Vốn dĩ, điều hòa không khí có khả năng giữ cho con người mát mẻ hơn khi biến đổi khí hậu tiếp tục làm cho hành tinh trở nên nóng hơn. Đồng thời, công nghệ điều hòa không khí thông thường sử dụng rất nhiều năng lượng, có nghĩa là nó góp phần vào sự thay đổi khí hậu - và sẽ có ảnh hưởng lớn hơn khi nhiều người cần điều hòa không khí để luôn thoải mái hoặc thậm chí tồn tại.
Biến đổi khí hậu và điều kiện nắng nóng khắc nghiệt đã dẫn đến nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng, trong đó hệ thống điện xoay chiều đang trở thành phương tiện sử dụng điện ngày càng tăng nhanh nhất trong các tòa nhà trên toàn thế giới. Trên thực tế, việc sử dụng điện cho điều hòa không khí hiện đang vượt quá khả năng triển khai năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ của thế giới, tuy nhiên, chưa có thay đổi hoặc cải tiến có ý nghĩa nào đối với công nghệ điều hòa không khí trong hơn 100 năm qua cho đến nay.
Theo phân tích của các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia của Bộ Năng lượng và Trung tâm nghiên cứu Palo Alto của Xerox, hiện nay, điều hòa không khí là nguyên nhân gây ra gần 4% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Theo một tuyên bố chung của NREL và Xerox PARC, lượng khí thải này dự kiến sẽ trở nên tồi tệ hơn khi có nhiều người lắp đặt máy điều hòa không khí, đặc biệt là ở Ấn Độ, Trung Quốc và Indonesia.
Jason Woods, một kỹ sư nghiên cứu cấp cao của NREL và là đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho biết trong một tuyên bố về nghiên cứu này: "Đó là điều tốt và cả là điều xấu. Thật tốt khi nhiều người có thể được hưởng lợi từ sự thoải mái được cải thiện, nhưng điều đó cũng có nghĩa là năng lượng được sử dụng nhiều hơn và lượng khí thải carbon cũng tăng lên".
Công nghệ máy lạnh thông thường sử dụng chu trình nén hơi để làm mát không khí. Trong hệ thống đó, môi chất lạnh được sử dụng để làm lạnh (Môi chất lạnh là chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh làm nhiệm vụ hấp thu nhiệt của buồng lạnh nhờ bốc hơi ở áp suất thấp nhiệt độ thấp và thải nhiệt ra môi trường ở áp suất cao và nhiệt độ cao).
Chlorofluorocarbons và hydrochlorofluorocarbon từng là một phần của chất làm lạnh phổ biến nhất trong máy điều hòa không khí, nhưng những hóa chất đó làm suy giảm tầng ôzôn và chúng đang bị loại bỏ dần. Có vài chục lựa chọn thay thế không gây hại cho tầng ôzôn, nhưng chúng vẫn có khả năng làm nóng lên toàn cầu cao.
Ngoài ra, rất nhiều năng lượng trong máy điều hòa không khí thông thường được sử dụng để làm mát không khí nhằm giảm độ ẩm và dễ chịu hơn. Trong số 1.950 triệu tấn carbon dioxide thải ra mỗi năm từ năng lượng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho điều hòa không khí, 531 triệu tấn trong số đó là để làm mát không khí và 599 triệu tấn để loại bỏ độ ẩm, theo nghiên cứu của NREL và Xerox PARC. Thêm 820 triệu tấn là do rò rỉ chất làm lạnh và từ khí nhà kính thải ra trong quá trình sản xuất và vận chuyển các thiết bị điều hòa không khí.
"Chúng tôi đã làm cho công nghệ hiện có, hàng thế kỷ gần như hiệu quả nhất có thể", Woods nói trong tuyên bố. ″Để có được sự thay đổi mang tính chuyển đổi về hiệu quả, chúng ta cần xem xét các phương pháp tiếp cận khác nhau mà không có giới hạn của phương pháp hiện có".
Đó là mục tiêu của Blue Frontier. Công ty khởi nghiệp này đang nghiên cứu công nghệ giúp điều hòa không khí hiệu quả hơn với ít phụ phẩm có hại cho môi trường hơn, và vừa đạt được vòng tài trợ 20 triệu USD do quỹ đầu tư Breakthrough Energy Ventures của Bill Gates dẫn đầu.
Ở đây, công ty Blue Frontier sử dụng một phần ba đến một phần năm lượng chất làm lạnh cần thiết cho một hệ thống thông thường và vì cấu tạo của máy khác với máy điều hòa không khí thông thường, nó có thể sử dụng chất làm lạnh có khả năng làm nóng toàn cầu thấp hơn. Loại bỏ chất làm lạnh có tiềm năng nóng lên toàn cầu ("GWP") cao với công nghệ hút ẩm chất lỏng đột phá.
Giám đốc điều hành Daniel Betts nói với CNBC: "Hiệu quả tổng hợp là giảm 85% đến 87% mức đóng góp của hệ thống của chúng tôi vào sự nóng lên toàn cầu".
Betts nói với CNBC: "Trên thực tế, một trong những ưu điểm của công nghệ điều hòa Blue Frontier là cải thiện chất lượng không khí trong nhà nói chung và môi trường trong nhà trong lành hơn".
Một số chất làm lạnh được sử dụng trong hệ thống Blue Frontier nhưng nó không được sử dụng để làm lạnh, nó được sử dụng để vận hành máy bơm nhiệt điều chỉnh nồng độ muối của chất hút ẩm.
Betts nói với CNBC: "Do đó, chất làm lạnh và thiết bị mang chất làm lạnh không bao giờ rò không khí đi vào tòa nhà hoặc bên trong tòa nhà. Điều này mang lại cho chúng tôi một lợi thế to lớn để sử dụng các chất làm lạnh sẵn có, nhẹ, mà không gây nguy hiểm cho sự an toàn của những người trong tòa nhà".
Đồng thời, công nghệ mới loại bỏ nhu cầu điện cao điểm bằng cách tích hợp lưu trữ năng lượng với giải pháp nước mặn độc quyền, cho phép lưu trữ và sử dụng năng lượng tái tạo dư thừa một cách thông minh.
Trước khi ra mắt Blue Frontier, Betts đã tung ra một công ty khởi nghiệp máy điều hòa không khí khác, Be Power Tech, nhằm mục đích thương mại hóa công nghệ vừa là máy điều hòa không khí vừa là nguồn năng lượng. Công ty khởi nghiệp thất bại và Betts đã học được rằng việc xây dựng một công ty dựa trên hai công nghệ này là chưa hợp thời để được đón nhận và tối ưu hiệu quả.
Betts nói với CNBC: "Tôi đã mắc phải sai lầm cơ bản của các công ty khởi nghiệp công nghệ đó là tôi đặt hai công nghệ hoàn toàn mới phụ thuộc vào nhau và hợp nhất chúng. Vì vậy, tăng gấp đôi rủi ro, gấp đôi số tiền cần thiết. Và vì vậy công ty đó đã không làm được điều đó". Nhưng anh ấy đã học được rất nhiều về việc tung ra một sản phẩm mới vào thị trường sẽ được chấp nhận và sử dụng. Vì vậy, đó là những gì Betts và nhóm của anh ấy đang cố gắng thực hiện.
Họ đang sử dụng công nghệ, đã được chứng minh trong các nguyên mẫu thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia và Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, và mở rộng quy mô nó cho các tòa nhà thương mại trước tiên.
Và nếu mọi việc suôn sẻ, một số đơn vị thử nghiệm sẽ được lắp đặt trong các tòa nhà vào năm 2022, và một đợt hợp nhất tiền thương mại khác dự kiến sẽ đi vào các tòa nhà vào năm 2023 và sau đó sản phẩm thương mại đầu tiên cho các tòa nhà thương mại sẽ có mặt vào năm 2025.
Trở lại vấn đề, Tỷ phú đồng sáng lập Microsoft Bill Gates, người được Forbes xếp hạng là người giàu thứ tư trên thế giới, đã bảo đảm hơn 1 tỷ USD vào các tập đoàn để giảm chi phí cho các công nghệ sạch trong bốn lĩnh vực - hydro xanh, thu khí trực tiếp, nhiên liệu hàng không bền vững và năng lượng lưu trữ dài hạn - như một phần của cam kết chống lại biến đổi khí hậu thông qua tổ chức phi lợi nhuận của mình, Breakthrough Energy.
Gates nói trong một tuyên bố: "Để tránh một thảm họa khí hậu sẽ đòi hỏi một cuộc cách mạng công nghiệp mới. Hiện một nửa công nghệ cần thiết để giảm thiểu phát thải quá đắt so với khả năng chi trả của nhiều người trên thế giới".
Vào năm 2016, Gates đã khởi động quỹ Breakthrough Energy Ventures trị giá 1 tỷ đô la, hiện có sự hỗ trợ của hơn 25 nhà đầu tư để phát triển năng lượng sạch giá cả phải chăng. Quỹ đã hỗ trợ một loạt các công ty khởi nghiệp, bao gồm cả những công ty hoạt động để thay thế nhiên liệu hóa thạch và tạo ra các sản phẩm thay thế thịt. Các tỷ phú tham gia vào quỹ bao gồm nhà tài phiệt Ấn Độ Mukesh Ambani, người sáng lập Amazon Jeff Bezos, người sáng lập Bloomberg LP, Michael Bloomberg, người sáng lập Virgin Group Richard Branson, người đồng sáng lập Alibaba Jack Ma, và CEO quỹ tương hỗ khổng lồ Fidelity, Abigail Johnson.