Tác động khí hậu đến mức tiêu thụ điện năng của các tòa nhà dân cư đô thị ở Trung Quốc
Climatic impacts on electricity consumption of urban residential buildings in China
| Tác giả | Yang-Yang Guo
Mei-Xuan Teng Chen Zhang Sheng-Nan Wang Yi-Ming Wei |
| Ngày đăng tải | 11/12/2024 |
| DOI | https://doi.org/10.1016/j.accre.2024.12.004 |
| Nguồn bài nghiên cứu | Science Direct |
| Từ khóa | Biến đổi khí hậu
Sử dụng điện Tòa nhà dân cư |
1 – GIỚI THIỆU
Việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu là rất quan trọng để xây dựng các chiến lược hiệu quả cho cả chính sách giảm thiểu và thích ứng. Tuy nhiên, việc định lượng toàn diện tác động chính xác của biến đổi khí hậu đến mức tiêu thụ điện năng tại các tòa nhà dân cư đô thị ở Trung Quốc đã bị cản trở do thiếu dữ liệu. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng bộ dữ liệu bảng mất cân đối cấp huyện đã được xác minh để ước lượng tác động của các ngày độ lạnh (HDD) và các ngày độ nóng (CDD) đến mức tiêu thụ điện của các tòa nhà dân cư đô thị. Kết quả chỉ ra rằng khi CDD và HDD tăng 1% sẽ dẫn tới mức tăng tương ứng 0,114% và 0,457% trong mức tiêu thụ điện trên mỗi đơn vị diện tích sàn. Tuy nhiên, tác động này giảm dần khi thu nhập tăng, cho thấy cư dân có nhiều chiến lược thích ứng hơn khi thu nhập cao hơn. Các tác động của biến động nhiệt độ khác nhau giữa các vùng khí hậu, độ cao công trình và năm xây dựng. Đặc biệt, các tòa nhà tại khu vực có mùa hè nóng và mùa đông lạnh hoặc mùa hè nóng và mùa đông ấm nhạy cảm hơn so với các khu vực khí hậu lạnh. Các tòa nhà thấp tiêu thụ nhiều điện hơn so với nhà nhiều tầng hoặc cao tầng. Ngoài ra, các công trình mới lại nhạy cảm hơn với biến động nhiệt độ so với công trình cũ. Các phát hiện này cung cấp đánh giá chính xác, toàn diện về tác động khí hậu, góp phần hiểu rõ hơn về biến đổi khí hậu và bổ sung bằng chứng thực nghiệm về tác động khác biệt của biến đổi khí hậu tùy theo chiều cao công trình – điều mà các nghiên cứu trước đây còn bỏ ngỏ.
2 – MÔ TẢ HỆ THỐNG
Dữ liệu khí tượng được sử dụng gồm nhiệt độ và lượng mưa. Nhiệt độ được đo bằng các chỉ số HDD và CDD, sử dụng ngưỡng 18°C cho HDD và 26°C cho CDD. Dữ liệu nhiệt độ và lượng mưa hằng ngày từ 2009–2016 được lấy từ cơ sở dữ liệu NOAA CPC Global. Dữ liệu tiêu thụ điện của các tòa nhà dân cư đô thị đến từ cuộc khảo sát toàn quốc BECS (Bộ Xây dựng Trung Quốc), bao gồm 91.286 tòa nhà trên 704 huyện. Biến đại diện cho thu nhập là GDP bình quân đầu người tại các địa phương. Ngoài ra, nồng độ bụi mịn PM2.5 cũng được đưa vào làm biến kiểm soát, lấy từ cơ sở dữ liệu NASA SEDAC.
3 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu sử dụng mô hình hồi quy log–log dựa trên khung lý thuyết về hành vi tiêu thụ điện khi nhiệt độ thay đổi. Các biến độc lập bao gồm HDD, CDD, thu nhập bình quân đầu người, lượng mưa, nồng độ PM2.5, và số tầng của tòa nhà. Ngoài ra, các biến tương tác giữa thu nhập và HDD/CDD được thêm vào để đánh giá khả năng thích ứng theo thu nhập. Tác giả cũng sử dụng mô hình hiệu ứng cố định (fixed effects) dựa trên kết quả kiểm định Hausman để tránh thiên lệch nội sinh.
4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Kết quả cho thấy CDD và HDD có tác động dương và đáng kể đến mức tiêu thụ điện trên mỗi mét vuông diện tích sàn. Cụ thể, tăng 1% CDD dẫn tới tăng 0,114% mức tiêu thụ điện, còn tăng 1% HDD dẫn tới tăng 0,457% mức tiêu thụ. Tác động này khác nhau theo vùng khí hậu, chiều cao tòa nhà và năm xây dựng. Các tòa nhà tại vùng mùa hè nóng và mùa đông lạnh/ấm nhạy cảm hơn với biến động nhiệt độ so với vùng lạnh. Các tòa nhà thấp có mức tiêu thụ điện tăng cao hơn so với tòa nhà cao tầng khi nhiệt độ thay đổi. Công trình mới nhạy cảm hơn với biến động nhiệt độ so với công trình cũ. Ngoài ra, thu nhập tăng làm giảm độ nhạy cảm của tiêu thụ điện đối với biến động nhiệt độ, cho thấy khả năng thích ứng tốt hơn.
5 – KẾT LUẬN
Nghiên cứu cung cấp bằng chứng thực nghiệm vững chắc về tác động khác biệt của biến đổi khí hậu đến mức tiêu thụ điện ở các tòa nhà dân cư đô thị tại Trung Quốc, với sự khác biệt rõ rệt theo vùng khí hậu, độ cao công trình và năm xây dựng. Việc bổ sung biến chiều cao công trình vào mô hình đã khắc phục được sai lệch do biến bị bỏ sót, nâng cao độ tin cậy và khả năng khái quát hóa của kết quả. Những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với các nhà hoạch định chính sách, kiến trúc sư và quy hoạch đô thị, giúp xây dựng các chiến lược tiết kiệm năng lượng và thích ứng khí hậu hiệu quả hơn trong lĩnh vực xây dựng.
