MỞ ĐẦU CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường 1 HVTH: Nguyễn Văn Thông Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy 1. Lý do chọn và tính cấp thiết của đề tài 1. Lý do chọn đề tài Theo bản báo cáo môi trường không khí đô thị Việt Nam năm 2007 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố: số lượng ô tô xe máy tăng nhanh đang gây áp lực lớn với không khí ở các đô thị, đặc biệt là tại hai thành phố Hà Nội và TP.
Hồ Chí Minh. Hai loại phương tiện nói trên gồm nhiều chủng loại, đã qua nhiều năm sử dụng, có chất lượng kỹ thuật thấp, mức tiêu hao nhiên liệu cao và nồng độ chất độc hại trong khí thải cao. Khói thải từ các phương tiện này góp đến 70% ô nhiễm ở các thành phố [1]. Thống kê năm 2006 của Tổ chức Y tế thế giới cho biết, đã có khoảng 777.000 người (châu Á là 531.000 người) chết do ô nhiễm không khí [2].
Tại Việt Nam trung bình mỗi năm có tới 626 người chết và 1547 người bị mắc bệnh hô hấp do ô nhiễm khí ngoài trời vượt quá TCVN: 5937-2005 gây thiệt hại lớn về kinh tế cho các thành phố lớn. Phát thải xe gắn máy là một trong những nguyên gây nên tình trạng này [3]. Mỗi năm, Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh tổn thất hàng chục triệu USD vì khí thải xe máy.
Các nhà nghiên cứu đã tính toán và đưa ra con số về mức độ thiệt hại kinh tế do ô nhiễm không khí, chủ yếu là do khí thải xe máy, ở TP.HCM là hơn 50 triệu USD/năm; còn ở Hà Nội là hơn 20 triệu USD/năm, chiếm từ 0,3 đến 0,6% GDP của thành phố. Con số này ngày càng tăng, vì lượng xe máy không ngừng tăng; bình quân mỗi năm tăng thêm 2 triệu xe và lượng xe máy tập trung ở 5 thành phố lớn là Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng, Cần Thơ, Hải Phòng chiếm nửa lượng xe của cả nước [4]. Theo Đề án của Cục Đăng kiểm Việt Nam - Bộ Giao thông Vận tải (GTVT), từ năm 2011, các cơ quan chức năng sẽ đồng loạt kiểm tra khí thải đối với xe mô tô và gắn máy tại Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng, Hải Phòng, Cần Thơ, Nam Định, Biên Hòa, Vũng Tàu và Đà Lạt. Nếu các phương tiện xe mô tô, gắn máy đang lưu thông mà không đủ điều kiện về tiêu chuẩn khí thải qui định thì sẽ bị các cơ quan chức năng xử phạt hành chính.
Theo thống kê từ Cục Đăng kiểm Việt Nam thì xe mô tô, xe gắn máy là nguồn chính gây ô nhiễm môi trường không khí hiện nay tại các khu đô thị lớn. Trước đây, Thủ tướng Chính phủ từng ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg quy định xe mô tô, xe gắn máy sản xuất, nhập khẩu mới phải được kiểm soát theo mức tiêu CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường 2 HVTH: Nguyễn Văn Thông Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy chuẩn Euro. Còn về việc kiểm soát khí thải xe máy đang lưu hành, Cục Đăng kiểm Việt Nam xây dựng Đề án và trình Chính phủ phê duyệt, khả năng sẽ thực hiện trong năm nay (giai đoạn từ năm 2010-2011), thí điểm tại Hà Nội và TP.
Đến năm 2012-2013 triển khai tại Hà Nội và TP.HCM, tập trung vào các xe cũ trên 10 năm sử dụng; năm 2014 triển khai tại các thành phố loại 1; năm 2015 tại các thành phố loại 2 và sau năm 2015 sẽ thực hiện trên cả nước. Biện pháp kiểm soát là tiến hành kiểm tra khí thải định kỳ bắt buộc 1 năm/lần, những xe có dán tem, cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn mới được phép tham gia giao thông. Như vậy, do những nguyên nhân: ô nhiễm môi trường mà cụ thể là ô nhiễm không khí, sức khỏe của người dân chủ yếu là các bệnh về hô hấp, thiệt hại về kinh tế của đất nước hàng chục triệu đô la trong một năm, đáp ứng yêu cầu về xử lý khí thải của Cục đăng kiểm sắp áp dụng. Vì vậy việc “ Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy” là vấn đề cần thiết.
Tính cấp thiết của đề tài Với tốc độ phát triển kinh tế nhanh chóng như hiện nay, số lượng xe máy ngày càng tăng và đặc biệt tập trung tại các thành phố lớn. Theo con số thống kê từ Cục Đăng kiểm, năm 2010 cả nước có khoảng 27 triệu mô tô, xe máy đang lưu hành trên phạm vi toàn quốc [5]. Trong đó, tỉ lệ tăng trưởng xe máy ở một số thành phố lớn lên đến 17%/năm [3]. Khí thải độc hại từ xe máy gây nên nhiều tác hại đến sức khỏe cộng đồng, dân cư đô thị và ngày càng trở thành một mối lo ngại của toàn xã hội.
Do vậy, vấn đề kiểm soát khí thải xe máy đang trở thành một nhiệm vụ cấp thiết. “Không nên nghĩ việc kiểm soát khí thải mô tô xe máy là thừa vì trước hết việc này đảm bảo cho chính sức khoẻ của mỗi chúng ta cũng như xã hội. Ngoài ra, xe được kiểm soát, bảo trì và có mức khí thải đúng quy định sẽ rất đỡ hao xăng, đỡ hỏng hóc máy móc. Đây chính là lợi ích thiết thực về kinh tế” - Ông Trịnh Ngọc Giao, Cục trưởng Cục Đăng kiểm Việt Nam phân tích về mặt ích lợi.
Nước ta quá chậm trễ trong việc xử lý khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải, đặc biệt là xe gắn máy so với các nước trong khu vực; số liệu sau là một chứng minh: CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường 3 HVTH: Nguyễn Văn Thông Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy 1400 1200 1200 1200 1000 800 800 CO(10%) 600 600 HC ppm 600 %HSU 400 200 66 65 66 45 50 45 50 35 45 50 45 50 0 0 Singapore Malaysia Philippine Indonesia Thailand Vietnam Hình 1. Khí thải ở các nước khu vực Đông Nam Á [6]. Mục tiêu nghiên cứu 1.
Mục tiêu chung Giảm ô nhiễm không khí do các loại xe mô tô, gắn máy gây ra cho đất nước đặc biệt là ở các thành phố lớn như: TP Hồ Chí Minh, Hà Nội, Cần Thơ. và đề xuất phương pháp kỹ thuật để giảm khí thải độc hại. Mục tiêu cụ thể Đề tài có các mục đích chính là: - Đánh giá, so sánh các phương pháp giảm phát thải từ đó đề xuất các hướng cải tiến giảm phát thải khí độc hại cho xe gắn máy. - Nghiên cứu các phương pháp kỹ thuật để giảm phát thải khí độc hại từ xe gắn máy.
- Thực nghiệm trên xe cụ thể. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu - Các loại xe mô tô, xe gắn máy. - Các phương pháp kỹ thuật giảm khí độc hại từ xe gắn máy.
Phạm vi nghiên cứu Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều, khả năng của người làm hạn chế nên đề tài này sẽ được thực hiện trong phạm vi sau: CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường 4 HVTH: Nguyễn Văn Thông Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy Nghiên cứu giảm khí độc hại từ các xe gắn máy (động cơ 4 kỳ, sử dụng chế hòa khí) chưa có xử lý khí thải, xe gắn máy có thời gian sử dụng dài (trên 10 năm). Nội dung nghiên cứu và phương pháp tiếp cận 1. Nội dung nghiên cứu Luận văn được thực hiện với các nội dung chính: 1) Tổng quan về tình hình phát thải khí độc hại từ các phương tiện giao thông vận tải nói chung và xe gắn máy nói riêng.
2) Khảo sát sự phát thải các chất ô nhiễm không khí từ các phương tiện giao thông vận tải và xe gắn máy (chủ yếu xe mô tô và xe gắn máy). 3) Xác định các nguyên nhân chính gây nên sự ô nhiễm không khí từ xe gắn máy. 4) Cơ sở lý thuyết về các biện pháp kỹ thuật làm giảm mức độ ô nhiễm của xe gắn máy. 5) Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống phun không khí thứ cấp vào đường xả (SAI: Secondary Air Injection) để xử lý khí thải (trên xe cụ thể) và mô phỏng SAI.
6) Bằng thực nghiệm đo đạc xử lý số liệu (so sánh trước và sau khi lắp). 7) Đề xuất phương pháp hợp lý giảm khí thải. Phương pháp tiếp cận - Phương pháp lý thuyết: dựa trên cơ sở lý thuyết về các biện pháp kỹ thuật giảm ô nhiễm của động cơ đốt trong, tham khảo thêm các tài liệu về các biện pháp giảm ô nhiễm từ động cơ đốt trong trên internet, sách báo, luận văn và các nghiên cứu trước từ đó đề xuất phương án thiết kế bộ xử lý khí thải nhằm giảm khí thải từ xe máy. - Phương pháp thực nghiệm: sau khi lên phương án thiết kế phù hợp, tiến hành chế tạo và gắn trên các loại xe gắn máy khác nhau để thử nghiệm, lấy kết quả so sánh - phân tích.
Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp bao gồm: - Phương pháp nghiên cứu bằng lý thuyết: dựa trên cơ sở lý thuyết về các biện pháp kỹ thuật giảm ô nhiễm của động cơ đốt trong. Nguyễn Hữu Hường 5 HVTH: Nguyễn Văn Thông Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy - Phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm và mô phỏng: thiết kế chế tạo bộ xử SAI và thử nghiệm trên nhiều loại xe gắn máy. - Phương pháp thống kê, phân tích: từ thực nghiêm trên ta lấy số liệu đo đạc được để tổng hợp phân tích so sánh để đưa ra đề xuất để giảm khí thải trên các loại xe gắn máy. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 1.
Ý nghĩa khoa học Đề tài nghiên cứu trên cơ sở ứng dụng lý thuyết các công nghệ tiên tiến nhất hiện nay trên thế giới về xử lý khí thải động cơ. Đồng thời kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm để đề xuất công nghệ xử lý khí thải thích hợp cho xe gắn máy đang lưu hành tại Việt Nam. Kết quả của đề tài sẽ góp phần mở ra một hướng nghiên cứu mới trong kỹ thuật xử lý khí thải từ động cơ đốt trong và cũng là nguồn tài liệu tham khảo quý báu cho các lĩnh vực khoa học liên quan. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép triển khai vào thực tế để xử lý khí thải cho tất cả xe gắn máy tại Việt Nam, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí, cải thiện sức khỏe và mang lại lợi ích về kinh tế cho đất nước.
