Hình 3.8. Lượng khí thải gây ơ nhiễm của máy bay Tu-154, tấn
Hình 3.9. Lượng khí thải gây ơ nhiễm của máy bay An 2, tấn
3.1.3. Đánh giá sơ bộ khí phát thải ngành do các máy bay bay trong địa phận quản lý của hàng không Việt Nam
Hiện nay, ICAO đã phát triển một phương pháp để tính tốn lượng khí thải đi-ơ-xít các-bon từ du lịch hàng khơng. Phương pháp tính phát thải các-bon của ICAO cho phép hành khách đi máy bay ước tính phát thải của họ.
Phương pháp sử dụng các dữ liệu được công bố cơng khai để tính tốn các yếu tố khác nhau như loại máy bay, tuyến đường bay cụ thể, số ghế sử dụng và hàng hóa chuyên chở.
Tuy nhiên, sử dụng phương pháp đó chỉ có thể xác định lượng khí thải các- bon của bạn từ điểm khởi hành đến điểm hạ cánh cho từng hành khách. Ví dụ [6], 1 hành khách, đi chuyến bay khứ hồi từ Hà Nội (HAN) đến Ô-xa-ka Nhật Bản (KIX) trên hạng ghế phổ thông, sẽ tạo ra khoảng 507,66 kg CO2.
Việc đánh giá phát thải một cách tồn diện của ngành hàng khơng vẫn chưa được công bố. Nếu sử dụng phương pháp đánh giá trên của ICAO, để tính cho một hãng hàng khơng thơi, cũng cần có số liệu hết sức cụ thể của toàn bộ hành khách, số ghế, loại máy bay, chặng bay, vv ... Số liệu tính tốn cho từng hành khách tính tốn hết sức phức tạp, các hệ số phát thải của từng loại máy bay, chặng bay, chi phí cho việc tính tốn này rất cao.
Trong khn khổ luận văn, xây dựng một phương pháp tính tốn gần đúng lượng phát thải khí CO2 tương đương trên vùng trời quản lý của hàng không Việt Nam dựa trên cơ sở phát thải thực tế của máy bay, theo giờ bay, quãng đường bay.
Sơ đồ logic đánh giá phát thải hàng không dân dụng bay trên bầu trời thuộc quản lý của ngành hàng khơng Việt Nam được trình bày trên hình 3.10.
Hình 3.10. Sơ đồ logic đánh giá phát thải hàng không dân dụng bay trên bầu trời thuộc quản lý của ngành hàng không Việt Nam
Theo [19], một máy bay phản lực trung bình tiêu thụ hơn 1h bay khoảng 15 tấn nhiên liệu và 625 tấn khơng khí, thải ra mơi trường 46,8 tấn carbon dioxide, hơi nước 18 tấn, 635 kg CO, 635 kg của các oxit nitơ, 15 kg oxit lưu huỳnh, 2, 2 kg chất rắn.
Đó là nhận định của các nhà khoa học nước ngoài, sau đây chúng ta chứng minh về mặt tốn học những con số cơng bố trên là chính xác:
Trước tiên cần xác định công thức của xăng máy bay, hiện công thức của xăng máy bay khơng thấy tài liệu đề cập. Thành phần chính của xăng máy bay chính là Kerosin, sau đây xây dựng phương pháp tìm cơng thức của nó.
Theo các nghiên cứu đã được công bố [7,8], xác định được công thức của kerosin sử dụng trong máy bay là C7,21H13,29.
Như vậy xăng máy bay gồm chất chính C7,21H13,29 và các phụ gia chứa N, S..
Viết phương trình phản ứng đốt cháy của xăng trong buồng đốt của động cơ máy bay.
Tính tốn lượng KHÍ NHÀ KÍNH phát thải khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu máy bay
Tính tốn lượng nhiên liệu bay trong 1 h bay của máy bay
Số liệu của hàng không Việt Nam về số Km quản lý bay Lượng KHÍ NHÀ KÍNH
phát thải khi bay 1 km
Lượng KHÍ NHÀ KÍNH thải ra do các máy bay bay trong vùng trời do HKDD quản lý, điều hành.
Như vậy cứ 1 mol C7,21H13,29 tác dụng với 10,5325 mol O2 sinh ra 7,21 mol CO2 và 6,645 mol H2O.
Quy đổi ra khối lượng thì ta có:
Cứ 99,81 gam C7,21H13,29 tác dụng với 337,04 gam O2 sinh ra 317,24 gam CO2 và 119,61 gam H2O.
Vậy 1 kg C7,21H13,29 cháy hết cần 3,38 kg O2 phát thải 3,17 kg CO2 và 1,25 kg H2O.
Sử dụng phương pháp tương tự cũng tính được lượng oxit nito, oxit lưu huỳnh khi đốt cháy 1 kg xăng máy bay.
Hiện nay, lượng tiêu thụ trên 1 giây của các máy bay dân dụng khoảng 4 lít xăng máy bay [6], [18], như vậy 1 h bay tiêu thụ khoảng 14400 lít xăng máy bay, tương ứng với khối lượng khoảng 15 tấn.
Cuối cùng chứng minh được kết quả: một máy bay trung bình tiêu thụ hơn
1h bay khoảng 15 tấn nhiên liệu và 625 tấn khơng khí, thải ra mơi trường 46,8 tấn carbon dioxide, hơi nước 18 tấn, 635 kg CO, 635 kg của các oxit nitơ, 15 kg oxit lưu huỳnh, 2, 2 kg chất rắn.
Với tốc độ bình quân 1 h bay, máy bay dân dụng bay được khoảng 1000 km, Như vậy theo số liệu về các chuyến bay trong địa phận của Việt Nam, chúng ta có thể tính sơ bộ lượng phát thải từ các máy bay thương mại bay qua vùng trời của Việt Nam.
Dữ liệu đầu vào về số km điều hành bay của HKDD Việt Nam [1-6].
Bảng 3.14. Số km điều hành bay của HKDD Việt Nam
STT NỘI DUNG Năm
2009 Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013 1 KM điều hành bay quy đổi (Nghìn km) 411.365 474.510 568.976 648.445 703.564
Dựa vào số liệu trên, có thể tính tốn sơ bộ lượng khí nhà kính do các máy bay thương mại thải ra khi bay trong địa phận của Việt nam như sau:
Bảng 3.15. Lượng khí nhà kính từ các máy bay thương mại
Khí thải Năm 2009 Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012 Năm 2013 CO2, tấn 19.251.882 22.207.068 26.628.076 30.347.226 32.926.795 CO, tấn 261.216 311.313 361.299 411.762 446.763 NOx, tấn 261.216 311.313 361.299 411.762 446.763 Tổng CO2e, tấn 97.355.466 115.289.655 134.656.477 153.464.064 166.508.932 0 5 10 15 20 25 30 35 2009 2010 2011 2012 2013 T ri ệu t ấn
Hình 3.11. Phát thải CO2 từ máy bay trong khơng phận của Việt Nam
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 N g h ìn t ấ n
Hình 3.12. Phát thải CO từ máy bay trong khơng phận của Việt Nam 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2009 2010 2011 2012 2013 N g h ìn t ấ n
Hình 3.13. Phát thải NOx từ máy bay trong không phận của Việt Nam
3.2. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu cho ngành hàng không Việt Nam
Để bảo vệ môi trường, giảm thiểu những tác động của ơ nhiễm tiếng ồn, khí thải do hoạt động hàng khơng gây ra cần thực hiện ngay các chính sách và tiêu chuẩn mới về tiếng ồn và khí thải máy bay do Tổ chức bảo vệ môi trường hàng không CAEP (Aviation Envitonmental Protection) trực thuộc tổ chức Hàng không dân dụng Quốc tế (ICAO) đưa ra. Cụ thể là thành phần oxit nitơ (NOx) trong khí thải của động cơ máy bay phải giảm 12% so với tiêu chuẩn đang sử dụng hiện nay. Trong đó cần phải thực hiện đồng bộ 04 giải pháp:
- Giảm ồn từ nguồn gây tiếng ồn;
- Giảm ồn nhờ thực hiện đúng quy trình khai thác tàu bay; - Hạn chế khai thác máy bay tại những thời điểm nhất định; - Quản lý quy hoạch cảng hàng không.
- Mua, thuê máy bay đạt tiêu chuẩn của ICAO về tiếng ồn và khí phát thải Hiện nay các loại máy bay thương mại mà ngành hàng không dân dụng Việt Nam đang sử dụng như B777, B767, A321, A320, ATR 72, F70 đều đạt tiêu chuẩn về tiếng ồn theo quy định về giới hạn tiếng ồn tại chương 3 và
chương 4 tập I, Phụ chương 16 – Công ước Chicago. Các máy bay này cũng đạt tiêu chuẩn khí phát thải, khói của các loại động cơ máy bay tại tập II - Phụ chương 16 – Cơng ước Chicago.
Trên cơ sở phân tích tổng quan chương 1, căn cứ vào các giải pháp chung của thế giới nhằm giảm thiểu tác động của TBB đến bầu khí quyển, đối với Ngành Hàng không Dân dụng Việt Nam cần thực hiện các giải pháp sau:
a. Giảm tiêu thụ nhiên liệu
Để giảm thiểu khí thải tầu bay, một trong những giải pháp trọng tâm là giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu, cần chú trọng trong quản lý nhằm đảm bảo việc bố trí:
- Loại máy bay với chặng bay có hiệu suất nhiên liệu cao nhất; - Tuyến bay có hiệu quả nhiên liệu cao nhất;
- Tuyến đường lăn trên mặt đất của máy bay bảo đảm hiệu quả nhiên liệu cao nhất;
- Khai thác với tốc độ máy bay có hiệu quả nhiên liệu cao nhất; - Khai thác máy bay với độ cao kinh tế nhất;
- Hệ số chất tải của máy bay là cao nhất; - Trọng lượng rỗng của máy bay là nhỏ nhất;
- Việc nạp nhiên liệu bảo đảm hoàn thành một chuyến bay an toàn là nhỏ nhất;
- Số chuyến bay phi lợi nhuận là ít nhất;
- Thực hiện tốt nội dung các dạng bảo dưỡng máy bay theo quy định, kể cả duy trì thường xuyên việc làm sạch động cơ và thân tàu bay
b. Thực hiện nâng cấp, cải tiến các động cơ máy bay, thay thế các động cơ phiên bản mới hơn, tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí phát thải: 40 động cơ GEnx sẽ được sử dụng cho đội tàu bay Boeing 787 Dreamliner của Vietnam Airlines,
thiện với mơi trường, GEnx là dịng động cơ tiên tiến nhất hiện nay, giúp tiết kiệm 15% nhiên liệu cho máy bay.
c. Thực hiện mua các máy bay mới hiện đại, với động cơ và thiết kế tiên tiến, giúp tiết kiệm nhiên liệu, mang lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời giảm phát thải khí nhà kinh, bảo vệ mơi trường.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hiện nay, hầu hết các nước trên thế giới đều nhận thức rõ về vấn đề bảo vệ môi trường. Giảm thiểu ảnh hưởng của tất cả các ngành nghề đến môi trường. Riêng ngành hàng không – vũ trụ đã có nhiều hành động thiết thực và những giải pháp nhằm giải thiểu đến mức tối đa ảnh hưởng của mình đến bầu khí quyển nói riêng và mơi trường nói chung.
Luận văn “Đánh giá tác động của khí thải từ các thiết bị bay đến bầu
khí quyển và xu hướng phát triển các nhiên liệu sạch thay thế” đã phần nào
tiếp cận về mặt tổng thể ảnh hưởng của các khí thải thiết bị bay của ngành hàng khơng vũ trụ đến bầu khí quyển. Một số kết quả chính đóng góp của Luận văn gồm:
- Trình bày tổng quan nhất về ảnh hưởng của khí thải thiết bị bay (máy bay dân dụng và tên lửa đẩy…chưa đề cập đến máy bay và tên lửa quân sự do yếu tố bí mật, ít được cơng bố) đến bầu khí quyển.
- Trình bầy khái quát nhất về chủng loại, đặc tính kỹ thuật của nhiên liệu dùng trong thiết bị bay hiện nay.
- Phân tích cơ chế hình thành khí thải (các loại khí nhà kính) khi thiết bị bay hoạt động.
- Đánh giá tác động của khí thải thiết bị bay đến bầu khí quyển và các biện pháp giảm thiểu lượng khí thải đã và đang được thế giới áp dụng.
- Tính tốn lượng khí thải từ hàng khơng dân dụng Việt Nam
- Nêu thực trạng ngành hàng không dân dụng của Việt Nam; Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng khí thải từ hàng khơng đến bầu khí quyển. Do trình độ có hạn, tài liệu liên quan đến đề tài khơng nhiều, nên luận văn chắc chắn sẽ cịn nhiều thiếu sót. Tuy nhiên, tác giả cố gắng trình bày một cách tổng quan những hiểu biết của bản thân về đề tài này. Mong các thầy và bạn đọc cho ý kiến phê bình và nhận xét.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1. Cục Hàng không dân dụng, (2010), Báo cáo tổng kết năm 2010, Bộ GTVT, Hà Nội.
2. Cục Hàng không dân dụng, (2011), Báo cáo tổng kết năm 2011, Bộ GTVT, Hà Nội.
3. Cục Hàng không dân dụng, (2012), Báo cáo tổng kết năm 2012, Bộ GTVT, Hà Nội.
4. Cục Hàng không dân dụng, (2013), Báo cáo tổng kết năm 2013, Bộ GTVT, Hà Nội.
5. Cục Hàng không dân dụng, (2006), Báo cáo tổng kết Ngành HKDD Việt Nam các năm từ 1995 đến 2006, Bộ GTVT, Hà Nội.
6. Cục Hàng không dân dụng, (2010), Kế hoạch phát triển đội máy bay đến năm 2020 của Tổng công ty HKVN, Bộ GTVT, Hà Nội.
7. Lê Kỳ Biên, (2011), báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước thuộc chương trình KHCN Vũ trụ “Thiết kế sơ bộ tên lửa đẩy sử dụng nhiên liệu lỏng”, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
8. Nguyễn Hanh Hoàn, (2011), báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước thuộc chương trình KHCN Vũ trụ “Nghiên cứu nguyên lý thiết kế và công nghệ chế
tạo động cơ tên lửa đẩy sử dụng nhiên liệu lỏng phục vụ chương trình KHCN Vũ trụ Quốc gia”, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Tiếng Anh
9. Dmitriev A.N., Bukreeva G.F, (1995), The Cosmic dauses of the increase of Climatic instability // Ecosystem evolution. Paleontological Institute. Moscow,
10. http://www.icao.on.ca
11. Joyce E. Penner (University of Michigan), David H. Lister (UK Defence Research and Evaluation Agency), David J. Griggs (UK Meteorological
Office), David J. Dokken (University Corporation for Atmospheric Research), Mack McFarland (DuPont Fluoroproducts), (2001), Aviation and the Global Atmosphere, Intergovernmental Panel on Climate Change.
12. Suozzo R., Prether M.J.,Garcia M.M. et al, (2010, Global Impact of the Antarctic ozone hole // J. geophys.
13. http://pulse.webservis.ru/ANDmitriev/Books/TechOnNature/oglav.html 14. http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/0 64. Tiếng Nga: 15. Гаврилов Б.Н., Ситина M.Ю, (1995), Милитаризация космоса: новая глобальная угроза, Вопр. философии. No 11. С.92-102. 16. Гринберг Э.И, (2012), Загрязнение космоса и космические полеты, Природа. 2012. No 8. С.12-17. 17. Г.Сарнер, (1999), Химия реактивных топлив, Изд. Мир Москва . 18. Джойс Э. Пеннер. Дэвид Г. Листер, (2011), Авиация и глобальная атмосфера, Изд. Мир Москва . 19. Докторов М. В, (2000), МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ, Санкт-Петербург .