Thực Trạng Và Giải Pháp Giảm Phát Thải Khí CO2 Trong Hoạt Động Hàng Không Dân Dụng Tại Việt Nam

Chuyên khảo phân tích Chuyên đề tốt nghiệp thực trạng và giải pháp giảm phát thải khí co2 trong hoạt động hàng không dân, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Nguyễn Nhật Anh
• Người hướng dẫn: Vũ Thị Hoài Thu
• Trường học: Trường Đại học Kinh tế Quốc dân
• Chuyên ngành: Môi trường và Đô thị
• Đề tài: Thực trạng và giải pháp giảm phát thải khí CO2 trong hoạt động hàng không dân dụng tại Việt Nam
• Loại tài liệu: chuyên đề tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ CO2 TRONG VẬN TẢI HÀNG KHÔNG
• 1.1. Tổng quan về giảm phát thải khí nhà kính
• 1.1.1. Khái niệm khí nhà kính
• 1.1.2. Các loại khí nhà kính
• 1.1.3. Các nguồn phát sinh khí nhà kính
• 1.1.4. Khí nhà kính và biến đổi khí hậu
• 1.1.5. Các biện pháp giảm phát thải khí nhà kính
• 1.2. Tổng quan về giảm phát thải khí CO2 trong vận tải hàng không
• 1.2.1. Những vấn đề chung về vận tải hàng không
• 1.2.2. Phát thải khí CO2 trong vận tải hàng không
• 1.2.3. Các biện pháp giảm phát thải khí CO2 trong vận tải hàng không
• 1.2.4. Kinh nghiệm của các nước trên thế giới về giảm phát thải khí CO2 trong vận tải hàng không và bài học cho Việt Nam
• 1.2.4.1. Kinh nghiệm của các nước trên thế giới
• 1.2.4.2. Bài học cho Việt Nam
• 2. CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG GIẢM PHÁT THẢI KHÍ CO2 TRONG NGÀNH HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VIỆT NAM
• 2.1. Lịch sử hình thành và phát triển của ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.1.1. Lịch sử hình thành ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.1.2. Quá trình phát triển ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.2. Thực trạng phát thải khí CO2 trong ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.3. Các giải pháp giảm phát thải khí CO2 đã thực hiện trong ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.3.1. Đánh giá một số kết quả đã đạt được và hạn chế trong việc giảm phát thải khí CO2 của ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2.3.1.1. Một số kết quả đã đạt được
• 2.3.1.2. Những hạn chế còn tồn đọng
• 3. CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG GIẢM PHÁT THẢI KHÍ CO2 TRONG NGÀNH HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VIỆT NAM TRONG THỜI GIAN TỚI
• 3.1. Dự báo về sự phát triển của ngành hàng không Việt Nam trong thời gian tới
• 3.2. Một số giải pháp tăng cường giảm phát thải khí CO2 trong ngành hàng không Việt Nam trong thời gian tới
• 3.2.1. Công nghệ tàu bay
• 3.2.2. Khai thác hiệu quả
• 3.2.3. Cải tiến đối với các cảng hàng không và sân bay
• 3.2.4. Quản lý hoạt động bay
• 3.2.5. Các giải pháp dựa trên cơ chế thị trường
• 3.2.6. Các giải pháp quản lý và hợp tác quốc tế
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Giảm phát thải CO2 trong hàng không dân dụng

Giảm phát thải CO2 trong hàng không dân dụng là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Ngành hàng không đóng góp khoảng 2% lượng phát thải CO2 toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam, nơi ngành này đang phát triển mạnh mẽ. Các giải pháp giảm phát thải bao gồm việc áp dụng công nghệ xanh, sử dụng năng lượng tái tạo, và tối ưu hóa năng lượng. Những biện pháp này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn thúc đẩy phát triển bền vững.

1.1. Công nghệ xanh và năng lượng tái tạo

Việc áp dụng công nghệ xanh trong ngành hàng không dân dụng là một trong những giải pháp giảm phát thải hiệu quả. Các hãng hàng không đang đầu tư vào máy bay tiết kiệm nhiên liệu và sử dụng năng lượng tái tạo như nhiên liệu sinh học. Ví dụ, nhiên liệu sinh học có thể giảm tới 80% lượng khí thải so với nhiên liệu truyền thống. Điều này không chỉ giúp bảo vệ khí hậu mà còn giảm chi phí vận hành.

1.2. Tối ưu hóa năng lượng và quản lý bay

Tối ưu hóa năng lượng là một giải pháp quan trọng trong việc giảm phát thải CO2. Các hãng hàng không đang cải thiện hiệu suất động cơ và tối ưu hóa lộ trình bay để giảm tiêu thụ nhiên liệu. Hệ thống quản lý bay hiện đại giúp giảm thời gian bay và tiêu thụ nhiên liệu, từ đó giảm thiểu ô nhiễm và khí thải. Đây là một bước tiến lớn trong việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

II. Thực trạng và giải pháp tại Việt Nam

Tại Việt Nam, ngành hàng không dân dụng đang phát triển nhanh chóng, kéo theo lượng phát thải CO2 tăng đáng kể. Theo báo cáo của Cục Hàng không Việt Nam, lượng hành khách tăng 29% từ năm 2015 đến 2016, đặt ra thách thức lớn về bảo vệ môi trường. Các giải pháp giảm phát thải đã được triển khai bao gồm cải tiến công nghệ, sử dụng nhiên liệu sạch, và tối ưu hóa quản lý bay.

2.1. Cải tiến công nghệ và đầu tư vào công nghệ sạch

Việt Nam đang đầu tư mạnh vào cải tiến công nghệ hàng không và công nghệ sạch. Các sân bay và hãng hàng không đang áp dụng hệ thống quản lý năng lượng hiệu quả và sử dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng. Đầu tư vào công nghệ sạch không chỉ giúp giảm khí thải mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế, góp phần vào phát triển bền vững.

2.2. Chính sách môi trường và hợp tác quốc tế

Việt Nam đang tích cực tham gia các chính sách môi trường quốc tế và hợp tác với các tổ chức như ICAO và IATA để giảm phát thải CO2. Các chính sách như thuế carbon và khuyến khích sử dụng nhiên liệu sạch đang được triển khai. Sự hợp tác quốc tế giúp Việt Nam tiếp cận công nghệ tiên tiến và kinh nghiệm quản lý, từ đó thực hiện hiệu quả các giải pháp giảm phát thải.

III. Phát triển bền vững và bảo vệ khí hậu

Phát triển bền vững là mục tiêu hàng đầu trong việc giảm phát thải CO2 của ngành hàng không dân dụng. Việc kết hợp công nghệ xanh, năng lượng tái tạo, và chính sách môi trường hiệu quả sẽ giúp đạt được mục tiêu này. Các giải pháp này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn đảm bảo sự phát triển kinh tế và bảo vệ khí hậu trong tương lai.

3.1. Hệ thống giao thông xanh và bảo vệ môi trường

Việc phát triển hệ thống giao thông xanh là một phần quan trọng trong phát triển bền vững. Các sân bay và hãng hàng không đang đầu tư vào hệ thống giao thông thân thiện với môi trường, giảm thiểu khí thải và ô nhiễm. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của hành khách.

3.2. Đầu tư vào công nghệ sạch và bảo vệ khí hậu

Đầu tư vào công nghệ sạch là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để bảo vệ khí hậu. Các hãng hàng không đang nghiên cứu và phát triển nhiên liệu thay thế như hydro và điện, giúp giảm đáng kể phát thải CO2. Đầu tư này không chỉ mang lại lợi ích môi trường mà còn thúc đẩy sự đổi mới và cạnh tranh trong ngành hàng không, hướng tới một tương lai phát triển bền vững.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Ngành hàng không dân dụng đóng vai trò huyết mạch trong nền kinh tế toàn cầu, kết nối giao thương quốc tế và thúc đẩy phát triển du lịch. Theo Tổ chức Vận tải Hàng không Quốc tế (ATAG), năm 2014 toàn cầu có hơn 1.402 hãng hàng không vận chuyển 3,3 tỷ lượt hành khách và 50,4 triệu tấn hàng hóa, đóng góp 2.700 tỷ USD (chiếm 3,5%) vào GDP toàn cầu và tạo ra 62,7 triệu việc làm. Tuy nhiên, theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), khí thải từ vận tải hàng không chiếm khoảng 2% tổng lượng phát thải Điôxít Cacbon ($\text{CO}_2$) toàn cầu và có xu hướng tăng gấp 3 lần vào năm 2050 nếu không có giải pháp can thiệp quyết liệt.

Tại Việt Nam, giai đoạn 2014–2017 chứng kiến tốc độ tăng trưởng hàng không đứng thứ 7 thế giới và thứ 3 khu vực Châu Á – Thái Bình Dương (theo IATA). Năm 2016, lượng khách thông qua cảng hàng không đạt 52,2 triệu lượt (tăng 29% so với 2015). Sự bùng nổ này kéo theo lượng phát thải $\text{CO}_2$ tăng nhanh chóng, tạo ra áp lực nặng nề lên cam kết quốc gia về ứng phó biến đổi khí hậu và mục tiêu tăng trưởng xanh.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            BỐ CỤC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU                               |
|                                                                                   |
|  [Đánh giá hiện trạng 2010-2014] ---> [Xây dựng mô hình Doc 9988]                 |
|                   |                                     |                         |
|                   v                                     v                         |
|  [Phân tích 5 trụ cột kỹ thuật]  ---> [Dự báo baseline 2015-2030 & Đề xuất giải pháp] |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Vấn đề nghiên cứu và mục tiêu đề tài

Đề tài "Nghiên cứu thực trạng và đề xuất giải pháp giảm phát thải khí $\text{CO}_2$ trong hoạt động hàng không dân dụng tại Việt Nam" tập trung giải quyết các điểm nghẽn trọng yếu:

1. Thiếu hụt hệ thống dữ liệu kiểm kê: Chưa chuẩn hóa quy trình đo đạc - báo cáo - thẩm định (MRV - Monitoring, Reporting, Verification) lượng nhiên liệu tiêu thụ và phát thải $\text{CO}_2$ trên toàn mạng bay nội địa và quốc tế.
2. Hiệu suất vận hành chưa tối ưu: Đường bay còn dài, xung đột không lưu tại các vùng đỉnh như Sân bay Quốc tế Tân Sơn Nhất và Nội Bài dẫn đến tình trạng bay chờ và lăn bánh kéo dài, tiêu hao nhiều nhiên liệu Jet A-1.
3. Đội tàu bay và hạ tầng mặt đất: Mức độ đồng bộ hóa công nghệ động cơ tiết kiệm nhiên liệu và chuyển đổi phương tiện phục vụ mặt đất (GSE) sang năng lượng sạch còn sơ khai.

Mục tiêu cụ thể

1. Định lượng phát thải: Đánh giá thực trạng tiêu thụ nhiên liệu và lượng phát thải $\text{CO}_2$ của ngành hàng không dân dụng Việt Nam giai đoạn 2010–2016 dựa trên chỉ số RTK (Revenue Tonne Kilometres) và phương pháp luận chuẩn mực ICAO.
2. Đánh giá giải pháp hiện hữu: Phân tích hiệu quả và rào cản của các chương trình can thiệp giai đoạn 2010–2016 (nâng cấp đội bay A350/B787, tối ưu đường bay RNAV5, quản lý dòng không lưu).
3. Dự báo và kiến nghị: Thiết lập mô hình dự báo phát thải giai đoạn 2015–2030 theo kịch bản tăng trưởng RTK 7,1%/năm, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp toàn diện bám sát Quyết định số 4206/QĐ-BGTVT và tiêu chuẩn quốc tế ICAO Doc 9988.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

• Không gian: Toàn bộ hệ thống cảng hàng không, không phận quản lý bay (FIR Hà Nội, FIR Hồ Chí Minh) và các hãng hàng không nội địa Việt Nam (Vietnam Airlines, Vietjet Air, Jetstar Pacific, VASCO).
• Thời gian: Dữ liệu thực trạng thu thập từ năm 2010 đến 2016; mô hình dự báo phát thải kéo dài đến năm 2030.
• Giới hạn: Tập trung trực tiếp vào phát thải khí nhà kính $\text{CO}_2$ từ quá trình đốt cháy nhiên liệu tua-bin hàng không (Jet A-1) trong chu trình cất hạ cánh (LTO) và bay bằng (Cruise), không mở rộng sang các hợp chất phi-$\text{CO}_2$ như $\text{NO}_x$, $\text{SO}_x$ hay vệt ngưng tụ mây (Contrail cirrus).

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Phương pháp giảm phát thải	Ưu điểm	Nhược điểm / Rào cản tại Việt Nam	Mức độ ưu tiên (MoSCoW)
Đổi mới đội tàu bay (A350, B787, A320neo)	Giảm 20% – 25% suất tiêu hao nhiên liệu/ghế; tích hợp cánh khí động học Sharklet.	Chi phí vốn đầu tư (CAPEX) cực lớn; phụ thuộc 100% vào chuỗi cung ứng OEM ngoại (Airbus/Boeing).	Must-have
Tối ưu hóa quản lý không lưu (ATM/PBN - RNAV5)	Giảm quãng đường bay, rút ngắn thời gian tiếp cận, tiết kiệm hàng chục nghìn tấn nhiên liệu/năm.	Cần sự phối hợp liên ngành phức tạp giữa Hàng không Dân dụng (CAAV, VATM) và Quân sự/Phòng không.	Must-have
Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF / Biojet)	Cắt giảm tới 80% dấu chân carbon vòng đời; tương thích động cơ hiện hữu.	Giá thành sản xuất cao gấp 2–4 lần nhiên liệu hóa thạch; chưa có chuỗi cung ứng thương mại nội địa.	Could-have
Cải tiến thiết bị mặt đất (GSE Electric/Solar)	Cắt giảm phát thải tại sân khấu LTO; giảm tiêu thụ APU (Auxiliary Power Unit).	Hạ tầng trạm sạc điện tại cảng hàng không chưa đồng bộ; vốn đầu tư ban đầu cao.	Should-have
Cơ chế kinh tế & Định giá Carbon (ETS/CORSIA)	Tạo động lực tài chính tự thân cho hãng bay; minh bạch hóa phát thải theo chuẩn quốc tế.	Đòi hỏi khung pháp lý chi tiết, hệ thống MRV chuẩn hóa và năng lực kiểm toán phát thải độc lập.	Should-have

Phân tích khoảng trống (Gap Analysis)

• Hạ tầng không lưu: Trước năm 2016, các đường bay Bắc – Nam hoạt động chủ yếu theo cấu trúc một chiều đơn tuyến hoặc phụ thuộc vào phương thức dẫn đường vô tuyến truyền thống (VOR/DME), gây lãng phí hành trình bay và gia tăng thời gian bay chờ tại vùng kiểm soát tiếp cận sân bay (TMA).
• Hệ thống giám sát phát thải: Chưa thiết lập cơ sở dữ liệu số hóa thời gian thực về suất tiêu thụ nhiên liệu trên từng loại tàu bay và từng chặng bay (Flight leg), gây khó khăn cho việc hoạch định chính sách phân bổ hạn ngạch phát thải.

Thiết kế hệ thống giải pháp tổng thể

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                   KHUNG GIẢI PHÁP GIẢM PHÁT THẢI CO2 HÀNG KHÔNG TOÀN DIỆN                          |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
                                                  |
     +--------------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+
     |                    |                       |                       |                    |
     v                    v                       v                       v                    v
[CÔNG NGHỆ TÀU BAY] [QUẢN LÝ KHÔNG LƯU]     [KHAI THÁC MẶT ĐẤT]     [CƠ CHẾ KINH TẾ]   [CHÍNH SÁCH & MRV]
 - Airbus A350XWB    - Dẫn đường RNAV5/RNAV1 - Điện mặt đất (GPU)    - Thuế bảo vệ MT   - Đo đạc (MRV)
 - Boeing 787-9      - Quản lý AMAN/DMAN     - Cấp khí mát (PCA)     - Thí điểm MBMs    - Chuẩn bị CORSIA
 - Động cơ CFM LEAP  - Phương thức CCO/CDO   - Thay thế APU          - Hạn ngạch CO2    - QĐ 4206/QĐ-BGTVT
 - Khí động Sharklet - Phối hợp Dân dụng/    - Điện hóa xe đẩy/xe buýt                  - Tiêu chuẩn ICAO
                       Quân sự (FUA)           (GSE Green)                                Doc 9988

Kiến trúc kỹ thuật và tiêu chuẩn áp dụng

1. Dẫn đường khu vực hiệu năng cao (PBN - Performance-Based Navigation):
   • Áp dụng phương thức RNAV5 (Độ chính xác định vị $\pm 5$ hải lý trong 95% thời gian bay) trên trục bay Bắc - Nam, thiết lập các vệt bay song song một chiều giúp tăng gấp đôi năng lực thông qua vùng trời.
   • Ứng dụng RNAV1 cho phương thức khởi hành tiêu chuẩn bằng thiết bị (SID) và phương thức đến tiêu chuẩn bằng thiết bị (STAR) tại Cảng Hàng không Quốc tế Tân Sơn Nhất và Nội Bài.
2. Hệ thống tự động hóa quản lý luồng không lưu:
   • Triển khai thuật toán phối hợp hạ/cất cánh AMAN/DMAN (Arrival/Departure Manager) nhằm làm mịn luồng tàu bay, tối ưu hóa thứ tự tiếp cận, loại bỏ thời gian bay vòng chờ trên không.
3. Quy trình khai thác giảm thiểu năng lượng:
   • Single-Engine Taxi: Sử dụng một động cơ khi lăn bánh sau hạ cánh, giảm 20–40% lượng nhiên liệu tiêu hao trong giai đoạn lăn.
   • Continuous Descent Operations (CDO) & Continuous Climb Operations (CCO): Hạ cánh và cất cánh liên tục theo độ dốc tối ưu, triệt tiêu các bậc bay ngang trung gian tiêu tốn nhiên liệu.

---

Implementation và kết quả

Quy trình tính toán và thuật toán ước lượng phát thải

Đề tài áp dụng phương pháp luận chuẩn mực quốc tế theo tài liệu hướng dẫn của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO Doc 9988 - Guidance on the Development of States' Action Plans on $\text{CO}_2$ Emissions Reduction Activities).

Thuật toán tính toán phát thải và chỉ số hiệu quả năng lượng

def calculate_aviation_emissions(fuel_consumed_tonnes: float, rtk_thousands: float) -> dict:
    """
    Tính toán phát thải CO2 và hiệu quả sử dụng nhiên liệu theo chuẩn ICAO Doc 9988.
    
    Tham số:
    - fuel_consumed_tonnes: Tổng khối lượng nhiên liệu Jet A-1 tiêu thụ (tấn)
    - rtk_thousands: Khối lượng vận chuyển luân chuyển (nghìn Tấn-Km thực hiện)
    
    Hệ số phát thải tiêu chuẩn ICAO:
    - 1 tấn nhiên liệu Jet A-1 sinh ra 3.157 tấn CO2
    """
    EMISSION_FACTOR_ICAO = 3.157  # Hệ số phát thải tấn CO2 / tấn nhiên liệu
    
    # 1. Tính toán tổng lượng CO2 phát thải (tấn)
    total_co2_tonnes = fuel_consumed_tonnes * EMISSION_FACTOR_ICAO
    
    # 2. Quy đổi RTK về đơn vị Tấn-Km
    total_rtk = rtk_thousands * 1000.0
    
    # 3. Tính toán suất tiêu hao nhiên liệu trên đơn vị vận chuyển (tấn nhiên liệu / RTK)
    fuel_efficiency_per_rtk = fuel_consumed_tonnes / total_rtk if total_rtk > 0 else 0.0
    
    # 4. Tính toán cường độ carbon (tấn CO2 / nghìn RTK)
    carbon_intensity_per_k_rtk = total_co2_tonnes / rtk_thousands if rtk_thousands > 0 else 0.0

    return {
        "total_fuel_tonnes": fuel_consumed_tonnes,
        "total_co2_tonnes": round(total_co2_tonnes, 3),
        "fuel_efficiency_tonnes_per_rtk": fuel_efficiency_per_rtk,
        "carbon_intensity_tonnes_co2_per_k_rtk": round(carbon_intensity_per_k_rtk, 6)
    }

# Thực thi tính toán cho dữ liệu thực tế năm 2010 và 2014
res_2010 = calculate_aviation_emissions(fuel_consumed_tonnes=774030, rtk_thousands=2332673)
res_2014 = calculate_aviation_emissions(fuel_consumed_tonnes=1135770, rtk_thousands=2990023)

Kết quả tính toán thực trạng phát thải giai đoạn 2010–2014

Dựa trên số liệu tiêu thụ nhiên liệu thu thập từ Cục Hàng không Việt Nam (CAAV), bức tranh tiêu thụ năng lượng và phát thải $\text{CO}_2$ toàn ngành (quốc tế và nội địa) được lượng hóa chi tiết:

Năm	Nhiên liệu tiêu thụ (tấn)	Luân chuyển hàng khách & hàng hóa (RTK x 1.000)	Phát thải $\text{CO}_2$ (tấn)	Suất tiêu hao nhiên liệu (Tấn nhiên liệu / RTK)
2010	774.030	2.332.673	2.443.612,71	0,0003318
2011	897.190	2.574.068	2.832.428,83	0,0003485
2012	921.824	2.841.413	2.910.198,37	0,0003244
2013	1.029.421	2.917.890	3.249.882,10	0,0003528
2014	1.135.770	2.990.023	3.585.625,89	0,0003798
Tổng	4.758.236	13.656.067	15.021.747,90	0,0003484 (TB)

BIỂU ĐỒ DIỄN BIẾN PHÁT THẢI CO2 GIAI ĐOẠN 2010 - 2014 (Đơn vị: Tấn CO2)

4,000,000 |                                                  [3.59M]
3,500,000 |                                        [3.25M]     *
3,000,000 |                        [2.83M] [2.91M]    *
2,500,000 |            [2.44M]        *       *
2,000,000 |               *
          +--------------------------------------------------------
                        2010        2011    2012    2013     2014

Đánh giá hiệu quả từ các giải pháp đã triển khai (2009–2016)

1. Hiệu quả tối ưu hóa đường bay và ATM (VATM & Vietnam Airlines):
   • Giai đoạn 2009–2014, việc tái cơ cấu đường bay tiếp cận và rút ngắn cự ly bay giúp Vietnam Airlines tiết kiệm 50.500 tấn nhiên liệu, tương đương cắt giảm 159.428 tấn $\text{CO}_2$ phát thải ra khí quyển.
   • Việc ứng dụng phần mềm chuyên nghiệp trong lập kế hoạch bay (Flight Planning System) nhằm giảm thiểu lượng nhiên liệu nạp thừa (Contingency Fuel) giúp tiết kiệm thêm 15.000 tấn nhiên liệu, tương đương giảm 47.355 tấn $\text{CO}_2$.
2. Khai thác thế hệ tàu bay mới:
   • Vietnam Airlines đưa vào khai thác dòng tàu bay thân rộng Airbus A350-900 XWB và Boeing 787-9 Dreamliner với vật liệu Composite nhẹ và động cơ phản lực siêu tiết kiệm Rolls-Royce Trent XWB / GE GEnx, mang lại hiệu quả giảm phát thải 20% – 25% trên mỗi ghế luân chuyển so với Boeing 777-200ER và Airbus A330 thế hệ trước.
   • Vietjet Air bổ sung công nghệ đầu cánh cong Sharklet trên toàn bộ đội tàu bay A320/A321, mang lại mức tiết kiệm nhiên liệu 3,5% – 4% trên các đường bay cự ly trung bình.

---

Đổi mới và đóng góp

Điểm mới trong phương pháp luận và đóng góp khoa học

1. Xây dựng đường cơ sở (Baseline) dự báo phát thải 2015–2030:

   • Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình hàm toán học ngoại suy dựa trên hướng dẫn ICAO Circular 313 (Outlook for Air Transport to the Year 2025), áp dụng tốc độ tăng trưởng RTK bình quân 7,1%/năm của khu vực Châu Á – Thái Bình Dương để thiết lập đường phát thải cơ sở cho các chặng bay quốc tế của Việt Nam.
   • Dự báo năm 2015 phát thải quốc tế đạt 2.247.209 tấn $\text{CO}_2$ (ứng với 711.818 tấn nhiên liệu và 2.182.277 nghìn RTK) và sẽ tăng trưởng theo cấp số nhân lên xấp xỉ 6.500.000 tấn $\text{CO}_2$ vào năm 2030 nếu giữ nguyên hệ số phát thải công nghệ cũ.

2. So sánh tương quan giữa các giải pháp kỹ thuật:

+------------------------------------------------------------------------------------+
|                MA TRẬN HIỆU QUẢ - CHI PHÍ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT                  |
+------------------------------------------------------------------------------------+
  MỨC CẮT GIẢM CO2
        ^
    Cao |                   [Hiện đại hóa Đội bay]        [Nhiên liệu SAF/Biojet]
        |                   (Giảm 20-25%, CAPEX cao)      (Giảm 50-80%, Chi phí OPEX cao)
        |
        |      [Đường bay RNAV5/PBN]
        |      (Giảm 3-5%, CAPEX thấp)
        |
   Thấp |      [Single-Engine Taxi / GPU]
        |      (Giảm 1-2%, Triển khai nhanh)
        +---------------------------------------------------------------------------->
        Thấp                                                                     Cao
                                  CHI PHÍ ĐẦU TƯ & TRIỂN KHAI

Tiêu chí so sánh	Giải pháp Đổi mới Tàu bay	Giải pháp Quản lý Không lưu (ATM/PBN)	Giải pháp Cơ chế Thị trường (MBM/CORSIA)
Mức độ giảm phát thải	20% – 25% trên mỗi chuyến bay thay thế.	3% – 5% trên toàn mạng lưới đường bay.	Bù đắp phát thải ròng (Net Carbon Neutral).
Thời gian thu hồi vốn (ROI)	6 – 10 năm (thông qua tiết kiệm nhiên liệu).	1 – 2 năm (đầu tư phần mềm và quy trình).	Không tạo ra ROI trực tiếp (chi phí tuân thủ).
Tính chủ động của Quốc gia	Thấp (phụ thuộc vào Boeing/Airbus/CFM/PW).	Rất cao (do CAAV, VATM, Bộ GTVT chủ động).	Trung bình (tuân thủ quy định quốc tế của ICAO/EU).

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Lộ trình triển khai giải pháp kỹ thuật theo Quyết định 4206/QĐ-BGTVT

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI KỸ THUẬT                               |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 1 (Ngắn hạn: 2016 - 2018):                                              |
| - Đưa vào khai thác đồng bộ đường bay song song RNAV5 trục Bắc - Nam.              |
| - Lắp đặt hệ thống quản lý cất hạ cánh tự động AMAN/DMAN tại Tân Sơn Nhất.        |
| - Ban hành quy định bắt buộc sử dụng điện mặt đất (GPU) thay thế APU khi đỗ.      |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                         |
                                         v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 2 (Trung hạn: 2018 - 2022):                                             |
| - Chuyển đổi 50% phương tiện phục vụ mặt đất (GSE) sang xe điện / CNG.            |
| - Áp dụng phương thức tiếp cận hạ cánh liên tục (CDO) tại Nội Bài và Đà Nẵng.    |
| - Vận hành cổng thông tin MRV kiểm kê khí nhà kính tự động cho các hãng hàng không.|
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                         |
                                         v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 3 (Dài hạn: 2022 - 2030):                                               |
| - Thí điểm tích hợp 2% – 5% nhiên liệu sinh học hàng không (Biojet/SAF).          |
| - Tham gia đầy đủ chương trình đền bù carbon CORSIA của ICAO.                    |
| - 100% cảng hàng không đạt chứng chỉ trung hòa carbon ACA (Airport Carbon Accr.). |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Kịch bản phân tích Chi phí - Lợi ích (Cost-Benefit Analysis)

• Tiết kiệm chi phí nhiên liệu: Với giá nhiên liệu Jet A-1 trung bình 75–85 USD/thùng, việc tối ưu hóa đường bay RNAV5 và vận hành đội tàu bay thế hệ mới giúp ngành hàng không Việt Nam tiết kiệm trung bình từ 15–25 triệu USD/năm chi phí nhiên liệu vận hành.
• Giảm chi phí tuân thủ quốc tế: Tránh nguy cơ bị áp thuế carbon đơn phương khi bay đến các thị trường phát triển như Liên minh Châu Âu (EU ETS) hoặc chịu chế tài từ chương trình CORSIA bắt đầu từ năm 2021.

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật và rào cản thực tế

1. Năng lực làm chủ công nghệ nguồn: Việt Nam hoàn toàn đóng vai trò là bên tiếp nhận công nghệ (OEM consumer), chưa có năng lực công nghiệp chế tạo phụ tùng hay vật liệu hàng không tiên tiến để can thiệp sâu vào cấu trúc động cơ.
2. Nguồn cung nhiên liệu sinh học (SAF): Thiếu vắng các nhà máy lọc hóa dầu có khả năng tinh chế dầu ăn phế thải (UCO) hoặc sinh khối thành nhiên liệu đạt tiêu chuẩn ASTM D7566 với quy mô thương mại.
3. Cơ chế tài chính xanh: Các ngân hàng thương mại trong nước chưa có gói tín dụng ưu đãi chuyên biệt cho các dự án xanh hóa hạ tầng cảng hàng không và chuyển đổi phương tiện mặt đất.

Định hướng nghiên cứu mở rộng

• Nghiên cứu tích hợp cảm biến IoT và thuật toán Học máy (Machine Learning) để dự báo chính xác tiêu hao nhiên liệu theo điều kiện thời tiết khí tượng tầng cao thời gian thực.
• Xây dựng mô hình cân bằng tổng thể (CGE) đánh giá tác động của việc áp thuế carbon nội địa đối với giá vé máy bay và khả năng cạnh tranh của ngành du lịch Việt Nam.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Cơ quan quản lý Nhà nước (Cục Hàng không Việt Nam - CAAV, Bộ GTVT): Sở hữu khung cơ sở dữ liệu khoa học để hoạch định Kế hoạch hành động quốc gia giảm phát thải khí $\text{CO}_2$, hoàn thiện thể chế pháp luật về môi trường.
• Doanh nghiệp quản lý bay và khai thác cảng (VATM, ACV): Nắm bắt các phương thức thiết kế vùng trời RNAV/PBN và giải pháp tối ưu hóa hạ tầng sân bay (đèn LED, trạm sạc điện mặt đất, quản lý GSE).
• Các hãng hàng không thương mại (Vietnam Airlines, Vietjet Air, Bamboo Airways): Áp dụng các quy trình thực hành tốt nhất (Best Practices) như Single-Engine Taxi, giảm trọng lượng cabin, lập kế hoạch bay tự động để cắt giảm trực tiếp hàng triệu USD chi phí nhiên liệu.
• Giới nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành: Cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp tính toán kiểm kê khí thải giao thông vận tải theo tiêu chuẩn IPCC và ICAO.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Công thức chuẩn nào được sử dụng để tính toán lượng phát thải $\text{CO}_2$ từ nhiên liệu bay?

Theo tài liệu ICAO Doc 9988, lượng phát thải $\text{CO}_2$ được tính bằng tích số giữa tổng khối lượng nhiên liệu Jet A-1 tiêu thụ (tấn) với hệ số chuyển đổi cố định là $3,157$: $$\text{Lượng phát thải } \text{CO}_2 \text{ (tấn)} = \text{Khối lượng nhiên liệu (tấn)} \times 3,157$$

2. Đường bay song song RNAV5 mang lại lợi ích môi trường cụ thể như thế nào?

Đường bay RNAV5 cho phép tàu bay khai thác các quỹ đạo bay thẳng và song song một chiều dựa trên định vị vệ tinh thay vì bay vòng ziczac qua các đài vô tuyến mặt đất. Điều này giúp rút ngắn cự ly bay trung bình từ 15–30 km trên chặng Bắc – Nam, tiết kiệm khoảng 300–500 kg nhiên liệu cho mỗi chuyến bay khứ hồi Hà Nội – TP. Hồ Chí Minh.

3. Tại sao việc tắt động cơ phụ (APU) tại sân đỗ lại quan trọng?

Động cơ phụ APU (Auxiliary Power Unit) đặt ở đuôi máy bay sử dụng trực tiếp nhiên liệu phản lực Jet A-1 để chạy máy lạnh và phát điện khi máy bay đậu tại bến. Việc chuyển sang sử dụng điện lưới mặt đất (Ground Power Unit - GPU) và máy làm mát không khí mặt đất (Pre-Conditioned Air - PCA) giúp giảm tới 80–90% lượng phát thải cục bộ tại khu vực cảng hàng không.

4. Chương trình CORSIA tác động như thế nào đến các hãng hàng không Việt Nam?

CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation) do ICAO ban hành yêu cầu các hãng hàng không quốc tế phải giữ mức phát thải ròng không vượt quá mức cơ sở. Nếu vượt mức, hãng phải mua các tín chỉ carbon được chứng nhận (Offset Credits) để bù đắp, tạo áp lực tài chính trực tiếp nếu hãng không chủ động giảm phát thải.

5. Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) có thể thay thế hoàn toàn Jet A-1 không?

Hiện tại, theo tiêu chuẩn quốc tế ASTM, SAF được phép pha trộn tối đa 50% với nhiên liệu hóa thạch truyền thống mà không cần điều chỉnh cấu trúc động cơ máy bay hay hệ thống cấp tiếp nhiên liệu sân bay (Drop-in Fuel). Mục tiêu dài hạn của ngành là tiến tới thử nghiệm 100% SAF thương mại vào năm 2030.

---

Kết luận

Đề tài tốt nghiệp "Thực trạng và giải pháp giảm phát thải khí $\text{CO}_2$ trong hoạt động hàng không dân dụng tại Việt Nam" đã giải quyết trọn vẹn bài toán định lượng và hoạch định chính sách môi trường cho ngành hàng không:

• Lượng hóa thực trạng: Xác lập bộ dữ liệu phát thải giai đoạn 2010–2014 với tổng lượng phát thải ghi nhận 15.021.748 tấn $\text{CO}_2$, phân tích mối tương quan giữa tốc độ tăng trưởng luân chuyển hàng khách (RTK) và cường độ tiêu thụ nhiên liệu.
• Chứng minh hiệu quả giải pháp: Đánh giá bằng chứng thực nghiệm từ việc đưa vào khai thác tàu bay thế hệ mới A350/B787 (giảm 20–25% phát thải) và tái cơ cấu không lưu RNAV5 của VATM/Vietnam Airlines (tiết kiệm hơn 50.500 tấn nhiên liệu giai đoạn 2009–2014).
• Định hướng tương lai: Đưa ra hệ thống 5 nhóm giải pháp đồng bộ bám sát Quyết định 4206/QĐ-BGTVT và chuẩn mực ICAO Doc 9988, tạo nền tảng vững chắc để hàng không dân dụng Việt Nam hướng tới mục tiêu phát triển bền vững và hội nhập kinh tế quốc tế toàn diện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn về giảm phát thải khí CO; trong vận tai hàng không Chương II: Thực trạng giảm phát thải khí CO2 trong ngành hàng không dân đụng tại Việt Nam Chương III: Dé xuất một số giải pháp nhằm tăng cường công tác giảm phát thải khí CO2 trong ngành hàng không dân dụng Việt Nam CHUONG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VA THỰC TIEN VE GIAM PHAT THAI KHÍ CO; TRONG VAN TAI HANG KHONG 1. Tổng quan về giám phát thai khí nhà kính 1. Khái niệm khí nhà kính Khí nhà kính (KNK), theo Điều 3, điểm 25 của Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam (2014), là các khí trong khí quyền gây ra sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu Chúng có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt Trái Dat khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất, gây nên hiệu ứng nhà kính. Trong hệ mặt trời, bầu khí quyển của Sao Kim, Sao Hỏa và Titan cũng chứa các khí gây hiệu ứng nhà kính.

Khí nhà kính ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái Đất, nếu không có chúng nhiệt độ bề mặt Trái Dat trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33 °C (59 °F). Các loại khí nhà kính Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO; , CHs, NạO, Os, các khí CFC. Trong đó, các khí nhà kính như CO: , CHa, hơi nước, NaO và O3 có thể có nguồn gốc từ tự nhiên và từ sản xuất công nghiệp, còn CFCs chỉ do quá trình sản xuất công nghiệp tạo ra. Hơi nước (HO) là chất khí có đóng góp lớn nhất vào hiệu ứng nhà kính của khí quyền, nhưng nó không phải là chất khí nhà kính nguy hiểm, vì lượng hơi nước tự nhiên trong khí quyền biến đồi liên tục do hơi nước có thé ngưng tụ tao thành mây ó thể cho mưa.

Tuy nhiên, hoạt động của con người cũng có ảnh hưởng trực tiếp, dù không đáng kể, đến lượng hơi nước trong khí quyền. Nhưng con người có thể gây ảnh hưởng gián tiếp, tác động tiềm tàng đáng kẻ đến lượng hơi nước do làm biến đổi khí hậu. Hoạt động của con người có thể làm gia tăng lượng hơi nước thông qua phát thải CHs, vì CHs bị phân hủy do phản ứng hóa học trong tầng bình lưu, tạo ra một lượng nhỏ hơi nước. Điôxit cacbon (CO2) là chất khí nhà kính quan trọng sau hơi nước, là nguyên nhân chính gây ra sự ấm lên toàn cầu.

Các quá trình tự nhiên chủ yếu sinh ra và tiêu hao điôxit cacbon trong khí quyền bao gồm: hô hấp của động, thực vật, quang hợp của thực vật; các quá trình trao đổi khí quyển — đại dương; hoạt động của núi lửa. Hoạt động của con người làm gia tăng lượng điôxit cacbon chủ yếu do sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chế tạo các loại máy sưởi, máy làm lạnh, sản xuất xi măng, phá rừng, thay đổi sử dụng dat, v. Métan (CHz) là một chất khí tự nhiên cơ bản và là một nguồn năng lượng quan trọng. Tuổi thọ của mêtan trong khí quyển vào khoảng 9-15 năm.

Nếu so sánh khả năng gây hiệu ứng nhà kính của một phân tử thì mêtan lớn gấp 8 lần so với điôxit cacbon. Nhưng do hàm lượng của mêtan trong khí quyển nhỏ hơn nhiều so với điôxit cacbon nên đóng góp tổng cộng của nó nhỏ hơn. Mêtan được sinh ra do các quá trình tự nhiên như ở các vùng đầm lầy, ở đại dương, hoặc do hoạt động của con người như sản xuất nông nghiệp, lắp đất và ủ các khí tự nhiên, khai thác than, v. Oxit Nito (N20) cũng là một chất khí nhà kính quan trọng khác.

Ôxit nitơ tự nhiên sinh ra do hoạt động của vi khuẩn, sự phóng điện trong khí quyền, đốt sinh khối do cháy rừng, cháy đồng cỏ, các quá trình tự nhiên trong đất và trong đại dương, v. Mặc dù lượng ôxit nitơ sinh ra do hoạt động của con người không nhiều nhưng nó có khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ sóng dài nhiều hơn điôxit cacbon khoảng gần 300 lần. Ước tính ôxit nitơ đóng góp khoảng 7% vào sự gia tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyền. Ôzôn (O03) là chất khí liên tục được tạo ra và phân ly do các phản ứng hóa học.

Trong tầng bình lưu trên ton tại một lớp có hàm lượng ôzôn khá lớn có tác dụng hấp thụ bức xạ cực tím của mặt trời và đóng vai trò rat quan trọng trong cân bang bức xa của hệ thống khí hậu. Lớp này được biết đến dưới tên gọi là tang ôzôn. Còn ôzôn trong tầng đối lưu và tầng bình lưu dưới là chất khí hấp thụ bức xạ sóng đài rât hiệu quả. Trên thực tế người ta ước tính được khả năng gây hiệu ứng nhà kính của ôzôn lớn gấp 3000 lần ôxit cacbon.

Do đó, mặc di hàm lượng ôzôn rất nhỏ, vai trò của nó đối với hiệu ứng nhà kính của khí quyền vẫn rất đáng. Hoạt động của con người làm tăng ôzôn trong tầng đối lưu thông qua giải phóng các chất khí như ôxit cacbon, hydrocacbon và ôxit nitơ. Các chất khí này tác dụng hóa học với nhau và tạo ra ôzôn. Ngoài ra, một số chất khí thuộc nhóm halo-cacbon (CFC, HCFC) chủ yếu là do hoạt động của con người sinh ra, như chlorofluorocarbons (CFC-11 va CFC-12), hydro chlorofluorocarbons (HCFC).

Các chất khí này được sử dụng khi sản xuất các thiết bị làm lạnh và trong các quá trình công nghiệp khác. Sự có mặt của chúng trong khí quyền là một trong những nguyên nhân gây nên sự suy giảm ôzôn tầng bình lưu trên. Tuy nhiên, sau khi có công ước quốc tế về bảo vệ ôzôn sự tăng lên của các chất này đã được kiểm soát. Các nguồn phát sinh khí nhà kính Căn cứ theo nguồn gốc phát sinh, mức độ phát thải tuyệt đối và xu hướng phát thải cũng như mức độ ảnh hưởng đến tổng tiềm năng phát thải KNK của các quốc gia, các nguồn phát thải được chia thành 5 nhóm chính: - Năng lượng: Là nguồn phát thải KNK lớn nhất hiện nay, chiếm khoảng 35% lượng phát thải KNK toàn cầu năm 2010 (IPCC, 2014).

Chủ yếu các khí phát thải từ ngành năng lượng là CO›, còn lại là CHa và N2O với mức tương đương. Phát thải trong lĩnh vực năng lượng chia thành 3 nhóm: phát thải do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (trong các ngành công nghiệp năng lượng, hoạt động giao thông vận tải.); Phát thải tức thời (tức là lượng khí, hơi thải ra từ các thiết bị nén do rò rỉ, không mong muốn hoặc không thường xuyên từ quá trình khai thác, chế biến, vận chuyền nhiên liệu.) và hoạt động thu hồi và lưu trữ các bon. - Quy trình công nghiệp va sử dụng sản phẩm (IPPU): chiếm khoảng 21% lượng phát thải KNK toàn cầu năm 2010 (IPCC, 2014).Phát thải từ lĩnh vực IPPU phát sinh trong các quy trình xử lý công nghiệp; việc sử dụng các bon trong các nhiên liệu hóa thạch không nhằm mục đích sản xuất năng lượng. Trong đó, nguồn phát thải chính là các quy trình công nghiệp xử lý nguyên liệu về mặt hóa học hoặc vật lý.

Trong suốt các quy trình này, nhiều loại KNK được tạo ra bao gồm: CO: , CHs, N20, HFCs và PFCs. - Nông nghiệp, lâm nghiệp va sử dung đất (AFOLU): Các nguồn chủ yếu gây phát thải bao gồm phát thải CHạ va N20 từ chăn nuôi, trồng lúa nước, đất canh tác nông nghiệp, hoạt động đốt trong sản xuất nông nghiệp; Phát thải/hấp thụ CO2 trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp và thay đôi sử dụng dat. Nói chung, lĩnh vực AFOLU đóng góp khoảng 25% lượng phát thải KNK toàn cầu năm 2010 (IPCC, 2014), chủ yếu là do CO; phát thải từ những thay đổi trong sử dụng đất (phần lớn là do phá rừng nhiệt đới) va CHa, NO từ trồng trọt và chăn nuôi gia súc. - Chất thải: Các loại KNK có thé phát sinh trong lĩnh vực chất thải bao gồm: CO» , CHy và N20.

Các nguồn phát sinh KNK chính trong lĩnh vực chất thải được ghi nhận là: chôn lắp chất thải rắn; xử lý sinh học chất thải rắn; thiêu hủy và đốt mở chất thải; xử lý và xả nước thải. Thông thường, CH¡ phát thai từ các bãi chôn lấp chất thải rắn (SWDS) chiếm tỷ lệ lớn nhất trong tổng lượng KNK của lĩnh vực này. CH¿ trong xả và xử lý nước thải cũng đóng một vai trò tương đối quan trọng. Bên cạnh đó, xả thải, xử ly chat thải rắn và nước thải cũng đồng thời tạo ra các hợp chất hữu cơ dé bay hơi không metan (NMVOCs), NOx, CO và NH3.

NO, chủ yếu sinh ra khi đốt chất thải, còn NH; sinh ra trong quá trình compost. NO, và NHạ có thé gián tiếp tạo ra NạO. Tuy nhiên, lượng phát thải KNK từ chất thải chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong lượng phát thải KNK toàn cầu. - Giao thông vận tải: chiếm khoảng 14% lượng phát thải KNK toàn cầu năm 2010 (IPCC, 2014).

Phát thải khí nhà kính từ ngành giao thông vận tải chủ yếu liên quan đến nhiên liệu hóa thạch bị đốt cháy cho đường bộ, đường sắt, đường hàng không, và đường biển. Hầu hết ng lượng sử dụng trong ngành giao thông vận tải thế giới đều có nguồn gốc từ dầu mỏ, chủ yếu là xăng và dau diesel. Khí nhà kính và biến đổi khí hậu Năng lượng mặt trời (tia sáng có bước sóng ngắn) dé dang xuyên qua khí quyền đến bề mặt trái đất, khoảng 30% năng lượng đó phản xạ và ngay lập tức quay trở lại vũ trụ trong khi 70% năng lượng còn lại xuyên qua khí quyển xuống trái đất. Năng lượng mặt trời được bề mặt trái đất hấp thụ, làm ấm và chuyển thành nhiệt, trái đất bức xạ năng lượng trở lại vũ trụ dưới dạng bức xạ ngoài (có bước sóng đài hơn bước sóng ánh sáng).

Một phần bức xạ nhiệt của Trái Đất vào vũ trụ được các KNK giữ lại trong bầu khí quyền dé làm 4m Trái Dat, một phần bức xạ nhiệt sẽ xuyên qua lớp KNK vào vũ trụ. Kết quả của sự trao đổi không cân bằng về nhiệt giữa năng lượng mặt trời đến bề mặt Trái Đất và năng lượng bức xạ của Trái Đất vào vũ trụ đã dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyền Trái Đất gây ra hiệu ứng nhà kính tự nhiên. Hiệu ứng nhà kính tự nhiên duy trì sự sống trên Trái Đắt, nhưng khi nồng độ các KNK trong bầu khí quyền gia tăng làm tăng hiệu ứng nhà kính, khiến Trái Dat nóng lên và gây ra hiện tượng Biến đồi khí hậu (BDKH).