ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
LA THỊ TUYẾT HOA
ĐÁNH GIÁ ĐỒNG LỢI ÍCH VỀ GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CỦA
TUYẾN METRO SỐ 1, TP HỒ CHÍ MINH
Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã số: 8850101
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Trang 2Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Hồ Quốc Bằng
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Võ Lê Phú
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Trương Thanh Cảnh
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Hồ Minh Dũng
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 27 tháng 07 năm 2023
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Lê Văn Khoa 2 Thư ký hội đồng: TS Võ Thanh Hằng
3 Cán bộ nhận xét 1: PGS.TS Trương Thanh Cảnh 4 Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Hồ Minh Dũng 5 Ủy viên: ThS Lưu Đình Hiệp
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng khoa Môi trường và Tài nguyên sau khi luận văn đã được sửa chữa
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA
MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
Trang 3i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: La Thị Tuyết Hoa MSSV: 2070581 Ngày, tháng, năm sinh: 15/06/1983 Nơi sinh: Thanh Hóa Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã số: 8850101
I TÊN ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ ĐỒNG LỢI ÍCH VỀ GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CỦA TUYẾN METRO SỐ 1, TP HỒ CHÍ MINH
QUANTIFYING THE CO-BENEFITS OF AIR POLLUTION AND
GREENHOUSE GASES MITIGATION OF MODAL SHIFT FOR THE METRO LINE 1, HO CHI MINH CITY
II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Đánh giá đồng lợi ích và giảm ơ nhiễm khơng khí và giảm nhẹ biến đổi khí hậu của tuyến Metro số 1, Tp.HCM với các nội dung cụ thể như sau:
- Tính tốn phát thải khí thải từ xe máy, xe hơi và xe buýt hiện hữu trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 (chưa có tuyến Metro số 1)
- Tính tốn phát thải ơ nhiễm khơng khí và KNK trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 khi có thêm tuyến Metro số 1
- Thực hiện mô phỏng lan truyền chất lượng khơng khí nguồn thải giao thơng bằng hệ mơ hình TAPM – AERMOD
- Đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí khi tuyến Metro số 1 đi vào hoạt động
Trang 4ii
II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/02/2023
III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/06/2023 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Hồ Quốc Bằng
PGS.TS Võ Lê Phú Tp.HCM, ngày…… tháng…… năm 2023 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
PGS.TS Hồ Quốc Bằng PGS.TS Võ Lê Phú
Trang 5iii
LỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn đầu tiên học viên xin chân thành gửi đến PGS.TS Hồ Quốc Bằng và PGS.TS Võ Lê Phú đã tận tình hướng dẫn học viên trong suốt quá trình thực hiện Luận văn Nhờ có sự tận tình chỉ dạy, giúp đỡ của hai Thầy, học viên mới có thể hồn thành Luận văn theo đúng tiến độ
Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy, Cô đang công tác tại Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Bách khoa - ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho học viên những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại Trường
Bên cạnh đó, học viên xin gửi lời cảm ơn đến các bạn, các anh chị đang công tác tại Viện Môi trường và Tài nguyên - ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho học viên hoàn thành Luận văn này
Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn đến người thân, bạn bè đã luôn đồng hành giúp đỡ, động viên và ủng hộ trong suốt thời gian học tập và thực hiện Luận văn này
Học viên xin chân thành cảm ơn và kính chúc mọi người ln được nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc
Trang 6iv
TÓM TẮT
Trang 7v
ABSTRACT
Trang 8vi
LỜI CAM ĐOAN
Tôi - La Thị Tuyết Hoa xin cam đoan luận văn thạc sỹ “Đánh giá đồng lợi ích về
giảm ơ nhiễm khơng khí và giảm nhẹ biến đổi khí hậu của tuyến Metro số 1, Tp.HCM”
dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Hồ Quốc Bằng và PGS.TS Võ Lê Phú là cơng trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn đầy đủ
TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2023
Học viên
Trang 9vii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN iii
TÓM TẮT iv
ABSTRACT v
LỜI CAM ĐOAN vi
DANH MỤC CÁC HÌNH x
DANH MỤC CÁC BẢNG .xii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu 3
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
4 Nội dung nghiên cứu 5
5 Phương pháp nghiên cứu 5
6 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu 6
7 Tính mới của đề tài 6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒNG LỢI ÍCH TRONG GIẢM THIỂU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 7
1.1.Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước 7
1.1.1 Khái niệm đồng lợi ích và đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông 7
1.1.2 Các nghiên cứu về lượng giá đồng lợi ích về giảm KNK và ô nhiễm không khí trong lĩnh vực giao thông công cộng đô thị 8
1.1.3 Một số nghiên cứu về mơ hình chất lượng khơng khí 14
1.2.Tổng quan về mơ hình 18
1.2.1 Mơ hình EMISENS 18
1.2.2 Mơ hình TAPM (The Air Pollution Model) 23
Trang 10viii
1.3 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của Thành phố Hồ Chí Minh 26
1.3.1 Điều kiện tự nhiên 26
1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31
1.3.3 Tổng quan về hiện trạng giao thông đường bộ và giao thông công cộng Thành phố Hồ Chí Minh 32
1.3.4 Thơng tin tuyến Metro số 1, Tp.HCM 37
1.4 Thông tin tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 40
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.1 Phương pháp luận 42
2.2 Sơ đồ triển khai thực hiện Luận văn 42
2.3 Phương pháp nghiên cứu 43
2.3.1 Phương pháp thu thập dữ liệu và thông tin 43
2.3.2 Phương pháp khảo sát 44
2.3.3 Phương pháp tổng hợp và phân tích xử lý số liệu 44
2.3.4 Phương pháp tính tốn phát thải bằng mơ hình EMISENS 45
2.3.5 Phương pháp Mơ phỏng lan truyền ơ nhiễm khơng khí bằng hệ mơ hình TAPM - AERMOD 49
2.3.6 Phương pháp đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ BĐKH và ô nhiễm không khí 58CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61
3.1 Tổng phát thải khí thải từ xe máy, xe hơi và xe buýt hiện hữu trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 (chưa có tuyến Metro số 1) 61
3.2 Tổng phát thải khí thải và KNK từ xe máy, xe hơi và xe buýt trên tuyến đường bộ song hành khi tuyến Metro số 1 vận hành 62
3.3 Kết quả mô phỏng lan truyền chất lượng khơng khí nguồn thải giao thơng bằng hệ mơ hình TAPM - AERMOD 65
3.3.1 Kết quả mơ hình TAPM 65
Trang 11ix
3.4 Đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ biến đổi khí hậu và ơ nhiễm khơng khí khi tuyến
Metro số 1 hoạt động ổn định 79
3.4.1 Lợi ích về chất lượng khơng khí 79
3.4.2 Lợi ích về giảm nhẹ biến đổi khí hậu 80
3.5 Đề xuất phương án nhằm thay thế một phần các phương tiện vận chuyển hiện hữu tại Tp.HCM bằng tuyến Metro để đạt được đồng lợi ích 82
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
4.1 Kết luận 89
4.2 Kiến nghị 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
Trang 12x
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 (Bến Thành – Suối Tiên) 5
Hình 1.2 Các bước và nội dung thực hiện mơ hình AERMOD 26
Hình 1.3 Bản đồ hành chính Thành phố Hồ Chí Minh 27
Hình 1.4 Lượng mưa trung bình tháng của Tp.HCM qua các năm 29
Hình 1.5 Nhiệt độ trung bình tháng của Tp.HCM qua các năm 30
Hình 1.6 Quy hoạch hệ thống đường sắt đơ thị Tp.HCM 36
Hình 1.7 Tuyến Metro số 1 (Bến Thành - Suối Tiên) 38
Hình 1.8 Tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 40
Hình 2.1 Sơ đồ khối mô tả dữ liệu đầu vào và đầu ra của mơ hình EMISENS 22
Hình 2.2 Giao diện mơ hình TAPM và thơng tin đầu vào của mơ hình 50
Hình 2.3 Miền mơ phỏng khí tượng (domain 3) của mơ hình 51
Hình 2.4 So sánh nhiệt độ của kết quả mô phỏng và kết quả quan trắc 52
Hình 2.5 Tương quan nhiệt độ mơ phỏng và nhiệt độ quan trắc 53
Hình 2.6 Tương quan tốc độ gió mơ phỏng và quan trắc tháng 12/2022 53
Hình 2.7 Giao diện EARMET 55
Hình 2.8 Giao diện EARMAP 56
Hình 2.9 Dữ liệu nguồn thải của CO khi chưa có tuyến Metro số 1 56
Hình 3.1 Tỉ lệ phần trăm phát thải các chất ô nhiễm của từng loại xe 62
Hình 3.2 Kết quả khí tượng bề mặt file *.sfc 65
Hình 3.3 Kết quả khí tượng cao khơng file *.pfl 66
Hình 3.4 Phân bố PM2.5 trung bình 24 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 68
Hình 3.5 Phân bố PM2.5trung bình năm trước và sau khi có tuyến Metro 1 69
Hình 3.6 Phân bố SO2 trung bình 1 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 71
Trang 13xi
Hình 3.9 Phân bố NO2 trung bình 1 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 74 Hình 3.10 Phân bố NO2 trung bình 24 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 75 Hình 3.11 Phân bố NO2 trung bình năm cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 76 Hình 3.12 Phân bố CO trung bình 1 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 77 Hình 3.13 Phân bố CO trung bình 8 giờ cao nhất trước và sau khi có tuyến Metro 1 78
Trang 14xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Mơ tả tóm tắt một số mơ hình chất lượng khơng khí 15
Bảng 1.2 Số lượng xe buýt, xe ô tô, xe máy của Tp.HCM qua các năm 33
Bảng 1.3 Chiều dài và khoảng cách giữa các nhà ga của tuyến Metro số 1 39
Bảng 1.4 Kế hoạch vận tải của Tuyến Metro số 1 39
Bảng 1.5 Tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 41
Bảng 2.1 Kết quả đếm xe trên tuyến đường bộ song hành với Tuyến Metro số 1 45
Bảng 2.2 Hệ số phát thải cho hoạt động giao thơng đường bộ - phát thải nóng 46
Bảng 2.3 Hệ số phát thải cho hoạt động giao thông đường bộ - phát thải lạnh 47
Bảng 2.4 Hệ số phát thải bay hơi đối với từng loại xe (g/km.xe) 48
Bảng 2.5 Kết quả phân tích mơi trường khơng khí xung quanh tại nhà ga Bình Thái 57 Bảng 3.1 Tổng phát thải trên tuyến đường bộ song hành hiện hữu (khơng có tuyến Metro số 1) 61
Bảng 3.2 Tải lượng phát thải cho từng loại xe 61
Bảng 3.3 Số lượng các phương tiện giao thông trên tuyến song hành khi tuyến Metro số 1 hoạt động 63
Bảng 3.4 Tổng phát thải trên tuyến đường bộ song hành khi có tuyến Metro số 1 64
Bảng 3.5 67
Bảng 3.6 Lượng giảm phát thải trên tuyến đường bộ song hành khi có tuyến Metro số 1 79
Bảng 3.7 Mức độ thay đổi nồng độ 80
Trang 15xiii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AERMOD : Mơ hình mơ phỏng phát tán khí thải (AMS/EPA Regulatory Model) AQI : Chỉ số chất lượng khơng khí (Air Quality Index)
A-S-I : Tránh – Chuyển dịch – Cải thiện (Avoid – Shift – Improve) ASIF : Số liệu hoạt động (Activity); Tỷ lệ đảm nhận phương tiện (Modal
structure); Mức tiêu thụ nhiên liệu của các loại phương tiện (Intensity of fuel use); Hệ số phát thải của nhiên liệu (Fuel carbon content)
BĐKH : Biến đổi khí hậu
BRT : Xe buýt nhanh (Bus Rapid Transit)
COP26 : Hội nghị các bên về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (Conference of Parties)
EMISENS : EMIssion SENSibility
EF : Hệ số phát thải (Emission Factor)
EPI : Chỉ số năng lực môi trường (Environmental Performance Index) ERP : Định giá đường bộ điện tử Electronic Road Pricing
GRDP : Tổng sản phẩm nội địa tính theo khu vực (Gross regional domestic product) KNK : Khí nhà kính
MNVOC : Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi không chứa metan (Non-Methane Volatile Organic Compound)
IEA : Cơ quan Năng lượng Quốc tế (International Energy Agency)
IGES : Viện chiến lược mơi trường tồn cầu (Institute for Global Environmental Strategies)
IPCC : Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change)
Trang 16xiv
JICA : Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (Japan International Cooperation Agency)
MONRE : Bộ Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM: : Thành phố Hồ Chí Minh UBND : Ủy ban Nhân dân
US-EPA : Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (United States Environmental Protection Agency)
Trang 171
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu và ơ nhiễm khơng khí hiện đang là vấn đề mang tính tồn cầu ảnh hưởng đến tất cả các quốc gia, trong đó ngành vận tải chiếm hơn 2/3 lượng tiêu thụ dầu tồn cầu và thải ra 23% lượng khí carbon dioxide (CO2) liên quan đến năng lượng (IEA, 2009) Tỷ lệ này có thể tăng lên do q trình cơ giới hóa nhanh chóng ở các nước đang phát triển, đặc biệt là các nước ở châu Á Ngoài việc là nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) hàng đầu, ngành giao thơng cịn chịu trách nhiệm cho ơ nhiễm khơng khí gia tăng ở các đơ thị Điều này ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe người dân và theo ước tính của WHO, ơ nhiễm khơng khí đơ thị gây ra 1,3 triệu ca tử vong mỗi năm (WHO, 2011) Ngoài ra, tiếp xúc với khí thải từ phương tiện giao thơng có thể gây ra các bệnh về tim mạch, phổi và hô hấp và một số tác động tiêu cực khác đến sức khỏe (Hedley và cộng sự, 2002) Do đó, cần phải đặt ra nhiệm vụ giảm phát thải khí thải cũng như KNK để cải thiện môi trường không khí và giảm phát thải KNK hướng đến mục tiêu dài hạn là giảm nhẹ biến đổi khí hậu
Trang 182
Xe gắn máy hiện đang là phương tiện phổ biến tại Việt Nam nói chung và Tp.HCM nói riêng Tính đến tháng 12 năm 2022, theo Niên giám thống kê năm 2022, dân số Tp.HCM đạt 9,39 triệu người nhưng đã ghi nhận gần 8,7 triệu phương tiện giao thơng cá nhân, trong đó có 7,8 triệu xe máy và 850 ngàn ơ tơ; bình qn mỗi ngày, Tp.HCM có hơn 1.000 phương tiện đăng ký mới (Hồng, 2022) Nếu khơng có kế hoạch giảm phát thải cụ thể, dự báo nồng độ ô nhiễm khơng khí do hoạt động giao thơng vận tải của Tp.HCM đến năm 2025 sẽ tăng lên 30-50% và tăng 40-65% vào năm 2030 (Bang và cộng sự, 2019) và ảnh hưởng đến sức khỏe sẽ nghiêm trọng hơn
Theo quyết định số 568/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ ban hành tháng 04/2013, giao thông công cộng của Tp.HCM được quy hoạch đảm nhận mức thị phần từ 35%-45% vào năm 2030, trong đó 8 tuyến đường đường sắt đô thị được xây dựng với mục tiêu giảm dần thị phần giao thông cá nhân trên địa bàn Tp.HCM (Thủ tướng chính phủ, 2013) nhằm giảm ơ nhiễm khơng khí và KNK phát sinh từ hoạt động giao thơng UBND Tp.HCM cũng đã có Quyết định ban hành Kế hoạch thực hiện Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu (BĐKH) trên địa bàn thành phố vào tháng 10/2020 Nếu các nhiệm vụ này được thực hiện thì lượng KNK giảm được là 2.012.170 tấn/năm (tương đương giảm 5,2%) (Sở Tài nguyên Môi trường Tp.HCM, 2019) Tuy nhiên, vẫn cần nỗ lực hơn nữa để cùng với cả nước giảm phát thải KNK đạt khoảng 9% vào năm 2030 theo Nghị định số 4869/BTNMT-BĐKH do Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) ban hành và đạt mức phát thải ròng bằng "0" vào năm 2050 theo cam kết của Việt Nam tại Hội nghị các bên liên quan về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26)
Trang 193
Hashim, 2016) Tại Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu liên quan đến lượng giá đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông công cộng (Dũng và cộng sự, 2011; Dũng và cộng sự, 2019; Trung và cộng sự, 2022; Nguyen và cộng sự, 2021), …Tuy nhiên, nghiên cứu trước đây chủ yếu là Thủ đô Hà Nội, chưa có nghiên cứu riêng về đường sắt đơ thị (Metro) tại Tp.HCM
Vì vậy, đề tài của luận văn “Đánh giá đồng lợi ích về giảm ơ nhiễm khơng khí và giảm nhẹ biến đổi khí hậu của tuyến Metro số 1, Tp Hồ Chí Minh” đã được học viên
lựa chọn thực hiện nhằm cung cấp bức tranh cụ thể hơn về tiềm năng đồng lợi ích về mơi trường, cải thiện chất lượng khơng khí và giảm phát thải khí nhà kính đối với tuyến Metro số 1 tại Tp.HCM
2 Mục tiêu nghiên cứu
a) Mục tiêu tổng quát
Đánh giá đồng lợi ích về giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí và giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong việc thay thế các phương tiện giao thông vận chuyển hành khách đường bộ hiện hữu bằng tuyến Metro số 1 (Bến Thành – Suối Tiên) tại Tp.HCM
b) Mục tiêu cụ thể
Để đạt được mục tiêu tổng quát nêu trên, các mục tiêu cụ thể gồm:
(i) Định lượng phát thải khí thải từ xe máy, xe hơi và xe buýt hiện hữu trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 (chưa có tuyến Metro số 1)
(ii) Định lượng phát thải khí thải và KNK trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 khi có thêm tuyến Metro số 1
(iii) Mơ phỏng nồng độ khí thải phát sinh từ các phương tiện vận tải hành khách trên tuyến đường song hành trước và sau khi có tuyến Metro số 1
(iv) Đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ biến đổi khí hậu và ơ nhiễm khơng khí khi tuyến Metro số 1 đi vào hoạt động
Trang 204
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng cứu của đề tài là các phương tiện giao thông vận chuyển hành khách đường bộ lưu thông trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1, cụ thể là xe hơi, xe buýt/khách và xe máy
Các chất ơ nhiễm khơng khí phát sinh từ hoạt động giao thông đường bộ gồm: CO, NOx, SO2, PM2.5, NMVOC và khí nhà kính: CO2, N2O, CH4
b) Phạm vi nghiên cứu
Trang 215
Hình 1.1 Tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 (Bến Thành – Suối Tiên)
Nguồn: Google map
4 Nội dung nghiên cứu
Để đạt các mục tiêu cụ thể nêu trên, các nội dung sau đây đã được thực hiện: (i) Tính phát thải khí thải từ xe máy, xe hơi và xe buýt hiện hữu trên tuyến đường
bộ song hành với tuyến Metro số 1 (chưa có tuyến Metro số 1)
(ii) Tính phát thải khí thải và KNK trên tuyến đường bộ song hành với tuyến Metro số 1 khi có thêm tuyến Metro số 1
(iii) Mơ phỏng lan truyền chất lượng khơng khí nguồn thải giao thơng bằng hệ mơ hình TAPM – AERMOD
(iv) Đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ biến đổi khí hậu và ơ nhiễm khơng khí khi tuyến Metro số 1 đi vào hoạt động
(v) Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tuyến Metro số 1 để đạt được đồng lợi ích về giảm phát thải KNK và giảm ô nhiễm không khí
5 Phương pháp nghiên cứu
Trang 226
- Phương pháp thu thập dữ liệu và thông tin, khảo sát, thống kê, tổng hợp và phân tích các số liệu cơ sở sử dụng làm đầu vào cho các tính tốn
- Phương pháp tính tốn phát thải bằng mơ hình EMISENS để tính phát thải ơ nhiễm khơng khí và KNK làm đầu vào cho mơ hình AERMOD và là cơ sở đánh giá đồng lợi ích về ơ nhiễm khơng khí và KNK
- Phương pháp Mơ phỏng lan truyền ơ nhiễm khơng khí bằng hệ mơ hình TAPM - AERMOD để làm cơ sở lượng giá đồng lợi ích về ơ nhiễm khơng khí - Phương pháp đánh giá đồng lợi ích về giảm nhẹ BĐKH và ơ nhiễm khơng khí
6 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
a) Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ định lượng đồng lợi ích khi thay thế một phần phương tiện giao thông hiện hữu bằng tuyến Metro số 1 Với các số liệu thu thập được từ các Sở, Ban, Ngành chức năng, cùng với việc khảo sát thực tế số liệu trên tuyến đường trong phạm vi nghiên cứu, kết quả này đảm bảo độ tin cậy và tính xác thực
b) Ý nghĩa thực tiễn
Hệ thống giao thơng cơng cộng tại Tp.HCM cịn kém phát triển, người dân chủ yếu sử dụng phương tiện giao thơng cá nhân (xe máy, xe hơi) Do đó cần có những biện pháp quản lý kịp thời, mà tiền đề cho việc làm này là thay thế một phần phương tiện cá nhân bằng phương tiện vận chuyển công cộng vận tải lớn Vì vậy, đề tài sẽ là nguồn dữ liệu hữu hiệu để giúp cho các nhà quản lý, nhà đầu tư có thể xác định được tính bền vững, hiệu quả của giải pháp giảm phát thải khí thải và KNK trong lĩnh vực giao thơng cơng cộng đơ thị ở Tp.HCM
7 Tính mới của đề tài
Trang 237
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒNG LỢI ÍCH TRONG GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU
1.1 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngồi nước
1.1.1 Khái niệm đồng lợi ích và đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thơng
“Đồng lợi ích” là đề cập đến nhiều lợi ích trong các lĩnh vực khác nhau do một chính sách, chiến lược hoặc kế hoạch hành động Đồng lợi ích để giảm thiểu biến đổi khí hậu nhưng đồng thời cũng thúc đẩy kết quả tích cực trong các lĩnh vực khác liên quan đến môi trường, năng lượng và kinh tế (Japan Ministry of the Environment, 2009) IPCC (2006) đã định nghĩa “đồng lợi ích” là những lợi ích có được từ những chính sách được thực hiện với những lý do khác nhau trong cùng một lúc bao gồm giảm nhẹ biến đổi khí hậu, thừa nhận rằng hầu hết các chính sách được thiết kế cho việc giảm thiểu khí nhà kính cịn có những vai trị khác cũng rất quan trọng (ví dụ liên quan tới các mục tiêu phát triển bền vững, công bằng) Pearce (2000) định nghĩa rằng những lợi ích có được từ những hiệu ứng phụ của một chính sách/ biện pháp được gọi là “đồng lợi ích” (co-benefits) hoặc “lợi ích thứ cấp” (secondary (co-benefits) Chính sách mơi trường được đặt ra với mục tiêu chính là giảm phát thải khí nhà kính sẽ cần sử dụng một hoặc nhiều cơng cụ chính sách Các cơng cụ này sẽ khơng những ảnh hưởng đến các mục tiêu chính mà cịn ảnh hưởng đến các mục tiêu khác Hiển nhiên là việc đạt được các mục tiêu phụ cũng sẽ cho phép tạo ra các lợi ích phụ
Trang 248
hậu vào chương trình nghị sự phát triển (De Oliveira, 2013) Việc sử dụng phương tiện giao thơng cơng cộng, ngồi việc giảm ơ nhiễm khơng khí còn nâng cao hoạt động thể chất và nhất là giảm thương tích giao thơng Do vậy, các nước đang phát triển cần khuyến khích phát triển phương tiện cơng cộng nhằm giảm nhẹ biến đổi khí hậu đồng thời tăng sức khỏe cho người dân (Kwan & Hashim, 2016)
Mặc dù, hệ thống giao thông hiện đại và hiệu quả là một trong những yếu tố tối cần thiết để phát triển kinh tế, tuy nhiên, nếu phát triển hệ thống giao thông không đồng bộ sẽ kéo theo các vấn đề như: ơ nhiễm khơng khí, tắc nghẽn giao thông, tai nạn giao thông, … Điều này cho thấy sự hạn chế trong cách tiếp cận thông thường để đưa ra các chính sách hợp lý trong quy hoạch hệ thống giao thông tại các quốc gia đang phát triển Xây dựng thêm nhiều tuyến đường và các đường cao tốc trên cao không phải hướng phát triển bền vững trong hồn cảnh phải ứng phó với biến đổi khí hậu Do đó, cần tích hợp nhiều mục tiêu vào quy hoạch giao thông vận tải để đồng thời giải quyết nhiều vấn đề: giảm phát thải khí nhà kính; giảm ơ nhiễm khơng khí và ơ nhiễm tiếng ồn; sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng; giảm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người; tiết kiệm thời gian di chuyển; giảm ùn tắc giao thơng Cách tiếp cận đồng lợi ích này khơng chỉ có thể tối đa hóa lợi ích mà cịn giảm thiểu chi phí (Romero và cộng sự, 2011)
Giảm nhẹ biến đổi khí hậu cũng như hạn chế ơ nhiễm khơng khí trong lĩnh vực giao thơng vận tải nhìn chung được giải quyết thông qua công nghệ và thay đổi hành vi, trong đó sử dụng giao thơng cơng cộng tốn ít năng lượng và giảm ơ nhiễm đáng kể so với việc đi lại bằng phương tiện cá nhân So với phương tiện cá nhân thì vận chuyển bằng các phương tiện giao thông công cộng thải ra ít hơn 95% CO, 90% VOCs, 45% CO2 và 48% NO2 trên mỗi dặm hành khách (Shapiro và cộng sự, 2002)
1.1.2 Các nghiên cứu về lượng giá đồng lợi ích về giảm KNK và ơ nhiễm khơng khí trong lĩnh vực giao thơng cơng cộng đơ thị
Trang 259
tế - xã hội trong q trình triển khai Có nhiều phương pháp để đánh giá đồng lợi ích nói chung và trong lĩnh vực giao thơng vận tải nói riêng (Ürge và cộng sự, 2014; Romero
và cộng sự, 2011) Các nghiên cứu về lượng giá đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông
công cộng trên thế giới được vận dụng, kế thừa về quy trình và phương pháp luận của đồng lợi ích nói chung để triển khai Một số đồng lợi ích đạt được khi áp dụng các chính sách về lĩnh vực giao thông công cộng như: giảm khí thải và KNK, tín chỉ các-bon, tiết kiệm năng lượng, thời gian di chuyển và sức khỏe người dân (Kwan và Hashim, 2016) Kwan và cộng sự đã tổng hợp 153 nghiên cứu có liên quan đến đồng lợi ích từ năm 2004 đến năm 2015, chỉ có 9 bài nghiên cứu là phương pháp định lượng và so sánh đồng lợi ích giữa các kịch bản Tác giả chỉ ra việc tính tốn lượng khí thải từ hoạt động vận tải phần lớn đều dựa vào quãng đường xe chạy mà không kể đến vận tốc xe chạy hay tắc nghẽn giao thông Tuy số lượng đồng lợi ích giữa các kịch bản trong mỗi nghiên cứu là khác nhau nhưng nhìn chung việc khuyến khích sử dụng phương tiện công cộng, cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu sẽ giảm đáng kể ơ nhiễm khơng khí
Trang 2610
khuyến khích nhằm kiểm tra kết quả chéo và cải thiện mức độ khơng chắc chắn trong các tính tốn về phát thải khí nhà kính (Cheewaphongphan và cộng sự, 2019)
Phương pháp định lượng A-S-I (Avoid - Shift - Improve) được tiếp cận để đánh giá đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông vận tải trong những năm gần đây Đây là phương pháp tiếp cận từ dưới lên được sử dụng như một công cụ lập kế hoạch kịch bản của các chính sách khí hậu (Schipper và cộng sự, 2000) (Romero và cộng sự, 2011) Thông qua quản lý nhu cầu giao thông hiệu quả và quy hoạch sử dụng đất để quãng đường di chuyển hợp lý nhất Chuyển đổi phương thức từ các phương thức giao thông sử dụng nhiều năng lượng nhất (tức là ô tô cá nhân, xe máy, v.v.) sang các phương thức ít sử dụng năng lượng nhất, bao gồm các phương thức giao thông công cộng như xe buýt công cộng hoặc tàu điện ngầm Cuối cùng, tập trung vào việc cải thiện hiệu quả năng lượng của công nghệ phương tiện bằng cách áp dụng kiểm tra thường xuyên hoặc thay thế bằng cơng nghệ mới và hiệu quả Do đó, kịch bản giảm thiểu phù hợp nhất để giảm phát thải khí độc hại và vật liệu dạng hạt có thể được phát triển bằng cách can thiệp vào từng thành phần (A, S và I) Nghiên cứu điển hình tại Tehran với kịch bản kế hoạch phát triển giao thông năm 2030, trong đó tăng tỉ lệ sử dụng phương tiện giao thông công cộng (tuyến Metro tăng từ 13% lên 43,5%) và giảm phương tiện cá nhân thì lượng khí thải CO2 giảm 12,9 triệu tấn/năm, các chất ô nhiễm khơng khí giảm 1,4 triệu tấn/năm, ngăn ngừa khoảng 10.000 trường hợp tử vong và tiết kiệm hơn 35 triệu USD vào năm 2030 (Farzaneh và cộng sự, 2019)
Trang 2711
nén) hoặc LPG (khí thiên nhiên hóa lỏng) cho hệ thống xe buýt Hà Nội với 4 kịch bản đề xuất Kết quả chỉ ra rằng việc chuyển đổi nhiên liệu từ dầu diesel sang CNG giúp cải thiện chất lượng khơng khí tốt hơn trong khi việc chuyển đổi từ dầu diesel sang LPG góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu tốt hơn (Dũng và cộng sự, 2011) Năm 2019, tác giả trên đã định lượng đồng lợi ích đối với hệ thống giao thông công cộng của một số thành phố lớn tại Việt Nam (trong đó có Tp.HCM) từ ba kịch bản khác nhau Nghiên cứu cho thấy việc chuyển đổi nhiên liệu từ diesel sang CNG hoặc LPG cũng như việc thắt chặt các tiêu chuẩn khí thải EURO IV góp phần đáng kể vào việc giảm nhẹ biến đổi khí hậu, cải thiện chất lượng khơng khí và giảm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng (Nghiêm Trung Dũng và cộng sự, 2019)
Để định lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thơng theo hướng tiếp cận từ dưới - lên, mơ hình ASIF (Activity–Modal structure–Intensity of fuel use–Fuel carbon content) được áp dụng rộng rãi trong các nghiên cứu Mơ hình này cho phép định lượng phát thải khí nhà kính của từng loại phương tiện dựa trên tỷ lệ đảm nhận phương tiện thông qua xác định quãng đường di chuyển, lượng nhiên liệu tiêu thụ (Schipper và cộng sự, 2000) Trên cơ sở tham khảo mơ hình ASIF của LeeSchipper, nghiên cứu của nhóm tác giả Trần Đỗ Bảo Trung sử dụng tính tốn tổng lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực giao thông vận tải hành khách của Thủ đơ Hà Nội Từ đó định lượng đồng lợi ích về tín chỉ các-bon cho 3 kịch bản phát triển giao thông công cộng (xe buýt thường, xe buýt nhanh (BRT), tàu điện trên cao) tại Hà Nội Kết quả nghiên cứu cho thấy tàu điện trên cao giảm phát thải KNK nhiều nhất và giá trị đồng lợi ích về tín chỉ các-bon khi thay thế các phương tiện cá nhân (xe máy, xe ô tô) đạt 1.097,4 tỷ đồng, cao hơn 10-15% khi so với xe buýt thường và xe buýt nhanh (BRT – Bus Rapid Transit) (Trung và Huy, 2021)
Trang 2812
pháp này để tiến hành kiểm kê lại phát thải giao thông của Tp.HCM Kết quả nghiên cứu cho thấy xe máy là nguồn phát thải chủ yếu tại Tp.HCM, chiếm hơn 90% tổng lượng phát thải giao thông đường bộ, góp 90% CO, 68% NMVOC, 63% CH4, 41% SO2, 29% NOx và 18% PM2.5 trong khi đó đường sắt đơ thị phát thải ơ nhiễm ít nhất (SO2 chiếm 1,8%, NOx chiếm 2,13% và các chất còn lại chiếm tỉ lệ không đáng kể) (Bang và cộng sự, 2019) Cùng năm 2019, nghiên cứu của tác giả Khuê và cộng sự đã ứng dụng mơ hình EMISENS và cơng nghệ GIS để xây dựng bản đồ phát thải khí thải Tp.HCM theo khơng gian để có bức tranh tổng thể về hiện trạng phát thải của thành phố Nghiên cứu chỉ ra rằng giao thông đường bộ là nguồn thải chính của thành phố, phát thải từ hoạt động của hệ thống cảng chiếm đến 20% SO2 và 10% bụi so với tổng phát thải từ hoạt động giao thông thành phố Phát thải từ các nguồn giao thông khác như cảng hàng không, bến xe và tàu hỏa là không đáng kể (Khuê và cộng sự, 2019)
Trang 2913
Trang 3014
Experiment - CE) cho thấy mức sẵn lòng trả của người dân cho việc sử dụng phương tiện Metro số 1 trung bình là 9.320 đồng/hành khách/lượt với các yếu tố ảnh hưởng bao gồm thu nhập, chi phí sử dụng phương tiện hiện tại, tính linh động, thời gian di chuyển của tuyến Metro số 1 và giới tính Dù tuyến Metro số 1 đi vào vận hành với các lợi ích về mặt xã hội và môi trường nhưng không tác động nhiều đến mức sẵn lòng trả của người dân Đây là một trong các cơ sở để xây dựng chính sách giá vé trong thời điểm khai thác sắp tới nhằm đạt hiệu quả sử dụng tối ưu của tuyến Metro số 1
Từ các tổng hợp nghiên cứu trên, có thể thấy tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu bước đầu về lượng giá đồng lợi ích trong lĩnh vực giao thông vận tải công cộng tại các thành phố lớn, đặc biệt là Thủ đô Hà Nội Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu lượng giá đồng lợi ích về đường sắt đơ thị tại Tp.HCM để cung cấp một góc nhìn tổng thể hơn về tác động của việc triển khai các giải pháp trong lĩnh vực này trong khi các tuyến Metro của thành phố đang được triển khai thực hiện và sắp đi vào vận hành (Metro số 1)
1.1.3 Một số nghiên cứu về mơ hình chất lượng khơng khí
Trang 3115
Bảng 1.1 Mơ tả tóm tắt một số mơ hình chất lượng khơng khí
Tên mơ hình Loại mơ
Trang 3216 Model with extensions 3D, đa tỉ lệ - Ước tính giá trị trung bình O3, CO và nồng độ PM trung bình 8 giờ, hàng ngày, hàng tháng, theo mùa và hàng năm CMAQ - Community Multiscale Air Quality Model Mô hình lưới Euler Tùy từng trường hợp cụ thể Ơ-zơn, hạt mịn, VOC, khí độc hại, axit lắng đọng và suy giảm khả năng hiển thị US-EPA HYROAD - Hybrid roadway intersection model Mơ hình Gaussian - Khí thải giao thơng - Hoạt động trong điều kiện kẹt xe
CO
Các chất ô nhiễm sơ cấp
US-EPA
Trang 3317
dựng được bản đồ phân bố ô nhiễm do giao thông tại Huế Năm 2015, tác giả Anh đã ứng dụng mơ hình AERMOD mơ phỏng và đánh giá ơ nhiễm khơng khí từ hoạt động sản xuất của nhà máy gang thép Formosa Hà Tĩnh đến môi trường Nghiên cứu đã thực hiện dự báo và xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm NO2, SO2, TSP dựa trên kết quả chạy mơ hình AERMOD theo các kịch bản để đánh giá ô nhiễm trong trường hợp xấu nhất Trung và cộng sự (2022) đã áp dụng mô hình AERMOD kết hợp với phương pháp chuyển giao lợi ích để đánh giá lợi ích về sức khỏe do ơ nhiễm khơng khí từ lĩnh vực giao thơng cơng cộng tại Hà Nội Tác giả đã dùng mơ hình AERMOD để mơ phỏng và đánh giá ô nhiễm cho 3 kịch bản được lựa chọn Kết quả nghiên cứu cho thấy việc chuyển từ xe máy sang tàu điện là lợi nhất về mặt đồng lợi ích sức khỏe so với việc sử dụng xe buýt tiêu chuẩn và BRT
Trong các mơ hình mơ phỏng chất lượng khơng khí được sử dụng hiện nay thì mơ hình AERMOD có những ưu điểm là sử dụng đơn giản, mô phỏng tương đối chính xác, thể hiện độ nhạy khi thay đổi điều kiện khí hậu, có tính tốn đến ảnh hưởng của địa hình phức tạp, kết quả của mơ hình có thể xuất sang Google Earth và được tải xuống miễn phí từ US-EPA (El-Harbawi, 2013) Mặt khác, kết quả chạy mơ hình của các nghiên cứu nêu trên đã được kiểm chứng với số liệu đo đạc cho phép khẳng định đơ tin cậy của kết quả tính tốn Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, học viên đã chọn sử dụng mơ hình AERMOD để mơ phỏng khí thải phát sinh từ các phương tiện vận chuyển hành khách trên tuyến đường song hành với tuyến Metro số 1
Trang 3418
Cabauw ở Hà Lan (Hurley và cộng sự, 2009) Các nghiên cứu về tính chính xác của các thành phần khí tượng của TAPM đã chỉ ra rằng khi sử dụng tùy chọn tham số hóa tương tự như trong mơ hình, TAPM nhanh hơn khoảng 4 lần so với các mơ hình phân tán khí quyển Lagrangian (LADM) (Physick và cộng sự, 1994), nhanh xấp xỉ 10 lần so với mơ hình MM5 (Soriano và cộng sự, 2003) và cho ra kết quả tương tự nhau Tốc độ nhanh như vậy là do một phần sử dụng sử dụng kỹ thuật số hiệu quả và phương pháp chia tách thời gian trong TAPM, một phần là do mơ hình TAPM có thể sử dụng bước thời gian (timestep) tương đối lớn vì đây là mơ hình phi thủy tĩnh/khơng nén (giải pháp khơng chứa các sóng âm); trong khi đó, mơ hình MM5 là mơ hình phi thủy tĩnh/nén được TAPM là một mơ hình cân bằng giữa các mơ hình phức tạp và thời gian chạy hiệu quả Mơ hình TAPM có thể dự báo tất cả các thơng số khí tượng – khơng cần dữ liệu khu vực (mơ hình sử dụng nguồn khí tượng tồn cầu do Cục Khí tượng Úc cung cấp), có thể mơ phỏng cho các giai đoạn (một ngày, một năm hoặc hơn nữa) và cung cấp file khí tượng cho một vài mơ hình lan truyền khác trong đó có mơ hình AERMOD (Hurley, 2008) Chính vì vậy, trong luận văn này nghiên cứu ứng dụng mơ hình TAPM để trích xuất dữ liệu khí tượng cho mơ đun AERMET của mơ hình AERMOD
1.2 Tổng quan về mơ hình
1.2.1 Mơ hình EMISENS
Trang 3519
Phát thải do hoạt động giao thông được phân thành 3 loại phát thải: phát thải nóng (hot emissions), phát thải lạnh (cold emissions) và phát thải do bay hơi (evaporation emissions) theo công thức sau:
hotcoldevap
E =E +E +E
(1)
Các công thức của mơ hình EMISENS
Mỗi loại phát thải đều tn theo một cơng thức tính tổng qt đó là:
,,ip ieip ieieE=eA(2) Trong đó: E: là tổng phát thải
ip: là loại chất ô nhiễm (CO, NOx, NMVOC, CH4…) ie: là loại nguồn phát thải
e: là hệ số phát thải
A: là các hoạt động của giao thơng
Phát thải nóng: Phát thải nóng thải ra ở ống bô xe khi xe di chuyển với động cơ
nóng và nhiệt độ ổn định Phát thải nóng chủ yếu là sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu (Eggleston và nnk, 1993)
Lượng phát thải nóng được tính bằng phương trình cơ bản sau:
E hot = e hot A (3)
Với :
E hot : lượng phát thải nóng (g) e hot: hệ số phát thải nóng (g/km)
A: tổng chiều dài quãng đường xe chạy, được tính bằng công thức A = M.N = F.L N: số lượng xe (xe)
M: quãng đường xe chạy (km) F: Lưu lượng xe
Trang 3620
Hệ số phát thải nóng eip, ie = ehot (g.km-1), hệ số này phụ thuộc vào đời xe, kiểu xe, vận tốc xe chạy và nhiên liệu sử dụng,
ehot = aV2 + bV + c (4)
Với :
V: vận tốc xe chạy (km/h) a,b,c: các hệ số
Phát thải lạnh: Phát thải lạnh là phát thải xảy ra khi nhiệt độ động cơ còn thấp,
chưa đạt đến nhiệt độ ổn định, phát thải này cũng xảy ra khi khởi động xe có nhiệt độ động cơ thấp hơn nhiệt độ khí quyển (Eggleston và nnk, 1993) Cơng thức tính phát thải lạnh cũng dưới dạng công thức (3)
Hệ số phát thải lạnh (g.km-1veh-1) được viết thành: 𝑒𝑖𝑝,𝑖𝑒 = 𝑒𝑖𝑝,𝑖𝑣ℎ𝑜𝑡 (𝑒𝑖𝑝,𝑖𝑣
𝑐𝑜𝑙𝑑
𝑒𝑖𝑝,𝑖𝑣ℎ𝑜𝑡 − 1) (5)
Hệ số này phụ thuộc vào vận tốc xe chạy và nhiệt độ khí quyển theo phương trình: ecold/e hot = A.V + B.ta + C (6) Với:
V: vận tốc xe chạy (km/h) ta: nhiệt độ khí quyển (oC )
A, B, C: là các hằng số được cho theo các bảng tùy loại xe cụ thể Các hoạt động A lúc này được tính bằng cơng thức: A ip,ie = β.M.N (β: hệ số lộ trình xe chạy với động cơ lạnh)
Với β = 0,6474 – 0,02545 × l trip – (0,00974 – 0,000385 × l trip) × ta (7) Trong đó ltrip là chiều dài lộ trình xe chạy với động cơ “lạnh” (km)
Phát thải bay hơi: Phát thải bay hơi là phát thải tự nhiên của nhiên liệu trong môi
Trang 3721
E evap,voc,j = 365.(Erulo + Ehoso + Edilo) (8)
Running losses: là phát thải bay hơi do xăng chứa trong bình chứa trong suốt thời
gian xe lưu thông Phát thải này phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ khí quyển (Eggleston và nnk, 1993)
Bay hơi do running losses được tính như sau:
Erulo = N.x.{ c[ p.er,hot,c + (1 – p).e r,warm,c ] + (1 – c).e r,hot,fi } (9) Trong đó:
N: tổng số xe sử dụng xăng
x: số lộ trình trung bình xe chạy hằng ngày c: tỷ lệ xe có gắn bộ thu hồi nhiên liệu p: tỷ lệ lộ trình xe chạy với động cơ nóng
e r,hot,c: hệ số phát thải xe chạy với động cơ nóng của các xe có gắn bộ thu hồi nhiên liệu
e r,warm,c: hệ số phát thải xe chạy với động cơ lạnh và ấm của các xe có gắn bộ thu hồi nhiên liệu
e r,hot,fi: hệ số phát thải xe chạy với động cơ nóng của các xe khơng có gắn bộ thu hồi nhiên liệu
Hot soak: Bay hơi dạng này xảy ra khi tắt động cơ sau khi lưu thơng, hơi nóng
của động cơ sẽ làm tăng nhiệt độ của nhiên liệu và làm nhiên liệu bị thất thoát Bay hơi dạng này phụ thuộc vào bộ thu hồi nhiên liệu được lắp đặt (Eggleston và nnk, 1993) Bay hơi do hot soak được tính như sau:
Ehoso = N.x.{c[p.e s,hot,c + (1-p).e s,warm,c] + (1-c).e s,hot,fi} (10) Với e s,hot,c, e s,warm,c và e s,hot,fi (g/trip) là các hệ số phát thải
Diurnal losses: Bay hơi diurnal losses là phát thải nhiên liệu trong ngày của nhiên
Trang 3822 Phát thải diurnal losses được tính bằng cơng thức:
Edilo = N.e d,j (11)
Với e d,j (g/ngày) là hệ số phát thải trung bình ngày
Dữ liệu đầu vào và đầu ra của mơ hình EMISENS được thể hiện trong sơ đồ khối sau:
Hình 2.1 Sơ đồ khối mô tả dữ liệu đầu vào và đầu ra của mơ hình EMISENS
Nguồn: Bằng và Dũng, 2014
Mơ hình tính tốn phát thải khí thải nói chung và mơ hình EMISENS nói riêng thường được xây dựng dựa trên các dữ liệu khảo sát, thu thập được hoặc một số giả định Tuy nhiên, các dữ liệu có được khơng phải lúc nào cũng hoàn toàn đúng so với thực tế (ví dụ lấy nhiệt độ trung bình để tính tốn chứ khơng phải nhiệt độ tại thời điểm khảo sát đếm xe, vì thời gian khảo sát kéo dài) hoặc các giả định có thể khơng phản ánh đầy đủ thực tế (ví dụ giả định phát thải của các loại xe máy là như nhau, tương tự với các loại xe ơ tơ, xe bt vì các xe khác nhau sẽ có phát thải khác nhau tùy thuộc vào thời gian sử
EMISENS MODEL Điều tra thành phần và tính chất giao thơng Khảo sát đếm xe Tìm hệ số phát thải EF Điều tra khảo sát hệ thống đường sá, khí tượng + Số lượng xe + % từng loại xe, kiểu xe + Đời xe + Nhiên liệu sử dụng + Số km xe chạy + EF từng loại xe + Ecold, Ehot và Evap
Trang 3923
dụng, nhiên liệu sử dụng, loại xe ) Do đó, kết quả tính tốn từ mơ hình có độ chính xác cao hay thấp tùy thuộc vào độ chính xác và đầy đủ của các dữ liệu đầu vào Vì vậy việc chỉ dựa vào mơ hình tính tốn phát thải khí thải cung cấp một cái nhìn sơ bộ về tình hình phát thải, nhưng cần xem xét các hạn chế trên để đạt được kết quả chính xác và tồn diện hơn
1.2.2 Mơ hình TAPM (The Air Pollution Model)
Mơ hình TAPM (Hurley, 1999) là một mơ hình thuộc Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp và Khoa học của Úc – Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) Mơ hình này được dùng để mơ phỏng điều kiện khí tượng và nồng độ ơ nhiễm khơng khí trong khơng gian 3 chiều Đây cũng là hai chức năng chính của mơ hình Mơ hình kết nối với cơ sở dữ liệu về địa hình, thảm thực vật, loại đất, chỉ số diện tích lá, nhiệt độ bề mặt nước biển, và các phân tích về khí tượng ở phạm vi quy mơ toàn cầu cho các khu vực khác nhau trên thế giới
Trang 4024
trợ khí tượng cho các mơ hình lan truyền chất ơ nhiễm khơng khí, đặc biệt là file khí tượng đầu vào cho mơ hình AERMOD
Dữ liệu đầu vào của mơ hình (Hurley, 2008) là các dữ liệu quan trắc khí tượng toàn cầu cho các khu vực khác nhau trên thế giới, bao gồm:
- Dữ liệu cao độ địa hình tồn cầu theo kinh độ/vĩ độ ở khoảng cách lưới 30s (khoảng 1 km) được lấy dựa trên các dữ liệu có sẵn của Cục khảo sát địa chất Mỹ, EROS (Earth Resources Observation Systems), EDC DAAC (Data Center Distributed Active Archive Center)
- Dữ liệu cao độ địa hình Úc theo kinh độ/vĩ độ ở khoảng cách lưới 9s (khoảng 0,3 km) dựa vào dữ liệu từ Geoscience Australia
- Đặc tính đất đai bao phủ trên toàn cầu ở Úc theo kinh độ/vĩ độ ở khoảng cách lưới 30s (khoảng 1km) dựa trên các số liệu về đất đai có sẵn của Cục khảo sát địa chất Mỹ, EROS (Earth Resources Observation Systems), EDC DAAC (Data Center Distributed Active Archive Center)
- Các loại kết cấu của đất đai trên toàn cầu theo kinh độ/vĩ độ lưới với khoảng cách lưới 20 (khoảng 4km) dựa trên dữ liệu các lớp đất của FAO/UNESCO - Dữ liệu chỉ số diện tích lá trên tồn cầu hàng tháng trong vịng 5 năm theo kinh
độ/vĩ độ ở khoảng cách lưới 20 (khoảng 4km) dựa vào dữ liệu chỉ số diện tích lá (LAI) của đại học Boston (có nguồn gốc từ MODIS)
- Nhiệt độ bề mặt nước biển hàng tháng trong 10 năm liên tục của Rand theo kinh độ và vĩ độ ở khoảng cách lưới 10 (khoảng 100km) Các dữ liệu này dựa trên các thông tin có sẵn của các khu vực lấy từ Trung tâm nghiên cứu khí quyển Quốc gia Mỹ (NCAR)