết đáng kể nhiều thách thức trong việc thiết kế Tòa nhà trung hòa Carbon.

- Giảm chi phí ban đầu: Một phần thách thức mà chủ sở hữu bất động sản phải đối mặt khi tìm cách vận hành trên công trình trung hòa là chi phí ban đầu khá lớn11. Tòa nhà trung hòa CO2 thường sử dụng các công nghệ hiện đại như hệ thống quản lý năng lượng thông minh, cảm biến, và tự động hóa để đạt được mục tiêu. Trong khi đó, kiến trúc xanh không chỉ tập trung vào công nghệ mà còn bao gồm cả các giải pháp thiết kế tự nhiên như tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên, thông gió tự nhiên, và tạo không gian xanh. Kiến trúc xanh thúc đẩy thiết kế thụ động, thông gió, ánh sáng tự nhiên và các hệ thống tiết kiệm năng lượng, có thể giúp các tòa nhà giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng với chi phí thấp hơn, một thách thức chính trong việc đạt được mức trung hòa carbon12

- Sử dụng vật liệu bền vững: Kết hợp các vật liệu Carbon thấp hoặc tái tạo, chẳng hạn như gỗ hoặc tre tái chế, phù hợp với các nguyên tắc thiết kế xanh và giúp giảm lượng Carbon tích hợp trong các tòa nhà13.

- Phương pháp tiếp cận vòng đời: Kiến trúc xanh thường bao gồm toàn bộ vòng đời của các tòa nhà, bao gồm giảm thiểu chất thải trong quá trình xây dựng và đảm bảo mức sử dụng năng lượng vận hành vẫn ở mức thấp, do đó giảm lượng khí thải theo thời gian14

- Thích ứng với khí hậu cục bộ: Bằng cách nhấn mạnh vào thiết kế thích ứng với khí hậu, kiến trúc xanh có thể điều chỉnh các giải pháp năng lượng (ví dụ: năng lượng mặt trời hoặc mái nhà xanh) cho các địa điểm cụ thể, giải quyết thách thức của các điều kiện môi trường khác nhau. Một phần thách thức mà chủ sở hữu bất động sản phải đối mặt khi tìm cách vận hành trên Tòa nhà CO2 là tác sự biến thiên về khí hậu theo mùa. Việc đạt được Net-Zero-Energy phụ thuộc vào các điều kiện nhiệt không thể đoán trước và còn bị ảnh hưởng nhiều hơn do biến đổi thời tiết trong năm15.

IV. Tiềm năng phát triển Tòa nhà trung hòa CO2 tại các đô thị ven biển

Các đô thị ven biển Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc phát triển các tòa nhà trung hòa CO2, nhờ vào điều kiện tự nhiên thuận lợi và nhu cầu ngày càng cao về phát triển bền vững. Các hệ sinh thái ven biển như rừng ngập mặn có khả năng hấp thụ carbon, đóng góp quan trọng vào quá trình giảm phát thải khí nhà kính. Điều này thúc đẩy việc xây dựng các tòa nhà bền vững sử dụng năng lượng tái tạo, hạn chế sử dụng tài nguyên thiên nhiên và giảm lượng phát thải CO2.

Ngoài ra, các dự án năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió có thể cung cấp năng lượng sạch cho các tòa nhà, góp phần xây dựng các thành phố xanh ven biển [12].

Sự phát triển của thị trường tín chỉ Carbon cũng đang mở ra cơ hội cho các dự án xây dựng Tòa nhà trung hòa CO2 tại các đô thị ven biển. Bằng cách tham gia vào các chương trình tín chỉ Carbon, các doanh nghiệp có thể tăng khả năng tài chính để đầu tư vào các giải pháp giảm phát thải carbon trong các tòa nhà [10, 7].

V. Kết luận, kiến nghị

Tòa nhà trung hòa CO2 đóng vai trò quan trọng trong việc thích ứng với BĐKH, vì chúng góp phần giảm lượng khí thải Carbon từ lĩnh vực xây dựng – một trong những nguồn phát thải lớn nhất trên toàn cầu. Những tòa nhà này được thiết kế để tiêu thụ ít năng lượng và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm thiểu tác động lên môi trường. Việc xây dựng các tòa nhà này còn có thể tăng cường khả năng phục hồi trước những hiện tượng thời tiết cực đoan và các thay đổi khí hậu trong dài hạn. Hơn nữa, tòa nhà trung hòa CO2 giúp giảm khí thải Carbon không chỉ từ hoạt động mà còn từ vật liệu xây dựng, nhờ việc sử dụng các vật liệu bền vững và quy trình xây dựng ít gây hại đến môi trường.

Kiến trúc xanh là một phương pháp thiết kế và xây dựng chú trọng đến việc sử dụng tài nguyên hiệu quả, giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường, và nâng cao chất lượng cuộc sống. Các nguyên tắc chính của kiến trúc xanh bao gồm việc sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường, thiết kế tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo, quản lý nước hiệu quả, và tạo ra môi trường sống trong lành cho con người.

Việc gắn kết tòa nhà trung hòa CO2 với xu hướng kiến trúc xanh là cần thiết để giải quyết hiệu quả vấn đề biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường. Kiến trúc xanh giúp tối ưu hóa sử dụng năng lượng, giảm lượng khí thải carbon và tiết kiệm tài nguyên thông qua việc ứng dụng công nghệ tái tạo và các vật liệu bền vững. Tòa nhà trung hòa CO2, với mục tiêu giảm phát thải về mức 0, cần dựa trên các nguyên tắc của kiến trúc xanh như tối ưu hóa hiệu suất năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo, và quản lý nước hiệu quả. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường mà còn tăng tính bền vững và khả năng chống chịu với BĐKH. Sự kết hợp này là xu hướng tất yếu trong tương lai, khi mà sự phát triển bền vững và giảm thiểu phát thải trở thành ưu tiên hàng đầu của ngành xây dựng trên toàn cầu.

Đối với Việt Nam, hiện nay chưa có bộ tiêu chí chính thức của Chính phủ cũng như tiêu chuẩn về Công trình xanh cũng như Tòa nhà trung hòa Carbon. Cần xây dựng bộ tiêu chí và các tiêu chuẩn này để bắt kịp với xu thế tất yếu của thế giới. Khi thực hiện xây dựng bộ tiêu chí cần có những hướng dẫn và chỉ tiêu cụ thể nhằm gắn kết hai lĩnh vực này.

Đối với các đô thị ven biển, với tiềm năng sẵn có cần đẩy mạnh nghiên cứu Tòa nhà trung hòa CO2. Điều này trong tương lai gần sẽ mang lại những lợi ích to lớn cho địa phương về phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sống của người dân.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Joseph Williams và các cộng sự. (2016), "Less is more: A review of low energy standards and the urgent need for an international universal zero energy standard", Journal of Building Engineering. 6, tr. 65-74.

2. Carbon Neutral Buildings - Making New York healthier, safer, more affordable, and resilient with clean energy (2021), New York State Energy Research and Development Authority, chủ biên, New York.

3. Shicong Zhang và các cộng sự. (2021), "Policy recommendations for the zero energy building promotion towards carbon neutral in Asia-Pacific Region", Energy Policy. 159, tr. 112661.

4. Qiancheng Ma (1998), Greenhouse Gases: Refining the Role of Carbon Dioxide, NASA.

5. NEBS (2020), What is a Carbon Neutral Building?, chủ biên.

6. The American Institute of Architects (AIA) (2023), Getting to Zero: Net Zero Carbon Case Studies, The American Institute of Architects (AIA), truy cập ngày, tại trang web https://aiasandiego.org/posts/2023/1/5/net-zero-carbon-case-studies.

7. Vân Nguyễn (2024), "Cần hoàn thiện cơ sở pháp lý cho thị trường tín chỉ carbon rừng ven biển Việt Nam", Vneconomy.

8. Đình Thàn, Lê Thúy và Xuân An (2022), "Việt Nam cam kết đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050", Vietnamnet.

9. Phó Tổng Biên tập Tạp chí Cộng sản TS. Phạm Tất Thắng (2017), "Biến đổi khí hậu và tăng trưởng kinh tế", Tạp chí công sản.

10. Trương Thị Ái Nhi và các cộng sự. (2023), "Ứng dụng mô hình đô thị trung hoà carbon và kinh tế tuần hoàn trong phát triển tỉnh Quảng Nam", Tạp chí Kién trúc. 07-2023.

11. MN (2022), "Quyết tâm cao của Việt Nam trong ứng phó với biến đổi khí hậu", Tạp chí Khoa học và Công nghệ.

12. "Tầm nhìn quy hoạch đô thị biển ứng phó với biến đổi khí hậu: Kinh nghiệm quốc tế" (2022), Tạp chí Môi trường và Đô thị.

Chú thích:

1. 5 nền kinh tế lớn thuộc khối APEC là: Canada, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Hoa Kỳ

2. Nguồn: Worldgbc.org

3. Nguồn: U.S. Green Building Council (USGBC)

4. Nguồn: Green Building Council of Australia (GBCA)

5. Nguồn: wtcbinhduong.vn

6. Nguồn: Tạp chí cộng sản

7. Nguồn: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ%3AJOL_2023_228_R_0006

8. 9. Nguồn: www.frenger.co.uk

10. Theo trang web của Viện kiến trúc sư Mỹ (The American Institute of Architects - AIA), https://aiasandiego.org.

11. 15. Theo: www.kingspan.com

12. Theo: www.mitrex.com

13.  Theo: producersmarket.com

14.  Nguồn: www.planradar.com

Bài viết có bổ sung ảnh đại diện minh họa