Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích (co benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe taxi ở thành phố vinh, nghệ an
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.89 MB, 68 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-----***-----
______________
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên:
Nguyễn Thái Bình Hạnh
Số hiệu sinh viên: 20083326
Lớp:
Kỹ thuật Môi trƣờng
Khoá: 53
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trƣờng
Ngành: Kỹ thuật Môi trƣờng
1.Đầu đề nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích (co-benefits) đối với chất lƣợng không khí
và khí hậu khi nâng cấp xe taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An.
2. Các số liệu ban đầu:Mô hình IVE cùng tài liệu hƣớng dẫn sử dụng.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
Tổng quan tài liệu về:
- Đồng lợi ích
- Hoạt động giao thông và vấn đề ô nhiễm không khí ở thành phố Vinh
- Các biện pháp kiểm soát phát thải cho xe taxi.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Thu thập dữ liệu
-
Phân tích dữ liệu thu đƣợc
Chạy mô hình và tính toán kết quả
Kết quả nghiên cứu:
- Đặc điểm kỹ thuật và hoạt động của xe taxi
- Hệ số phát thải của xe taxi ở Vinh
- Đánh giá tiềm năng đồng lợi ích đối với chất lƣợng không khí và khí hậu
4. Các bản vẽ đồ thị (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước các loại bản vẽ):22 hình vẽ
5. Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nghiêm Trung Dũng
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 03/01/2013
7. Ngày hoàn thành đồ án: 06/06/2013
Ngày 06 tháng 06 năm 2013
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký, ghi rõ họ tên)
( Ký, ghi rõ họ tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày 06 tháng 06 năm 2013
Ngƣời duyệt
(Ký, ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS.
Nghiêm Trung Dũng, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt
quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới chị Trần Thu Trang và chị Trần Thị Nhung, những
ngƣời đã nhiệt tình giúp đỡ và chia sẻ những thông tin quý báu phục vụ cho việc thực
hiện đồ án tốt nghiệp này.
Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn tới các bạn đã cùng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu
khoa học. Sự động viên giúp đỡ của các bạn đã giúp tôi hoàn thành đồ án này. Tôi
cũng xin cảm ơn những ngƣời bạn học đã luôn sát cánh và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập tại trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Lời cảm ơn cuối cùng xin đƣợc dành tặng tất cả các thầy cô giáo giảng dạy tại
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trƣờng, những ngƣời đã truyền thụ cho tôi không
chỉ đơn thuần là kiến thức chuyên môn mà còn cả kiến thức về cuộc sống.
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................. vi
ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 2
1.1. Khái niệm đồng lợi ích .......................................................................................... 2
1.2. Cách xác định đồng lợi ích .................................................................................... 4
1.3. Hoạt động giao thông và vấn đề ô nhiễm không khí ở thành phố Vinh ................ 6
1.3.1. Hoạt động giao thông ở thành phố Vinh ......................................................... 6
1.3.2. Phát thải ô nhiễm từ xe taxi ở thành phố Vinh ................................................ 7
1.4. Các biện pháp kiểm soát phát thải cho xe taxi ...................................................... 8
1.4.1. Vận hành và bảo dƣỡng phƣơng tiện .............................................................. 8
1.4.2. Thiết kế của động cơ và công nghệ kiểm soát phát thải ống xả ...................... 8
1.4.3. Tiêu chuẩn phát thải ...................................................................................... 10
1.4.4. Thay đổi năng lƣợng và chuyển đổi nhiên liệu ............................................. 13
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................... 20
2.1. Quy trình thực hiện .............................................................................................. 20
2.1.1. Sơ đồ khối quá trình thực hiện ...................................................................... 20
2.1.2. Giới thiệu về mô hình IVE ............................................................................ 21
2.2. Thu thập dữ liệu ................................................................................................... 23
2.2.1. Xác định khu vực và các tuyến đƣờng nghiên cứu ....................................... 23
2.2.2. Đếm số lƣợng phƣơng tiện ............................................................................ 26
2.2.3. Thu thập thông tin về đặc điểm kỹ thuật của phƣơng tiện ............................ 27
2.2.4. Xác định phƣơng thức lái của phƣơng tiện ................................................... 27
2.2.5. Thu thập các dữ liệu thứ cấp ......................................................................... 28
2.3. Phân tích dữ liệu thu đƣợc ................................................................................... 28
2.3.1. Dữ liệu từ phiếu điều tra ................................................................................ 28
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
ii
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
2.3.2. Xác định lƣu lƣợng trung bình dòng xe ........................................................ 29
2.3.3. Phân tích dữ liệu từ GPS ............................................................................... 29
2.3.4. Phân tích trạng thái khởi động ...................................................................... 32
2.4. Xây dựng các phƣơng án ..................................................................................... 33
2.5. Chạy mô hình ....................................................................................................... 33
2.6. Xác định đồng lợi ích........................................................................................... 34
2.6.1. Xác định hệ số phát thải của xe taxi tại Vinh ................................................ 34
2.6.2. Đánh giá đồng lợi ích về khí hậu .................................................................. 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 36
3.1. Đặc điểm kỹ thuật và hoạt động của xe taxi tại thành phố Vinh ......................... 36
3.1.1. Lƣu lƣợng dòng xe ........................................................................................ 36
3.1.2. Đặc điểm kỹ thuật dòng xe ............................................................................ 36
3.1.3. Phƣơng thức lái ............................................................................................. 37
3.2. Hệ số phát thải của xe taxi tại Vinh ..................................................................... 40
3.2.1. Hệ số phát thải ở trạng thái nền ..................................................................... 40
3.2.2. So sánh hệ số phát thải giữa các loại xe taxi ................................................. 41
3.2.3. So sánh hệ số phát thải trong ngày thƣờng và ngày nghỉ .............................. 42
3.2.4. Phân bố phát thải trong ngày ......................................................................... 44
3.2.5. So sánh với kết quả nghiên cứu tại Hà Nội ................................................... 45
3.3. Đánh giá tiềm năng đồng lợi ích đối với chất lƣợng không khí và khí hậu ........ 46
3.3.1. Đối với chất lƣợng không khí........................................................................ 46
3.3.2. Đối với khí hậu .............................................................................................. 48
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 51
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 54
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
iii
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CAI – Asia
CNG
CVAT
EF
EGR
GAINS – Asia
GHGs
GPS
GWP
HEAT
IES
IPCC
IVE
LPG
MON
RON
RPM
US. EPA
Clean Air Initiative for Asian Cities
Sáng kiến không khí sạch
cho các thành phố ở Châu
Á.
Compressed Natural Gas
Khí thiên nhiên nén
Carbon Value Analysis Tool
Công cụ phân tích trị số
Cacbon
Emission Factor
Hệ số phát thải
Exhaust Gas Recirculation
Tuần hoàn khí thải
Greenhouse Gas and Air Pollution Tác động qua lại và hợp
Interactions And Synergies
lực giữa khí nhà kính và
vấn đề ô nhiễm không khí
Greenhouse Gases
Các khí nhà kính
Global Positioning System
Hệ thống định vị toàn cầu
Global Warming Potential
Tiềm năng làm ấm toàn
cầu
Harmonized Emissions Analysis Tools
Công cụ phân tích phát
thải đồng nhất
Integrated Environmental Strategies
Chiến lƣợc môi trƣờng
tổng hợp
Intergovernmental Panel on Climate Ủy ban liên chính phủ về
Change
biến đổi khí hậu
International Vehicle Emissions
Mô hình phát thải phƣơng
tiện giao thông quốc tế
Liquefied Petroleum Gas
Khí dầu mỏ hóa lỏng
Motor Octan Number
Trị số octan theo phƣơng
pháp mô tơ
Research Octane Number
Trị số octan theo phƣơng
pháp nghiên cứu
Revolution per minute
Số vòng quay trên phút
United States Environmental Protection Cục Bảo vệ Môi trƣờng
Agency
Mỹ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
iv
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình
1.1
1.2
1.3
Chú thích
Đồng lợi ích giữa chất lƣợng không khí và biến đổi khí hậu
Xác định đồng lợi ích đối với môi trƣờng
Đồng lợi ích thu đƣợc khi thực hiện các chính sách về giao thông
1.4
Bản đồ thành phố Vinh
6
1.5
Diễn biến số lƣợng taxi hãng xe Mai Linh tại Nghệ An
7
1.6
1.7
1.8
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
3.3
Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho động cơ
Hệ thống phun đa điểm của động cơ CNG
So sánh phát thải các chất ô nhiễm giữa xăng và CNG
Sơ đồ quy trình thực hiện đề tài
Cấu trúc lõi của mô hình IVE
Các khu vực khảo sát và các tuyến đƣờng đƣợc lựa chọn
Phân loại kỹ thuật dòng xe taxi tại Vinh theo mô hình IVE
Thành phần tuổi xe taxi tại Vinh
Thay đổi vận tốc trong một ngày làm việc của xe taxi tại Vinh
15
17
17
20
22
26
36
37
38
3.4
Thành phần các mức phát thải
39
3.5
40
3.9
3.10
Phân bố thời gian nghỉ giữa các lần khởi động của xe taxi tại Vinh
trong ngày
So sánh hệ số phát thải các chất ô nhiễm đối với từng mã xe
So sánh EF của các chất ô nhiễm giữa ngày thƣờng và ngày nghỉ
Phân bố phát thải CO, VOC, VOCevap, NOx, SOx, PM, CH4, N2O
và CO2 trong 24h
So sánh hệ số phát thải nền của xe taxi tại Hà Nội và Vinh
So sánh mức giảm phát thải CO, NOx, VOC – VOCevap và SO2 –
3.11
PM giữa các phƣơng án và trạng thái nền
Mức giảm CO2 eq giữa các phƣơng án với trạng thái nền
3.6
3.7
3.8
Trang
3
4
5
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
42
43
44
45
47
49
v
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Chú thích
Trang
1.1
Tiêu chuẩn phát thải EU cho xe chở khách trọng lƣợng nhỏ hơn 2,5
11
tấn
1.2
So sánh tiêu chuẩn xăng không chì của Việt Nam với tiêu chuẩn Euro
12
1.3
So sánh phát thải và tiêu thụ nhiên liệu giữa xăng và LPG
16
1.4
So sánh đặc điểm các loại nhiên liệu
18
1.5
2.1
18
23
2.3
2.4
2.5
2.6
Ƣu, nhƣợc điểm của các loại nhiên liệu
Hệ số điều chỉnh cho các thông tin riêng biệt của file Location trong
mô hình IVE
Một số thông tin kinh tế - xã hội theo phƣờng xã của thành phố
Vinh(2011)
Các tuyến đƣờng lựa chọn để khảo sát
Phân loại kỹ thuật dòng phƣơng tiện
Điểm cắt sử dụng trong tính toán RPMIndex
Giới hạn để xác định bin theo VSP và Engine Stress
2.7
Phân loại thời gian nghỉ đối với phƣơng thức khởi động trong mô hình
32
2.8
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
IVE
GWP của một số chất
Lƣu lƣợng xe taxi tại Vinh
Tỷ lệ các mức phát thải từ xe taxi tại Vinh
Hệ số phát thải ứng với 9 chất ô nhiễm của xe taxi tại Vinh
Hệ số phát thải đối với từng mã xe
So sánh EF đối với từng chất ô nhiễm giữa ngày thƣờng và ngày nghỉ
Hệ số phát thải các chất ô nhiễm của trạng thái nền và các phƣơng án
35
36
38
41
41
43
46
3.7
Lƣợng CO2 eq giữa các phƣơng án so với trạng thái nền
48
2.2
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
24
26
28
30
31
vi
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
ĐẶT VẤN ĐỀ
Những năm gần đây, biến đổi khí hậu và đặc biệt là sự ấm lên toàn cầu đang trở
thành một trong những vấn đề đƣợc quan tâm của toàn thế giới. Hiệu ứng nhà kính,
nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng ấm lên toàn cầu đang diễn biến hết sức phức tạp
bởi tính chất và quy mô của nó, không chỉ dừng lại ở địa phƣơng, quốc gia hay khu
vực. Việc đối phó với biến đổi khí hậu cần đến sự chung tay góp sức của tất cả các
quốc gia, trong nỗ lực giảm thiểu ô nhiễm không khí và sự ấm lên toàn cầu. Hiện nay
có rất nhiều giải pháp đƣợc đƣa ra nhằm giải quyết vấn đề này, trong đó đồng lợi ích
(co-benefits) nổi lên nhƣ một cách tiếp cận hiệu quả đã và đang đƣợc áp dụng thành
công tại nhiều quốc gia trên thế giới. Đồng lợi ích đảm bảo lợi ích thu đƣợc từ các
chính sách, chiến lƣợc hay chƣơng trình hành động không chỉ có ý nghĩa trong khía
cạnh biến đổi khí hậu mà còn có ý nghĩa trong các khía cạnh khác nhƣ giảm thiểu ô
nhiễm không khí, vấn đề sức khỏe con ngƣời, lợi ích về kinh tế hay vấn đề tiết kiệm
năng lƣợng.
Tại Việt Nam, tiếp cận đồng lợi ích vẫn còn rất mới mẻ với rất ít các nghiên cứu
trong khi tiềm năng ứng dụng là rất lớn. Việc thực hiện các nghiên cứu về đồng lợi ích
tại Việt Nam sẽ góp phần tạo tiền đề cho việc áp dụng đồng lợi ích trong các chính
sách liên quan đến môi trƣờng và biến đổi khí hậu.
Thành phố Vinh là một trong những trung tâm kinh tế - xã hội của khu vực Bắc
Trung Bộ. Những năm gần đây, với việc mở rộng quy mô thành phố và đời sống nhân
dân ngày càng nâng cao, nhu cầu đi lại và số lƣợng phƣơng tiện cá nhân cũng nhƣ công
cộng đang ngày càng tăng lên. Tại thành phố Vinh, phƣơng tiện công cộng chuyên chở
trong nội thành chủ yếu là xe taxi. Xe taxi sử dụng xăng cũng là một trong những
nguyên nhân gây phát thải khí nhà kính. Vì vậy, đồ án tốt nghiệp này đƣợc thực hiện
với nội dung “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích (co-benefits) đối với chất
lƣợng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An”.
Mục tiêu của nghiên cứu
- Góp phần vào việc nghiên cứu ứng dụng tiếp cận đồng lợi ích đối với hoạt
động giao thông ở Việt Nam.
- Đánh giá tiềm năng đồng lợi ích thu đƣợc đối với chất lƣợng không khí và
khí hậu khi thực hiện các phƣơng án kiểm soát ô nhiễm không khí.
Phạm vi nghiên cứu: xe taxi hoạt động ở nội thành Vinh cũ.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
1
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Khái niệm đồng lợi ích
Đối với các nƣớc đang phát triển và có nguồn lực khan hiếm, việc đối phó với
biến đổi khí hậu cần đến một công cụ mới. Tiếp cận đồng lợi ích nổi lên nhƣ một công
cụ quan trọng, là cầu nối giữa các vấn đề môi trƣờng và vấn đề phát triển. Đồng lợi ích
có tiềm năng đảm bảo hài hòa các chính sách đối với các lĩnh vực khác nhau, các cấp
khác nhau của chính phủ và tiếp cận toàn diện giải quyết các vấn đề.
Theo US.EPA, đồng lợi ích là những lợi ích phụ trợ hoặc bổ sung của các chính
sách đƣợc thực hiện với một mục tiêu chủ yếu là giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Hầu hết
các chính sách này đƣợc đề ra để giảm phát thải khí nhà kính nhƣng cũng đồng thời có
những lợi ích khác, tối thiểu có tầm quan trọng tƣơng đƣơng (nhƣ tiết kiệm năng
lƣợng, lợi ích kinh tế, lợi ích về chất lƣợng không khí và sức khỏe cộng đồng) [1].
Theo IPCC, đồng lợi ích là các lợi ích thu đƣợc từ việc lựa chọn các chính sách
để thực hiện với nhiều lý do, thừa nhận rằng hầu hết các chính sách có ảnh hƣởng đến
việc giảm nhẹ hiệu ứng nhà kính cũng có những lợi ích khác đi kèm với tầm quan trọng
tƣơng đƣơng. Lợi ích phụ trợ là lợi ích thứ cấp đƣợc lƣợng hóa hay lợi ích phụ của các
chính sách giảm thiểu các vấn đề ô nhiễm, nhƣ việc giảm ô nhiễm không khí khu vực
liên quan đến giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch và có thể gián tiếp ảnh hƣởng đến tắc
nghẽn giao thông, việc quản lý đất đai, lao động hay an ninh nhiên liệu. Những lợi ích
này đôi khi đƣợc gán thành những tác động phụ trợ vì những tác động này có thể là
tích cực hoặc tiêu cực. Ba khía cạnh liệt kê sau liên quan đến các tác động của việc
giảm nhẹ biến đổi khí hậu:
-
Việc xem xét chủ yếu đến giảm nhẹ biến đổi khí hậu nhƣng đồng thời cũng
dẫn đến lợi ích trong những lĩnh vực khác.
-
Việc chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực khác, nhƣ giảm ô nhiễm không khí,
cũng dẫn đến lợi ích phụ trợ trong lĩnh vực giảm nhẹ biến đổi khí hậu.
Việc xem xét đến sự kết hợp giữa các mục tiêu chính sách và đánh giá chi
-
phí lợi ích từ tiếp cận tổng hợp [2].
Theo IES, thuật ngữ đồng lợi ích đƣợc dùng để chỉ hai hoặc nhiều lợi ích xuất
phát từ một phƣơng pháp đơn lẻ hay nhiều phƣơng pháp. Đồng lợi ích nhìn chung là:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
2
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
-
Lợi ích về sức khỏe và kinh tế nhận đƣợc khi giảm ô nhiễm không khí khu
vực.
-
Lợi ích về giảm khí thải nhà kính liên quan đến giảm phát thải không khí
xung quanh (nhƣ Hình 1.1).
Nguồn: [3].
Hình 1.1. Đồng lợi ích giữa chất lượng không khí và biến đổi khí hậu.
Các lợi ích này có thể đạt đƣợc một cách ngẫu nhiên khi các nhà hoạch định
chính sách thực hiện một chính sách với một mục tiêu cụ thể và sau đó chính sách đƣợc
phát hiện là có những đồng lợi ích bổ sung [2].
Vai trò của đồng lợi ích có thể kể ra nhƣ sau:
-
Đồng lợi ích áp dụng khi giảm phát thải khí nhà kính (GHGs) đi kèm với việc giảm
các chất ô nhiễm không khí cục bộ (PM10, SOx, NOx)
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
3
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
-
Cho phép đánh giá mối liên hệ giữa các lựa chọn sử dụng năng lƣợng, sự ảnh
hƣởng đến sức khỏe và việc phát thải khí nhà kính
-
Đồng lợi ích cho phép các quốc gia định lƣợng và so sánh tiềm năng lợi ích bằng
một cách đáng tin cậy
Giúp chọn lựa ƣu tiên cho môi trƣờng khi nguồn tài nguyên có giới hạn
-
Cho phép lập các chính sách quản lý chất lƣợng không khí và các biện pháp giảm
thiểu khí nhà kính, đồng thời lập kế hoạch phát triển bền vững dựa trên phân tích
định lƣợng.
-
Tích hợp các biện pháp mang lại lợi ích đáng kể cho địa phƣơng và toàn cầu, dài
hạn và ngắn hạn [4].
1.2. Cách xác định đồng lợi ích
Giải pháp tiềm năng cho các đồng lợi ích đối với môi trƣờng là sự kết hợp của
các chiến lƣợc phát triển và hành động liên quan đến biến đổi khí hậu (nhƣ Hình 1.2).
Nguồn: [5].
Hình 1.2. Xác định đồng lợi ích đối với môi trường.
Theo đó giải pháp tối ƣu sẽ là ƣu tiên cao nhất mang lại lợi ích môi trƣờng đồng
thời đóng góp cho sự phát triển, thích ứng và giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Việc tối đa
hóa đồng lợi ích là việc cần sự xem xét, lựa chọn các biện pháp thực hiện.
Tiếp cận đồng lợi ích đang đƣợc áp dụng ngày càng rộng rãi tại các nƣớc phát
triển, nhƣng vẫn còn là một khái niệm khá mới ở châu Á. Tuy nhiên khái niệm mới này
cũng đang phát triển rất nhanh chóng. Xác định đồng lợi ích ở đây chủ yếu xét đến việc
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
4
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
giảm phát thải khí nhà kính và mối quan hệ với các khía cạnh khác của môi trƣờng,
dựa trên phƣơng pháp phân tích chi phí – lợi ích hay các mô hình giúp ra quyết định.
Một số mô hình định lƣợng kết hợp ô nhiễm không khí với giảm phát thải (nhƣ HEAT
và GAINS) và giảm phát thải CO2 có liên quan đến vấn đề đầu tƣ năng lƣợng (nhƣ
CVAT) đã đƣợc phát triển và thử nghiệm. Những mô hình này đƣợc xây dựng để hỗ
trợ chính phủ hay một thành phố cụ thể trong việc xây dựng chính sách đối phó với vấn
đề khí nhà kính và biến đổi khí hậu. Các chiến lƣợc môi trƣờng tổng hợp (IES) cũng
đƣa ra các phƣơng pháp có thể sử dụng trong thực tế để áp dụng và đánh giá tiềm năng
của các tiếp cận đồng lợi ích [2].
GAINS-Asia là công cụ hợp tác giữa Ấn Độ và Trung Quốc đã đƣợc phát triển,
đƣa ra một vài những công cụ xác định đồng lợi ích. Trong đó việc nâng cao hệ thống
giao thông công cộng là biện pháp tức thời và có hiệu quả tốt nhất đối với các thành
phố. Ngoài ra, việc chuyển đổi nhiên liệu từ dầu diesel và xăng sang nhiên liệu sinh
học và xăng pha cồn đã đƣợc triển khai ở Thái Lan và thực tế đã góp phần làm giảm
phát thải CO2 [3].
Nguồn: [6].
Hình 1.3. Đồng lợi ích thu được khi thực hiện các chính sách về giao thông.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
5
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
1.3. Hoạt động giao thông và vấn đề ô nhiễm không khí ở thành phố Vinh
1.3.1. Hoạt động giao thông ở thành phố Vinh
Theo Báo cáo môi trƣờng Quốc gia năm 2010 – Tổng quan môi trƣờng Việt
Nam, áp lực ô nhiễm ở các đô thị chủ yếu do bốn nguyên nhân: hoạt động giao thông
vận tải, hoạt động xây dựng, hoạt động công nghiệp, hoạt động sinh hoạt của dân cƣ và
xử lý chất thải. Ở các đô thị, ô nhiễm do hoạt động giao thông vận tải chiếm khoảng
70%. Đặc biệt tỷ lệ phát thải CO do hoạt động giao thông chiếm hơn 80% và phát thải
VOC chiếm gần 100% [7].
Hình 1.4. Bản đồ thành phố Vinh
Thành phố Vinh nằm trên trục giao thông huyết mạch Bắc – Nam, là điểm giao
thông trọng yếu cả đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng thủy và đƣờng hàng không, thuận lợi
cho việc giao lƣu kinh tế văn hóa trong khu vực và cả quốc tế. Các tuyến Quốc lộ chạy
qua thành phố Vinh theo các trục Bắc – Nam, Đông – Tây gồm có Quốc lộ 1A, Quốc
lộ 15 (đƣờng Hồ Chí Minh), Quốc lộ 7, 8, 46 và 48. Trong đó Quốc lộ 1A là tuyến giao
thông quan trọng chạy xuyên qua trung tâm thành phố theo hƣớng Bắc – Nam với
chiều dài 15km, có ảnh hƣởng lớn đến phát thải ô nhiễm trong thành phố [8].
Các chất ô nhiễm không khí chủ yếu do hoạt động giao thông ở Thành phố Vinh
gồm có bụi, CO, SO2, benzen và tiếng ồn. Theo Báo cáo môi trƣờng Quốc gia 2010,
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
6
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
các thông số ô nhiễm đo đƣợc tại khu vực Đƣờng Quang Trung (Quốc lộ 1A) với TSP
là xấp xỉ 200μg/m3, CO xấp xỉ 4000μg/m3, SO2 xấp xỉ 50μg/m3 [7]. Qua các số liệu
thống kê có thể nhận thấy mức độ ô nhiễm không khí ở thành phố Vinh hầu nhƣ chƣa
vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Các thông số vƣợt quá tiêu chuẩn ở khu vực dọc Quốc
lộ 1A có thể kể đến là thông số về bụi lơ lửng và CO.
Hệ thống giao thông đƣờng bộ của thành phố có 765 km đƣờng giao thông các
loại, có 2 bến xe lớn phục vụ nhu cầu đi lại nội và ngoại tỉnh của ngƣời dân. Các
phƣơng tiện lƣu hành chủ yếu trong thành phố gồm có xe máy, xe ô tô cá nhân và xe
bus. Các tuyến xe bus chủ yếu phục vụ cho nhu cầu đi lại từ trong thành phố đến các
địa phƣơng khác trong tỉnh.
1.3.2. Phát thải ô nhiễm từ xe taxi ở thành phố Vinh
Taxi là loại phƣơng tiện vận tải công cộng phổ biến trên thế giới. Không giống
với xe bus chỉ có những điểm dừng đỗ cố định, taxi linh hoạt và tiện lợi hơn, góp phần
đáng kể trong việc đáp ứng nhu cầu đi lại ngày càng tăng của ngƣời dân. Tại thành phố
Vinh hiện nay có 3 hãng taxi đang hoạt động là Mai Linh, Vạn Xuân và Vinaxu. Hãng
xe Vinaxu mới bắt đầu hoạt động nửa cuối năm 2012 với 21 đầu xe. Trong các hãng xe
đang hoạt động trên địa bàn thành phố, Mai Linh là hãng xe đầu tiên và hiện nay vẫn
chiếm thị phần lớn nhất. Diễn biến số lƣợng xe taxi của hãng theo năm thể hiện trong
Hình 1.5.
Số lƣợng taxi (xe)
600
500
400
300
200
100
0
2003
2007
2008
2009
2012
Nguồn: [9].
Hình 1.5. Diễn biến số lượng taxi hãng xe Mai Linh tại Nghệ An.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
7
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
Với số lƣợng xe taxi ngày càng gia tăng và tính chất hoạt động 24/24 tiếng một
ngày, phát thải ô nhiễm từ xe taxi đang trở thành một vấn đề đáng lƣu tâm. Hiện nay
chƣa có nghiên cứu nào về phát thải ô nhiễm từ xe taxi tại thành phố Vinh.
1.4. Các biện pháp kiểm soát phát thải cho xe taxi
Những biện pháp để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu và giảm phát thải xe
taxi có thể kể đến là [10]:
-
Vận hành và bảo dƣỡng phƣơng tiện
Thiết kế của động cơ và kiểm soát phát thải ống xả
-
Tiêu chuẩn phát thải
-
Thay đổi năng lƣợng và chuyển đổi nhiên liệu
1.4.1. Vận hành và bảo dƣỡng phƣơng tiện
Một số tổ chức đã đƣa ra những lời khuyên về việc vận hành taxi để tối ƣu hóa
việc sử dụng nhiên liệu của phƣơng tiện [10]:
-
Lái xe ngay khi bắt đầu mở máy để giảm tiếng gõ từ động cơ.
Lái xe với tốc độ ổn định (tốc độ có hiệu quả sử dụng nhiên liệu tốt nhất thông
-
thƣờng là 40 – 50 mph), sử dụng ga nhẹ nhàng và tránh phanh gấp.
Thay đổi cần số khéo léo: lái xe ở số cao nhất và tốc độ của động cơ thấp, thay
đổi số phù hợp
-
Tắt máy khi không di chuyển trong một khoảng thời gian nhất định
Tắt điều hòa không khí khi không cần thiết
Tránh sử dụng khung để hành lý trên nóc hay các vật cản chắn cửa lƣu thông
không khí.
Giảm khối lƣợng vận chuyển của xe
-
Có kế hoạch cụ thể về đƣờng đi, tránh đi đƣờng dài không cần thiết [10].
-
Ngoài ra việc bảo dƣỡng phƣơng tiện cũng góp phần giúp sử dụng nhiên liệu hiệu
quả hơn và giảm phát thải. Các hoạt động bảo dƣỡng có thể kể ra nhƣ: thay dầu, bộ lọc
nhiên liệu, làm sạch hoặc thay thế bơm phun nhiên liệu và bộ phận đánh lửa [10].
1.4.2. Thiết kế của động cơ và công nghệ kiểm soát phát thải ống xả
Việc điều chỉnh phát thải từ động cơ đốt trong phụ thuộc vào 2 phƣơng pháp sau
[10]:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
8
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
-
Kiểm soát chính xác đồng hồ đo và tỷ lệ khí nhiên liệu trong xi lanh động cơ để
đảm bảo quá trình đốt cháy gần nhƣ hoàn toàn mà không bị tăng nhiệt độ cục bộ.
-
Sử dụng hệ thống kiểm soát phát thải ống xả để loại bỏ các chất ô nhiễm còn sót lại
sau khi đốt. Việc này thƣờng đƣợc thực hiện sử dụng bộ lọc, hấp phụ, xúc tác hay
chất phụ gia thêm vào cùng dòng thải.
1.4.2.1. Thiết kế của động cơ
Thiết kế thích hợp của buồng đốt động cơ mang lại lợi ích giảm phát thải bằng
việc nâng cao khuấy trộn giữa nhiên liệu và không khí và tối thiểu hóa việc phun nhiên
liệu vào thành xi lanh. Hầu hết các động cơ hiện đại sử dụng phun nhiên liệu điều
khiển điện tử, có thể bơm nhiên liệu tại áp suất rất cao dƣới sự kiểm soát nghiêm ngặt
[10].
Nhiều động cơ đốt trong hiện đại đƣợc trang bị bộ phận nhồi nén khí vào xi
lanh. Bộ phận này bao gồm một tuabin và một máy nén khí liên kết với nhau bởi 1 trục.
Khí thải từ ống xả đƣợc đƣa vào đầu vào tuabin khiến tuabin quay, làm chạy máy nén
khí thu khí vào dƣới áp suất cao. Khí và nhiên liệu đƣợc đƣa vào xi lanh nhiều hơn. Bộ
nhồi nén khí này không giúp tiết kiệm nhiên liệu nhƣng giúp phƣơng tiện có thể sử
dụng một động cơ nhỏ hơn qua đó làm giảm phát thải [10].
1.4.2.2. Kiểm soát phát thải ống xả
Kỹ thuật tuần hoàn khí thải (EGR)
Kỹ thuật tuần hoàn khí thải (EGR) đƣợc áp dụng khá sớm trong việc hạn chế
khí thải ở động cơ ôtô. EGR đƣợc phát minh để kiểm soát mức độ ô nhiễm môi trƣờng
của xe hơi vào đầu những năm 1970[13]. Mục tiêu của EGR là giảm nồng độ các chất
ô nhiễm bằng cách tuần hoàn khí thải trở lại hệ thống nạp động cơ trong điều kiện có
tải. Ngoài ra, khí thải tuần hoàn còn làm tăng nhiệt dung riêng của khí nên nhiệt độ
cháy giảm xuống. Do nhiệt độ giảm nên lƣợng NOx hình thành cũng giảm. EGR ban
đầu đƣợc thử nghiệm nhƣ một phƣơng pháp giảm nồng độ khí thải với điều kiện dễ
ứng dụng, rẻ tiền và chỉ một vài hệ đƣợc lắp trên các mẫu xe đƣơng thời. Tuy nhiên sau
đó, gần nhƣ tất cả ôtô đều trang bị hệ thống này. Trên các xe ô tô sử dụng động cơ
xăng, khoảng 5 – 15% khí thải đƣợc đƣa trở lại buồng đốt thông qua EGR [10].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
9
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
Xử lý khí thải bằng bộ xúc tác 3 chức năng (3-way catalytic converter)
Bộ xúc tác ba chức năng thƣờng đƣợc dùng cho các phƣơng tiện trọng tải nhỏ
và sử dụng xăng. Bộ xúc tác này cho phép xử lý đồng thời CO, HC và NOx bởi các
phản ứng oxy hóa khử. Hệ thống này bao gồm bộ xúc tác khử, bộ cung cấp không khí
và bộ xúc tác oxy hóa. Có 3 loại kim loại quý thƣờng đƣợc dùng để làm xúc tác là Pt,
Pd, Rh. Pt và Pd là xúc tác cho các phản ứng oxy hóa CO và HC thành CO2 và H2O,
còn Rh là xúc tác cho phản ứng khử NOx thành N2. Các kim loại này đƣợc tráng lên bề
mặt vật liệu nền (thƣờng là nhôm). Ngoài ra còn có các kim loại khác với hàm lƣợng
rất nhỏ nhƣ Ni, Fe, Si, Ba, Zr, La giúp tăng tính ổn định và chống sự lão hóa của xúc
tác. Bộ xúc tác ba chức năng chỉ phát huy tác dụng khi nhiệt độ làm việc lớn hơn
250ºC [10].
Bộ hấp phụ NOx
Bộ hấp phụ NOx thƣờng đƣợc sử dụng trong động cơ xăng đốt ở chế độ nghèo
nhiên liệu. Đây là phƣơng pháp đƣợc ứng dụng chủ yếu cho các phƣơng tiện hạng nhẹ.
Các chất hấp phụ đƣợc tích hợp trên một lớp chất xúc tác và hấp phụ hóa học NOx
trong quá trình vận hành của động cơ [10].
1.4.3. Tiêu chuẩn phát thải
Tiêu chuẩn khí thải là mức giới hạn tối đa lƣợng khí thải mà phƣơng tiện giao
thông đƣợc phép thải ra môi trƣờng. Khi tiêu chuẩn ngày càng đƣợc thắt chặt đồng
nghĩa với việc cải tiến hoặc thay thế hoàn toàn các động cơ cũ bằng các động cơ mới,
công nghệ hiện đại và phát thải ít hơn. Vì vậy biện pháp này là biện pháp tốn kém về
cả kinh tế lẫn thời gian nhƣng mang lại tác dụng lâu dài.
Tiêu chuẩn phát thải Châu Âu (gọi tắt là tiêu chuẩn Euro) đã đƣợc phát triển và
ứng dụng ở tất cả quốc gia trong Liên minh Châu Âu (EU) bao gồm các khí ô nhiễm
nhƣ CO, HC, NOx và bụi PM. Giới hạn cho phép đối với các chất ô nhiễm này giảm
dần, với hai tiêu chuẩn mới nhất (EuroV và EuroVI) đƣợc lần lƣợt ra đời vào năm 2009
và dự kiến tiếp theo là 2014 [10]. Tiêu chuẩn phát thải đối với các phƣơng tiện vận tải
(trọng lƣợng nhỏ hơn 2,5 tấn) sử dụng xăng và dầu diesel đƣợc thể hiện trong Bảng 1.1
sau:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
10
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn phát thải EU cho xe chở khách trọng lượng nhỏ hơn 2,5 tấn.
Nhiên liệu
và tiêu
chuẩn thải
Thời
gian
Chất ô nhiễm (g/km)
CO
HC
HC +
NOx
NOx
PM
Diesel
Euro I
07/1992
2,72
-
0,97
-
0,14
Euro II,
IDI
01/1996
1
-
0,7
-
0,08
Euro II, DI
01/1996
1
-
0,9
-
0,1
Euro III
01/2000
0,64
-
0,56
0,5
0,05
Euro IV
01/2005
0,5
-
0,3
0,25
0,025
EuroV
09/2009
0,5
-
0,25
0,2
0,005
EuroVI
09/2014
0,5
-
0,17
0,08
0,005
Xăng
Euro I
07/1992
2,72
-
0,97
-
-
Euro II
01/1996
2,2
-
0,5
-
-
Euro III
01/2000
2,3
0,2
-
0,15
-
Euro IV
01/2005
1
0,1
-
0,08
-
Euro V
09/2009
1
0,1
-
0,06
0,005a
Euro VI
09/2014
1
0,1
0,06
0,005a
IDI: phun nhiên liệu gián tiếp, DI: phun nhiên liệu trực tiếp, a: chỉ áp dụng đối với các loại xe sử dụng động cơ
phun nhiên liệu trực tiếp.
Nguồn: [10].
Tuy nhiên hiệu quả của việc áp dụng tiêu chuẩn phát thải xe cộ trong giảm ô
nhiễm không khí xung quanh bị hạn chế bởi việc gia tăng lƣu lƣợng xe cộ, việc chậm
thay thế và chế độ bảo trì kém của những phƣơng tiện cũ, sự đóng góp của các nguồn
phát thải khác và sự khác biệt của các chất ô nhiễm có liên quan và gây ảnh hƣởng xấu
đến chất lƣợng không khí.
Một số nƣớc châu Á nhƣ Philippine, Indonesia và Việt Nam đã tuân thủ tiêu
chuẩn Euro II nhƣng vẫn chƣa chuẩn bị đủ điều kiện để tuân thủ Euro IV. Trong năm
2010, Trung Quốc bắt đầu thực hiện tuân thủ Euro IV trong khi Ấn Độ cũng tiến tới
tuân thủ Euro III. Trƣớc đó các thành phố lớn của hai quốc gia này đã áp dụng Euro III
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
11
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
từ 2005. Thái Lan và Malaysia cũng đã áp dụng Euro IV cho phƣơng tiện hạng nhẹ từ
năm 2009 [10]. Tiêu chuẩn xăng không chì của Việt Nam đƣợc so sánh với tiêu chuẩn
Euro ở Bảng 1.2 sau:
Bảng 1.2. So sánh tiêu chuẩn xăng không chì của Việt Nam với tiêu chuẩn Euro
TT
Đặc tính kỹ thuật
TCVN
TCVN
Euro II
6776:2000 6776:2005
Euro
III
Euro
IV
Trị số octan
- Theo phƣơng pháp nghiên
1
cứu (RON)
- Theo phƣơng pháp Mô tơ
(MON)
2
Hàm lƣợng chì (g/l), max
3
Hàm lƣợng Photpho (g/l), max
Thành phần cất phân đoạn:
- Điểm sôi đầu,°C
90/92/95
95
95
95
79/81/84
85
85
85
0,013
0,005
0,005
0,005
0,0013
0,0013
0,0013
49-57
50-58
215
215
210
100
10
90/92/95
0,013
1
1
- 10% thể tích, °C, max
70
70
- 50 % thể tích, °C, max
120
120
- 90 % thể tích , °C, max
190
190
- Điểm sôi cuối, °C, max
- Cặn cuối, % thể tích, max
215
2,0
215
2,0
5
Ăn mòn mảnh đồng ở 50ºC
trong 3 giờ, max
1
1
6
Hàm lƣợng nhựa thực tế (đã
rửa dung môi), mg/100 ml,
max
5
5
7
Độ ổn định oxy hóa, phút, min
240
480
8
Hàm lƣợng lƣu huỳnh, mg/kg,
max.
1500
500
400
9
Áp suất hơi (RVP) ở 37.8°C,
kPa
43-80
43 – 75
56-64
10
Hàm lƣợng Benzen, % thể tích,
max
5
2,5
5
4
58
110
180
56-60 1 56-60 1
≤1
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
≤1
12
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
TT
Đặc tính kỹ thuật
11
Hydrocacbon thơm, % thể tích,
max
TCVN
TCVN
Euro II
6776:2000 6776:2005
40
12 Olefin, % thể tích, max
13
14
15
Hàm lƣợng oxy, % khối lƣợng,
Hàm lƣợng kim loại (Fe, Mn),
mg/l, max
Khối lƣợng riêng (ở 15°C),
Euro
IV
40
45
28-40
29-35
38
20
10
10
2,3
1
748-
740 -
2
7542
2,7
max
Euro
III
5
1
1
3
kg/m
16 Ngoại quan
1
748-775
762
Trong
2
Ghi chú: Các giá trị khác nhau theo báo cáo từ phòng thí nghiệm; Các giá trị khác nhau cho nhiệt độ thấp khi
kiểm tra nhiên liệu: RVP: 56-95 kPa, Density at 15°C: 748-775 kg/m3.
Nguồn: [11], [12].
1.4.4. Thay đổi năng lƣợng và chuyển đổi nhiên liệu
1.4.4.1. Thay đổi năng lƣợng
Các loại xe sử dụng điện thay cho nhiên liệu hóa thạch đƣợc cho là có hiệu quả cao
đối với việc giảm ô nhiễm không khí.
Xe điện có sử dụng xăng (Hybrid Electric Vehicles)
Loại xe này sử dụng xăng là nguồn sơ cấp để chạy máy phát điện. Máy phát điện
này sẽ giúp nạp ắc quy để vận hành động cơ điện. Với hệ thống này xăng sẽ đƣợc tiêu
thụ tối đa và ắc quy đóng vai trò kho chứa năng lƣợng để cung cấp cho phƣơng tiện.
Do đó lƣợng nhiên liệu tiêu thụ giảm và dẫn đến giảm phát thải vào môi trƣờng. Tuy
nhiên, loại phƣơng tiện này có giá thành cao và chỉ đạt hiệu quả khi vận hành với
quãng đƣờng dài và vận tốc không quá cao [10].
Xe điện chạy bằng ắc quy (Battery Electric Vehicles)
Xe điện chạy bằng ắc quy chƣa đƣợc ứng dụng phổ biến vì ắc quy chỉ chứa đƣợc
một lƣợng năng lƣợng có giới hạn, không đáp ứng đƣợc nhu cầu chạy đƣờng dài, nhất
là đối với taxi. Tuy nhiên xe này cũng có những ƣu điểm nhƣ việc nạp ắc quy rất dễ
dàng và không gây phát thải ra môi trƣờng [10].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
13
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
1.4.4.2. Nhiên liệu Hydro
Nhiên liệu Hydro đƣợc xem là nhiên liệu tƣơng lai của ngành vận tải sạch bởi vì
hoạt động của phƣơng tiện sử dụng nhiên liệu này chỉ phát thải ra hơi nƣớc nếu dùng
bình nhiên liệu. Tuy nhiên bình nhiên liệu này hiện nay rất đắt và phức tạp, nếu sử
dụng cho động cơ đốt trong thì vẫn sinh ra NOx. Bên cạnh đó quá trình sản xuất nhiên
liệu hydro cũng phát thải ra khí nhà kính. Vì vậy nhiên liệu này hiện nay vẫn chƣa thể
đáp ứng đƣợc nhu cầu lâu dài của thế giới [10].
1.4.4.3. Xăng sinh học
Loại nhiên liệu lỏng có nguồn gốc sinh khối phù hợp với động cơ đánh tia lửa
(sử dụng xăng) là ethanol. Ethanol đƣợc pha vào nhiên liệu gốc dầu mỏ với tỉ lệ có thể
lên đến 85 – 90% [14]. Ethanol cháy sinh ra CO2 và nƣớc nên ít độc hại, không gây ô
nhiễm nguồn nƣớc nếu tràn ra môi trƣờng.
Ethanol là chất làm tăng trị số octan và tăng tính oxy hóa. Trị số octan càng cao
thì nhiên liệu cháy càng chậm và giảm tiếng gõ cho động cơ. Ethanol trộn lẫn với xăng
tức là thêm oxy vào hỗn hợp nhiên liệu, làm cho nó cháy triệt để hơn, góp phần làm
giảm ô nhiễm môi trƣờng [14]. Tuy nhiên, Ethanol có nhƣợc điểm là hút ẩm mạnh dẫn
đến khó nổ máy. Đây là điều cần đặc biệt lƣu ý trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
Từ năm 2011, xăng sinh học E5(hàm lƣợng ethanol 5%) đã đƣợc sản xuất và
bán thử nghiệm ở Việt Nam nhƣng chƣa thu hút đƣợc ngƣời tiêu dùng. Theo Quyết
định 53/2012/QĐ-TTg, từ ngày 1/12/2015 xăng sinh học E5 sẽ đƣợc sử dụng đại trà
cho các loại phƣơng tiện giao thông cơ giới đƣờng bộ trên toàn quốc.
1.4.4.4. Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG)
LPG là sản phẩm hydrocacbon có nguồn gốc dầu mỏ với thành phần chính là
propan (C3H8) hoặc butan (C4H10) hoặc hỗn hợp của cả hai loại này. Tại nhiệt độ và áp
suất bình thƣờng các hydrocacbon này ở thể khí, khi đƣợc nén đến áp suất nhất định
hay làm lạnh đến nhiệt độ phù hợp thì chuyển sang thể lỏng [15].
Khoảng 10 triệu phƣơng tiện sử dụng nhiên liệu LPG trên toàn thế giới, tập
trung chủ yếu ở một số quốc gia (2004). Ở châu Á, một số quốc gia đi đầu trong việc
sử dụng nhiên liệu này nhƣ Nhật Bản với 90% taxi sử dụng LPG, ở Hàn Quốc là 10%
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
14
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
phƣơng tiện giao thông sử dụng loại nhiên liệu này, Thái Lan cũng đã sử dụng LPG
cho phƣơng tiện giao thông công cộng Tuk Tuk và góp phần làm giảm đáng kể phát
thải bụi PM và NOx [16].
Hệ thống cung cấp LPG cho động cơ đƣợc thể hiện trong Hình 1.6.
Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho động cơ
Các phƣơng tiện sử dụng bộ đánh lửa có thể vận hành chỉ sử dụng LPG hoặc sử
dụng song song 2 nhiên liệu (dual-fuel) là xăng và LPG. Các phƣơng án cấp LPG cho
động cơ đánh lửa cƣỡng bức có thể kể ra nhƣ dùng họng khuếch tán, phun trực tiếp
trên đƣờng nạp hoặc phun trực tiếp vào buồng cháy. Trong đó phƣơng án phun trực
tiếp trên đƣờng nạp đạt hiệu quả cao, đáp ứng đƣợc các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật của
động cơ và đã đƣợc áp dụng nhiều trên thế giới bằng cách lắp thêm bộ chuyển đổi [17].
Việc sử dụng bộ chuyển đổi do nƣớc ngoài sản xuất đòi hỏi chi phí đầu tƣ cao với
khoảng 1200£ (Anh) cho 1 phƣơng tiện [18].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
15
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
Mức tiêu thụ nhiên liệu, năng lƣợng và hệ số phát thải của xăng và LPG đƣợc so
sánh ở Bảng 1.3.
Bảng 1.3. So sánh phát thải và tiêu thụ nhiên liệu giữa xăng và LPG
TT Phát thải và tiêu thụ nhiên liệu
Xăng
LPG
1
CO (g/km)
0,87
0,72
2
HC (g/km)
0,14
0,12
3
NOx (g/km)
0,12
0,16
4
Tiêu thụ nhiên liệu (l/100 km)
8,7
11,3
5
Tiêu thụ năng lƣợng (MJ/km)
2,8
2,7
Nguồn: [19].
1.4.4.5. Khí nén thiên nhiên (CNG)
Khí thiên nhiên đƣợc thu từ các giếng khí hoặc trong quá trình sản xuất dầu thô.
Khí thiên nhiên có thành phần chủ yếu là metan (CH4), chiếm đến 90% nhƣng có chứa
một lƣợng rất nhỏ etan, propan, nitơ, hêli, cacbon dioxit, hydro sunfit và hơi nƣớc. Khí
tự nhiên đƣợc nén dƣới áp suất rất cao, gọi là khí nén thiên nhiên (CNG) [20].
Đến năm 2006, ƣớc tính có khoảng 5,5 triệu phƣơng tiện sử dụng CNG trên thế
giới, với khoảng 1,5 triệu phƣơng tiện ở châu Á. Lƣợng phƣơng tiện sử dụng nhiên liệu
này ngày càng tăng ở các quốc gia nhƣ Bangladesh, Trung Quốc, Malaysia, Pakistan
và Thái Lan [16]. Giá của CNG rẻ hơn so với xăng hay dầu diesel từ 15 ÷ 40% [21].
Các thành phần chính của bộ phun nhiên liệu CNG là bình chứa nhiên liệu có áp
suất cao, bộ giảm áp và kim phun điện tử. Cấu tạo của hệ thống này đƣợc thể hiện
trong Hình 1.7.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
16
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đồng lợi ích(co-benefits) đối với chất lượng không khí và khí hậu khi nâng cấp xe
taxi ở thành phố Vinh, Nghệ An – Nguyễn Thái Bình Hạnh – Lớp KTMT K53
Hình 1.7. Hệ thống phun đa điểm của động cơ CNG. Nguồn: [22]
So sánh hệ số phát thải các chất ô nhiễm giữa xăng và CNG (Hình 1.8) cho thấy
việc chuyển đổi từ xăng sang CNG mang lại hiệu quả giảm HC, CO và NOx, tuy nhiên
lại làm tăng phát thải CH4.
0.8
Phát thải (g/km)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
CNG
0.2
Xăng
0.1
0
CNG
Xăng
THC
CH4
NOx
CO
0.2
0.27
0.18
0.03
0.12
0.13
0.26
0.7
Hình 1.8. So sánh phát thải các chất ô nhiễm giữa xăng và CNG. Nguồn: [20].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường(INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 38681686 - Fax: (84.4) 38693551
17
