PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ TÍNH BỀN VỮNG CỦA KẾT CẤU VỈA HÈ QUANG ĐIỆN TRONG HẠ TẦNG GIAO THÔNG ĐÔ THỊ: TRƯỜNG HỢP TUYẾN ĐT.353 – HẢI PHÒNG (ENERGY PERFORMANCE AND SUSTAINABILITY ASSESSMENT OF PHOTOVOLTAIC PAVEMENT STRUCTURES FOR URBAN TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE: A CASE STUDY OF ĐT.353, HAI PHONG)

Tóm tắt

Bài báo đánh giá khả năng ứng dụng mô hình vỉa hè quang điện trên tuyến ĐT.353 - Hải Phòng thông qua phân tích các chỉ số năng lượng, môi trường và kinh tế theo khung phân tích vòng đời (LCA) và chi phí vòng đời (LCC). Với diện tích lắp đặt 2.000m²/km, hệ thống PV có thể tạo ra khoảng 254.800 kWh/năm/km, đáp ứng hơn 300% nhu cầu điện cho chiếu sáng và hệ thống giao thông thông minh (ITS), đồng thời tạo ra khoảng 191.874 kWh/năm/km điện dư thừa. Lượng phát thải CO2 tránh được ước đạt ≈168 tCO₂/năm/km, cho thấy lợi ích môi trường rõ rệt.

Phân tích vòng đời cho thấy thời gian hoàn vốn năng lượng (EPBT) khoảng 7 năm, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế, trong khi thời gian hoàn vốn carbon (CPBT) chỉ khoảng 1,2 năm nhờ hệ số phát thải lưới điện Việt Nam còn cao. Về kinh tế, với chi phí đầu tư giả thiết 400USD/m², thời gian hoàn vốn tài chính ước khoảng 92 năm, cho thấy mô hình hiện chưa khả thi về mặt thương mại. Tuy nhiên, kết quả khẳng định vỉa hè quang điện khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả môi trường, đặc biệt khi xem xét triển khai thí điểm và lộ trình giảm chi phí trong tương lai.

Abstract

This paper evaluates the application of photovoltaic (PV) sidewalks along the ĐT.353 corridor in Hai Phong City using Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost (LCC) frameworks. With an installed area of 2,000 m² per kilometer, the PV system can generate approximately 254,800 kWh/year/km, supplying over 300% of the electricity demand for public lighting and intelligent transportation systems (ITS), while producing about 191,874 kWh/year/km of surplus electricity. The avoided CO₂ emissions are estimated at≈168 tCO₂/year/km, indicating significant environmental benefits.

Life-cycle analysis shows an Energy Payback Time (EPBT) of approximately 7 years, consistent with international studies, whereas the Carbon Payback Time (CPBT) is only about 1.2 years due to Vietnam’s relatively high grid emission factor. From an economic perspective, assuming an investment cost of 400 USD/m², the simple financial payback period is around 92 years, indicating limited commercial feasibility under current conditions. Nevertheless, the results confirm that PV sidewalks are technically feasible and environmentally effective, with strong potential for pilot implementation and future deployment as costs decrease and supportive policies are introduced.

Keywords: Photovoltaic pavement, Solar pavement, Energy harvesting, Energy payback time, intelligent transport, Carbon emissions.