Ngày nay, hơn 50% dân số toàn cầu sống ở các thành phố. Các thành phố cũng tiêu thụ 2/3 mức năng lượng và tạo ra hơn 70% lượng khí thải carbon toàn cầu hàng năm. Những con số này dự kiến sẽ tăng lên đáng kể trong những thập kỷ tới: dự báo vào năm 2050, hơn 70% dân số thế giới sẽ sống ở các thành phố, dẫn đến sự tăng trưởng lớn về nhu cầu đối với cơ sở hạ tầng năng lượng đô thị.
Theo báo cáo mới nhất của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) ''Empowering Cities for a Net Zero Future", các giải pháp số có thể giúp các thành phố giảm lượng khí thải và chuyển đổi sang hệ thống năng lượng sạch, đồng thời đáp ứng nhu cầu dịch vụ, cải thiện sự ổn định của lưới điện và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.
Sự phát triển không ngừng của công nghệ đã tạo ra các nguồn dữ liệu phong phú mới về chất lượng không khí, mức tiêu thụ năng lượng, thông tin địa lý và mô hình giao thông cũng như các công cụ mới để quản lý dữ liệu đó. Chúng có thể giúp các thành phố đưa ra những quyết định thông minh hơn, sáng suốt hơn, đặc biệt đối với các vấn đề liên quan đến quy hoạch và vận hành đô thị bền vững.
Việc tổng hợp và phân tích các luồng thông tin mới này có thể giúp cải thiện hoạt động và hiệu quả của các hệ thống năng lượng, đồng thời giải quyết những thách thức về công bằng và độ tin cậy, giả định rằng các mối quan tâm về truy cập dữ liệu, quyền riêng tư và bảo mật được xử lý một cách hiệu quả. Các giải pháp và hệ thống kỹ thuật số như vậy sẽ giúp giảm thiểu nhu cầu về cơ sở hạ tầng mới và tạo ra cơ hội mới cho các thành phố.
Số hóa cũng giúp giảm thiểu rủi ro và khuyến khích đầu tư tư nhân vào các dự án năng lượng sạch, tạo ra các cơ hội kinh doanh và nguồn doanh thu mới.
Số hóa và kiểm soát thông minh có thể giảm lượng khí thải từ các tòa nhà xuống 350 triệu tấn CO2 vào năm 2050. Các giải pháp số trong các tòa nhà, như cảm biến và bộ điều nhiệt và ánh sáng thông minh, có thể giúp người tiêu dùng sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và thay đổi hành vi cũng như lối sống để sử dụng năng lượng bền vững. Các tòa nhà được trang bị công nghệ mới có thể cung cấp tính linh hoạt để hỗ trợ quá trình khử carbon, bảo mật và khả năng phục hồi của hệ thống điện.
Các quốc gia sẽ không thể đáp ứng các mục tiêu khí hậu nếu không tối ưu hóa hiệu quả năng lượng của các tòa nhà và nhu cầu năng lượng, vì vậy cần nỗ lực hành động mạnh mẽ hơn ở cấp thành phố.
Tính đến ngày 23/4/2021, 44 quốc gia và Liên minh Châu Âu đã cam kết đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 (các quốc gia này chiếm khoảng 70% lượng khí thải CO2 và GDP toàn cầu). Trên toàn thế giới, hơn 10.000 thành phố và chính quyền địa phương đại diện cho hơn 900 triệu người dân đã cam kết chống biến đổi khí hậu theo Công ước Thị trưởng toàn cầu về khí hậu và năng lượng.
Các thành phố cũng đang hướng tới Hội nghị COP26 ở Glasgow vào tháng 11 tới như một cột mốc quan trọng trong hành trình chống biến đổi khí hậu của họ. Tính đến tháng 5/2021, 708 thành phố đã tham gia Chiến dịch "Race to Zero (Cuộc đua hướng tới phát thải carbon bằng 0)" của Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC). Các thành phố tham gia chiến dịch đã cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 và bắt đầu thực hiện các dự án để đạt được mục tiêu của họ vào năm 2022.
Xây dựng điện lưới thông minh
Tại các thành phố, hệ thống mạng lưới cơ sở hạ tầng khá phức tạp và chồng chéo, bao gồm điện, nước, giao thông, chất thải và thông tin liên lạc. Các công cụ số có thể tạo ra những giải pháp tích hợp cho hệ thống hạ tầng này để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Cảm biến và quản lý nhu cầu thời gian thực có thể mang lại những giá trị đáng kể cho mạng lưới năng lượng và hệ thống đô thị, ví dụ: việc sạc xe điện vào những thời điểm có nhiều năng lượng tái tạo hơn, thông tin thời gian thực về tình trạng giao thông có thể giảm tắc nghẽn đường,...
Thành phố thông minh (TPTM) có thể tận dụng phân tích dữ liệu lớn và các công nghệ số tiên tiến để thu thập và phân tích dữ liệu trong thời gian thực, từ đó giúp quản lý hiệu quả hơn các hoạt động và dịch vụ của thành phố.
Số hóa có thể được triển khai trên một loạt các hệ thống để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí dịch vụ đô thị, đồng thời đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng sạch - tăng cường triển khai năng lượng tái tạo, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm tiêu thụ năng lượng và khí thải.
Hệ thống năng lượng thông minh cho phép phản ứng nhanh với các tình huống thời gian thực, cân bằng cung và cầu trong suốt cả ngày. Điện lưới thông minh với khả năng giám sát thời gian thực và phân tích, dự đoán giúp giảm tải vào các giờ cao điểm, tích hợp năng lượng tái tạo tốt hơn với chi phí thấp hơn và giảm thiểu áp lực lên cơ sở hạ tầng lưới điện cũ. Điện lưới thông minh cũng rất quan trọng để giải quyết tình trạng ấm lên toàn cầu bằng cách giảm lượng khí thải CO2. Trong khi đó, quyền truy cập trực tiếp vào dữ liệu cho phép người tiêu dùng quản lý mức tiêu thụ năng lượng và chi phí của họ.
Tại Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất, Cơ quan Điện và Nước Dubai (DEWA) đã triển khai một hệ thống điện lưới thông minh cho phép "ra quyết định tự động và khả năng tương tác trên toàn bộ mạng lưới điện và nước".
Theo Saeed Mohammed Al Tayer, Giám đốc điều hành DEWA, việc đọc và theo dõi các hồ thông minh từ xa được thực hiện sau mỗi 15 phút.
"Ngoài vai trò trong việc chuyển đổi thông minh và hiệu quả hoạt động, đồng hồ thông minh mang lại nhiều lợi ích cho khách hàng và giúp họ theo dõi, quản lý và kiểm soát mức tiêu thụ của mình một cách chủ động và số hóa mà không cần liên hệ với DEWA", ông Saeed Mohammed Al Tayer cho biết thêm.
Sáng kiến "Các ứng dụng thông minh thông qua đồng hồ và điện lưới thông minh" của DEWA là một phần trong sáng kiến Smart Dubai, nhằm biến Dubai trở thành TPTM và hạnh phúc nhất trên thế giới.
Theo báo cáo của DEWA, trong 3 năm qua, hệ thống đo nước thông minh đã giúp phát hiện hơn 0,5 triệu điểm rò rỉ nước và 16.000 lỗi, tiết kiệm cho khách hàng tổng cộng 324 triệu AED (88 triệu USD). Dịch vụ cảnh báo sử dụng nước sẽ gửi thông báo ngay lập tức cho khách hàng nếu phát hiện mức tiêu thụ tăng bất thường để kiểm tra các kết nối bên trong và xử lý bất kỳ chỗ rò rỉ nào.
Di chuyển thông minh
Lượng phát thải CO2 từ giao thông đô thị chiếm 4 tỷ tấn, tức là hơn 40% tổng lượng phát thải của toàn ngành giao thông. Công nghệ số đang góp phần chuyển đổi ngành giao thông bằng cách cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, thúc đẩy chuyển đổi sang các phương thức vận tải chủ động và chia sẻ, cải thiện sự thuận tiện và độ tin cậy của các phương tiện giao thông công cộng.
Việc điện khí hóa phương tiện giao thông và gia tăng sử dụng xe điện (EV) cũng giúp giảm thiểu khí thải giao thông, mở rộng quy mô các nguồn năng lượng tái tạo thông qua hệ thống sạc điện thông minh và phương tiện giao thông kết nối lưới điện (V2G). Giờ đây, những người ngần ngại sử dụng xe điện có thể yên tâm bởi dữ liệu thời gian thực về chi phí và tính khả dụng của các điểm sạc.
Ứng dụng CitiCAP
Ở Lathi, Phần Lan, một ứng dụng di động có tên CitiCAP hiển thị các tùy chọn giao thông khác nhau có sẵn và lượng khí thải carbon tương ứng của chúng. Để khuyến khích việc sử dụng các phương tiện giao thông công cộng, các khoản tín dụng ảo được sẽ trao cho các cá nhân có dấu chân carbon thấp và họ có thể sử dụng chúng để mua các dịch vụ và sản phẩm của thành phố.
Tiêu chuẩn về các thành phố thân thiện với khí hậu
Báo cáo của IEA khẳng định các tiêu chuẩn quốc tế hài hòa sẽ cho phép các giải pháp năng lượng thông minh tương tác với nhau cũng như đảm bảo quyền riêng tư của dữ liệu, sự ổn định của lưới điện và an ninh mạng.
Hiện Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU), Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) và Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế (IEC) đã và đang phối hợp chặt chẽ trong việc phát triển các tiêu chuẩn này thông qua lực lượng đặc trách chung về TPTM./.
