Kể từ cuối tháng 6, khi nhiệt độ tại nhiều nơi ở châu Âu vượt ngưỡng 40 độ C, người tiêu dùng tại Pháp đã chen lấn, thậm chí xô đẩy để lao vào các cửa hàng mua quạt và điều hòa di động trước khi hết hàng. Thực trạng này đã gây xôn xao khắp nơi và trở thành một trong những chủ đề được nhắc đến nhiều nhất trong thời gian qua.
Hiện nay, chỉ có 20% hộ gia đình tại châu Âu sở hữu điều hòa. Riêng tại Anh, tỷ lệ này vào khoảng 4%. Trong khi đó, ở Mỹ, gần 90% hộ gia đình đã sử dụng điều hòa, một phần nhờ giá điện thấp hơn đáng kể.
Điều đáng quan ngại là Châu Âu hiện là lục địa có tốc độ nóng lên nhanh nhất thế giới.
CHỦ ĐỀ NÓNG
Những quốc gia vốn có mùa hè ôn hòa ở Châu Âu nay đang phải hứng chịu các đợt nắng nóng với tần suất và cường độ ngày càng lớn.
Một báo cáo gần đây của Ủy ban Biến đổi Khí hậu Anh cảnh báo rằng đến giữa thế kỷ này, hơn 90% số ngôi nhà tại Châu Âu có nguy cơ trở nên quá nóng trong mùa hè.
Tại Bắc Âu, những ngôi nhà và văn phòng vốn được thiết kế để giữ nhiệt trong mùa đông dài đã biến thành những "chiếc lò nướng" vào mùa hè.
Ngay cả tại Nam Âu, những giải pháp tránh nắng nóng đã tồn tại hàng trăm năm như tường đá dày, mặt tiền sơn trắng, cửa chớp và cửa sổ nhỏ nhằm tránh ánh nắng cũng dần chạm tới giới hạn.
Người dân châu Âu hiện thực sự mệt mỏi với những mùa hè khắc nghiệt.
Còn các nhà chính trị gia cũng đang tiếp cận chủ đề này với những lý lẽ riêng . Lãnh đạo cực hữu Marine Le Pen của Pháp cam kết sẽ phổ cập điều hòa trên khắp cả nước nếu đảng của bà lên nắm quyền, trong khi Đảng Bảo thủ Anh tuyên bố sẽ bãi bỏ các quy định về mục tiêu phát thải ròng bằng 0 đang hạn chế việc lắp đặt điều hòa trong các công trình xây mới. Ở phía cánh tả, lập luận được đưa ra là việc mở rộng sử dụng điều hòa chủ yếu sẽ mang lại lợi ích cho người giàu, thay vì những nhóm dân cư thực sự cần được hỗ trợ nhất.
Nghiên cứu của bà Nicole Miranda cùng các cộng sự tại Đại học Oxford cho thấy nếu nhiệt độ toàn cầu tăng thêm 2 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp, các quốc gia như Anh, Thụy Sĩ, Na Uy và Phần Lan sẽ nằm trong nhóm có mức tăng lớn nhất về mức độ phơi nhiễm với nắng nóng.
"Chúng ta sẽ cần nhiều giải pháp làm mát hơn để bảo vệ con người”, bà Miranda, giảng viên cao cấp ngành kỹ thuật và quản lý giảm phát thải carbon tại Đại học Oxford, nhận định và lưu ý rằng vấn đề quan trọng là làm thế nào để thực hiện điều đó một cách hiệu quả, thông minh.
Theo nhóm nghiên cứu, lắp đặt theo điều hoà chưa chắc đã là một lời giải bền vững. Bởi lẽ, điều hoà tồn tại trong một nghịch lý - chính những thiết bị giúp con người làm mát lại góp phần khiến Trái Đất nóng lên.
Lượng điện mà điều hòa tiêu thụ hiện chiếm khoảng 3% tổng lượng khí nhà kính toàn cầu, thậm chí còn nhỉnh hơn cả ngành hàng không.
Ông Fabian Voswinkel, chuyên gia phân tích chính sách hiệu quả năng lượng tại IEA, cho biết: "Chúng tôi dự báo nhu cầu làm mát sẽ trở thành một trong những yếu tố lớn nhất thúc đẩy tiêu thụ điện trên toàn cầu, cùng với các trung tâm dữ liệu AI”.
Với tốc độ lắp đặt điều hòa mới diễn ra từng phút trên khắp thế giới, nhu cầu điện phục vụ làm mát không gian có thể tăng hơn ba lần vào năm 2050.
Và mặc dù điện mặt trời sẽ góp phần giảm phát thải, nhưng điều đó vẫn chưa đủ để xóa bỏ những chỉ trích dành cho điều hòa.
TÌM KIẾM GIẢI PHÁP BỀN VỮNG HƠN
Các hệ thống điều hòa truyền thống vẫn vận hành dựa trên nguyên lý lâu năm - môi chất lạnh (gas lạnh) liên tục chuyển đổi giữa trạng thái lỏng và khí để hút nhiệt từ trong phòng rồi thải ra môi trường bên ngoài.
Dù các hãng sản xuất không ngừng cải tiến công nghệ, nhiều loại môi chất lạnh vẫn gây ra những vấn đề môi trường nghiêm trọng. Chẳng hạn, các loại khí flo hóa nếu rò rỉ ra khí quyển có khả năng gây hiệu ứng nhà kính mạnh gấp hàng nghìn lần CO2.
Vì vậy, Liên minh châu Âu đã ban hành quy định từ năm 2024 nhằm từng bước loại bỏ các loại khí này. "Theo lộ trình hiện nay, chỉ trong vài năm tới, các loại điều hòa và bơm nhiệt sử dụng những loại khí này sẽ không còn được phép bán tại châu Âu”, ông Voswinkel chỉ ra.
Nhưng các môi chất thay thế cũng có nhược điểm riêng. Ví dụ như propane rất dễ cháy, còn amoniac lại có độc tính cao.
Chính những bế tắc này khiến nhiều nhà khoa học và doanh nghiệp quay trở lại từ đầu để đặt ra một câu hỏi mới: Điều gì sẽ xảy ra nếu điều hòa không còn cần môi chất lạnh?
Câu trả lời nằm ở các loại vật liệu có khả năng thay đổi nhiệt độ khi chịu tác động từ lực bên ngoài - lĩnh vực còn được gọi là làm mát thể rắn (solid-state cooling). Công nghệ này được kỳ vọng có thể tạo ra cuộc cách mạng trong ngành làm mát.
Ông Paul Motzki, giáo sư về hệ thống vật liệu thông minh tại Đại học Saarland (Đức), hiện đứng đầu một liên minh nghiên cứu do Liên minh châu Âu tài trợ, tập trung phát triển hợp kim niken - titan. Khi hợp kim này bị kéo giãn rồi thả ra, nó sẽ trở về hình dạng ban đầu, đồng thời hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng làm mát đàn hồi nhiệt (elastocaloric effect).
Theo ông Motzki, công nghệ có thể làm giảm nhiệt độ phòng từ 5 - 10 độ C và thậm chí đạt hiệu suất cao hơn điều hòa truyền thống hiện nay.
Nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm và hy vọng có thể đưa vào các tòa nhà mới trong vài năm tới. "Nếu thành công, công nghệ này có thể tạo ra sự đột phá, thậm chí thay đổi hoàn toàn cách chúng ta làm mát vì nó khác biệt rất lớn so với các hệ thống hiện nay”, ông Motzki nhấn mạnh.
Trong khi đó, Magnotherm - công ty tách ra từ Đại học Kỹ thuật Darmstadt (Đức) - đang ứng dụng từ trường để làm lạnh tủ lạnh. Cuối năm nay, doanh nghiệp sẽ thử nghiệm nguyên mẫu tại một chuỗi siêu thị ở Đức trước khi mở rộng sang lĩnh vực điều hòa.
Còn ở Anh, Barocal - doanh nghiệp tách ra từ Đại học Cambridge - đang nghiên cứu các tinh thể nhựa dẻo có thể giải phóng nhiệt khi bị nén rồi thả trong buồng áp suất.
Tôi nhìn thấy cơ hội rất lớn để Châu Âu trở thành khu vực dẫn đầu công nghệ cho đến khi sản phẩm được thương mại hóa hoàn toàn. Tất nhiên, điều này sẽ còn phụ thuộc rất lớn vào nguồn vốn tư nhân cũng như sự hỗ trợ từ ngân sách công”, ông Paul Motzki chia sẻ.
Câu hỏi lớn hiện nay không chỉ là liệu các công nghệ mới có hoạt động hiệu quả hay không, mà còn là ai sẽ đưa chúng vào sản xuất quy mô lớn và tốc độ thương mại hóa sẽ nhanh đến đâu.
Lịch sử cho thấy con đường phát triển công nghệ hiếm khi diễn ra theo đường thẳng và cũng không nhất thiết sẽ dừng lại ở châu Âu. Ngành pin mặt trời là ví dụ điển hình - công nghệ được nghiên cứu đầu tiên tại châu Âu, sau đó thương mại hóa ở Mỹ và cuối cùng mở rộng quy mô sản xuất tại châu Á nhờ chuỗi cung ứng tích hợp.
Công nghệ làm mát thể rắn hoàn toàn có thể đi theo quỹ đạo tương tự.
Khi công nghệ chứng minh được tính khả thi về thương mại, các tập đoàn sản xuất lớn sẽ nhanh chóng tiếp quản và mở rộng quy mô. Hiện nay, thị trường thiết bị làm mát toàn cầu đang do các tập đoàn đa quốc gia như Daikin và Samsung thống lĩnh. Các doanh nghiệp này luôn theo sát các công nghệ mới và sẵn sàng hành động khi thời cơ đến.
Trong lúc cả thế giới chạy đua tìm cách chống nóng, một thực tế rất dễ bị bỏ quên là chỉ lắp thêm điều hòa sẽ không thể giải quyết triệt để vấn đề quá nhiệt tại châu Âu. Nhiều thành phố tại khu vực này đang giữ nhiệt do mật độ xây dựng dày đặc cùng các tuyến phố phủ đầy bê tông. Thách thức đặt ra là phải làm mát đô thị mà vẫn giữ được vẻ đẹp kiến trúc đặc trưng.
Tất cả các nhà nghiên cứu đều kêu gọi xây dựng một thứ bậc ưu tiên trong quá trình làm mát. Theo đó, ưu tiên hàng đầu phải là ngăn các tòa nhà bị quá nóng ngay từ đầu bằng cách tăng diện tích cây xanh, tạo bóng mát, sử dụng vật liệu phản xạ nhiệt và đẩy mạnh thông gió tự nhiên.
Các giải pháp làm mát chủ động như điều hòa chỉ nên được triển khai sau đó và tập trung vào những nơi thực sự cần thiết như trường học, bệnh viện và viện dưỡng lão.