Tương tự như phương thức lái, các trạng thái khởi động khác nhau có tác động khác biệt đối với phát thải từ ống xả. Thời gian nghỉ của động cơ trước khi khởi động là yếu tố có ảnh hưởng quan trọng. Đối với mô hình này, khởi động nguội (cold start) là khởi động khi động cơ đã nguội hoàn toàn, thời gian nghỉ lớn hơn hoặc bằng 18 tiếng. Khởi động nguội thường sẽ gây ra phát thải lớn nhất vì phải làm nóng động cơ và nếu có
37
xúc tác còn tốn thêm thời gian để tăng nhiệt độ đến điều kiện vận hành. Khởi động nóng là khởi động khi động cơ vừa tắt ít hơn hoặc bằng 5 phút. Thời gian nghỉ của động cơ (soak time) là khoảng thời gian động cơ tắt trước khi được khởi động lại. Có 10 nhóm thời gian nghỉ trong mô hình IVE, thể hiện trong Bảng2.6 như sau
Bảng 2.6. Phân loại thời gian nghỉ đối với phương thức khởi động trong mô hình IVE
TT Nhóm Thời gian nghỉ (phút) 1 15 phút 0 ÷ 15 2 30 phút 16 ÷ 30 3 1 giờ 31 ÷ 60 4 2 giờ 61 ÷ 120 5 3 giờ 121 ÷ 180 6 4 giờ 181 ÷ 240 7 6 giờ 241 ÷ 360 8 8 giờ 361 ÷ 480 9 12 giờ 481 ÷ 720 10 18 giờ ≥721 2.4. Xây dựng các kịch bản
Từ các dữ liệu thu thập được, số liệu đầu vào của mô hình được xử lý và cho ra kết quả là trạng thái phát thải nền của xe taxi Hạ Long. Bộ số liệu về hệ số phát thải (EF) nền này sẽ là cơ sở để so sánh với hệ số phát thải của các kịch bản khác nhằm đánh giá tiềm năng đồng lợi ích thu được.
Các biện pháp chuyển đổi nhiên liệu sang nhiên liệu sạch hơn và biện pháp thắt chặt mức tiêu chuẩn khí thải là những biện pháp mang lại hiệu quả cao trong việc giảm phát thải trên cơ sở lý thuyết. Trên thực tế, CNG và LPG là nhiên liệu đã được sử dụng cho nhiều hệ thống phương tiện giao thông công cộng trên thế giới và tỏ ra có hiệu quả. Về biện pháp thắt chặt tiêu chuẩn khí thải, Việt Nam hiện nay đã đề ra lộ trình bỏ qua Euro III và đáp ứng tiêu chuẩn Euro IV vào năm 2017. Do đó có thể thấy việc nghiên cứu hiệu quả của các kịch bản này là rất cần thiết trong tình hình hiện nay. Để thấy rõ một cách định lượng mức độ hiệu quả, nghiên cứu tiến hành dùng mô hình IVE để chạy các kịch bản, cụ thể như sau:
Các kịch bản chuyển đổi nhiên liệu
38
- Kịch bản2: Chuyển đổi 100% xe taxi dùng xăng sang dùng LPG
Các kịch bản thắt chặt mức tiêu chuẩn khí thải
- Kịch bản3: 100% xe taxi đạt tiêu chuẩn Euro III - Kịch bản 4: 100% xe taxi đạt tiêu chuẩn Euro IV
Giả thiết số lượng xe và phương thức lái không thay đổi đối với tất cả các kịch bản.
2.5. Chạy mô hình
Đối với trạng thái nền, sử dụng một file Fleet thu được từ việc tổng hợp và phân tích các phiếu điều tra. Tương ứng với đầu ra là hệ số phát thải nền của ngày thường và ngày nghỉ có 2 file Location thể hiện dữ liệu đầu vào của 2 ngày này.
Đối với các kịch bản thay thế, file Location được giữ nguyên trong khi file Fleet được thay đổi tương ứng với nhiên liệu thay thế và các mức tiêu chuẩn khí thải khác nhau.
Kết quả đầu ra của mô hình IVE cho biết khối lượng phát thải tính theo từng giờ và cả ngày của các chất ô nhiễm trong trạng thái di chuyển (running) và trạng thái khởi động (start-up). Các chất ô nhiễm được tính đến trong mô hình IVE chia thành 3 nhóm: - Nhóm các chất gây ảnh hưởng đến chất lượng không khí: CO, VOC, VOCevap, NOx,
SOx và PM.
- Nhóm các chất độc: chì, butadien 1,3, acetaldehydes, formaldehydes, NH3 và benzen. - Nhóm các chất gây ấm lên toàn cầu: CO2, N2O và CH4.
Nghiên cứu này chỉ quan tâm đến nhóm chất gây ảnh hưởng đến chất lượng không khí và gây ấm lên toàn cầu.
2.6.Xác định hệ số phát thải của xe taxi tại Hạ Long
Hệ số phát thải (EF) là khối lượng của một chất ô nhiễm thải ra trên một đơn vị khối lượng, thể tích, khoảng cách hoặc thời gian hoạt động của nguồn phát thải chất ô nhiễm đó [25].Từ số liệu đầu ra của mô hình IVE, ta xác định được EF của các chất ô nhiễm theo các công thức như sau:
EFrunning M ( /g km)
VKT
Trong đó:
39
- VKT: số km di chuyển trong khoảng thời gian cần xét (km)
EFstart up M
N
(g/lần) Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- N: số lần khởi động trong khoảng thời gian cần xét (lần)
Giá trị EF được tính cho các chất ô nhiễm đề cập ở trên tương ứng với trạng thái nền và các kịch bản. Từ đó thực hiện được sự so sánh để đánh giá cải thiện về chất lượng không khí cũng như tiềm năng giảm nhẹ biến đổi khí hậu.
2.7. Đánh giá đồng lợi ích
2.7.1. Đánh giá đồng lợi ích về khí hậu
Đồng lợi ích thu được đối với khí hậu được xét dựa trên giá trị CO2 tương đương (CO2 eq). Đây là đại lượng dùng để đánh giá ảnh hưởng phát thải của các chất ô nhiễm đối với khí hậu.
2 , , EF v v v i i v i CO eqA N P Trong đó:
- Av: số km di chuyển trung bình trong một năm của một phương tiện loại v. - Nv: số lượng phương tiện loại v.
- EFv,i:hệ số phát thải của chất ô nhiễm i đối với phương tiện loại v.
- Pi: tiềm năng làm ấm hoặc làm mát của chất ô nhiễm i đới với khí hậu (GWP), xét mức so sánh là CO2.
Tiềm năng làm ấm toàn cầu (GWP) là khối lượng của 1 chất có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại tương ứng với 1 khối lượng CO2. Giá trị GWP của các chất gây hiệu ứng nhà kính xét đến trong nghiên cứu có thể tra ở Bảng2.7.
Bảng 2.7. GWP của một số chất
Chất ô nhiễm CO2 N2O CH4 NOx(tính theo N) SO2 VOC CO
GWP (20 năm) 1 289 721 43 -57 14 6
40
2.7.2. Đánh giá đồng lợi ích về sức khỏe
Ô nhiễm không khí gây ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng. Chi phí thiệt hại của các chất ô nhiễm với sức khỏe con người được ước tính trongBảng 2.8.Chi phi thiệt hại về sức khỏe do một tấn PM10gấp 8 lần so với một tấn NOx, 117 lần so với một tấn VOC và 3945 lần so với một tấn CO. Do đó, tổng lợi ích về sức khỏe từ giảm PM10 và NOx được quan tâm hơn. Sử dụng phương trình (Gojash et al, 2005) để tính toán những lợi ích về sức khỏe từ việc giảm phát thải NOx và PM10 ước tính cho mỗi kịch bản.
10 10 PM J PM J NOx j NOx J j d E d E D [33]
Dj: Tổng chi phí thiệt hại trong khu vực j (US$/năm) Ek
j: Tổng lượng phát thải của chất ô nhiễm k (k = NOx , PM10) trong khu vực j (Tấn/năm) dkj: Hệ số chi phí thiệt hại sức khỏe của chất ô nhiễm k trong khu vực j (US$/Tấn)
Bảng 2.8. Bảng hệ số chi phí thiệt hại về sức khỏe[33]
Chi phí thiệt hại về sức khỏe (US$/tấn)
Chất ô nhiễm
CO VOCs NOx PM10
Chi phí ước tính thấp 7,7 188 2300 19900
Chi phí ước tính cao 57,7 2100 33800 271700
Chi phí ước tính trung bình 32,7 1144 18050 145800
2.7.3. Đánh giá đồng lợi ích về tiết kiệm nhiên liệu
Từ Bảng 2.9 ta có thể thấy việc thắt tiêu chuẩn thải giúp tiết kiệm nhiên liệu. Việc áp dụng các tiêu chuẩn CN2 (tương đương Euro II) từ năm 2004, tiêu chuẩn CN3 (tương đương Euro III) từ năm 2008, tiêu chuẩn CN4 (tương đương Euro IV) từ năm 2011 dẫn đến việc giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu ứng với mỗi giai đoạn [34]. Hiện nay, một lít xăng RON92 có giá 24690 VND (1,17 US$), do dó lượng nhiên liệu tiết kiệm trong một năm được sẽ quy đổi thành tiền ứng với mỗi kịch bản.
Công thức tính:
Lợi ích của việc tiết kiệm nhiên liệu BF = BF0 – BFw (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tổng chi phí nhiên liệu của xe (mỗi năm) BFi = Nix Ll x βi x 365 x F Trong đó:
BF: Lợi ích của việc tiết kiệm nhiên liệu (US $/năm)
BFi: Tổng chi phí nhiên liệu có/ không có dự án (US $/năm) Ni: Số lượng xe, có/không có dự án (xe)
41
βi: Lượng nhiên liệu tiêu tốn, trên quãng đường l, có/không có dự án (L/km) i: i = w (có dự án), i = o (không có dự án)
F : Giá của một đơn vị nhiên liệu (US$/L)
Bảng 2.9. Mức tiêu thụ nhiên liệu tiêu chuẩn của Trung Quốc[34]
Mức tiêu thụ nhiên liệu tiêu chuẩn của Trung Quốc (L/100km) Khối lượng xe (CM), kg Giai đoạn 1: 1/6/2005 Giai đoạn 2: 1/6/2008 Giai đoạn 3: 1/1/2012
M/T A/T M/T A/T M/T A/T
CM ≤ 750 7,2 7,6 6,2 6,6 5,2 5,6 750< CM ≤ 865 7,2 7,6 6,5 6,9 5,5 5,9 865 < CM ≤ 980 7,7 8,2 7 7,4 5,8 6,2 980 < CM ≤ 1090 8,3 8,8 7,5 8 6,1 6,5 1090 < CM ≤ 1205 8,9 9,4 8,1 8,6 6,5 6,8 1205 < CM ≤ 1320 9,5 10,1 8,6 9,1 6,9 7,2 1320 < CM ≤ 1430 10,1 10,7 9,2 9,8 7,3 7,6 1430 < CM ≤ 1540 10,7 11,3 9,7 10,3 7,7 8 1540 < CM ≤ 1660 11,3 12 10,2 10,8 8,1 8,4 1660 < CM ≤ 1770 11,9 12,6 10,7 11,3 8,5 8,8 M/T: Hộp số tay A/T: Hộp số tự động
Đối với kịch bản chuyển đổi nhiên liệu từ xăng sang LPG và CNG cũng tiết kiệm được chi phí tiêu thụ nhiên liệu. Tại Việt Nam trong gần 6 năm thực tế sử dụng (2007- 2013), so với xăng/dầu mức tiết kiệm chi phí nhiên liệu trên cùng một quãng đường là từ 20-30% đối với LPG và 30-40% đối với CNG. [35]. Xác định quãng đường đi được trong 1 năm, từ đó tính được tổng chi phí tiết kiệm nhiên liệu ứng với các kịch bản.
2.7.4. Đánh giá lợi ích thu được từ bán giấy phép phát thải khí CO2
Mức giảm CO2 tương đương này có thể quy đổi thành giá trị của giấy phép phát thải cacbon trên thị trường cacbon toàn cầu. Giấy phép phát thải cho phép đơn vị sở hữu được phép phát thải một lượng chất thải nhất định, giấy phép này có thể được mua bán, chuyển nhượng giữa các đơn vị sở hữu. Việc mua bán giấy phép phát thải khí nhà kính này đã có sự tham gia của nhiều quốc gia lớn trên thế giới. Giá trung bình của CO2 eq
42
(2011) theo tiêu chuẩn CCB(Climate, Community and Biodiversity Standards) với phương pháp đánh giá đồng lợi ích là 4,7 triệu $/1 triệu tấn CO2 eq [33].
2.7.5. Xác định chi phí để kiểm soát phát thải
Để có thể kiểm soát phát thải các chất ô nhiễm một cách hiệu quả và đáp ứng được các tiêu chuẩn về khí thải Euro III và Euro IV đòi hỏiphải thay đổi kết cấu động cơ nhằm tăng hiệu suất cháy, lắp đặt bộ chuyển hóa xúc tác, thay đổi nguồn nhiên liệu ... Trong luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu trên hai phương diện đó là chi phí cho các thiết bị kiểm soát khí thải, và chi phí cho việc chuyển đổi nhiên liệu.
a. Đối với kịch bản thắt chặt tiêu chuẩn thải
Để có thể chuyển đổi từ tiêu chuẩn phát thải Euro II lên Euro III và Euro IV cần phải cải tiến và lắp đặt thêm các thiết bị như: hê thống tuần hoàn khí thải, bộ biến đổi xúc tác, hệ thống phun xăng điện tử... Chi phí cần thiết cho việc lắp đặt và cải tiến thiết bị nhằm chuyển đổi từ Euro II lên Euro III và Euro IV được thể hiện trong Bảng 2.10.
Bảng 2.10. Chi phí gia tăng cho việc chuyển đổi các tiêu chuẩn Euro[37]
Loại nhiên liệu Hạng xe Euro I (Cơ sở) (US$/xe) Euro I lên Euro II (US$/xe) Euro II lên Euro III
(US$/xe) Euro III lên Euro IV (US$/xe) Xăng 4 xi lanh, Vd = 1,5l 142 63 122 25 Xăng 4 xi lanh, Vd = 2,5l 232 3 137 15 Diesel 4 xi lanh, Vd = 1,5l 56 84 337 145 Diesel 4 xi lanh, Vd = 2,5l 56 89 419 164
b. Đối với kịch bản chuyển đổi nhiên liệu
Để chuyển đổi nhiên liệu từ xăng sang LPG và CNG cần phải lắp đặt bộ chuyển đổi nhiên liệu LPG hoặc CNG cho xe taxi. Chi phí để lắp đặt bộ chuyển đổi nhiên liệu đối với LPG là 600£ và đối với CNG là 1500£ [38]. Chi phí này sẽ được sử dụng cho việc tính toán chi phí cần thiết cho việc chuyển đổi nhiên liệu từ xăng sang LPG và CNG.
43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm kỹ thuật và hoạt động của xe taxi tại thành phố Hạ Long
3.1.1. Lưu lượng dòng xe
Giá trị lưu lượng dòng xe được tính toán dựa trên việc đếm xe trên các đường đã chọn. Lưu lượng cụ thể của từng đường được tổng hợp trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Lưu lượng xe taxi tại Hạ Long (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TT Tuyến đường
Mùa mưa Mùa khô
Ngày đếm Lưu lượng
xe (xe/giờ) Ngày đếm Lưu lượng xe (xe/giờ) 1 Quốc lộ 18 06/06/2013 129 16/12/2013 118 2 Trần Hưng Đạo 07/06/2013 128 17/12/2013 142 3 Tô Hiến Thành 08/06/2013 43 18/12/2013 56 4 Hà Lầm 26/06/2013 52 19/12/2013 42 5 Bùi Thị Xuân 27/06/2013 11 20/12/2013 15 6 Bãi Muối 28/06/2013 2 26/12/2013 2 7 Nguyễn Văn Cừ 29/06/2013 85 27/12/2013 36 8 Hải Phúc 30/06/2013 16 07/01/2014 18 9 Hải Ninh 01/07/2013 6 08/01/2014 3
Lưu lượng trung bình 52 48
Từ Bảng 3.1 ta thấy lưu lượng xe taxitrung bình tại Hạ Long trong mùa mưa cao hơn so với mùa khô với giá trị lần lượt là 52 xe/giờ và 48 xe/giờ. Điều này có thể là do, Hạ Long là một thành phố du lịch nên có thể vào mùa mưa lưu lượng xe taxi phục vụ cho nhu cầu đi lại của khách du lịch tăng lên dẫn đến lưu lượng xe taxitrung bình trong mùa
44
mưa cao hơn so với mùa khô. Giá trị lưu lượng được đưa vào file Location để tính toán tổng quãng đường và tổng số lần khởi động của xe taxi tại Hạ Long.
3.1.2. Đặc điểm kỹ thuật dòng xe
Hình 3.1. Phân loại kỹ thuật dòng xe taxi tại Hạ Long theo mô hình IVE
Kết quả phân loại kỹ thuật dòng xe được tổng hợp từ 130 phiếu điều tra. Từ kết quả này có thể thấy xe taxi tại thành phố Hạ Long thuộc 7 loại trong mô hình IVE với các mã xe 101, 180, 181, 182, 183, 184 và 185. Các xe đều sử dụng nhiên liệu là xăng (Petrol – Pt) và là xe hạng nhẹ (Light – Lt) hoặc hạng trung bình (Med – Medium). Hệ thống kiểm soát tỷ lệ không khí/nhiên liệu thuộc loại phun nhiên liệu đa điểm (Multi-Pt FI) và phần lớn đạt tiêu chuẩn Euro II. Trong số các xe khảo sát có 2 xe không đạt tiêu chuẩn Euro II, đây là xe đã hoạt động lâu năm mà chưa được thay thế.
45
Hình3.2. Thành phần tuổi xe taxi tại Hạ Long
Theo khảo sát, các xe taxi tạiHạ Long chủ yếu nằm trong độ tuổi từ 1 – 4 năm. Độ tuổi trung bình của xe taxi tại thành phố Hạ Long là 3,2 năm.
Tương ứng với tuổi xe là tổng số km đi được của xe. Mỗi năm một xe taxi tại Hạ Long di chuyển trung bình 73480 km. Thông số này được đưa vào để đánh giá đồng lợi ích về biến đổi khí hậu.
3.1.3. Phương thức lái 3.1.3.1. Vận tốc trung bình 3.1.3.1. Vận tốc trung bình
Vận tốc trung bình của xe taxi tại Hạ Long đạt 11,4 ± 3,1 km/h. Biến thiên vận tốc trong một ngày làm việc của xe taxi được biểu thị trong Hình 3.3.
46
Hình3.3.Biến thiên vận tốc trong một ngày làm việc của xe taxi tại Hạ Long
Từ Hình 3.3 ta thấy xe di chuyển chậm nhất vào lúc11h sáng và 22h đêm. Tại thời điểm 11h sáng, đây là thời điểm kết thúc giờ làm việc buổi sáng nên có mật độ giao thông lớn do đó xe phải di chuyển với vận tốc thấp. Còn tại thời điểm 22h đêm tại thời điểm này nhu cầu về xe taxi giảm, vì vậy các lái xe taxi phải di chuyển chậm để bắt khách. Trong khoảng thời gian (6h và 10h và 13h đến 18h), tốc độ của xe taxi là ổn định hơn và cao hơn.Tuy nhiên, vận tốc giữa ngày thường và ngày cuối tuần không có nhiều biến động, do xe taxi có thể lựa chọn linh hoạt các tuyến đường để di chuyển. Vận tốc trung