CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu nghĩa là thay đổi của khí hậu do hoạt động của con người (trực tiếp hoặc gián tiếp) làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và sự thay đổi này được cộng thêm vào khả năng biến động tự nhiên của khí hậu quan sát được trong những thời kỳ có thể so sánh được. Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (UNFCCC) năm 1992 định nghĩa: 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”[1]. Các nguyên nhân của sự biến đổi khí hậu hiện nay.
Biến đổi khí hậu do các yếu tố tự nhiên Thay đổi của các tham số quĩ đạo Trái đất: Do Trái đất tự quay xung quanh trục của nó và quay quanh mặt trời, theo thời gian, một vài biến thiên theo chu kỳ đã diễn ra. Những biến đổi chu kỳ năm của các tham số này làm thay đổi lượng bức xạ mặt trời cung cấp cho hệ thống khí hậu và do đó làm thay đổi khí hậu Trái đất. Biến đổi trong phân bố lục địa - biển của bề mặt Trái đất: Bề mặt Trái đất có thể bị biến dạng qua các thời kỳ địa chất do sự trôi dạt của các lục địa, các quá trình vận động kiến tạo, phun trào của núi lửa,… Sự biến đổi về phát xạ của mặt trời và hấp thụ bức xạ của Trái đất: Sự phát xạ của mặt trời đã có những thời kỳ yếu đi gây ra băng hà và có những thời kỳ hoạt động mãnh liệt gây ra khí hậu khô và nóng trên bề mặt Trái đất. Hoạt động của núi lửa: Khí và tro núi lửa có thể ảnh hưởng đến khí hậu trong nhiều năm.
Bên cạnh đó, các sol khí do núi lửa phản chiếu bức xạ mặt trời trở lại vào không gian, và vì vậy làm giảm nhiệt độ lớp bề mặt Trái đất. Biến đổi khí hậu do các tác động của con người 6 Theo các kết quả nghiên cứu và công bố từ Ủy Ban Liên Chính Phủ về biến ðổi khí hậu thì nguyên nhân gây ra biến ðổi khí hậu chủ yếu là do các hoạt ðộng của con ngýời Như vậy, biến đổi khí hậu không chỉ là hậu quả của hiện tượng hiệu ứng nhà kính (sự nóng lên của trái đất) mà còn bởi nhiều nguyên nhân khác. Tuy nhiên, có rất nhiều bằng chứng khoa học cho thấy tồn tại mối quan hệ giữa quá trình tăng nhiệt độ trái đất với quá trình tăng nồng độ khí CO 2 và các khí nhà kính khác trong khí quyển, đặc biệt trong kỷ nguyên công nghiệp. Chính vì vậy, sự gia tăng nồng độ khí CO 2 trong khí quyển sẽ làm cho nhiệt độ trái đất tăng và nguyên nhân của vấn đề biến đổi khí hậu là do trái đất không thể hấp thụ được hết lượng khí CO 2 và các khí gây hiệu ứng nhà kính khác đang dư thừa trong bầu khí quyển.
Các khí gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu. Nhiệt độ bề mặt Trái đất được tạo nên do sự cân bằng giữa năng lượng Mặt trời đến bề mặt Trái đất và năng lượng bức xạ của Trái đất vào khoảng không gian giữa các hành tinh. Năng lượng Mặt trời chủ yếu là các tia sóng ngắn dễ dàng xuyên qua cửa sổ khí quyển. Trong khi đó, bức xạ của Trái đất với nhiệt độ bề mặt trung bình +16oC là sóng dài có năng lượng thấp, dễ dàng bị khí quyển giữ lại.
Các tác nhân gây ra sự hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển là khí Carbon dioxide (CO 2 ), bụi, hơi nước, mêtan (CH 4 ), CFC. Kết quả của sự của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa Trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển Trái đất. Hiện tượng này diễn ra theo cơ chế tương tự như nhà kính trồng cây và được gọi là “hiệu ứng nhà kính”. Các KNK được khống chế trong Công ước khí hậu bao gồm: CO 2 , CH 4 , Nitrous oxide (N 2 O), Hydro fluorocarbons (HFCs), Perfluorocarbons (PFCs), Sulfur hexafluoride (SF 6 )[2].
Nồng độ khí CO 2 trong không khí (Nguồn: IPCC, 2013) - CO 2 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. - N 2 O 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. Mức độ tác hại của 6 loại khí trên được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.
Mức độ tác hại của các khí gây hiệu ứng nhà kính Tuổi thọ trên tầng Tên gọi Ký hiệu Hiệu số GWP khí quyển (năm) Carbon dioxide CO 2 1 100 Methane CH 4 21 12 Nitrous oxide N2O 310 114 Hydro fluorocarbons HFCs 150-11700 Perfluorocarbons PFCs 6500-9200 Sulphur hexafluoride SF 6 23900 8 Trong đó hiệu số GWP, là từ viết tắt tiếng Anh, Global Warming Potential, tạm dịch là hiệu suất nóng dần lên của trái đất qua hiện tượng nhà kính khi so sánh tương đối với khí CO 2. Hiện trạng phát thải khí nhà kính trong các lĩnh vực 1. Lĩnh vực Năng lượng (bao gồm cả giao thông) Tại Việt Nam, phát thải KNK trong lĩnh vực năng lượng bao gồm phát thải từ quá trình đốt nhiên liệu và phát thải do phát tán trong quá trình khai thác, vận chuyển nhiên liệu. Phát thải khí nhà kính do đốt nhiên liệu: Phát thải KNK do đốt nhiên liệu trong năm 2010 là 124.275 nghìn tấn CO 2 tương đương (tCO 2 eq), trong đó phát thải nhiều nhất là các phân ngành công nghiệp năng lượng (41.057,9 nghìn tấn), công nghiệp sản xuất và xây dựng (38.077,6 nghìn tấn) và giao thông vận tải (31.
Phát thải khí nhà kính năm 2010 do đốt nhiên liệu Đơn vị: nghìn tấn CO 2 tương đương Phân ngành CO 2 CH 4 N2O Tổng Công nghiệp năng lượng 40.057,9 Công nghiệp sản xuất và Xây 37.077,6 dựng Giao thông vận tải 31.817,9 Thương mại/Dịch vụ 3.097,6 Nông nghiệp, Lâm nghiệp và 1.630,8 Thủy sản Các ngành khác không sử dụng 1.279,0 năng lượng Tổng 123.275,0 Nguồn: Báo cáo kiểm kê khí nhà kính năm 2010, Dự án “Tăng cường năng lực kiểm kê quốc gia khí nhà kính tại Việt Nam”, 2014 Phát thải khí nhà kính do phát tán: Phát thải KNK do phát tán là phát thải KNK xảy ra trong quá trình khai thác, xử lý, bảo quản và vận chuyển nhiên liệu hóa thạch đến điểm sử dụng cuối cùng. Phát thải khí nhà kính năm 2010 do phát tán Đơn vị: nghìn tấn CO 2 tương đương Nguồn phát tán CO 2 CH 4 N2O Tổng Khai thác than hầm lò 0,0 1.752,3 Khai thác than lộ thiên 0,0 490,8 0,0 490,8 Dầu 775,4 10.592,2 Khí đốt tự nhiên 670,7 2.895,8 Nguồn: Báo cáo kiểm kê khí nhà kính năm 2010, Dự án “Tăng cường năng lực kiểm kê quốc gia khí nhà kính tại Việt Nam”, 2014 Tổng phát thải KNK năm 2010 trong lĩnh vực năng lượng là 141.170,8 nghìn tCO 2 eq được thể hiện chi tiết trong hình 1.4 và bảng 1 phụ lục. Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực năng lượng Qua số liệu tổng hợp phát thải KNK năm 2010 trong lĩnh vực năng lượng, ta nhận thấy phát thải KNK của ngành Giao thông vận tải cao, đứng thứ 3 (23%) trong lĩnh vực năng lượng.817,9 tCO 2 eq này ( bao gồm CO 2 , CH 4 và N 2 O) thì khí CO 2 chiếm tỷ lệ rất cao lên đến 99,4%. Do đó có thể nói lượng phát thải KNK ngành giao thông vận tải chủ yếu là khí CO 2 [3].
Các quá trình Công nghiệp. Phát thải KNK trong lĩnh vực các quá trình công nghiệp được ước tính từ các hoạt động công nghiệp không liên quan đến lĩnh vực năng lượng. Đối với năm 2010, việc tính toán phát thải KNK từ lĩnh vực này chỉ được thực hiện cho hai ngành sản xuất xi măng và sản xuất vôi. Tổng lượng CO 2 phát thải từ lĩnh vực các quá trình công nghiệp 10 năm 2010 là 21.172 nghìn tCO 2 eq trong đó từ sản xuất xi măng là 20.077 nghìn tấn chiếm 94,8%; sản xuất vôi là 1.095 nghìn tấn, chiếm 5,2%[3].
Lĩnh vực Nông nghiệp Tổng phát thải KNK năm 2010 trong lĩnh vực nông nghiệp là 88.354,77 nghìn tCO 2 eq trong đó phát thải từ canh tác lúa nước chiếm 50,49%, từ quá trình tiêu hóa thức ăn: 10,72%, từ quản lý phân bón: 9,69%, từ đất nông nghiệp: 26,95%, từ đốt phụ phẩm nông nghiệp: 2,15% ( Hình 1. Các số liệu về diện tích trồng lứa được tưới năm 2010 xem trong bảng 2 phụ lục, số liệu về số gia súc và gia cầm năm 2010 ở bảng 3 phụ lục và số liệu tổng phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực nông nghiệp được thể hiện ở bảng 4 phụ lục[3]. Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực nông nghiệp 1. Lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (LULUCF) Phát thải/hấp thụ KNK trong lĩnh vực LULUCF chủ yếu xảy ra trong quá trình thay đổi trữ lượng rừng và sinh khối, quá trình sử dụng đất và thay đổi sử dụng đất.
Trong năm 2010, tổng diện tích đất đang sử dụng, đất đã thay đổi mục đích sử dụng với tổng số 33,095 triệu ha, trong đó đất rừng là 13,388 triệu ha, chiếm 40,45% và đất trồng trọt là 10,075 triệu ha, chiếm 30,44% (Hình 1. Các số liệu về tổng diện tích đất đất đã thay đổi mục đích sử dụng trong năm 2010 xem bảng 5, số liệu về diện tích rừng và các vùng sinh thái tại Việt Nam xem bảng 6, số liệu về phát thải/hấp thụ khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực LULUCF xem bảng 7 phần phụ lục[3]. Phát thải/hấp thụ khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực LULUCF 1. Lĩnh vực Chất thải Tổng lượng phát thải KNK từ lĩnh vực chất thải trong năm 2010 là 15.