Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang gia tăng với các hiện tượng thời tiết cực đoan, đặt ra yêu cầu cấp bách về giảm phát thải khí nhà kính (KNK) đối với tất cả các quốc gia. Theo Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) cập nhật năm 2020 của Việt Nam, mức cam kết giảm phát thải KNK đã được nâng lên 9% bằng nguồn lực trong nước so với kịch bản phát triển thông thường (BAU) và có thể đạt tới 27% khi có hỗ trợ quốc tế. Trong 5 lĩnh vực phát thải và hấp thụ KNK chính (năng lượng; nông nghiệp; sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp - LULUCF; quản lý chất thải; các quá trình công nghiệp - IPPU), lĩnh vực giao thông vận tải (thuộc lĩnh vực năng lượng) có tốc độ tăng trưởng phát thải nhanh. Báo cáo Thông báo quốc gia lần thứ ba (TBQG3) năm 2014 ghi nhận giao thông vận tải phát thải 30,55 triệu tấn $\text{CO}_2\text{tđ}$, trong đó giao thông đường bộ chiếm 27,40 triệu tấn $\text{CO}_2\text{tđ}$ (trên 90%). Tại Việt Nam, với hơn 65 triệu xe máy được đăng ký trên tổng số 98 triệu dân, phương tiện cá nhân này là nguồn phát thải KNK và tác nhân chính gây ùn tắc giao thông cùng ô nhiễm không khí đô thị.

Báo cáo kỹ thuật của NDC cập nhật đã xác định giải pháp E16: Chuyển đổi phương thức vận tải hành khách từ sử dụng phương tiện cá nhân sang sử dụng phương tiện giao thông công cộng (xe buýt thường, xe buýt nhanh BRT và đường sắt đô thị). Mặc dù tiềm năng giảm phát thải và chi phí tài chính đã được tính toán sơ bộ, việc đánh giá toàn diện các tác động kinh tế - xã hội - môi trường thông qua lượng giá đồng lợi ích chưa được xem xét chi tiết. Tại Việt Nam, phần lớn nghiên cứu về đồng lợi ích trước đây mới dừng lại ở phương pháp chuyên gia và bộ tiêu chí định tính, hoặc chỉ tập trung vào lĩnh vực quản lý chất thải, chưa có công trình nào lượng giá định lượng đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị. Luận án giải quyết khoảng trống nghiên cứu này nhằm cung cấp cơ sở khoa học định lượng cho công tác hoạch định chính sách và đánh giá tính bền vững của các giải pháp giảm nhẹ phát thải.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Xác định các giải pháp và tiềm năng giảm phát thải KNK trong lĩnh vực giao thông công cộng của thành phố Hà Nội.
  2. Đánh giá định lượng các đồng lợi ích về kinh tế, xã hội và môi trường của giảm phát thải KNK trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị tại Hà Nội, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm giảm phát thải KNK gắn liền với việc tối ưu hóa các đồng lợi ích.

Câu hỏi nghiên cứu

  1. Các loại phương tiện giao thông công cộng nào gây phát thải khí nhà kính chủ yếu tại Hà Nội?
  2. Những giải pháp nào có thể được áp dụng để giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng tại Hà Nội?
  3. Tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng tại Hà Nội là bao nhiêu?
  4. Giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng tại Hà Nội sẽ mang lại các đồng lợi ích nào và bao nhiêu về: kinh tế (tín chỉ các-bon, tiết kiệm năng lượng), xã hội (giảm thời gian di chuyển của hành khách) và môi trường (giảm ô nhiễm không khí)?

Luận điểm bảo vệ

  • Có thể giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng ở thành phố Hà Nội thông qua việc áp dụng giải pháp giảm phát thải khí nhà kính về chuyển đổi phương thức giao thông.
  • Thực hiện các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị ở thành phố Hà Nội sẽ mang lại các đồng lợi ích về kinh tế, xã hội và môi trường.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp E16 trong NDC cập nhật, tập trung vào việc chuyển đổi từ xe máy sang ba loại hình giao thông công cộng (xe buýt thường, xe buýt nhanh BRT, tàu điện trên cao); tiềm năng giảm phát thải KNK và 04 loại đồng lợi ích (tín chỉ các-bon, tiết kiệm năng lượng, thời gian di chuyển, sức khỏe do giảm ô nhiễm không khí).
  • Phạm vi không gian: Thành phố Hà Nội (đô thị có quy mô diện tích lớn, mật độ dân số cao thứ hai cả nước, mạng lưới giao thông công cộng có đủ 3 loại hình đang vận hành hoặc quy hoạch triển khai trên khoảng 70 tuyến đường chính).
  • Phạm vi thời gian: Giai đoạn 2020 - 2030 (khung thời gian thực hiện cam kết theo NDC cập nhật và Thỏa thuận Paris).
Thông số Nội dung xác định trong Luận án
Tên luận án Nghiên cứu định lượng đồng lợi ích của giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng ở thành phố Hà Nội
Nghiên cứu sinh Trần Đỗ Bảo Trung
Người hướng dẫn TS. Lương Quang Huy
Cơ sở đào tạo Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Bộ Tài nguyên và Môi trường
Chuyên ngành & Mã số Biến đổi khí hậu – 9440221
Năm bảo vệ 2022

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

  • Phát thải KNK trong giao thông đô thị: Báo cáo toàn cầu về Giao thông vận tải và Biến đổi khí hậu (2018), Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA, 2016) và UN-Habitat chỉ ra giao thông vận tải tiêu thụ năng lượng hóa thạch lớn, chiếm 7,6 tỷ tấn $\text{CO}_2\text{tđ}$ toàn cầu năm 2016. Các giải pháp kiểm soát phát thải theo IPCC AR5 gồm: hạn chế khoảng cách di chuyển (như mô hình Cơ quan Giao thông Đường bộ Singapore - LTA, 1995), chuyển đổi hình thức vận chuyển (như cải cách hệ thống xe buýt và BRT Seoul năm 2004), nâng cao hiệu suất năng lượng (Chỉ thị dán nhãn xe 1999/94 của EU) và chuyển đổi nhiên liệu sạch (hạn ngạch xe điện của Trung Quốc năm 2017).
  • Phương pháp định lượng phát thải: Phân chia thành hai hướng tiếp cận: tiếp cận trên - xuống (Top-down) dựa trên số liệu tiêu thụ nhiên liệu vĩ mô (Schipper và cộng sự; EPA Hoa Kỳ) và tiếp cận dưới - lên (Bottom-up) theo mô hình ASIF (Activity, Modal Structure, Intensity, Fuel carbon content) do Lee Schipper và cộng sự tại Viện Tài nguyên Thế giới (WRI) xây dựng. Christoph và cộng sự đã áp dụng mô hình ASIF để tính toán tiềm năng giảm phát thải của hệ thống BRT tại một số đô thị.
  • Lý thuyết và phương pháp lượng giá đồng lợi ích: Theo định nghĩa của IPCC (2014), đồng lợi ích là các lợi ích thu được đồng thời từ các chính sách thực hiện cho nhiều mục tiêu khác nhau ngoài mục tiêu giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Các công trình của Kelly (2009), Nemet (2010), Burtraw và cộng sự (mô hình Haiku trong ngành điện ở Mỹ), Francisco (đánh giá mức sẵn lòng chi trả - WTP cho chất lượng không khí tại Manila), Chen (tổng quan 153 nghiên cứu về đồng lợi ích môi trường - sức khỏe), Liou và Wu (định lượng đồng lợi ích sức khỏe qua chỉ số VSL - Value of a Statistical Life), Creutzig và cộng sự (lượng giá chi phí xã hội của giao thông tại Bắc Kinh). Các phương pháp lượng giá kinh tế chính gồm:
    1. Dựa vào thị trường: Thay đổi năng suất, chi phí bệnh tật (Cost of illness).
    2. Bộc lộ sở thích: Phương pháp định giá hưởng thụ (HPM), phương pháp đánh giá ngẫu nhiên (CVM) thông qua WTP/WTA (Haab và McConnell; Bjørner tại Copenhagen).
    3. Chuyển giao lợi ích (Benefit transfer): Kế thừa và quy đổi giá trị kinh tế giữa các địa điểm có điều kiện tương đồng.

Các hướng nghiên cứu trong nước

  • Kiểm kê phát thải: Các Báo cáo Thông báo quốc gia (TBQG1, TBQG2, TBQG3) và Báo cáo cập nhật hai năm một lần (BUR1, BUR2) của Cục Biến đổi khí hậu thực hiện kiểm kê cấp quốc gia theo hướng trên - xuống theo Bậc 1 của IPCC 1996. Dự án SPI-NAMA (JICA phối hợp Bộ TN&MT) kiểm kê cho TP. Hồ Chí Minh theo nhiên liệu bán ra. Hướng tiếp cận dưới - lên được áp dụng cục bộ: Trần Anh Tuấn (sử dụng Bilan Carbone cho TP. Huế năm 2010); Báo cáo ngành giao thông vận tải sử dụng mô hình EFFECT và đường cong MACC; Hồ Quốc Bằng áp dụng mô hình EMISENS tại TP. Hồ Chí Minh (đối với $\text{NO}_x$, NMVOC, $\text{CO}$, $\text{SO}_2$).
  • Lượng giá đồng lợi ích: Trần Phương và cộng sự áp dụng phân tích chi phí - lợi ích mở rộng (ECBA) cho quản lý chất thải rắn; Đỗ Nam Thắng nghiên cứu lợi ích kép môi trường trong lĩnh vực chất thải và nước thải; Nghiêm Trung Dũng và cộng sự bước đầu đánh giá đồng lợi ích sức khỏe từ giảm thiểu khí ô nhiễm giao thông công cộng thông qua số ca bệnh hô hấp tránh được.
  • Mô hình hóa chất lượng không khí: Các mô hình quang hóa và khuếch tán khí như FVM-TAPOM (Hồ Quốc Bằng), MM5-CMAQ (Trương Anh Sơn, Lê Hoàng Nghiêm, Nguyễn Thị Kim Oanh, Đỗ Thùy Vân, Nguyễn Trúc Kim Uyên, Trần Thị Vương); mô hình AERMOD kết hợp GIS (Hồ Thị Ngọc Hiếu tại Huế; Nguyễn Thị Lan Anh tại Formosa Hà Tĩnh; Nguyễn Thị Hồng Nhung tại sông Thị Vải và Nhà máy xi măng Bỉm Sơn).

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết

Các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam chủ yếu áp dụng kiểm kê KNK từ trên - xuống ở cấp quốc gia, chưa phân tách chi tiết phát thải theo từng loại phương tiện tại đô thị. Về lượng giá đồng lợi ích, các nghiên cứu còn mang tính định tính hoặc chỉ thực hiện cho ngành chất thải. Việc ứng dụng mô hình khuếch tán không khí (AERMOD) trước đây chỉ dừng lại ở các nguồn thải điểm (nhà máy, khu công nghiệp) mà chưa áp dụng cho nguồn di động phân bố trên mạng lưới đường bộ đô thị. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống: kết hợp mô hình ASIF từ dưới - lên với mô hình khuếch tán AERMOD cho nguồn đường di động để định lượng đồng thời tiềm năng giảm phát thải KNK và 04 giá trị kinh tế của đồng lợi ích (tín chỉ các-bon, năng lượng, thời gian, sức khỏe do giảm bụi mịn $\text{PM}_{2.5}$) cho lĩnh vực giao thông công cộng tại Hà Nội.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm

  • Khái niệm đồng lợi ích (Co-benefits): Lợi ích đạt được đồng thời từ các chính sách/giải pháp giảm phát thải KNK trên các khía cạnh kinh tế, xã hội và môi trường cục bộ.
  • Khung phân tích ASIF: Phân rã tổng phát thải KNK ($E$) của hệ thống giao thông thành tích số của 4 biến số:

$$E = A \times S \times I \times F$$

Trong đó:

  • $A$ (Activity): Khối lượng vận chuyển hành khách hoặc tổng quãng đường di chuyển của phương tiện ($\text{VKT}$).
  • $S$ (Structure): Tỷ lệ đảm nhận của các phương thức giao thông (Modal split).
  • $I$ (Intensity): Cường độ tiêu thụ năng lượng/nhiên liệu trên một đơn vị khoảng cách của từng loại phương tiện.
  • $F$ (Fuel carbon content): Hệ số phát thải KNK của loại nhiên liệu sử dụng.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

  1. Phương pháp định lượng phát thải KNK (hướng tiếp cận dưới - lên):

    • Thu thập số liệu hoạt động ($\text{VKT}$, số lượt phương tiện, tỷ lệ lấp đầy hành khách) và thông số kỹ thuật tiêu thụ nhiên liệu theo từng loại phương tiện: xe máy, xe buýt thường (chạy dầu diesel/CNG), xe buýt nhanh BRT (chạy diesel) và tàu điện trên cao (tiêu thụ điện năng).
    • Áp dụng hệ số phát thải mặc định của IPCC và hệ số phát thải lưới điện quốc gia để tính toán lượng phát thải $\text{CO}_2$, $\text{CH}_4$, $\text{N}_2\text{O}$ quy đổi về $\text{CO}_2\text{tđ}$.
  2. Phương pháp lượng giá các đồng lợi ích:

    • Đồng lợi ích về tín chỉ các-bon ($B_{\text{carbon}}$): Lượng giá dựa trên tiềm năng giảm phát thải KNK quy đổi theo giá thị trường tín chỉ các-bon quốc tế và tính chiết khấu về giá trị hiện tại (PV) năm 2020.
    • Đồng lợi ích về tiết kiệm năng lượng ($B_{\text{energy}}$): Xác định chênh lệch tiêu thụ nhiên liệu (xăng, dầu diesel, điện năng) giữa kịch bản cơ sở và kịch bản giảm phát thải, quy đổi ra giá trị tiền tệ theo giá bán lẻ năng lượng.
    • Đồng lợi ích về thời gian di chuyển ($B_{\text{time}}$): Tính toán sự thay đổi về thời gian đi lại của hành khách khi chuyển đổi từ xe máy sang phương tiện công cộng có tốc độ vận hành và mức độ lưu thông khác nhau, nhân với giá trị định lượng của thời gian (Value of Time).
    • Đồng lợi ích về sức khỏe do giảm ô nhiễm không khí ($B_{\text{health}}$):
      • Ứng dụng mô hình khuếch tán AERMOD của EPA Hoa Kỳ để mô phỏng phát tán bụi mịn $\text{PM}_{2.5}$ từ các nguồn đường trên khoảng 70 tuyến giao thông chính tại Hà Nội.
      • Sử dụng số liệu khí tượng toàn cầu (GFS) làm đầu vào cho mô hình AERMOD.
      • Xác định sự suy giảm nồng độ $\text{PM}_{2.5}$ tiếp xúc của dân cư, từ đó tính toán số ca bệnh/tử vong tránh được và lượng giá thông qua giá trị thống kê cuộc sống (VSL) cùng phương pháp chi phí bệnh tật.

Nguồn số liệu sử dụng

  • Số liệu quy hoạch giao thông vận tải Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch 519/QĐ-TTg).
  • Niên giám thống kê thành phố Hà Nội và Tổng cục Thống kê.
  • Báo cáo kiểm kê KNK quốc gia và Báo cáo kỹ thuật NDC cập nhật (2020).
  • Số liệu hoạt động thực tế của Tổng công ty Vận tải Hà Nội (Transerco), tuyến BRT 01 (Kim Mã - Yên Nghĩa) và tuyến đường sắt đô thị Cát Linh - Hà Đông.
  • Số liệu khí tượng từ mô hình GFS phục vụ mô hình AERMOD.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về lượng giá đồng lợi ích của giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về phát thải KNK trong giao thông vận tải đô thị. Tác giả phân tích các báo cáo quốc tế (IPCC, IEA, UN-Habitat) cho thấy giao thông đường bộ chiếm tỷ trọng áp đảo (>80-90% lượng phát thải ngành giao thông). Chương này tổng kết 4 nhóm giải pháp giảm phát thải trên thế giới: giảm cự ly di chuyển, chuyển đổi phương thức, nâng cao hiệu suất năng lượng và sử dụng nhiên liệu các-bon thấp.

Phần tổng quan tài liệu phân tích ưu, nhược điểm của hai cách tiếp cận kiểm kê KNK (Top-down và Bottom-up), đồng thời tổng hợp các phương pháp lượng giá kinh tế đồng lợi ích (dựa vào thị trường, bộc lộ sở thích HPM/CVM, chuyển giao lợi ích). Về khu vực nghiên cứu, chương phân tích hiện trạng giao thông Hà Nội với đặc thù tỷ lệ phương tiện cá nhân (xe máy) chiếm ưu thế tuyệt đối, dẫn đến ùn tắc và ô nhiễm bụi $\text{PM}_{2.5}$, đồng thời rà soát lộ trình phát triển mạng lưới xe buýt, BRT và đường sắt đô thị theo Quy hoạch 519/QĐ-TTg đến năm 2030.

Chương 2: Nghiên cứu các phương pháp định lượng phát thải khí nhà kính và lượng giá đồng lợi ích trong giao thông công cộng đô thị

Chương 2 thiết lập khung phương pháp luận toàn diện của luận án thông qua sơ đồ khối triển khai thực hiện:

  1. Mô hình định lượng phát thải KNK: Xây dựng công thức tính toán phát thải theo mô hình ASIF cho từng loại phương tiện dựa trên số liệu quãng đường di chuyển trung bình ($\text{VKT}$), hệ số tiêu hao nhiên liệu định mức và hệ số phát thải KNK ($\text{CO}_2, \text{CH}_4, \text{N}_2\text{O}$).
  2. Phương pháp lượng giá 4 nhóm đồng lợi ích:
    • Thiết lập công thức tính giá trị hiện tại (PV) của tín chỉ các-bon theo chuỗi thời gian 2020-2030.
    • Xây dựng mô hình cân bằng năng lượng tiêu thụ để tính giá trị tiết kiệm nhiên liệu.
    • Thiết lập quy trình ứng dụng mô hình AERMOD mô phỏng phát tán bụi $\text{PM}_{2.5}$ từ nguồn đường di động trên 70 tuyến phố chính của Hà Nội với dữ liệu khí tượng GFS, kết hợp hàm phản ứng - liều lượng và chỉ số VSL để lượng giá thiệt hại sức khỏe giảm thiểu.
    • Xác định công thức tính toán giá trị thời gian di chuyển dựa trên chênh lệch vận tốc hành trình và cơ cấu giá trị thời gian của người dân đô thị.
  3. Xác định các giả định và thông số tính toán: Thiết lập các bảng thông số kỹ thuật phương tiện, suất tiêu hao nhiên liệu, tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP) của các loại KNK, và nhu cầu vận tải hành khách giai đoạn 2020-2030.

Chương 3: Lượng giá đồng lợi ích của giảm phát thải khí nhà kính trong giao thông công cộng ở thành phố Hà Nội

Chương 3 trình bày các kết quả tính toán chi tiết theo các kịch bản phát triển:

  • Kịch bản cơ sở (BAU 2020 - 2030): Dự báo tổng quãng đường di chuyển ($\text{VKT}$), lượng tiêu thụ nhiên liệu và tổng lượng phát thải KNK của mạng lưới giao thông hành khách Hà Nội đến năm 2030 khi không có các biện pháp can thiệp chuyển đổi phương thức bổ sung.
  • Xác định hệ số chuyên chở tối thiểu: Tính toán ngưỡng lấp đầy hành khách tối thiểu để phương tiện công cộng (xe buýt thường, BRT, tàu điện) đạt hiệu quả giảm phát thải KNK ròng so với xe máy. Thiết lập 3 mức hệ số chuyên chở ($O_1, O_2, O_3$).
  • Xây dựng 03 kịch bản chuyển đổi phương thức giao thông:
    • Kịch bản KB01: Chuyển đổi một phần nhu cầu đi lại bằng xe máy sang xe buýt thường.
    • Kịch bản KB02: Chuyển đổi từ xe máy sang xe buýt nhanh BRT.
    • Kịch bản KB03: Chuyển đổi từ xe máy sang hệ thống tàu điện đô thị.
  • Tiềm năng giảm phát thải KNK: Tính toán lượng giảm phát thải KNK hàng năm và tích lũy đến năm 2030 của từng kịch bản KB01, KB02, KB03 tương ứng với các mức hệ số chuyên chở ($O_1, O_2, O_3$).
  • Kết quả lượng giá kinh tế 4 đồng lợi ích: Lượng giá chi tiết giá trị kinh tế bằng tiền (quy về PV năm 2020) cho từng kịch bản:
    • Giá trị thương mại từ tín chỉ các-bon.
    • Giá trị tiết kiệm chi phí năng lượng/nhiên liệu.
    • Bản đồ phân bố nồng độ bụi $\text{PM}_{2.5}$ năm 2030 từ mô hình AERMOD và giá trị đồng lợi ích sức khỏe tương ứng.
    • Giá trị kinh tế từ việc rút ngắn thời gian di chuyển của người tham gia giao thông.
  • Phân tích tương quan và giải pháp đề xuất: Đánh giá mối quan hệ giữa tiềm năng giảm phát thải KNK và tổng giá trị kinh tế của các đồng lợi ích; đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật, quy hoạch, cơ chế trợ giá và chính sách quản lý giao thông nhằm thúc đẩy chuyển đổi phương thức tại Hà Nội.
Kịch bản Phương thức chuyển đổi chính Đồng lợi ích kinh tế & môi trường trọng tâm
Kịch bản cơ sở (BAU) Duy trì xu hướng phát triển phương tiện hiện hữu (xe máy chiếm ưu thế) Không phát sinh đồng lợi ích giảm nhẹ
Kịch bản KB01 Chuyển đổi xe máy sang Xe buýt thường Tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải KNK, giảm nồng độ $\text{PM}_{2.5}$ theo tuyến
Kịch bản KB02 Chuyển đổi xe máy sang Xe buýt nhanh BRT Tiết kiệm thời gian di chuyển trên làn riêng, giảm $\text{PM}_{2.5}$ và phát thải KNK
Kịch bản KB03 Chuyển đổi xe máy sang Tàu điện trên cao Tiết kiệm thời gian vượt trội, triệt tiêu phát thải trực tiếp tại điểm vận hành, tối ưu hóa tín chỉ các-bon và sức khỏe

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  1. Xây dựng quy trình định lượng tích hợp liên ngành: Luận án đã xây dựng cơ sở khoa học và quy trình phương pháp luận kết hợp giữa mô hình kiểm kê phát thải từ dưới - lên (ASIF), mô hình mô phỏng chất lượng không khí (AERMOD) cho nguồn đường di động và các phương pháp lượng giá kinh tế môi trường để đánh giá đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị.
  2. Ứng dụng mô hình khuếch tán cho nguồn giao thông phân tán: Luận án mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình AERMOD từ các nguồn thải điểm cố định sang mô phỏng chi tiết nguồn thải di động trên 70 tuyến giao thông huyết mạch của Hà Nội kết hợp dữ liệu khí tượng toàn cầu GFS để tính toán đồng lợi ích sức khỏe.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Xác định tiềm năng giảm phát thải KNK cụ thể: Luận án đã lượng hóa được lượng phát thải KNK cơ sở và tiềm năng giảm phát thải KNK theo 3 kịch bản chuyển đổi phương thức (KB01, KB02, KB03) gắn với các ngưỡng hệ số chuyên chở tối thiểu ($O_1, O_2, O_3$) cho Hà Nội giai đoạn 2020 - 2030.
  2. Tiền tệ hóa các đồng lợi ích kinh tế - xã hội - môi trường: Luận án đã tính toán bằng giá trị tiền tệ cụ thể (quy về giá trị hiện tại PV năm 2020) cho 04 nhóm đồng lợi ích: tín chỉ các-bon, tiết kiệm năng lượng, rút ngắn thời gian di chuyển và cải thiện sức khỏe cộng đồng nhờ giảm phơi nhiễm bụi mịn $\text{PM}_{2.5}$.
  3. Cung cấp cơ sở định lượng cho chính sách khí hậu và giao thông: Cung cấp luận cứ khoa học hỗ trợ các cơ quan quản lý (Bộ TN&MT, Bộ GTVT, UBND TP. Hà Nội) trong việc giám sát, thực hiện giải pháp E16 thuộc NDC cập nhật của Việt Nam, xây dựng kế hoạch hành động giảm nhẹ phát thải KNK cấp địa phương và quy hoạch phát triển giao thông đô thị bền vững.

Các giải pháp kiến nghị

  • Hoàn thiện và mở rộng mạng lưới giao thông công cộng khối lượng lớn (BRT, đường sắt đô thị) kết hợp nâng cao chất lượng và độ phủ của hệ thống xe buýt thường để đảm bảo vượt ngưỡng hệ số chuyên chở tối thiểu.
  • Tích hợp hệ thống vé điện tử liên thông giữa các loại hình phương tiện công cộng nhằm tối ưu hóa thời gian trung chuyển của hành khách.
  • Thực thi các chính sách kiểm soát và hạn chế phương tiện cá nhân (xe máy) tại khu vực nội đô song song với việc phân luồng làn đường ưu tiên cho giao thông công cộng.
  • Lồng ghép tiêu chí lượng giá đồng lợi ích vào quy trình thẩm định, đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội của các dự án hạ tầng giao thông đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Giới hạn về đối tượng phương tiện chuyển đổi: Luận án mới chỉ tập trung phân tích việc chuyển đổi từ xe máy sang ba phương tiện công cộng (xe buýt thường, BRT, tàu điện), chưa xem xét đến ô tô cá nhân, taxi, xe công nghệ hoặc các phương thức vận tải phi cơ giới (xe đạp, đi bộ).
  • Phạm vi chất ô nhiễm không khí: Quá trình mô phỏng khuếch tán không khí và đánh giá đồng lợi ích sức khỏe mới chỉ tập trung vào chỉ số bụi mịn $\text{PM}_{2.5}$, chưa tích hợp các chất ô nhiễm không khí cục bộ khác như $\text{NO}_x$, $\text{SO}_2$, $\text{CO}$, VOC hoặc ozone tầng mặt ($\text{O}_3$).
  • Mức độ không chắc chắn trong chuyển giao lợi ích: Việc sử dụng các hệ số chuyển giao lợi ích và giá trị thống kê cuộc sống (VSL) dựa trên các nghiên cứu tương đồng có thể chứa đựng sai số nhất định khi điều kiện kinh tế - xã hội biến động theo thời gian.
  • Phạm vi mô phỏng mạng lưới đường: Mô hình AERMOD được áp dụng trên 70 tuyến đường trục chính của Hà Nội, chưa bao phủ toàn bộ mạng lưới đường nhánh và ngõ ngách của đô thị.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng phạm vi đối tượng nghiên cứu sang các loại hình phương tiện giao thông cá nhân khác (ô tô con) và phương tiện vận tải hàng hóa đô thị.
  • Mở rộng mô hình lan truyền chất ô nhiễm để đánh giá đồng thời nhiều thông số ô nhiễm không khí ($\text{NO}_x$, $\text{CO}$, $\text{SO}_2$) và tác động tích lũy đến sức khỏe người dân.
  • Ứng dụng và nhân rộng khung phương pháp lượng giá đồng lợi ích cho các đô thị lớn khác tại Việt Nam như TP. Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng.
  • Cập nhật số liệu quan trắc thực tế và áp dụng các cảm biến giao thông thời gian thực để nâng cao độ chính xác của các biến số đầu vào trong mô hình ASIF và AERMOD.

Giá trị tham khảo

Đối tượng thụ hưởng và ứng dụng

  • Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách:
    • Bộ Tài nguyên và Môi trường (Cục Biến đổi khí hậu): Sử dụng kết quả định lượng để phục vụ công tác xây dựng báo cáo kiểm kê KNK quốc gia, báo cáo cập nhật hai năm một lần (BUR), báo cáo thực hiện NDC và phát triển thị trường các-bon trong nước.
    • Bộ Giao thông Vận tải & Sở Giao thông Vận tải Hà Nội: Sử dụng khung phân tích để đánh giá hiệu quả kinh tế - môi trường của các dự án đầu tư giao thông công cộng, xây dựng định mức trợ giá và quy hoạch làn đường ưu tiên.
  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên:
    • Tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên ngành Biến đổi khí hậu, Kinh tế môi trường, Quản lý môi trường đô thị và Quy hoạch giao thông.
    • Cung cấp khung phương pháp luận mẫu về việc kết hợp mô hình kiểm kê phát thải ASIF, mô hình chất lượng không khí AERMOD và các kỹ thuật lượng giá kinh tế môi trường (VSL, Cost of illness, Market-based).

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết khoảng trống nghiên cứu cụ thể nào trong bối cảnh Việt Nam?

Luận án giải quyết khoảng trống về việc thiếu các nghiên cứu định lượng về đồng lợi ích kinh tế - xã hội - môi trường trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị. Trước đây, các nghiên cứu tại Việt Nam chủ yếu kiểm kê KNK cấp quốc gia theo hướng từ trên - xuống, đánh giá đồng lợi ích bằng phương pháp định tính/chuyên gia, hoặc chỉ thực hiện trong ngành chất thải. Luận án là công trình tích hợp phương pháp tiếp cận từ dưới - lên (ASIF), mô hình hóa chất lượng không khí (AERMOD) cho nguồn đường di động và lượng giá tiền tệ 04 đồng lợi ích cho giao thông công cộng Hà Nội.

2. Mô hình ASIF được tác giả áp dụng như thế nào để định lượng phát thải KNK?

Mô hình ASIF của Lee Schipper được tác giả vận dụng theo hướng tiếp cận từ dưới - lên để tính phát thải $E = A \times S \times I \times F$. Trong đó, $A$ là tổng nhu cầu đi lại và quãng đường di chuyển ($\text{VKT}$); $S$ là tỷ lệ phân chia phương thức giữa xe máy và 3 loại hình giao thông công cộng; $I$ là định mức tiêu thụ nhiên liệu của từng loại xe; $F$ là hệ số phát thải các-bon của nhiên liệu (xăng, dầu diesel, điện năng) theo hướng dẫn của IPCC và hệ số phát thải lưới điện quốc gia.

3. Bốn nhóm đồng lợi ích được lượng giá trong luận án gồm những gì và sử dụng phương pháp nào?

Bốn nhóm đồng lợi ích bao gồm:

  1. Tín chỉ các-bon: Định giá theo tiềm năng giảm phát thải KNK quy đổi theo giá thị trường các-bon và chiết khấu về PV năm 2020.
  2. Tiết kiệm năng lượng: Tính toán giá trị chi phí nhiên liệu tiết kiệm được từ việc giảm tiêu hao xăng xe máy so với năng lượng tiêu thụ của phương tiện công cộng.
  3. Sức khỏe do giảm ô nhiễm không khí: Sử dụng mô hình AERMOD mô phỏng sự suy giảm nồng độ bụi $\text{PM}_{2.5}$ trên 70 tuyến đường, kết hợp chỉ số VSL và phương pháp chi phí bệnh tật để tính thiệt hại sức khỏe tránh được.
  4. Thời gian di chuyển: Lượng giá kinh tế dựa trên chênh lệch thời gian đi lại của hành khách và giá trị định lượng của thời gian (Value of Time).

4. Luận án xây dựng những kịch bản giảm phát thải nào cho giao thông công cộng Hà Nội?

Luận án xây dựng Kịch bản cơ sở (BAU) và 03 kịch bản chuyển đổi phương thức từ xe máy sang giao thông công cộng giai đoạn 2020 - 2030:

  • KB01: Chuyển đổi sang sử dụng xe buýt thường.
  • KB02: Chuyển đổi sang sử dụng xe buýt nhanh BRT.
  • KB03: Chuyển đổi sang sử dụng đường sắt đô thị (tàu điện trên cao). Mỗi kịch bản được tính toán tương ứng với 3 mức hệ số chuyên chở hành khách tối thiểu ($O_1, O_2, O_3$).

5. Điểm mới của việc ứng dụng mô hình AERMOD trong luận án là gì?

Trước đây tại Việt Nam, mô hình AERMOD chủ yếu được áp dụng để mô phỏng phát tán khí thải từ các nguồn điểm cố định như ống khói nhà máy xi măng, nhiệt điện hoặc luyện kim. Điểm mới của luận án là đã ứng dụng AERMOD để mô phỏng sự phát tán chất ô nhiễm (bụi mịn $\text{PM}_{2.5}$) từ nguồn di động phân bố trên khoảng 70 tuyến đường giao thông chính của thành phố Hà Nội, sử dụng dữ liệu khí tượng toàn cầu GFS làm cơ sở tính toán nồng độ phơi nhiễm và lượng giá đồng lợi ích sức khỏe.


Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Đỗ Bảo Trung đã thiết lập thành công khung phương pháp luận định lượng tích hợp giữa mô hình ASIF, mô hình khuếch tán khí AERMOD và các phương pháp lượng giá kinh tế môi trường cho lĩnh vực giao thông công cộng đô thị. Công trình đã lượng hóa chi tiết tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính và giá trị tiền tệ của 04 nhóm đồng lợi ích (tín chỉ các-bon, năng lượng, sức khỏe và thời gian di chuyển) theo các kịch bản chuyển đổi phương tiện tại Hà Nội giai đoạn 2020 - 2030. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học trực tiếp phục vụ công tác thực hiện giải pháp E16 trong NDC cập nhật của Việt Nam và hỗ trợ hoạch định các chính sách phát triển giao thông đô thị bền vững.