Số hóa và dữ liệu là hạ tầng mới cho hiệu quả năng lượng

Một thập kỷ qua, chi phí cảm biến, lưu trữ và truyền dữ liệu lao dốc, mở toang cánh cửa cho số hóa trong năng lượng. Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) khẳng định: "Số hóa và dữ liệu là hạ tầng mới cho hiệu quả năng lượng, giúp tối ưu từ nhà máy điện đến người tiêu dùng cuối cùng".

Từ 2008, chi phí thu thập, lưu trữ, truyền dữ liệu giảm trên 90%, biến "dữ liệu" thành nền tảng mới của hiệu quả năng lượng. Khi mỗi kWh đều để lại bản ghi dữ liệu, tiết kiệm điện không còn là kinh nghiệm thủ công mà là quyết định dựa trên dữ liệu thời gian thực.

Ở góc độ công nghệ, trí tuệ nhân tạo (AI) đã cho thấy hiệu quả rõ rệt. Ví dụ điển hình là Google: nhờ ứng dụng AI của DeepMind, lượng điện dùng để làm mát các trung tâm dữ liệu giảm tới 40% - trong khi đây vốn là hệ thống đã được tối ưu từ trước. Các nghiên cứu của Google cũng chứng minh mô hình học máy (AI "học" từ dữ liệu cũ) có thể dự báo và điều chỉnh vận hành với sai số rất nhỏ, cho thấy tiềm năng lớn của việc "tiết kiệm nhờ dữ liệu".

Ngoài ra, ở các nước phát triển, chính sách năng lượng đang chuyển hướng sang "mở khóa" dữ liệu người dùng và khuyến khích áp dụng giá điện theo thời gian (time-of-use/dynamic pricing). Tại Anh, báo cáo của Ofgem - cơ quan quản lý năng lượng của Vương quốc Anh, ghi nhận sự gia tăng mạnh các gói giá điện nhờ sự phổ biến của công tơ thông minh. Gần đây, Chính phủ Anh công bố lộ trình "clean flexibility", cho phép hộ gia đình sở hữu công tơ thông minh được tiếp cận biểu giá linh hoạt, có thể sạc xe điện hay vận hành bơm nhiệt vào giờ thấp điểm, qua đó vừa giảm chi phí người dùng vừa giảm áp lực cho hệ thống điện.

Khác với đồng hồ cơ chỉ đo tổng lượng điện, công tơ thông minh (smart meter) cung cấp dữ liệu chi tiết gần như theo thời gian thực, cập nhật theo từng 15-30 phút. Khi người dân nhìn thấy rõ thói quen sử dụng điện của mình, hành vi sẽ thay đổi.

Thực tế, nhiều nghiên cứu ở các nước cho thấy, người dùng quan tâm hơn đến mức tiêu thụ, có xu hướng giảm dùng điện giờ cao điểm và chuyển sang giờ thấp điểm nếu đi kèm biểu giá linh hoạt. Cơ quan Kiểm toán Quốc gia (NAO) của Anh cũng khẳng định, smart meter vừa giúp người dân tiết kiệm điện nhờ chú ý hơn, vừa giúp hệ thống điện giảm chi phí vận hành; số lượng biểu giá thông minh vì thế ngày càng gia tăng.

Trong các chương trình khuyến khích giảm phụ tải theo giờ (demand response), dữ liệu từ công tơ thông minh giúp đo lường hiệu quả rất rõ ràng. Một nghiên cứu sử dụng dữ liệu theo từng nửa giờ cho thấy, trong các "sự kiện giảm tải", mức tiêu thụ điện giảm trung bình 8,5%, và hiệu quả còn tăng lên tới 15% vào cuối buổi chiều - tối, đúng vào khung giờ hệ thống chịu áp lực lớn nhất. Chính khả năng đo lường cụ thể này cho thấy dữ liệu không chỉ phản ánh hành vi, mà còn chứng minh được lợi ích thực tế của tiết kiệm điện.

EVN tăng tốc chuyển đổi số, mở đường cho tiết kiệm điện thông minh

Ở Việt Nam, quá trình hiện đại hóa hệ thống đo đếm và quản lý điện đã có những bước tiến dài. Ông Nguyễn Anh Tuấn, Tổng giám đốc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cho biết, hầu hết các hoạt động của EVN hiện nay đều được xử lý trên môi trường số, với sự ứng dụng toàn diện của các công nghệ hiện đại như AI, Big Data, BI, IoT, tự động hóa và chữ ký điện tử. Chuyển đổi số toàn diện đã giúp công tác quản lý, điều hành sản xuất - kinh doanh trở nên nhanh chóng, chính xác và minh bạch hơn.

Một trong những trọng tâm là hiện đại hóa hệ thống đo đếm, coi đây là hạ tầng cốt lõi để triển khai thanh toán điện tử, giám sát tiêu thụ và quản lý khách hàng theo thời gian thực. Đến cuối năm 2024, đã có 32 tỉnh, thành phố (theo số liệu trước sáp nhập) đạt 100% công tơ điện tử. Trên phạm vi toàn quốc, tỷ lệ công tơ đo xa đạt hơn 95,5%, tiến tới mục tiêu 100% công tơ điện tử/đo xa vào năm 2025. Đây sẽ là nền tảng để triển khai các dịch vụ điện số và biểu giá điện theo thời gian.

Cũng theo ông Tuấn, các ứng dụng chăm sóc khách hàng của EVN hiện đã tích hợp đầy đủ chức năng như thanh toán tiền điện trực tuyến, tra cứu hóa đơn, theo dõi lịch sử tiêu thụ… Việc cung cấp thông tin minh bạch, trực quan và dễ hiểu giúp khách hàng nắm bắt tình hình sử dụng điện của gia đình, từ đó điều chỉnh hành vi một cách hiệu quả và tiết kiệm hơn. Bên cạnh đó, EVN cũng xây dựng hệ thống cung cấp dữ liệu tiêu thụ trực tuyến với tần suất linh hoạt: khách hàng thông thường được cập nhật mỗi ngày một lần, còn khách hàng sử dụng điện lớn có thể theo dõi dữ liệu chi tiết đến từng 4 giờ/lần.

Riêng tại TP.HCM, lưới điện thông minh với mức tự động hóa cao đang được triển khai, gắn với mục tiêu tiết kiệm tối thiểu 2% điện thương phẩm mỗi năm và giảm tổn thất điện năng. Hệ thống này tạo nên một "đường ống dữ liệu" cho phép người dân theo dõi mức tiêu thụ từng giờ, so sánh theo ngày hoặc tuần, nhận cảnh báo bất thường và chủ động điều chỉnh hành vi sử dụng điện theo khung giờ cao - thấp điểm khi các biểu giá linh hoạt được áp dụng rộng rãi.

Doanh nghiệp và mô hình "nhà máy thông minh"

Nếu hộ gia đình cần đồng hồ thông minh, thì doanh nghiệp cần "bộ não thông minh": hệ thống quản lý năng lượng (Energy Management System - EMS) theo chuẩn ISO 50001. EMS kết hợp IoT và phân tích dữ liệu để giám sát sẽ giúp tối ưu tiêu thụ điện, nhiên liệu, nước.. theo thời gian thực.

Thứ trưởng Bộ Công thương Nguyễn Sinh Nhật Tân nhận định: "Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2019–2030 (VNEEP3) đặt mục tiêu tiết kiệm 8-10% tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc. Doanh nghiệp nếu không sớm số hóa quản lý năng lượng sẽ bỏ lỡ cơ hội cắt giảm chi phí và nâng cao sức cạnh tranh".

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, các doanh nghiệp triển khai EMS bài bản có thể giảm ngay 10-20% năng lượng trong năm đầu tiên. Khi kết hợp thêm đo đếm chi tiết, tối ưu lịch vận hành, bảo trì theo tình trạng và đào tạo nhân sự, mức tiết kiệm có thể đạt 15-30%.

Trong nhà máy hiện đại, AI đang trở thành "trợ lý năng lượng" đắc lực: từ điều chỉnh hệ thống lạnh, khí nén, lò hơi, đến tối ưu HVAC công nghiệp. Công thức chung là: dữ liệu thời gian thực + mô hình dự báo + điều khiển tự động = tiết kiệm năng lượng.

Hiện nay, tại Việt Nam, việc quản lý năng lượng được thực hiện theo TCVN ISO 50001:2019 (tương đương ISO 50001:2018), đồng thời hoạt động kiểm toán năng lượng áp dụng theo TCVN ISO 50002:2015 (tương đương ISO 50002:2014).

Đại diện Cục Đổi mới sáng tạo, Chuyển đổi xanh và Khuyến Công cho hay, theo thống kê trên thế giới, kết quả các hoạt động tiết kiệm năng lượng ở một số quốc gia có sự đóng góp trung bình khoảng 50% từ việc triển khai áp dụng các hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001, và đây là một trong các giải pháp đã được kiểm chứng và công nhận triển khai tại các doanh nghiệp không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới.

Theo TS Triệu Việt Phương, quyền Viện trưởng Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam, để giúp các tổ chức, doanh nghiệp trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) đã xây dựng và công bố ISO 50001 phiên bản đầu tiên năm 2011 và phiên bản mới nhất năm 2018.

Với cách tiếp cận theo chu trình PDCA (gồm 4 yếu tố: lập kế hoạch, thực hiện, kiểm tra, hành động) ISO 50001 là một công cụ chiến lược giúp các tổ chức, doanh nghiệp có hệ thống quản lý năng lượng giúp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả và cải tiến liên tục kết quả thực hiện năng lượng của tổ chức.

"Hệ thống này giúp các tổ chức, doanh nghiệp thiết lập chính sách năng lượng, thiết lập các mục tiêu, chỉ tiêu năng lượng, thiết lập các kế hoạch hành động để đạt được các mục tiêu, chỉ tiêu năng lượng và các biện pháp thực hiện bao gồm giảm lãng phí năng lượng, áp dụng các công nghệ mới nâng cao hiệu suất năng lượng, cải tiến các quá trình hiện tại nhằm giảm chi phí năng lượng.

Bên cạnh tiêu chuẩn ISO 50001, ISO cũng xây dựng và công bố hàng loạt các tiêu chuẩn có liên quan để hướng dẫn các khía cạnh của hệ thống quản lý năng lượng và đánh giá tiết kiệm năng lượng. Rất nhiều tiêu chuẩn ISO về hệ thống quản lý năng lượng đã được chấp nhận thành tiêu chuẩn quốc gia hoàn toàn tương đương", ông Phương nói.

Rõ ràng, trong bối cảnh giá năng lượng biến động mạnh, áp lực cung ứng điện và cắt giảm phát thải ngày càng lớn, EMS không còn là sự lựa chọn tùy ý. Đó đã trở thành yêu cầu tất yếu để doanh nghiệp Việt Nam duy trì lợi thế cạnh tranh, đồng thời khẳng định cam kết phát triển bền vững.