3. Cấu trúc Luận văn
2.2.Nội dung nghiên cứu
Đề tài tập trung vào các nội dung nghiên cứu chính nhƣ sau:
Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu.
Phƣơng pháp kiểm kê và đánh giá phát thải CO2 từ hoạt động giao thông đƣờng bộ áp dụng cho quận Thanh Xuân và quận Đống Đa, thành phố Hà Nội.
Đánh giá hiện trạng phát thải CO2 từ các phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ chính trên địa bàn 02 quận Thanh Xuân và quận Đống Đa, thành phố Hà Nội.
Các biện pháp giảm thiểu và kiểm soát phát thải khí CO2 từ hoạt động giao thông đƣờng bộ cho quận Thanh Xuân và quận Đống Đa, thành phố Hà Nội.
2.3. Phƣơng pháp uận và phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp luận kiểm kê phát thải khí CO2 từ hoạt động giao thông đường bộ
Hiện nay, có hai cách tiếp cận thƣờng sử dụng để thống kê tổng lƣợng phát thải chất ô nhiễm từ các PTCGĐB, đó là: Phƣơng pháp tiếp cận từ trên xuống (Top - down và phƣơng pháp tiếp cận từ dƣới lên (Bottom - up).
42
2.3.1.1. Cách ti p cận từ trên xuống Top - Down)
Phƣơng pháp tiếp cận Từ trên xuống” (Top - down): Là phƣơng pháp tính toán tổng lƣợng phát thải dựa trên những thông tin đầu vào cơ bản của quá trình phát thải nhƣ tổng lƣợng nhiên liệu tiêu thụ, tổng số phƣơng tiện …Ví dụ, trên cơ sở hàm lƣợng sản vật cháy sinh ra khí đốt cháy 1 đơn vị nhiên liệu và tổng lƣợng nhiên liệu đã tiêu thụ, ta sẽ tính đƣợc tổng lƣợng thải của từng thông số ô nhiễm. Cách tính này có ƣu điểm là dễ thu thập dữ liệu, khối lƣợng tính toán ít và đơn giản. Tuy nhiên, sai số khá lớn, độ chắc chắn không cao và thƣờng chỉ sử dụng để ƣớc tính lƣợng phát thải (hoặc có thể sử dụng để kiểm tra chéo khi tính toán tổng lƣợng thải theo cách tính Từ dưới lên” .
2.3.1.2. Ph ng pháp ti p cận từ d i lên ottom - up)
Phƣơng pháp tiếp cận Từ dưới lên” (Bottom - up): Là phƣơng pháp tính tổng lƣợng thải dựa trên các thông tin đầu ra chi tiết của quá trình phát thải (ví dụ nhƣ: Quãng đƣờng/thời gian vận hành của từng loại phƣơng tiện; hệ số phát thải chi tiết của từng loại phƣơng tiện; điều kiện vận hành của từng loại phƣơng tiện… . Nhìn chung, đây là cách tính phức tạp, tốn kém và khó khăn khi thực hiện. Tuy nhiên, cách tính Từ dưới lên” có độ chính xác và độ tin cây cao hơn so với cách tính Từ trên xuống”.
Hình 2.1 trình bày tóm tắt cách tính toán tổng lƣợng thải theo hai phƣơng pháp Từ trên xuống (Top-down) và từ dƣới lên (Bottom - up cùng với các điểm hiệu chuẩn của hai cách tính này.
Trong khuôn khổ đề tài này, Luận văn lựa chọn cách tiếp cận từ dƣới lên (Bottom - up để áp dụng cho việc tính toán phát thải khí CO2 trên địa bàn nghiên cứu là quận Thanh Xuân và quận Đống Đa. Trong đó, các thông số về đặc điểm đƣờng xá, mức tiêu thụ nhiên liệu, số km vận hành, lƣu lƣợng xe trên các tuyến đƣờng… cần đƣợc xác định nhằm phục vụ quá trình tính toán phát thải CO2. Công thức tính toán cụ thể đƣợc chỉ ra trong mục 2.3.2.4.
43
Hình 2.1: Sơ đ xác định tổng ƣợng phát thải từ PTCGĐB the phƣơng pháp “T p-d wn” và “B tt -up”
Ngu n: Trung tâm Quan trắc môi tr ờng, T ng cục Môi tr ờng, 2011
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu
Để tiến hành đề tài, Luận văn đã sử dụng một số phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu nhƣ sau:
2.3.2.1. Ph ng pháp thu thập số liệu th cấp
Tiến hành điều tra, thu thập các tài liệu có liên quan tới vấn đề nghiên cứu từ các nguồn sẵn có nhƣ: Các cơ quan chuyên môn; sách báo, tạp chí, báo cáo khoa học, các số liệu thống kê… Các tài liệu thu thập gồm:
44
Các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của quận Thanh Xuân và quận Đống Đa, thành phố Hà Nội;
Các tài liệu, số liệu, công trình nghiên cứu về kiểm kê, đánh giá phát thải khí nhà kính trong và ngoài nƣớc;
Các tài liệu, số liệu về hệ thống đƣờng giao thông, các phƣơng tiện giao thông, mức độ tiêu thụ nguyên nhiên liệu… trên địa bàn nghiên cứu;
Các tài liệu có liên quan khác.
2.3.2.2. Ph ng pháp k thừa
Nghiên cứu và kế thừa một cách có chọn lọc kết quả nghiên cứu từ các đề tài khoa học, dự án nghiên có liên quan. Đặc biệt là kế thừa kết quả nghiên cứu từ Đề tài
“Nghiên c u, xây d ng hệ số phát thải phục vụ công tác kiểm kê ngu n thải khí từ ph ng tiện giao thông c gi i đ ờng bộ” do TS. Hoàng Dƣơng Tùng (Chủ nhiệm và
các cộng sự thuộc Trung tâm Quan trắc môi trƣờng - Tổng cục Môi trƣờng thực hiện. Các hệ số phát thải khí CO2 cho xe máy, ô tô hạng nhẹ và ô tô hạng nặng đƣợc kế thừa để tính toán lƣợng phát thải CO2 từ các phƣơng tiện giao thông chính trên địa bàn quận Đống Đa và Thanh Xuân. Do các hệ số phát thải này đƣợc xây dựng trong điều kiện tính toán ở thủ đô Hà Nội (cùng có các điều kiện về đƣờng xá, phƣơng tiện, nhiên liệu, vận hành... nên rất tƣơng đồng với điều kiện tính toán cho khu vực nghiên cứu.
2.3.2.3. Ph ng pháp khảo sát, quan trắc th c t
Tiến hành khảo sát địa bàn nghiên cứu nhằm xác định mạng lƣới đƣờng giao thông và các phƣơng tiện giao thông chính trên địa bàn các quận Thanh Xuân và Đống Đa. Tiến hành quan trắc lƣu lƣợng xe trên 26 trục đƣờng chính của 02 quận Thanh Xuân và quận Đống Đa. Vị trí các điểm quan trắc lƣu lƣợng xe trên các trục đƣờng đƣợc chỉ ra trong Hình 2.2.
Quá trình quan trắc lƣu lƣợng xe tại mỗi trục đƣờng đƣợc tiến hành trong ngày và chia làm 3 khung giờ:
Sáng: Từ 7h00 - 10h00;
Trƣa: Từ 11h00 - 14h00;
45
Các phƣơng tiện giao thông quan trắc đƣợc chia làm 4 nhóm:
Nhóm 1: Xe máy các loại;
Nhóm 2: Ô tô dƣới 7 chỗ ngồi (Ô tô con ;
Nhóm 3: Xe tải hạng nhẹ (xe có trọng tải dƣới 3,5 tấn ;
46
47
2.3.2.4. Ph ng pháp c tính phát thải khí CO2
2.3.2.4.1. H ng dẫn của t ch c bi n đ i khí hậu th gi i IPCC Cách ti p cận “Top-down”:
Tổng lƣợng thải CO2 từ nguồn giao thông có thể đƣợc tính toán dựa trên việc tổ hợp số liệu về lƣợng nhiên liệu tiêu thụ, loại nhiên liệu và hàm lƣợng các bon của mỗi loại nhiên liệu, công thức tính toán phát thải CO2 là nhân lƣợng nhiên liệu tiêu thụ (bán đƣợc với hệ số phát thải CO2 đối với loại nhiên liệu:
Phát thải CO2 =
Trong đó:
Phát thải CO2: Lƣợng phát thải CO2 (Tấn
Nhiên liệu - k: Lƣợng nhiên liệu - k tiêu thụ - bán - (Lít) EF - k: Hệ số phát thải CO2 của loại nhiên liệu k (g/L
Cách ti p cận “ bottom-up”:
Đƣợc thực hiện gồm 2 bƣớc: Bƣớc 1 ƣớc lƣợng - tính toán lƣợng nhiên liệu tiêu thụ qua loại phƣơng tiện và loại nhiên liệu:
Nhiên iệu tiêu thụij = nij x kij x eij
Trong đó:
i : loại phƣơng tiện j : loại nhiên liệu
n: số lƣợng phƣơng tiện (chiếc
k: số km trung bình năm của phƣơng tiện (Km
48
Bƣớc 2: tính toán phát thải CO2 bằng cách nhân lƣợng nhiên liệu tiêu thụ với hệ số phát thải của nhiên liệu và loại phƣơng tiện sử dụng nhiên liệu đó:
Phát thải CO2 = ij[EFij x nhiên iệu]
Trong đó:
i: loại phƣơng tiện j: loại nhiên liệu
2.3.2.4.1. Ph ng pháp ti p cận “ ottom- up” .S.I.F
Đây là phƣơng pháp đánh giá tổng hợp sự ảnh hƣởng đến tổng lƣợng phát thải (G thông qua các yếu tố: mức độ hoạt động (Activity), cấu trúc giao thông (Structure , mức độ tiêu thụ nhiên liệu với mỗi loại hình cấu trúc (Intensity) và đặc tính nhiên liệu (Fuel characteristic), mối quan hệ của các yếu tố nêu trên đƣợc thể hiện bởi công thức A.S.I.F (Schipper and Marie 1999, Schipper, Gorham, and Marie 2000).
49
Trên cơ sở đó, với sự tài trợ của Ngân hàng ADB, Tổ chức Sáng kiến không khí sạch Châu Á (Cai-Asia), đã xây dựng hƣớng dẫn cách thu thập dữ liệu cụ thể cung cấp cho quá trình tính toán phát thải CO2 từ hoạt động giao thông cho các nƣớc nhƣ sau:
Bảng 2.1: Dữ iệu yêu cầu ch việc ƣớc tính phát thải
Dữ iệu yêu cầu ch việc ƣớc tính phát thải từ h t động gia thông
Dữ liệu hoạt động (A) Số km vận hành Chủng loại xe 2 bánh, 3 bánh, Xe 4 chỗ, Xe 7 chỗ… Cấu trúc (S) Số lƣợng xe Chủng loại xe 2 bánh, 3 bánh, Xe 4 chỗ, Xe 7 chỗ…
Loại nhiên liệu Xăng, Dầu diezel… Loại công nghệ Pre-Euro, Euro 1, 2..
Cƣờng độ (I) Mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình Chủng loại xe 2 bánh, 3 bánh, Xe 4 chỗ, Xe 7 chỗ…
Loại nhiên liệu Xăng, Dầu diezel…
Nhiên liệu (F) Hệ số phát thải Chủng loại xe 2 bánh, 3 bánh, Xe 4 chỗ, Xe 7 chỗ…
Loại nhiên liệu Xăng, Dầu diezel…
- Tùy vào mức độ dữ liệu đầu vào có thể thu thập tại mỗi khu vực nghiên cứu để lựa chọn các yếu tố cho phù hợp mà A.S.I.F đã đƣợc phát triển, triển khai và ứng dụng rộng rãi bởi các tổ chức: Cơ quan Năng lƣợng quốc tế (IEA), Diễn đàn Vận tải quốc tế (ITF), Cơ quan môi trƣờng Châu Âu (EEA) và các thành phố của Ấn Độ, Mexico, Trung Quốc.
50
Kế thừa kết quả nghiên cứu của Đề tài “Nghiên c u, xây d ng hệ số phát thải
phục vụ công tác kiểm kê ngu n thải khí từ ph ng tiện giao thông c gi i đ ờng bộ”
do TS. Hoàng Dƣơng Tùng (Chủ nhiệm và các cộng sự thuộc Trung tâm Quan trắc môi trƣờng - Tổng cục Môi trƣờng thực hiện; các hệ số phát thải khí CO2 cho xe máy, ô tô hạng nhẹ đƣợc kế thừa để tính toán lƣợng phát thải CO2 từ các phƣơng tiện giao thông chính trên địa bàn quận Đống Đa và Thanh Xuân. Đối với hệ số phát thải cho xe buýt và xe tải hạng nặng, trong khuôn khổ Luận văn này chúng tôi kế thừa kết quả nghiên cứu của Luận văn Thạc sỹ của tác giả Trần Thu Trang Emission
Inventory of Passenger Transport Fleet in Hanoi to assess air Quality and Climate Co-Benifits associated with variuos technology scenarios” Do các hệ số phát thải
này đƣợc xây dựng trong điều kiện tính toán ở thủ đô Hà Nội (cho 2 yếu tố I và F
trong công thức A.S.I.F về các điều kiện về đƣờng xá, phƣơng tiện, nhiên liệu, vận hành... nên rất tƣơng đồng với điều kiện tính toán cho khu vực nghiên cứu, do đó sự phát thải khí CO2 trên các tuyến đƣờng do các phƣơng tiện giao thông chính trong đề tài đƣợc tính toán theo phƣơng trình:
Eco2 = N*Fco2*L*A
Trong đó:
Eco2: Lƣợng phát thải khí CO2 (tấn/năm
N: Số lƣợng phƣơng tiện giao thông (xe/ngày . N đƣợc xác định bằng số lƣợng xe đếm đƣợc trên các tuyến đƣờng trong khoảng thời gian từ (7h-19h). Fco2: Hệ số phát thải thực nghiệm của CO2 đối với từng loại xe (g/km/xe . Sử dụng hệ số phát thải đƣợc xây dựng bởi Trung tâm Quan trắc môi trƣờng (2009 , Tổng cục Môi trƣờng.
L: số km vận hành/chiều dài tuyến đƣờng
A: hệ số chuyển đổi = 365/106 (Trong đó: 365 là số ngày trong năm, 1/106 quy đổi từ g sang tấn .
- Hệ số phát thải
Kế thừa kết quả nghiên cứu của Đề tài “Nghiên c u, xây d ng hệ số phát thải
phục vụ công tác kiểm kê ngu n thải khí từ ph ng tiện giao thông c gi i đ ờng bộ”
51
môi trƣờng, Tổng cục Môi trƣờng thực hiện, và Luận văn Thạc sỹ của Trần Thu Trang, bảng hệ số phát thải thực nghiệm đƣợc chúng tôi sử dụng trong khuôn khổ Luận văn đƣợc trình bày ở bảng dƣới: + Đối v i xe ô tô hạng nhẹ: Bảng 2.2. Hệ số phát thải ch xe ô tô c n và h ng nhẹ Nhóm xe Hệ số phát thải CO HC NOX CO2 PM FC [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [l/100km] Dung tích 1.8 dm3 (Ford Laser) 0,99 0,13 0,25 234,07 - 10,20 Dung tích 2.5 dm3 (Ford Ranger-Diesel) 0,92 0,18 1,84 283,88 0,30 12,36 Dung tích 2.0 dm3 (Innova) 2,40 0,13 0,13 216,88 - 9,55 Dung tích 2.5 dm3 (Prado) 4,52 0,59 1,97 293,92 - 13,09 Trung bình 2,21 0,26 1,05 257,19 0,30 11,30
Theo đó, trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi sẽ sử dụng hệ số phát thải cho xe ô tô hạng nhẹ là 257,19 g/km.
52
Bảng 2.3: Hệ số phát thải ch xe ô tô bus và xe tải h ng nặng
Theo đó, trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi sẽ sử dụng hệ số phát thải cho xe buýt và xe tải hạng nặng là 843,224 g/km.
53 + Đối v i xe máy: Bảng 2.4. Hệ số phát thải ch xe máy TT Chất ô nhiễ / Mức tiêu thụ nhiên iệu Dung tích xi lanh từ 70÷100 c 3 Dung tích xi lanh từ 100÷125 c 3 Dung tích xi lanh từ 125÷150 c 3 Trung bình Tuổi đời từ 3÷7 năm (Wave RS) Tuổi đời trên 7 năm (Dream II-Thái) Tuổi đời từ 1÷3 năm (Jupite r) Tuổi đời 3÷7 năm (Smash) Tuổi đời trên 7 năm (Futur e) Tuổi đời từ 1÷3 năm (Lead) Tuổi đời từ 3-7 năm (ESKY) Tuổi đời từ >7 năm (Futur e II) 1 CO [gam/km] 10,02 12,42 13,48 8,86 16,93 6,76 15,69 8,87 11,63 2 HC [gam/km] 0,80 0,98 1,17 0,79 1,28 0,50 0,73 2,77 1,13 3 NOx [gam/km] 0,20 0,05 0,09 0,13 0,06 0,11 0,11 0,05 0,10 4 CO2 [gam/km] 29,24 22,95 31,73 26,01 22,10 50,26 51,03 26,51 32,48 5 FC [lít/100km] 2,07 1,99 2,47 1,85 2,30 2,72 3,40 2,15 2,37
Theo đó, Luận văn sẽ sử dụng hệ số phát thải cho xe máy là 32,48 g/km
2.3.2.5. Ph ng pháp đánh giá s phát thải khí CO2
Để đánh giá hiện trạng phát thải khí CO2 từ hoạt động giao thông trên địa bàn 02 quận Thanh Xuân và Đống Đa, Luận văn sử dụng một số chỉ số sau:
M c độ ô nhiễm CO2
Tiến hành so sánh kết quả quan trắc nồng độ khí CO2 trong không khí tại một số điểm quan trắc trên hệ thống đƣờng giao thông của địa bàn nghiên cứu với QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng không khí xung quanh.
Chỉ số phát thải CO2 trên ng ời T
T = G/P
Trong đó:
T: Chỉ số phát thải CO2/ngƣời
54
P: Tổng dân số
2.3.2.6. Ph ng pháp xử lý số liệu
Các số liệu của đề tài đƣợc tổng hợp, xử lý thống kê và trình bày bảng biểu, đồ thị trên phần mềm Excel.
2.3.2.7. Ph ng pháp đánh giá chất l ợng môi tr ờng không khí
Các số liệu quan trắc môi trƣờng không khí đƣợc tiến hành so sánh với các QCVN nhƣ sau:
QCVN 05:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng không khí;
QCVN 06:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc hại trong không khí xung quanh.
55
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Hiện tr ng phát thải khí CO2 từ ột số phƣơng tiện giao thông chính trên địa àn quận Thanh Xuân và quận Đống Đa
3.1.1. Giới thiệu đặc điểm hệ thống giao thông đường bộ trên địa bàn nghiên cứu
3.1.1.1.Mạng l i đ ờng giao thông quận Đống Đa
Một số thông tin cơ bản của các tuyến đƣờng chính trên địa bàn quận Đống Đa, thành phố Hà Nội đƣợc mô tả trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thông tin về các tuyến đƣờng chính quận Đống Đa, thành phố Hà Nội
TT Tên đƣờng đƣờng Số àn chiều Số giới h n Tốc độ Độ dài (km) 1 Đƣờng Láng 6 2 40 4,03 2 Đƣờng Kim Mã 4 2 40 2,47 3 Đƣờng Nguyễn Chí Thanh 6 2 40 1,83 4 Đƣờng Đê La Thành 2 2 40 2,82 5 Đƣờng Cát Linh 6 2 40 0,73 6 Đƣờng Giảng Võ 6 2 40 1,43