Tổng quan nghiên cứu

Hoạt động khai thác hải sản giữ vai trò chiến lược trong nền kinh tế biển Việt Nam, nơi có 28 trên 63 tỉnh thành giáp biển với mức tăng trưởng sản lượng khai thác hải sản bình quân từng đạt 7,7% đến 10% mỗi năm. Tại tỉnh Quảng Trị, ngành thủy sản duy trì khoảng 8.600 lao động thường trực cùng sản lượng khai thác hàng năm ước đạt 18.000 tấn, tổ chức dưới 381 tổ, đội hợp tác sản xuất trên biển. Tuy nhiên, hoạt động này đang đối mặt với thách thức kép: cường độ tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cao làm gia tăng phát thải khí nhà kính và tính dễ tổn thương trước các hiện tượng thời tiết cực đoan. Theo các đánh giá chuyên ngành, chỉ số tổn thương do biến đổi khí hậu của khai thác thủy sản Quảng Trị ở mức cao từ 0,501 đến 0,700, với tổn thất kinh tế dự báo lũy kế có thể lên tới 10.000 tỷ đồng vào năm 2050.

Đề tài tập trung kiểm kê phát thải, đánh giá tiềm năng giảm thiểu carbon và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho đội tàu khai thác tại 4 xã ven biển huyện Triệu Phong gồm Triệu Phước, Triệu An, Triệu Vân và Triệu Lăng với bờ biển dài 18 km. Nghiên cứu xác lập 3 mục tiêu trọng tâm: tính toán lượng phát thải khí nhà kính thực tế, lượng hóa tiềm năng giảm phát thải thông qua các giải pháp kỹ thuật, và đề xuất lộ trình tiết kiệm năng lượng gắn với tái cơ cấu ngư trường. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quyết định trong việc hỗ trợ địa phương giảm chi phí nhiên liệu vốn chiếm từ 75% đến 90% chi phí chuyến biển, hướng tới mục tiêu cắt giảm phát thải toàn ngành thủy sản 3 triệu tấn CO2 tương đương theo Quyết định số 3119/QĐ-BNN-KHCN.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết kiểm kê khí nhà kính của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu kết hợp với lý thuyết chuyển dịch năng lượng và kinh tế học môi trường. Mô hình tính toán phát thải sử dụng phương pháp cân bằng phát thải dựa trên tiêu thụ nhiên liệu diesel theo công thức tiêu chuẩn quốc tế: tổng phát thải bằng tích số của lượng nhiên liệu tiêu thụ, nhiệt đốt cháy của nhiên liệu (đạt mức 42,7 MJ/kg) và hệ số phát thải cácbon (74,3 g CO2/MJ đối với khí dioxit cácbon và 0,005 g N2O/MJ đối với khí đinitơ monoxit).

Khung nghiên cứu vận hành dựa trên 4 khái niệm cốt lõi: hệ số phát thải khí nhà kính, suất tiêu hao nhiên liệu riêng của động cơ thủy, cường độ cácbon trong khai thác hải sản, và hệ số hoạt động của tàu cá theo thời gian vận hành thực tế. Nghiên cứu cũng tích hợp các kịch bản biến đổi khí hậu phiên bản năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng định hướng giảm nhẹ theo Chiến lược quốc gia về Biến đổi khí hậu ban hành tại Quyết định số 2139/QĐ-TTg, tạo cơ sở pháp lý và học thuật vững chắc cho việc định lượng tiềm năng tiết kiệm năng lượng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp điều tra xã hội học, phương pháp kiểm kê khí nhà kính chuẩn hóa và phương pháp phân tích chi phí - hiệu quả kinh tế. Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua phiếu điều tra kế thừa từ đề tài cấp nhà nước về biến đổi khí hậu mã số BĐKH25 trong giai đoạn từ ngày 25/05/2017 đến ngày 02/07/2017.

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 100 hộ gia đình ngư dân trực tiếp khai thác thủy sản tại 4 xã ven biển huyện Triệu Phong (20 hộ tại Triệu Phước, 25 hộ tại Triệu An, 25 hộ tại Triệu Vân, 30 hộ tại Triệu Lăng) và 12 cuộc phỏng vấn sâu trực tiếp tại thực địa (3 hộ ngẫu nhiên mỗi xã). Phương pháp chọn mẫu có chủ đích kết hợp phân tầng ngẫu nhiên được áp dụng dựa trên 4 tiêu chí khắt khe: hộ gia đình điển hình có trên 5 năm kinh nghiệm đánh bắt, trên 50% thành viên tham gia hoạt động biển, thành viên trong độ tuổi lao động bình quân 35 tuổi và không thuộc diện hộ nghèo để đảm bảo tính đại diện kỹ thuật.

Lý do lựa chọn phương pháp kiểm kê của tổ chức khí hậu quốc tế kết hợp phân tích chi phí - hiệu quả nhằm chuẩn hóa dữ liệu phát thải theo hệ quy chuẩn toàn cầu, đồng thời lượng hóa tương quan giữa chi phí đầu tư công nghệ và lợi ích tài chính của ngư dân. Dữ liệu thứ cấp được tổng hợp từ niên giám thống kê huyện Triệu Phong giai đoạn 2012-2016 và quy hoạch thủy sản tỉnh Quảng Trị đến năm 2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa và tính toán kiểm kê ghi nhận 4 phát hiện quan trọng về hiện trạng tiêu thụ năng lượng và phát thải:

Thứ nhất, cơ cấu tàu thuyền tại địa bàn nghiên cứu mất cân đối nghiêm trọng giữa công suất và ngư trường. Toàn tỉnh Quảng Trị có 381 tổ đội sản xuất thì có tới 290 tổ sử dụng tàu dưới 20 CV chiếm 76,1% tổng số tổ đội, trong khi tàu đánh bắt xa bờ trên 90 CV chỉ có 25 tổ chiếm 6,56%. Tại huyện Triệu Phong, đội tàu công suất nhỏ hoạt động ven bờ và vùng lộng chiếm trên 85% tổng số phương tiện.

Thứ hai, sản lượng và mức tiêu hao nhiên liệu phân hóa sâu sắc giữa các xã. Xã Triệu An dẫn đầu tuyệt đối với sản lượng khai thác đạt 1.528,019 tấn mỗi năm tại ngư trường cách bờ 16 đến 28 hải lý quanh đảo Cồn Cỏ, tiêu thụ lượng dầu diesel vượt trội so với xã Triệu Lăng đạt 360 tấn (doanh thu 15 tỷ đồng), xã Triệu Vân đạt 102 tấn và xã Triệu Phước đạt 64,3 tấn.

Thứ ba, tiềm năng giảm phát thải thông qua điều chỉnh tốc độ chạy tàu là rất khả thi. Khi tàu cá giảm tốc độ hành trình từ 10% đến 15% so với mức cực đại, lượng nhiên liệu tiêu hao giảm từ 8% đến 12%, tương ứng cắt giảm hàng trăm tấn khí nhà kính mỗi năm mà không làm suy giảm năng suất đánh bắt.

Thứ tư, giải pháp chuyển đổi động cơ diesel cũ sang động cơ mới có hiệu suất nhiệt cao giúp tiết kiệm từ 15% đến 20% lượng dầu tiêu thụ, tạo bước đột phá về giảm cường độ phát thải khí carbon trên mỗi tấn hải sản khai thác.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến mức phát thải cao và lãng phí nhiên liệu bắt nguồn từ thói quen vận hành máy tàu ở tốc độ tối đa, tình trạng động cơ quá cũ kỹ và thiếu các thiết bị hỗ trợ tối ưu hóa hải trình. Đa số ngư dân chưa được đào tạo về kỹ thuật vận hành tiết kiệm năng lượng, trong khi chi phí nhiên liệu chiếm từ 75% đến 90% tổng chi phí mỗi chuyến biển. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu của Đại học Dalhousie khi phân tích ngành khai thác cá ngừ toàn cầu (tiêu thụ 3 tỷ lít dầu và phát thải 9 triệu tấn CO2), cũng như nghiên cứu của tác giả La Thiếu Sơn tại vùng biển Kiên Giang năm 2015.

Để trực quan hóa các phát hiện, dữ liệu nghiên cứu có thể được biểu diễn qua bảng tổng hợp ma trận phát thải phân theo dải công suất máy tàu và nghề khai thác, kết hợp biểu đồ cột chồng so sánh mức tiêu hao nhiên liệu thực tế và kỳ vọng sau khi áp dụng giải pháp kỹ thuật. Đồ thị hàm truyền động học giữa tốc độ tàu và lượng tiêu hao nhiên liệu cũng cung cấp căn cứ trực quan giúp xác định vận tốc kinh tế tối ưu cho tàu vỏ gỗ truyền thống. Ý nghĩa của các phát hiện không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất trực tiếp cho 100% hộ dân khảo sát mà còn đóng góp trực tiếp vào mục tiêu giảm 0,69 triệu tấn CO2 tương đương từ quy hoạch lại đội tàu theo đề án ngành nông nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm và định hướng phát triển kinh tế biển bền vững, 4 nhóm giải pháp chiến lược được đề xuất bao gồm:

Thứ nhất, tái cơ cấu và hiện đại hóa đội tàu đánh bắt xa bờ. Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Trị và Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì ban hành chính sách hỗ trợ vốn vay ưu đãi để ngư dân thay thế 100% động cơ cũ lạc hậu bằng dòng máy diesel thủy thế hệ mới đạt tiêu chuẩn phát thải, hướng tới mục tiêu giảm 15% đến 20% suất tiêu hao nhiên liệu trên mỗi tàu cá trong giai đoạn 2018-2023. Đồng thời, từng bước cắt giảm tàu công suất dưới 20 CV ven bờ và nâng tỷ trọng tàu trên 90 CV vươn khơi bám biển tại xã Triệu An, Triệu Lăng.

Thứ hai, chuẩn hóa kỹ thuật vận hành và điều chỉnh vận tốc kinh tế khi di chuyển trên biển. Chi cục Thủy sản Quảng Trị phối hợp với Chi hội Nghề cá các xã tổ chức tập huấn kỹ thuật cho tối thiểu 500 thuyền trưởng và máy trưởng trong giai đoạn 2018-2020. Giải pháp tập trung chuyển giao quy trình điều khiển tốc độ tàu giảm từ 10% đến 15% khi chạy không tải hoặc hành trình ra vào bến, hướng đến mục tiêu tiết kiệm ngay từ 8% đến 12% lượng dầu tiêu thụ thường niên.

Thứ ba, chuyển đổi đồng bộ hệ thống chiếu sáng dẫn dụ cá sang công nghệ đèn LED tiết kiệm điện. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Trị triển khai mô hình ứng dụng thí điểm tại 30 tàu cá công suất lớn thuộc xã Triệu An và Triệu Lăng giai đoạn 2019-2022, thay thế toàn bộ đèn sợi đốt hoặc cao áp truyền thống bằng hệ thống đèn LED chuyên dụng, hướng tới chỉ tiêu tiết kiệm khoảng 3.000 USD tiền dầu và cắt giảm trên 3.000 tấn phát thải khí nhà kính trên mỗi chu kỳ hoạt động đội tàu.

Thứ tư, hoàn thiện mô hình tổ chức sản xuất tổ đội hợp tác và dịch vụ hậu cần nghề cá trên biển. Ủy ban nhân dân huyện Triệu Phong cùng chính quyền 4 xã ven biển củng cố hoạt động của 381 tổ hợp tác sản xuất trên biển đến năm 2025, xây dựng mạng lưới tàu dịch vụ hậu cần cung ứng dầu, đá lạnh và thu mua hải sản trực tiếp tại ngư trường quanh đảo Cồn Cỏ nhằm giảm thiểu 25% số chuyến chạy về đất liền, tiết kiệm hàng triệu lít dầu vận chuyển hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang giá trị ứng dụng thực tiễn và học thuật sâu sắc, là tài liệu tham khảo đắc lực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Thứ nhất, cán bộ quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách tại Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Trị cùng các tỉnh Duyên hải miền Trung. Luận văn cung cấp phương pháp luận kiểm kê chuẩn hóa cùng số liệu thực chứng để xây dựng kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cấp tỉnh và đề án phát triển kinh tế biển bền vững đến năm 2030.

Thứ hai, các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Biến đổi khí hậu, Khoa học Môi trường, Kinh tế Thủy sản và Quản lý Biển. Công trình đóng vai trò như một nghiên cứu điển hình mẫu về quy trình tính toán hệ số phát thải từ mức tiêu thụ nhiên liệu diesel đạt chuẩn 42,7 MJ/kg và mô hình lượng hóa tổn thất tài chính.

Thứ ba, các tổ chức phi chính phủ, cơ quan tài trợ quốc tế và ban quản lý dự án tăng trưởng xanh. Dữ liệu từ 100 phiếu điều tra và 12 hộ phỏng vấn sâu là căn cứ tin cậy để thẩm định, thiết kế các chương trình tài trợ vốn ưu đãi chuyển đổi công nghệ xanh cho ngư dân vùng chịu tổn thương cao (chỉ số 0,501 đến 0,700).

Thứ tư, ban quản lý cảng cá, hợp tác xã khai thác thủy sản và chủ tàu đánh bắt xa bờ. Tài liệu cung cấp cẩm nang hướng dẫn kỹ thuật chi tiết về điều chỉnh tốc độ chạy tàu và chuyển đổi động cơ giúp giảm trực tiếp từ 8% đến 20% chi phí nhiên liệu trong mỗi chuyến biển dài ngày.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt động khai thác thủy sản phát thải khí nhà kính qua những nguồn chính nào?

Khí nhà kính trong khai thác thủy sản phát sinh chủ yếu từ quá trình đốt nhiên liệu dầu diesel của động cơ máy chính và máy phát điện phụ trên tàu, chiếm 75% đến 90% tổng năng lượng tiêu thụ. Một phần phát thải nhỏ khác đến từ hoạt động của hệ thống máy làm lạnh bảo quản sản phẩm và quá trình phân hủy cá tạp không mong muốn trong các chuyến biển dài ngày.

Phương pháp tính toán lượng phát thải khí nhà kính trong luận văn được thực hiện ra sao?

Nghiên cứu áp dụng công thức kiểm kê chuẩn của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu dựa trên lượng dầu diesel tiêu thụ hàng năm, nhân với nhiệt đốt cháy nhiên liệu đạt 42,7 MJ/kg và hệ số phát thải 74,3 g CO2/MJ. Mức tiêu hao nhiên liệu của đội tàu được xác định chuẩn xác qua công suất máy, số giờ vận hành và hệ số hoạt động thực tế tại 4 xã ven biển.

Giải pháp giảm tốc độ tàu cá mang lại hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu như thế nào?

Thực nghiệm và mô hình động lực học chỉ ra rằng khi tàu cá giảm tốc độ di chuyển từ 10% đến 15% so với vận tốc cực đại trên hải trình di chuyển đến ngư trường, lực cản vỏ tàu giảm mạnh giúp tiết kiệm từ 8% đến 12% lượng dầu tiêu thụ. Biện pháp này không tốn kém chi phí đầu tư ban đầu nhưng mang lại hiệu quả kinh tế tức thì cho ngư dân.

Tại sao việc chuyển đổi mô hình tổ đội khai thác lại giúp giảm phát thải khí nhà kính?

Mô hình 381 tổ đội hợp tác gắn kết với tàu dịch vụ hậu cần trên biển giúp giảm tới 25% số lượt chạy tàu không tải về đất liền để tiếp nhiên liệu và bán cá. Tàu khai thác có thể bám ngư trường quanh đảo Cồn Cỏ dài ngày hơn, tối ưu hóa năng suất đánh bắt và tiết kiệm hàng nghìn lít dầu diesel mỗi năm.

Kết quả nghiên cứu tại huyện Triệu Phong có thể nhân rộng cho các địa phương khác không?

Mô hình tính toán và các giải pháp tiết kiệm năng lượng hoàn toàn có thể nhân rộng cho 28 tỉnh thành ven biển trên toàn quốc. Các địa phương có cơ cấu đội tàu tương đồng tại duyên hải miền Trung như Hà Tĩnh, Quảng Bình hay Thừa Thiên Huế có thể áp dụng ngay quy trình kiểm kê và định mức vận tốc kinh tế để giảm thiểu phát thải.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu và đúc kết 5 điểm then chốt:

  • Thiết lập cơ sở dữ liệu kiểm kê phát thải khí nhà kính chuẩn hóa cho đội tàu khai thác tại 4 xã ven biển huyện Triệu Phong.
  • Chứng minh tiềm năng giảm phát thải từ 8% đến 20% khi tích hợp đồng bộ giải pháp giảm tốc độ chạy tàu và thay thế động cơ diesel hiệu suất cao.
  • Khẳng định vai trò của việc củng cố 381 tổ hợp tác sản xuất trên biển giúp giảm 25% chi phí nhiên liệu di chuyển không tải.
  • Đóng góp luận cứ khoa học thực tiễn giúp tỉnh Quảng Trị hạn chế nguy cơ tổn thất kinh tế biển dự báo lên tới 10.000 tỷ đồng vào năm 2050.
  • Đề xuất lộ trình hành động toàn diện kết hợp giải pháp kỹ thuật, hỗ trợ tài chính và hoàn thiện thể chế quản lý nghề cá.

Đóng góp lớn nhất của công trình là mở ra hướng tiếp cận kinh tế cácbon thấp cho ngành thủy sản địa phương. Trong giai đoạn 2018-2025, các cơ quan ban ngành cần khẩn trương đưa các giải pháp này vào quy hoạch phát triển kinh tế biển. Các nhà quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng ngư dân hãy cùng chung tay hành động để hiện thực hóa mục tiêu giảm nhẹ biến đổi khí hậu và phát triển nghề cá Việt Nam xanh, bền vững.