Đánh giá tác động của khí thải từ thiết bị bay đến bầu khí quyển và phát triển nhiên liệu sạch

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá tác động của khí thải từ các thiết bị bay đến bầu khí quyển và xu hướng phát triển các, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thị Trang
• Người hướng dẫn: TS Phạm Thiện Hân
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Khí Thải Từ Thiết Bị Bay Đến Bầu Khí Quyển Và Xu Hướng Phát Triển Các Nhiên Liệu Sạch Thay Thế
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BAY ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
• 1.1.1. Khái niệm về Biến đổi khí hậu
• 1.1.2. Hiệu ứng nhà kính
• 1.1.3. Khí nhà kính
• 1.1.4. Tác động của khí nhà kính đến biến đổi khí hậu
• 1.1.5. Tác động của các thiết bị bay đến biến đổi khí hậu
• 1.1.6. Các loại thiết bị bay
• 1.1.7. Nhiên liệu sử dụng
• 1.1.8. Cơ chế phát sinh khí nhà kính
• 1.1.9. Tổng quan các giải pháp giảm thiểu tác động của TBB đến bầu khí quyển
• 1.1.9.1. Giải pháp kỹ thuật
• 1.1.9.2. Giải pháp kinh tế
• 1.1.9.3. Phát triển nhiên liệu sạch thay thế
• 1.1.10. Tổng quan về ngành hàng không dân dụng Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Cách tiếp cận
• 2.3. Phương pháp đánh giá, tính toán
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tác động của thiết bị bay đến bầu khí quyển
• 3.2. Phát thải khí nhà kính
• 3.3. Tác động của khí nhà kính do thiết bị bay đến bầu khí quyển
• 3.4. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu cho ngành hàng không Việt Nam
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tác động của thiết bị bay

Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại đang phải đối mặt. Khí thải từ các thiết bị bay như máy bay và tên lửa đóng góp một phần không nhỏ vào sự gia tăng khí nhà kính trong bầu khí quyển. Theo ước tính, ngành hàng không dân dụng đã thải ra khoảng 2% tổng lượng khí CO2 phát thải toàn cầu. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến sức khỏe con người và sự phát triển bền vững. Việc nghiên cứu và đánh giá tác động của khí thải từ các thiết bị bay là cần thiết để tìm ra các giải pháp giảm thiểu hiệu ứng tiêu cực này.

1.1. Khái niệm về biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu được định nghĩa là sự thay đổi của hệ thống khí hậu do các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo. Các hoạt động của con người, đặc biệt là việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đã làm gia tăng nồng độ khí nhà kính trong khí quyển. Điều này dẫn đến hiện tượng hiệu ứng nhà kính, làm tăng nhiệt độ toàn cầu và gây ra những biến đổi khí hậu nghiêm trọng. Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm CO2, CH4, và N2O. Việc giảm thiểu phát thải từ các thiết bị bay là một trong những giải pháp quan trọng để hạn chế biến đổi khí hậu.

1.2. Tác động của khí thải từ thiết bị bay

Các thiết bị bay như máy bay và tên lửa thải ra nhiều loại khí độc hại, bao gồm NOx, CO, và CH4. Những khí này không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn làm suy giảm tầng ozone, tạo điều kiện cho các tia cực tím có hại xâm nhập vào trái đất. Theo nghiên cứu, lượng khí thải từ các thiết bị bay có thể làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp và tim mạch cho con người. Do đó, việc phát triển các nhiên liệu sạch và công nghệ bay thân thiện với môi trường là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

II. Xu hướng phát triển nhiên liệu sạch

Trong bối cảnh ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng, xu hướng phát triển nhiên liệu sạch đang trở thành một giải pháp khả thi cho ngành hàng không. Các loại nhiên liệu sạch như nhiên liệu sinh học và hydro đang được nghiên cứu và phát triển để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Việc sử dụng nhiên liệu sạch không chỉ giúp giảm thiểu khí thải carbon mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nhiều hãng hàng không đã bắt đầu thử nghiệm các loại nhiên liệu sinh học trong các chuyến bay thương mại, cho thấy tiềm năng lớn trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đến khí hậu.

2.1. Các loại nhiên liệu sạch

Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo như thực vật và chất thải hữu cơ. Chúng có thể giảm thiểu lượng khí thải phát sinh so với nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, hydro cũng được xem là một lựa chọn tiềm năng cho ngành hàng không. Khi được sử dụng, hydro chỉ thải ra hơi nước, giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí. Việc phát triển và ứng dụng các loại nhiên liệu sạch này không chỉ giúp giảm thiểu khí thải mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững cho ngành hàng không.

2.2. Giải pháp công nghệ xanh

Công nghệ xanh trong ngành hàng không bao gồm việc cải tiến động cơ, thiết kế máy bay tiết kiệm nhiên liệu và sử dụng các vật liệu nhẹ. Những cải tiến này không chỉ giúp giảm khí thải mà còn nâng cao hiệu suất bay. Việc áp dụng công nghệ xanh sẽ giúp ngành hàng không giảm thiểu tác động đến môi trường và hướng tới một tương lai bền vững hơn. Các giải pháp này cần được triển khai đồng bộ và có sự hỗ trợ từ chính phủ và các tổ chức quốc tế để đạt được hiệu quả cao nhất.

III. Đánh giá tác động và giải pháp

Đánh giá tác động của khí thải từ các thiết bị bay là một bước quan trọng trong việc phát triển các giải pháp giảm thiểu. Các nghiên cứu cho thấy rằng, việc áp dụng các biện pháp giảm thiểu như cải tiến công nghệ, sử dụng nhiên liệu sạch, và tăng cường quản lý ô nhiễm không khí có thể giúp giảm đáng kể lượng khí thải từ ngành hàng không. Hơn nữa, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tác động của khí thải cũng là một yếu tố quan trọng trong việc thúc đẩy sự chuyển đổi sang các giải pháp bền vững.

3.1. Đề xuất giải pháp giảm thiểu

Các giải pháp giảm thiểu có thể bao gồm việc phát triển các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt hơn cho ngành hàng không, khuyến khích nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới, và tăng cường hợp tác quốc tế trong việc chia sẻ công nghệ và kinh nghiệm. Ngoài ra, việc khuyến khích sử dụng nhiên liệu sạch và các phương tiện giao thông công cộng cũng sẽ góp phần giảm thiểu khí thải từ ngành hàng không. Các giải pháp này cần được thực hiện đồng bộ và có sự hỗ trợ từ các cơ quan chức năng để đạt được hiệu quả cao nhất.

3.2. Tầm quan trọng của chính sách

Chính sách của chính phủ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển bền vững cho ngành hàng không. Các chính sách này cần tập trung vào việc khuyến khích nghiên cứu và phát triển công nghệ xanh, hỗ trợ tài chính cho các dự án sử dụng nhiên liệu sạch, và tăng cường quản lý ô nhiễm không khí. Việc xây dựng một khung pháp lý rõ ràng và đồng bộ sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp trong ngành hàng không thực hiện các biện pháp giảm thiểu khí thải.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành hàng không dân dụng toàn cầu hiện đang đóng góp khoảng 2% tổng lượng khí CO2 phát thải do các hoạt động của con người, với hơn 16.000 máy bay thương mại tạo ra hơn 600 triệu tấn CO2 mỗi năm. Dự báo đến năm 2050, tỷ lệ này có thể tăng lên 4%, gây tác động nghiêm trọng đến biến đổi khí hậu và hiệu ứng nhà kính. Tại Việt Nam, ngành hàng không dân dụng phát triển nhanh chóng với đội máy bay hiện đại và mạng lưới đường bay ngày càng mở rộng, dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng khí thải từ các thiết bị bay. Tuy nhiên, nghiên cứu về tác động của khí thải từ các thiết bị bay, đặc biệt là tên lửa và máy bay dân dụng, đến bầu khí quyển tại Việt Nam còn rất hạn chế.

Luận văn tập trung đánh giá cơ chế phát sinh khí nhà kính từ các thiết bị bay, phân tích tác động của khí thải đến bầu khí quyển và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khí thải từ máy bay dân dụng và tên lửa phóng vệ tinh tại Việt Nam và một số quốc gia điển hình trên thế giới, trong giai đoạn từ năm 2006 đến 2013. Mục tiêu nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các nhiên liệu sạch thay thế và các biện pháp kỹ thuật, kinh tế nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính trong ngành hàng không.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, góp phần nâng cao nhận thức và định hướng phát triển bền vững cho ngành hàng không Việt Nam, đồng thời hỗ trợ các chính sách quản lý môi trường và phát triển năng lượng sạch.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về biến đổi khí hậu và hiệu ứng nhà kính, trong đó:

• Hiệu ứng nhà kính (HƯNK): Mô tả quá trình các khí nhà kính như CO2, CH4, N2O, NOx giữ lại bức xạ nhiệt từ mặt đất, làm tăng nhiệt độ khí quyển và gây biến đổi khí hậu.
• Khí nhà kính: Bao gồm các khí CO2, CH4, N2O, CFC, O3 và NOx, với vai trò và mức độ ảnh hưởng khác nhau đến hiệu ứng nhà kính.
• Cơ chế phát sinh khí nhà kính từ thiết bị bay: Phản ứng cháy nhiên liệu trong động cơ máy bay và tên lửa tạo ra các khí CO2, CO, NOx, SOx và các hợp chất khác.
• Mô hình đánh giá tác động khí thải: Sử dụng các phương trình hóa học và mô hình tính toán lượng khí thải dựa trên loại nhiên liệu, loại thiết bị bay và điều kiện hoạt động.
• Mô hình phát triển nhiên liệu sạch: Nghiên cứu các loại nhiên liệu sinh học, nhiên liệu thay thế nhằm giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ozone.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích dữ liệu thứ cấp từ các báo cáo, tài liệu công bố trong và ngoài nước về khí thải thiết bị bay và biến đổi khí hậu. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm:

• Dữ liệu về đội máy bay và tên lửa tại Việt Nam và một số quốc gia điển hình.
• Số liệu vận tải hàng không, lượng chuyến bay, loại nhiên liệu sử dụng.
• Thống kê phát thải khí nhà kính từ các loại máy bay và tên lửa.

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp phi xác suất, tập trung vào các loại thiết bị bay phổ biến và có ảnh hưởng lớn đến khí quyển. Phân tích dữ liệu sử dụng mô hình hóa phát thải khí nhà kính, so sánh các kịch bản phát thải và đánh giá tác động môi trường.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2013 đến 2014, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích, đánh giá và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Lượng khí thải CO2 từ máy bay dân dụng tại Việt Nam tăng nhanh: Năm 2013, sản lượng điều hành bay đạt khoảng 502.765 lần chuyến, với lượng khí thải CO2 ước tính tăng tương ứng, chiếm phần lớn trong tổng phát thải khí nhà kính của ngành hàng không. Tỷ lệ tăng trưởng vận tải hành khách bình quân giai đoạn 2010-2015 đạt 16,3%, vận tải hàng hóa tăng 15,9%.

2. Khí NOx và các khí nhà kính mạnh khác chiếm tỷ lệ đáng kể: Khí NOx được sinh ra nhiều do nhiệt độ và áp suất cao trong động cơ máy bay, có khả năng phá hủy tầng ozone và góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính. Nồng độ NOx trong khí thải máy bay chiếm tỷ lệ lớn trong tổng lượng khí thải, ảnh hưởng trực tiếp đến bầu khí quyển.

3. Tên lửa đẩy sử dụng nhiên liệu rắn và lỏng gây tác động nghiêm trọng đến tầng ozone: Khí clo và các hợp chất halogen từ nhiên liệu rắn tên lửa phản ứng với oxy tại tầng bình lưu, làm suy giảm khoảng 5% lượng ozone trong giai đoạn 1979-1990. Nhiên liệu lỏng được đánh giá có mức độ gây hại thấp hơn nhiên liệu rắn.

4. Phát triển nhiên liệu sinh học và nhiên liệu sạch thay thế có tiềm năng giảm phát thải: Các chuyến bay thử nghiệm sử dụng nhiên liệu sinh học pha trộn với nhiên liệu truyền thống đã cho thấy hiệu quả giảm phát thải CO2 và cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Dự báo đến năm 2040, nhiên liệu sinh học có thể chiếm tới 50% tổng nhiên liệu sử dụng trong ngành hàng không.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự gia tăng khí thải là do tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành hàng không, đặc biệt là sự mở rộng đội máy bay và tăng số chuyến bay. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tại Việt Nam tương đồng với xu hướng toàn cầu về tăng phát thải CO2 và NOx từ máy bay dân dụng.

Khí NOx được hình thành chủ yếu do điều kiện nhiệt độ cao trong buồng đốt động cơ, theo cơ chế Zeldovich, làm tăng khả năng phá hủy tầng ozone và ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu. Các khí nhà kính khác như CO, SOx cũng góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng thấp hơn CO2 và NOx.

Tên lửa đẩy với nhiên liệu rắn chứa clo và các hợp chất halogen là nguồn gây suy giảm tầng ozone nghiêm trọng, điều này được minh chứng qua sự giảm 5% lượng ozone trong tầng bình lưu trong giai đoạn nghiên cứu. Việc sử dụng nhiên liệu lỏng có thể giảm thiểu tác động này, tuy nhiên vẫn cần nghiên cứu sâu hơn.

Việc áp dụng nhiên liệu sinh học và nhiên liệu sạch thay thế được đánh giá là giải pháp khả thi và bền vững, phù hợp với xu hướng phát triển ngành hàng không xanh trên thế giới. Các chuyến bay thử nghiệm thành công với nhiên liệu sinh học từ dầu camelina, jatropha và tảo cho thấy tiềm năng giảm phát thải và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng vận tải hành khách, biểu đồ phát thải CO2 và NOx theo năm, cũng như bảng so sánh các loại nhiên liệu và mức độ phát thải tương ứng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển và ứng dụng công nghệ động cơ tiết kiệm nhiên liệu: Tập trung nghiên cứu cải tiến động cơ và khung máy bay sử dụng vật liệu composite nhẹ, áp dụng công nghệ kiểm soát thổi gió từng lớp để giảm trọng lượng và sức kéo, nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải khí nhà kính. Chủ thể thực hiện: các nhà sản xuất máy bay, thời gian: 5-10 năm.

2. Khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học và nhiên liệu sạch thay thế: Hỗ trợ nghiên cứu, sản xuất và thử nghiệm nhiên liệu sinh học từ các nguồn bền vững như tảo, cây chịu mặn Salicornia, nhằm giảm phát thải CO2 và bảo vệ tầng ozone. Chủ thể thực hiện: các cơ quan quản lý, doanh nghiệp năng lượng, thời gian: 3-5 năm.

3. Xây dựng chính sách kinh tế thúc đẩy giảm phát thải: Áp dụng hệ thống quản lý carbon, thuế phát thải và các cơ chế thị trường carbon để khuyến khích các hãng hàng không giảm lượng khí thải, đồng thời hỗ trợ đầu tư công nghệ xanh. Chủ thể thực hiện: Chính phủ, các tổ chức quốc tế, thời gian: 2-4 năm.

4. Tăng cường hợp tác quốc tế và nghiên cứu khoa học: Thiết lập các chương trình hợp tác nghiên cứu về tác động khí thải thiết bị bay và phát triển nhiên liệu sạch, đồng thời chia sẻ dữ liệu và kinh nghiệm quản lý môi trường trong ngành hàng không. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, tổ chức quốc tế, thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý ngành hàng không và môi trường: Giúp xây dựng chính sách quản lý phát thải khí nhà kính, phát triển ngành hàng không bền vững và đáp ứng các cam kết quốc tế về biến đổi khí hậu.

2. Các nhà sản xuất máy bay và động cơ: Cung cấp cơ sở khoa học để phát triển công nghệ tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải và ứng dụng nhiên liệu sạch trong sản xuất.

3. Các nhà nghiên cứu và học giả về biến đổi khí hậu và năng lượng: Hỗ trợ nghiên cứu sâu về cơ chế phát sinh khí nhà kính từ thiết bị bay và các giải pháp kỹ thuật, kinh tế phù hợp.

4. Doanh nghiệp năng lượng và nhiên liệu sinh học: Tham khảo để phát triển các loại nhiên liệu thay thế, nâng cao hiệu quả sử dụng và giảm thiểu tác động môi trường trong ngành hàng không.

Câu hỏi thường gặp

1. Khí thải từ máy bay ảnh hưởng như thế nào đến biến đổi khí hậu?
   Khí thải từ máy bay chủ yếu là CO2 và NOx, góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính và phá hủy tầng ozone, dẫn đến sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Ví dụ, ngành hàng không toàn cầu thải ra hơn 600 triệu tấn CO2 mỗi năm.

2. Tại sao khí NOx lại được quan tâm trong khí thải hàng không?
   NOx được sinh ra nhiều trong động cơ máy bay do nhiệt độ cao, có khả năng phá hủy tầng ozone và là khí nhà kính mạnh, ảnh hưởng ngắn hạn nhưng nghiêm trọng đến khí hậu.

3. Nhiên liệu sinh học có thể thay thế hoàn toàn nhiên liệu truyền thống trong ngành hàng không không?
   Hiện nay, nhiên liệu sinh học được pha trộn với nhiên liệu truyền thống và dự kiến đến năm 2040 có thể chiếm 50% tổng nhiên liệu sử dụng, giúp giảm phát thải và bảo vệ môi trường.

4. Tên lửa đẩy có tác động gì đến tầng ozone?
   Tên lửa sử dụng nhiên liệu rắn thải ra khí clo và các hợp chất halogen tại tầng bình lưu, gây suy giảm tầng ozone khoảng 5% trong giai đoạn 1979-1990, ảnh hưởng đến khả năng ngăn tia cực tím của Trái Đất.

5. Các giải pháp kỹ thuật nào đang được áp dụng để giảm phát thải khí nhà kính từ máy bay?
   Các giải pháp bao gồm phát triển động cơ tiết kiệm nhiên liệu, sử dụng vật liệu composite nhẹ, cải tiến thiết kế khí động học, áp dụng công nghệ kiểm soát thổi gió từng lớp và sử dụng nhiên liệu sinh học.

Kết luận

• Ngành hàng không dân dụng Việt Nam và thế giới đang gia tăng phát thải khí nhà kính, đặc biệt CO2 và NOx, góp phần làm biến đổi khí hậu và suy giảm tầng ozone.
• Khí thải từ tên lửa đẩy, nhất là nhiên liệu rắn, có tác động nghiêm trọng đến tầng ozone, cần được kiểm soát chặt chẽ.
• Phát triển công nghệ động cơ, khung máy bay và sử dụng nhiên liệu sinh học là các giải pháp hiệu quả để giảm phát thải khí nhà kính.
• Chính sách kinh tế và hợp tác quốc tế đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy ngành hàng không phát triển bền vững.
• Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào đánh giá chi tiết tác động khí thải theo từng loại thiết bị bay và phát triển nhiên liệu sạch phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Các nhà quản lý, nhà sản xuất và nhà nghiên cứu cần phối hợp triển khai các giải pháp kỹ thuật và chính sách kinh tế nhằm giảm thiểu tác động khí thải từ ngành hàng không, đồng thời đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng nhiên liệu sinh học để hướng tới phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BAY ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.Tổng quan về biến đổi khí hậu 1. Khái niệm về Biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo. “Biến đổi khí hậu là “những ảnh hưởng có hại của biến đổi khí hậu”, là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người”.

Nguyên nhân: Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Nhằm hạn chế sự biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6. - CO2 phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) và là nguồn khí nhà kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển. CO2 cũng sinh ra từ các hoạt động công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép.

- CH4 sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than. - N2O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp. - HFCs được sử dụng thay cho các chất phá hủy ôzôn (ODS) và HFC-23 là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất HCFC-22. - PFCs sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm.

- SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và trong quá trình sản xuất magiê. 13 z Các diễn biến đàm phán về Biến đổi khí hậu hiện nay: Công ước khung của liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) được mở ra để ký kết từ 9 tháng 5 năm 1992, sau khi một Ủy ban đàm phán Liên chính phủ xây dựng văn bản của công ước khung như một báo cáo theo sau cuộc họp tại New York từ ngày 30 tháng 4 đến 9 tháng 5 năm 1992. Nó bắt đầu có hiệu lực ngày 21 tháng 3 năm 1994 được mở ra để ký kết từ 9 tháng 5 năm 1992, sau khi một Ủy ban đàm phán Liên chính phủ xây dựng văn bản của công ước khung như một báo cáo theo sau cuộc họp tại New York từ ngày 30 tháng 4 đến 9 tháng 5 năm 1992. Nó bắt đầu có hiệu lực ngày 21 tháng 3 năm 1994.

Tính đến tháng 5 năm 2011 UNFCCC đã có 195 bên tham gia. Các bên tham gia Công ước gặp mặt hằng năm từ năm 1995 tại Hội nghị các bên (COP) để đánh giá tiến trình đối phó với biến đổi khí hậu. Hội nghị bộ trưởng thường niên (tức COP20) vừa qua tại Lima (Peru) vào tháng 12 năm 2014 vừa qua, chưa hoàn thành nhiệm vụ xây dựng bản dự thảo thỏa thuận đó nên nhiệm vụ từ nay đến cuối năm 2015 còn rất nặng nề. Văn kiện được thông qua ở Lima cuối năm 2014 mới chỉ là một thỏa thuận khung chứ không phải là văn kiện chính thức hay một Hiệp định hoàn chỉnh có thể đưa ra thông qua ngay ở Paris.

Ở thủ đô của Peru, dù đã phải kéo dài thời gian thương lượng thêm gần hai ngày, nhưng các nhà đàm phán đến từ hơn 190 quốc gia chỉ mới thông qua được một dự thảo thỏa thuận có thể tạm gọi là “Lời kêu gọi cho hành động về khí hậu” Cũng theo “Lời kêu gọi” đó, 190 nước tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC), cho tới thời hạn ngày 31/5/2015 sẽ phải thông qua các chương trình quốc gia nhằm cắt giảm khí gây hiệu ứng nhà kính và các quốc gia thành viên sẽ phải bổ sung một bản báo cáo vào ngày 1/11/2015 để đánh giá về các nỗ lực của mình nhằm đạt mục tiêu chung toàn cầu, kiềm chế được nhiệt độ toàn cầu tăng lên dưới 2 độ C so với thời tiền công nghiệp. Hiệu ứng nhà kính Hình 1. Mô tả nguyên lý hiệu ứng nhà kính Khi Mặt Trời xuyên qua kính [14], thì các tia có bước sóng λ lớn hơn 0,7µm bị ngăn không cho qua. Các tia sáng có bước sóng ngắn hơn 0,7µm thì sẽ qua được kính.

Khi đi qua lớp kính (hình 1.1), sẽ xảy ta tương tác của các photon lên vật chất làm phát xạ các tia nhiệt thứ cấp có bước sóng dài tia hồng ngoại (lớn hơn 0,7µm) , nên không thể đi ra khỏi nhà kính và kết quả là những bức xạ nhiệt này làm cho không gian bên trong nhà kính nóng lên. Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do nhà toán học , nhà vật lý người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính và làm cho toàn bộ không gian bên trong nóng dần lên. Các khí nhà kính chứa trong bầu khí quyển như thể là một tấm kính dày bao bọc Trái Đất, lúc này dựa theo nguyên lý HƯNK, thì khi bức xạ Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất sẽ bị các khí nhà kính giữ lại, kết quả là làm cho toàn bộ khí quyển nóng dần lên và theo đó Trái Đất cũng nóng dần lên. Hiệu ứng nhà kính 15 z "Hiện tượng các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài rồi được một số khí trong bầu khí quyển hấp thụ để thông qua đó làm cho khí quyển nóng lên, được gọi là hiệu ứng nhà kính".

Khí nhà kính Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên HƯNK. Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC Hình 1. Thành phần khí nhà kính Thành phần hoá học của khí quyển gồm 78% là khí Nitrogen (N2), 21% là Oxygen (O2), 1% còn lại là các khí khác mà chủ yếu là các Khí nhà kính như Carbon dioxide (CO2), hơi nước, Nitrious Oxide (N2O), Methane (CH4), Ozone (O3). Khí nhà kính trong 1% khí quyển có thành phần như sau: + CO2: 56% + CFC: 13% + CH4: 18% + O3: 7% + N2O: 6% 16 z 1.

Tác động của khí nhà kính đến biến đổi khí hậu Trước hết, phải khẳng định rằng, chính những hoạt động hằng ngày của chúng ta là nguyên nhân chính làm cho trái đất nóng lên, hãy nhìn vào tốc độ chóng mặt của quá trình đô thị hoá và sự gia tăng dân số. Các loại phương tiện giao thông, các nhà máy sản xuất, các khu công nghiệp, các đống phế thải. “nhả” ra một lượng khí CO2 khổng lồ vào bầu khí quyển. Những cánh rừng lẽ ra là nơi hấp thu lại bị chặt phá đến trơ chọi, CO2 ngày càng đầy.

Đồng thời, từ những hoạt động đó, hàm lượng các khí nhà kính trong khí quyển được tăng lên.Hơi nước Hơi nước chiếm thành phần chủ yếu và rất quan trọng trong các khí nhà kính. - Ở một hàm lượng thích hợp, tức là khi mà hàm lượng các khí nhà kính cân bằng với tự nhiên, hơi nước sẽ góp phần cân bằng nhiệt độ cho Trái Đất bằng việc phản xạ ánh mặt trời (một ảnh hưởng có lợi), và việc bắt giữ tia cực tím (ảnh hưởng nhiệt). - Khi lượng khí nhà kính trong khí quyển tăng, nhiệt độ tăng, các yếu tố khí hậu sẽ thay đổi theo, bao gồm cả lượng hơi nước trong khí quyển. Trong khi đó, hoạt động của con người lại không thêm trực tiếp một lượng hơi nước đáng kể vào khí quyển.

Lúc mà hơi nước tự do là một khí nhà kính, sự nóng lên toàn cầu sẽ tăng lên khi hơi nước tăng. Khí CO2 (carbon dioxit) - Là chất khí gây ra hiệu ứng nhà kính nhiều nhất. - Do quá trình hô hấp của con người, động thực vật tạo ra. - Do hoạt động của núi lửa, cháy rừng, các nhà máy, các khu công nghiệp.

- Khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên gấp đôi thì nhiệt độ trái đất tăng lên khoảng 300C. Khí CFC (CFC – cloro floro carbon) - Là chất hóa học gây suy giảm tầng ozone. - Là loại khí nhân tạo được tạo ra trong quá trình làm lạnh. - Là loại khí thứ hai gây ảnh hưởng nhiều nhất tới hiệu ứng nhà kính 17 z e.

Khí CH4 (metan) - Là thành phần chính của khí tự nhiên khí dầu mỏ, khí bùn ao, đầm lầy. - Được tạo ra trong quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất khí than đá. -Mêtan là một khí gây hiệu ứng nhà kính, trung bình cứ 100 kg mêtan, mỗi năm làm ấm Trái Đất gấp 23 lần 1 kg CO2 f. Khí O3 (ozone) - Là chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gây ô nhễm chung - Nó được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện (trong các tia chớp), tia cực tím.

Khí NO, N2O, NO2 - Được tạọ ra từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và việc đốt các nhiên liệu hóa thạch - Mỗi phân tử bặt giữ lượng nhiệt gấp 270 lần so với CO2 Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự tăng dần: CO2 => CFC => CH4 => O3 =>NO2. Sự gia tăng nhiệt độ trái đất do hiệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất. Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng và dâng cao mực nước biển. Như vậy, nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú, các khu đông dân cư, các đồng bằng lớn, nhiều đảo thấp sẽ bị chìm dưới nước biển.

Sự nóng lên của trái đất làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất. Một số loài sinh vật thích nghi với điều kiện mới sẽ thuận lợi phát triển. Trong khi đó nhiều loài bị thu hẹp về diện tích hoặc bị tiêu diệt. Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc, các đới khí hậu có xu hướng thay đổi.