Khi biến đổi khí hậu, tình trạng khan hiếm nước và hiệu quả năng lượng luôn là mối quan tâm hàng đầu của mọi người, thật tự nhiên khi chúng ta tự hỏi mình có thể thực hiện những hành động nào để giảm mức sử dụng năng lượng và bảo tồn tài nguyên nước – trên phương diện cá nhân cũng như xã hội.
Mặc dù các giải pháp công nghệ không thể giải quyết nhanh chóng cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu và các vấn đề về chất lượng nước, nhưng những tiến bộ này có thể giúp chúng ta giảm mức sử dụng năng lượng và nước, đồng thời xây dựng một tương lai bền vững hơn.
Hãy cùng xem xét vai trò của các công nghệ mới trong việc tiết kiệm nước và năng lượng, cũng như cách bạn có thể sử dụng năng lượng tái tạo và hệ thống quản lý nước thông minh tại nhà.
Nội dung bài viết
Công nghệ thông minh giúp sử dụng nước và năng lượng hiệu quả hơn như thế nào?
Công nghệ thông minh giúp sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn bằng cách theo dõi mức tiêu thụ năng lượng và nước, đồng thời cung cấp dữ liệu thời gian thực để doanh nghiệp, cá nhân và các bên liên quan khác có thể đưa ra quyết định sáng suốt hơn về việc sử dụng tài nguyên.
Ví dụ, nếu bạn có bộ điều nhiệt thông minh, tủ lạnh hoặc máy giặt và hệ thống xử lý nước có kết nối WiFi, thì bạn có thể đã biết cách các thiết bị này hoạt động. Các thiết bị Internet vạn vật (IoT) có thể tính đến thời gian trong ngày, chi phí điện, tiêu hao nước và các yếu tố khác để tối ưu hóa mức sử dụng nước và năng lượng của bạn.
Các nhà nghiên cứu giải thích cách công nghệ nhà thông minh này giúp tiết kiệm nước và năng lượng bằng cách tính đến thói quen hàng ngày của bạn để phân bổ nguồn lực hiệu quả hơn. Các giải pháp tiên tiến nhất sử dụng để tạo điều kiện bảo tồn nước và tối ưu hóa nguồn lực.
Ở quy mô lớn hơn, các công ty tiện ích có thể sử dụng công nghệ thông minh để giám sát mạng lưới phân phối năng lượng và nước của họ và xây dựng cơ sở hạ tầng bền vững hơn.
Những công nghệ thông minh nào hiện đang được sử dụng để tiết kiệm nước và năng lượng?
Công nghệ thông minh trong tiết kiệm nước và năng lượng có xu hướng rơi vào ba loại: cảm biến, phần mềm và thiết bị hoặc cơ sở hạ tầng. Ví dụ, đồng hồ nước thông minh có thể theo dõi việc sử dụng nước, cảm biến rò rỉ theo dõi trong khi phần mềm được sử dụng để xử lý và phân tích dữ liệu này để các thiết bị thông minh có thể điều chỉnh mức sử dụng của chúng dựa trên thông tin thời gian thực.
Sau đây là một số ví dụ về công nghệ thông minh đang được sử dụng:
Đồng hồ đo thông minh
Đồng hồ đo thông minh là thiết bị điện tử theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của bạn: thường là nước, điện hoặc gas. Thông thường, chúng trông giống như đồng hồ đo năng lượng thông thường, nhưng chúng có kết nối WiFi và có thể gửi thông tin sử dụng trở lại công ty tiện ích của bạn, công ty này có thể sử dụng dữ liệu này để cung cấp hóa đơn chính xác hơn hoặc đề xuất mức sử dụng được cá nhân hóa.
Công ty năng lượng có thể đã lắp đặt đồng hồ đo thông minh tại nhà bạn; nếu chưa, bạn có thể yêu cầu nhà cung cấp năng lượng lắp đặt.
Mặt khác, nếu bạn muốn theo dõi mức sử dụng năng lượng của một thiết bị cụ thể, bạn có thể đang tìm kiếm một phích cắm thông minh thay thế. Chỉ cần cắm chúng vào ổ cắm trên tường và xem một thiết bị cụ thể đang sử dụng bao nhiêu điện. Bạn thậm chí có thể sử dụng phích cắm thông minh để điều khiển các thiết bị của mình từ xa và tắt chúng khi bạn không ở nhà.
Thiết bị thông minh
Các thiết bị thông minh tiến xa hơn một bước so với đồng hồ đo thông minh bằng cách sử dụng thông tin thời gian thực để tối ưu hóa mức sử dụng năng lượng của chúng. Ví dụ, một máy giặt thông minh có cảm biến tải tự động có thể điều chỉnh lượng nước sử dụng dựa trên kích thước của tải.
Tủ lạnh thông minh có thể điều chỉnh nhiệt độ, cho bạn biết khi nào cần thay bộ lọc nước và thậm chí tự chẩn đoán nếu có sự cố.
Hệ thống lọc nước thông mình có điều khiển từ xa, cảm biến rò rỉ, công nghệ IoT theo mức tiêu thụ nước hàng ngày
Trong khi đó, bộ điều nhiệt thông minh kiểm soát hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) của bạn, điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và các biến số khác. Nó thậm chí có thể tính đến mức độ sử dụng để tránh lãng phí năng lượng khi không có ai ở nhà.
Hệ thống tưới tiêu
Theo Liên hợp quốc (UN), “Nông nghiệp là ngành tiêu thụ nhiều nước ngọt nhất thế giới”, sử dụng nhiều nước hơn cả hệ thống nước của thành phố cộng lại. Nhưng nếu không có thông tin thời gian thực, việc tưới tiêu thường là trò chơi đoán mò, dẫn đến bốc hơi ở các vùng khô cằn và tưới quá nhiều nước khi sắp có mưa.
Hệ thống tưới theo yêu cầu có thể tính đến điều kiện thời tiết và môi trường để tránh tưới quá nhiều nước và mất nước không cần thiết. Chúng có thể bật khi độ ẩm của đất xuống dưới một mức nhất định hoặc tắt khi phát hiện mưa.
Công nghệ quản lý nước không chỉ dành cho những người nông dân quy mô lớn: nếu bạn có bãi cỏ hoặc vườn, bạn có thể sử dụng bộ điều khiển phun nước thông minh để tối ưu hóa lịch trình tưới tiêu hoặc sử dụng cảm biến thông minh để phát hiện rò rỉ ở bất kỳ vị trí nào trong nhà.
Lưới điện thông minh
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), thuật ngữ lưới điện thông minh dùng để chỉ “mạng lưới điện sử dụng… các công nghệ tiên tiến để giám sát và quản lý việc vận chuyển điện… nhằm đáp ứng nhu cầu điện khác nhau của người dùng cuối”.
Lưới điện truyền thống dễ bị quá tải và mất điện khi nguồn cung cấp điện quá cao hoặc quá thấp so với nhu cầu. Lưới điện thông minh có thể điều chỉnh theo nhu cầu theo thời gian thực và sử dụng truyền tải hai chiều để lấy năng lượng từ các tấm pin mặt trời, tua bin gió và các nguồn năng lượng tái tạo khác.
Kết nối với lưới điện thông minh cho phép người tiêu dùng bán lại điện từ các tấm pin mặt trời của họ, trong khi lưới điện siêu nhỏ cho phép cộng đồng ngắt kết nối với lưới điện chính và duy trì nguồn điện ngay cả khi mạng lưới điện bị mất điện.
Một số ví dụ về công nghệ thông minh trong tiết kiệm nước và năng lượng là gì?
Các công nghệ mới có vai trò quan trọng trong an ninh nguồn nước và phát triển bền vững trên toàn thế giới. Nhưng một số ví dụ về công nghệ thông minh được sử dụng trong thế giới thực là gì? Sau đây là ba nghiên cứu điển hình khác nhau về công nghệ thông minh đang được áp dụng:
Singapore
Là một trong những thành phố thông minh lớn nhất thế giới, Singapore đang dẫn đầu về tính bền vững của môi trường và quản lý tài nguyên nước đô thị. Hội đồng Tiện ích Công cộng không chỉ xử lý nước thải để tái sử dụng an toàn mà còn sử dụng một đội máy bay không người lái để giám sát các hồ chứa và xác định các vấn đề như độ đục và tảo nở hoa.
Úc
Hệ sinh thái khô cằn của Úc có nghĩa là nước là một “nguồn tài nguyên có tính biến đổi cao”, theo Bộ Biến đổi Khí hậu, Năng lượng, Môi trường và Nước của Chính phủ Úc (DCCEEW). Các nhà hoạch định chính sách đã chi hơn 1,5 tỷ đô la cho các dự án cơ sở hạ tầng nước nhằm đảm bảo nguồn cung cấp nước ổn định, bao gồm hỗ trợ cho Chương trình Smart Approved WaterMark , chương trình chứng nhận các sản phẩm tiết kiệm nước.
Một dự án riêng tại Đại học Melbourne đã đề xuất một “mạng lưới nước thông minh” cho phép người tiêu dùng cá nhân thu thập nước mưa và bán lại cho lưới điện, tương tự như cách chủ nhà có thể bán lại điện mặt trời dư thừa.
California
Tình trạng hạn hán thường xuyên của California có nghĩa là việc hạn chế sử dụng nước là một hiện tượng phổ biến – và việc chỉ trích hạn hán, hoặc gọi hàng xóm ra vì sử dụng quá nhiều nước, thậm chí còn có hashtag riêng. Thành phố Fresno đã tiến thêm một bước nữa và bắt đầu gửi thông báo vi phạm sử dụng nước tự động dựa trên số đọc đồng hồ thông minh.
Theo Đại học Chicago, chương trình này đã dẫn đến “giảm đáng kể 2,9% lượng nước sử dụng ngoài trời, hoặc 50l nướ cho mỗi hộ gia đình mỗi ngày “. (Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu lưu ý rằng “phản ứng chính trị” đã dẫn đến “lệnh hoãn phạt tiền”).
Một số thách thức trong việc áp dụng công nghệ thông minh để tiết kiệm năng lượng và nước là gì?
Từ lưới điện thông minh đến hệ thống tưới tiêu thông minh, những công nghệ mới này mang đến nhiều cơ hội cho các công ty cung cấp năng lượng và nước để trở nên hiệu quả hơn. Nhưng giống như bất kỳ công nghệ mới nào, vẫn còn một số thách thức. Sau đây chỉ là một vài trong số chúng:
Trị giá
Việc lắp đặt công nghệ thông minh và cơ sở hạ tầng nước mới không hề rẻ cho chi phí ban đầu, nhưng tin tốt là, chúng sẽ mang lại lợi nhuận về lâu dài, nhưng chi phí trả trước có thể là rào cản đối với nhiều doanh nghiệp và chủ nhà.
Rào cản kỹ thuật
Hầu hết các thiết bị thông minh đều cần kết nối WiFi và phần mềm tiên tiến để xử lý dữ liệu chúng thu thập được. Điều đó có nghĩa là chúng cần truy cập Internet đáng tin cậy, ngay cả khi chúng được sử dụng ở những nơi xa xôi hoặc trong trang trại. Chúng cũng có thể yêu cầu chuyên môn kỹ thuật mà người tiêu dùng có thể chưa có.
Hành vi của người tiêu dùng
Như bằng chứng từ nhiều thí nghiệm, người tiêu dùng năng lượng có thể miễn cưỡng sử dụng đồng hồ đo thông minh nếu chúng bị coi là xâm phạm quyền tự chủ của họ. Các nhà hoạch định chính sách cần nhận thức được những lo ngại về quyền riêng tư này và nỗ lực công khai những lợi ích của đồng hồ đo thông minh, chẳng hạn như chi phí thấp hơn và giảm lượng nước sử dụng hoặc khí thải.
Một số người tiêu dùng cũng nêu lên mối lo ngại về bức xạ RF do đồng hồ đo thông minh tạo ra, mặc dù Cancer.org khẳng định rằng “rất khó có khả năng sống trong một ngôi nhà có đồng hồ đo thông minh làm tăng nguy cơ ung thư” vì lượng tiếp xúc là nhỏ.
Chính phủ, ngành công nghiệp và cộng đồng có thể hợp tác như thế nào để tiết kiệm năng lượng và nước?
Công nghệ thông minh trong tiết kiệm nước và năng lượng bao gồm từ đồng hồ đo năng lượng thông minh mà người tiêu dùng có thể sử dụng tại nhà đến các hệ thống tưới tiêu thông minh quy mô lớn. Chính phủ và các ngành công nghiệp có vai trò trong việc áp dụng công nghệ thông minh, nhưng các chủ nhà riêng lẻ và cộng đồng địa phương cũng có thể đóng góp.
Bất kỳ ai cũng có thể lắp đặt bộ lọc nước tổng tại nhà hoặc đồng hồ nước thông minh, và sử dụng hệ thống phun nước thông minh hoặc hệ thống tưới tiêu cho sân sau nhà mình. Cộng đồng có thể đầu tư vào lưới điện siêu nhỏ hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng để làm nguồn dự phòng trong trường hợp mất điện.
Bằng cách giám sát lượng nước sử dụng và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng, chúng ta có thể hướng tới mục tiêu chung về quản lý nước thông minh và ổn định môi trường.
Tìm hiểu thêm về các hệ thống xử lý nước thông minh của chúng tôi tại đây.