Chương 1 TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Năng lượng và môi trường đang được xem là vấn đề cốt yếu trong tiến trình phát triển xã hội mà nhân loại phải đối mặt trong thế kỷ 21. Với sự gia tăng nhanh chóng nhu cầu sử dụng năng lượng và sự cạn kiệt dần các nguồn nhiên liệu không thể tái tạo được thì vấn đề năng lượng đang là một trong những thách thức của thế giới hiện nay. Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm môi trường đang đặt ra một thách thức lớn cho nhân loại, đặc biệt là ô nhiễm môi trường do sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch trong quá trình sản xuất điện, hoạt động của phương tiện vận tải….
Trong các báo cáo môi trường, Ủy ban Châu Âu xem vận tải đường bộ là nguồn phát thải khí nhà kính lớn thứ hai (GHG) trong Liên minh Châu Âu (EU), sau nhà máy phát điện với 1/5 tổng lượng phát thải CO2 của EU. Vận tải đường bộ là một trong số các lĩnh vực mà lượng khí thải đã được gia tăng nhanh chóng trong vòng 20 năm trở lại đây, ngoại trừ giai đoạn 2008 đến năm 2010, khi hoạt động vận tải giảm do suy thoái kinh tế làm giảm lượng khí thải CO2. Giai đoạn 1990 - 2010 lượng khí thải từ phương tiện giao thông đường bộ tăng 22,6%. Sự gia tăng này chậm lại nhờ những nỗ lực của EU nhằm giảm hơn nữa lượng khí thải nhà kính (giảm 15,4%) [1].
Trên toàn thế giới, mối đe dọa lớn nhất đối với giảm phát thải là sự gia tăng số lượng xe trong tương lai. Theo các nghiên cứu của Dargay et al. (2007) và Meyer et al. (2007), số lượng xe cơ giới dự kiến sẽ tăng hơn gấp đôi trước năm 2050.
Tốc độ tăng trưởng cao nhất dự kiến ở các nước đang phát triển. Ủy ban châu Âu (2007) đồng nhất hóa xe hơi khoảng 12% CO2 phát thải của EU. Trong những năm gần đây tiến bộ quan trọng trong công nghệ xe, đặc biệt là công nghệ tiết kiệm nhiên liệu đã giúp giảm phát thải CO2. Các mục tiêu giảm phát thải bắt buộc đã được đặt ra cho các loại xe mới.
Trung bình cho tất cả các xe mới là 130g CO2 trên mỗi km (g/km) vào cuối năm 2015, với mục tiêu đã được thực hiện dần từ năm 2012 giảm xuống còn 95g/km đến năm 2021. 1 Luan van Hình 1. Mục tiêu giảm phát thải của EU Về tiêu thụ nhiên liệu, mục tiêu năm 2015 là xấp xỉ 5,6 lít xăng trên 100 km hoặc 4,9lít dầu diesel/100 km. Mục tiêu năm 2021 tương đương với khoảng 4,1lít xăng/100 km hoặc 3,6lít dầu diesel/100 km (European Commission, 2014).
Nghị viện châu Âu cũng tuyên bố rằng các tiến bộ trong việc đạt được các mục tiêu về khí hậu và năng lượng vào năm 2020, một khung chính sách tổng hợp cho giai đoạn đến năm 2030 là cần thiết để đảm bảo tính pháp lý cho các nhà đầu tư và cách tiếp cận phối hợp giữa các quốc gia thành viên. Những nhà lãnh đạo EU đã đồng ý một mục tiêu giảm khí nhà kính ít nhất là 40% vào năm 2030 so với năm 1990 (The Guardian năm 2014). Để thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo và sử dụng năng lượng hiệu quả hơn, Châu Âu đã xây dựng các Luật khác nhau, bao gồm Luật 2009/28 / EC của Nghị viện và Hội đồng Châu Âu ngày 23/4/2009 về việc thúc đẩy sử dụng năng lượng từ các nguồn tái tạo (BOE, 2009a). Luật này đặt ra các mục tiêu chung tối thiểu 20% năng lượng tiêu thụ cuối cùng ở Liên minh châu Âu (EU) đến từ các nguồn tái tạo và ít nhất 10% năng lượng tiêu thụ trong ngành giao thông ở mỗi quốc gia thành viên cũng nên đến từ các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2020 (Lecho'n et al.
Để đạt được mục tiêu này, Luật đưa ra các mục tiêu cho mỗi nước thành viên vào năm 2020 và quỹ đạo dự báo tối thiểu cho đến năm đó. Tại Tây Ban Nha, mục tiêu là các nguồn năng lượng tái tạo chiếm ít nhất 20% năng lượng tiêu thụ cuối cùng vào năm 2020, với sự đóng góp tối thiểu 10% các nguồn năng lượng tái tạo trong ngành giao thông cùng thời điểm đó. Những mục tiêu đã được quy định trong Luật 2/2011, 04/3, trong nền kinh tế bền vững (BOE, 2011) [2]. Cùng những Luật này, Kế hoạch hành động Năng lượng tái tạo 2011-2020 cung cấp một loạt các đề xuất nhằm mục đích đáp ứng yêu cầu của châu Âu, đạt được các mục tiêu quốc gia vào năm 2020, và phù hợp với các phương pháp được nêu trong 2 Luan van Luật 2009/28/EC, tổng tiêu thụ năng lượng từ các nguồn tái tạo tương đương với 20,8% tổng tiêu thụ năng lượng và năng lượng tái tạo góp 11,3% tổng tiêu thụ năng lượng trong vận tải (IDAE, 2011b).
Tại Việt Nam, Luật 50/2010/QH12 đã được ban hành, luật này quy định về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; chính sách, biện pháp thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; quyền, nghĩa vụ, trách nhiệm của tổ chức, hộ gia đình, cá nhân trong sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Các biện pháp khuyến khích sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, các chế tài đối với các hành vi vi phạm. Trong đó nhấn mạnh: khuyến khích tổ chức, cá nhân tham gia hoạt động tư vấn, thiết kế, đầu tư phát triển giao thông vận tải công cộng; sản xuất, sử dụng phương tiện giao thông tiết kiệm năng lượng; khai thác và mở rộng ứng dụng khí hóa lỏng, khí thiên nhiên, điện, nhiên liệu hỗn hợp, nhiên liệu sinh học thay thế xăng, dầu. Khuyến khích sản xuất, sử dụng nguồn năng lượng tại chỗ bằng sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, khí sinh học, phụ phẩm nông nghiệp và các nguồn năng lượng tái tạo khác [3].
Bộ Công thương đã ban hành Thông tư 02/2014/TT-BCT Quy định các biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho các ngành công nghiệp, trong thông tư này qui định chi tiết các yêu cầu công nghệ cho dây chuyền thiết bị, hiệu suất lò đốt, tổn thất điện, qui định tiết kiệm cho từng ngành nghề. Đối với lĩnh vực điện mặt trời, Chính phủ đã có quyết định số 11/2017/QĐ-TTg Về cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam, trong đó qui định giá mua điện mặt trời nối lưới của EVN là 2.086 đ/kWh (tương đương 9,35 cent/kWh) trong khi giá bán bình quân cả nước của EVN hiện nay là 1.720,65 đ/kWh, mức giá mua điện này là động thái tích cực của nhà nước nhằm khuyến khích việc đầu tư, phát triển các nguồn năng lượng tái tạo thay cho việc sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp truyền thống [4]. Như đã đề cập, ngành giao thông đóng vai trò quan trọng trong việc phát thải khí hiệu ứng nhà kính, dữ liệu về tiêu thụ năng lượng năm 2013 của ngành giao thông so với các lĩnh vực khác ở Châu Âu như sau [2]: 3 Luan van Hình 1. Tỷ lệ tiêu thụ năng lượng của các ngành kinh tế EU Và tỷ lệ phát thải CO2 tương ứng là: Hình 1.
Tỷ lệ phát thải CO2 của ngành giao thông ở EU Trong lĩnh vực giao thông thì giao thông đường bộ chiếm 91% tổng lượng phát thải 4 Luan van Hình 1. Tỷ lệ phát thải CO2 của các lĩnh vực giao thông ở EU Tại Châu Á, lượng phát thải CO2 theo tốc độ tăng trưởng GDP của các quốc gia được ADB công bố năm 2017 như sau [5]: Hình 1. Lượng phát thải CO2/GDP các quốc gia châu Á 5 Luan van Tại Việt Nam lượng phát thải trong lĩnh vực năng lượng được Bộ TN-MT công bố năm 2014 như sau [6]: Hình 1. Tỷ lệ phát thải CO2 tại Việt Nam trong lĩnh vực năng lượng Qua số liệu hình 1.6 cho thấy ngành giao thông vận tải chiếm 23% trong lượng phát thải CO2 của các ngành năng lượng.
Tiêu thụ năng lượng cho ngành GTVT chiếm 30% nhu cầu tiêu thụ năng lượng quốc gia, trong đó giao thông đường bộ chiếm 68% tiêu thụ năng lượng toàn ngành [7]. Tiêu thụ năng lượng trong ngành giao thông vận tải 6 Luan van Do đó, để giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính trong ngành giao thông, cần tập trung vào giảm phát thải của giao thông đường bộ, trong đó cần xem xét tính khả thi của từng loại nguồn năng lượng đầu vào, lượng phát thải từng loại hình và đề xuất các giải pháp để giảm hiệu quả lượng khí thải nhà kính. Việc nghiên cứu “Tính toán tiềm năng giảm thiểu CO2 của phương tiện giao thông điện trên một huyện đảo của Việt Nam’’ là hành động rất cần thiết và hoàn toàn mang tính khả thi trong giai đoạn hiện nay, tránh việc ô nhiễm nghiêm trọng tương tự sự việc đã xảy ra tại Bắc Kinh - Trung Quốc, New Delhi - Ấn Độ và trong tình hình ô nhiễm không khí ngày càng nghiêm trọng tại TP HCM và Hà Nội. Hướng nghiên cứu của tác giả tập trung vào số liệu về giao thông của huyện đảo Phú Quốc - Tỉnh Kiên Giang; Năm 2010, Phú Quốc được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt qui hoạch xây dựng đảo Phú Quốc đến năm 2030 theo QĐ 633/QĐ-TTg và đến năm 2015 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành quyết định 868/QĐ-TTg điều chỉnh cục bộ việc qui hoạch chung xây dựng Phú Quốc đến năm 2030.
Mục tiêu chung của qui hoạch xây dựng này là “Xây dựng đảo Phú Quốc phát triển bền vững… Từng bước xây dựng trở thành một thành phố biển đảo, trung tâm du lịch và dịch vụ cao cấp; trung tâm khoa học công nghệ của quốc gia và khu vực Đông Nam Á”. Đặc biệt trong quyết định này Thủ tướng đã phê duyệt cụ thể “Tuyến xe điện mặt đất (tramway) An Thới - Dương Đông - Suối Cái; Sân bay - Bãi Trường - An Thới” cho giao thông công cộng; Do đó việc xác định khả năng giảm phát thải CO2 từ hoạt động giao thông sử dụng xe điện để giữ môi trường bền vững cho định hướng phát triển, sẽ góp phần nâng cao tính khả thi của qui hoạch, tạo thêm lòng tin, góp phần thu hút đầu tư nước ngoài trong thời gian tới. Đối với xe sử dụng năng lượng điện trên thế giới hiện nay đang áp dụng 04 công nghệ cho động cơ : - (P) HEV : xe điện lai sử dụng động cơ đốt trong và động cơ điện, có thể mở rộng chức năng sạc pin từ lưới điện. Xe điện loại này sử dụng động cơ đốt trong độc lập hoặc làm máy phát sạc pin của xe.
7 Luan van - REEV : xe điện có mở rộng phạm vi hoạt động, loại xe này sử dụng động cơ đốt trong để sạc pin khi hết nguồn pin, nguồn pin chính được nạp từ lưới điện.