1.2. Tổng quan về cacbon đen
1.2.3. Hiện trạng phát thải cacbon đen trên thế giới
Năm 2000, xấp xỉ 7.500 Gg/ năm BC đã được thải vào bầu khí quyển [8], đây là năm gần đây nhất có giá trị kiểm kê khí thải nhất quán trên quy mô toàn cầu do tại các nước đang phát triển, số liệu chi tiết về địa điểm và thời gian ước lượng phát thải BC đều không đầy đủ. Các số liệu được thống kê theo ngành và vùng lãnh thổ như sau: ba lục địa Châu Á (40%), Châu Phi (23%) và Châu Mỹ (12%) đóng góp khoảng 75% tổng lượng khí thải BC toàn cầu. Các ngành phát thải chính ở các nước đang phát triển là quá trình đốt cháy sinh khối mở và đốt nhiên liệu rắn, trong khi ngành vận tải chiếm ưu thế ở các nước phát triển và ở Đông Á là ngành công nghiệp than.
Ô nhiễm không khí có liên quan rất mật thiết với sự phát triển kinh tế, lượng phát thải BC đã giảm dần trong nhiều thập kỷ qua ở những nước phát triển do các quy định nghiêm ngặt về chất lượng không khí được ban hành [4]. Ngược lại, lượng thải BC đang tăng lên nhanh chóng ở nhiều nước đang phát triển do chưa có hệ thống kiểm soát chặt chẽ chất lượng không khí. Nếu các chính sách không được ban hành kịp thời để kiểm soát sự phát thải thì chúng có thể sẽ tiếp tục tăng lên cùng với tốc độ gia tăng công nghiệp hoá và đô thị hoá.
13
Hình 1.4. Kịch bản các yếu tố làm gia tăng phát thải cacbon đen theo các khu vực trên thế giới và theo nguồn phát thải từ 2000 đến 2030
(Dựa vào Kịch bản phát thải A1B của IPCC)
Nguồn: Jacobson và Street, 2009 [17]
Hình 1.5. Kịch bản sự gia tăng lượng phát thải BC ngành giao thông theo các khu vực trên thế giới từ 2000 đến 2030
(Dựa vào Kịch bản phát thải A1B của IPCC)
Chỉ số tăng trưởng
CO Cacbon đen
14
Nguồn: Jacobson và Street, 2009 [17]
Từ Hình 1.4 ta thấy, theo kịch bản A1B, yếu tố gia tăng phát thải BC từ quá trình sử dụng nhiên liệu sinh học, sinh hoạt và sản xuất công nghiệp có giá trị nhỏ, nằm trong khoảng 1 (tức không thay đổi). Còn sự gia tăng BC lớn xảy ra ở các lĩnh vực kinh tế còn lại, đặc biệt là ngành giao thông – vận tải, sau đó đến ngành năng lượng và đốt sinh khối ngoài trời.
Hình 1.5 cho thấy số liệu về các yếu tố gia tăng phát thải CO và BC cho tất cả các khu vực trên thế giới trong ngành giao thông. Cụ thể, hầu hết số liệu ở các khu vực thuộc Châu Phi và Châu Á đều cao hơn nhiều lần so với các khu vực ở Châu Mỹ và Châu Âu. Trong đó, Đông Phi là vùng có khả năng phát thải ra lượng BC cao nhất ở Châu Phi và thậm chí là toàn cầu; tại Châu Á, Nam Á và Đông Nam Á là hai khu vực có giá trị gia tăng phát thải cao hơn các khu vực còn lại. Ngược lại, Mỹ, Nhật Bản và Canada vốn là những quốc gia phát triển và có các quy định nghiêm khắc trong bảo vệ môi trường, do đó kịch bản phát thải BC ở những nước này là rất thấp.
b. Khu vực Nam Á, Đông Nam Á và dãy Himalaya
Tổng phát thải cả Nam Á và Đông Nam Á ước tính phát ra 1.560 Gg/ năm [6]. Cho đến nay, nguồn phát thải BC lớn nhất ở hai khu vực này là việc sử dụng nhiên liệu rắn tại khu vực dân cư (thông thường là sinh khối) để nấu ăn và sưởi ấm.
Ô nhiễm không khí trong hộ gia đình mà trong đó BC chiếm một tỷ lệ lớn đã dẫn đến khoảng 1,3 triệu trường hợp tử vong sớm mỗi năm ở Nam Á, chủ yếu do mức độ phát thải lớn và là khu vực có dân số đông thứ hai thế giới.
Lượng phát thải BC từ việc sử dụng nhiên liệu rắn hộ gia đình ở Ấn Độ cao đến mức các thiết bị quan sát ô nhiễm không khí đã quan sát thấy các giá trị ô nhiễm đạt đỉnh vào hai thời điểm trong ngày là thời điểm buổi sáng và buổi chiều tối. Kết quả mô hình hóa cho thấy nếu giảm việc sử dụng nhiên liệu sinh khối ở khu dân cư thì nồng độ BC tại Ấn Độ sẽ được giảm đáng kể. Các vụ cháy thảm thực vật cũng là nguyên nhân chính gây ra sự biến đổi của lượng khí thải BC và ozon tại các
15
khu vực của châu Á, đặc biệt là ở dãy Himalaya phía Nam và vùng đồng bằng phía
bắc của Đồng bằng Ấn – Hằng.
c. Khu vực Đông Á và Thái Bình Dương
Mỗi năm khu vực này đóng góp khoảng 1.870 Gg khí thải BC [6] - phần lớn từ Trung Quốc, nhiều hơn bất kỳ vùng lãnh thổ nào trên thế giới. Đông Á là khu vực duy nhất mà quá trình đốt than công nghiệp tạo ra tỷ lệ đáng kể trong tổng khí thải BC khu vực do tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh và thiếu kiểm soát khí thải.
Do lượng BC từ vùng này có thể di chuyển với khoảng cách dài, chúng có thể có tác động đáng kể đến các vùng lạnh Himalayan và Bắc Cực. Ngoài ra, do tình trạng dân số cao, các tác động của BC đến sức khoẻ cộng đồng cho thấy kết quả tiêu cực hơn so với các khu vực khác. Tuy nhiên nhờ có sự hiện diện của các công nghệ - kỹ thuật hiện đại ngày nay mà Đông Á trở thành khu vực lý tưởng để thực hiện các biện pháp giảm nhẹ phát thải BC. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc thực hiện các biện pháp giảm nhẹ BC tại Đông Á sẽ tránh hàng trăm nghìn cái chết sớm do ô nhiễm không khí ngoài trời và tiết kiệm được hàng triệu tấn năng suất cây trồng từ ô nhiễm ozon.
d. Khu vực Châu Phi
Các nguồn phát thải ở Châu Phi ước tính đóng góp khoảng 1.690 Gg/ tổng lượng BC hàng năm [6]. Nguồn phát thải BC lớn nhất ở châu Phi là cháy rừng với tổng diện tích đất rừng bị đốt cháy hàng năm dao động từ 121 đến 168 triệu ha [4], tiếp theo là quá trình sử dụng nhiên liệu rắn để nấu ăn và sưởi ấm. Có khoảng 465.000 người chết sớm mỗi năm có liên quan đến sử dụng bếp nấu trong nhà ở khu vực tiểu vùng Sahara Châu Phi.
Tốc độ tăng dân số nhanh, tỷ lệ xe chạy bằng dầu diesel cao cùng với sự thiếu bảo dưỡng động cơ, chất lượng nhiên liệu kém và điều kiện khí hậu đặc trưng đã góp phần gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng tại nhiều đô thị ở châu lục này.
Và tình trạng ô nhiễm ở Châu Phi dự kiến sẽ tiếp tục tăng nhanh chóng trong những thập niên tới do sự tăng trưởng nhanh của các trung tâm đô thị. Kết quả là tỷ lệ tử
16
vong sớm do ô nhiễm không khí cũng sẽ tăng lên. Tuy nhiên, dự báo tác động bức xạ của BC ở châu Phi đang gặp phải nhiều thách thức do hiện tượng khí tượng phức tạp, sai số trong mô hình hóa khí quyển và sự hiểu biết kém về lượng khí thải khu vực này.
e. Khu vực Mỹ La – tinh và Bắc Mỹ
Lượng phát thải hai khu vực này lần lượt là 1,150 và 380 Gg / năm [6]. Quá trình đốt cháy lộ thiên, đặc biệt là cỏ và rừng cây là nguyên nhân lớn nhất gây ra sự phát thải BC ở Mỹ Latinh. Các nghiên cứu cho thấy các sông băng ở dãy núi Andes đã bị tan chảy trong ba thập niên qua do hiện tượng biến đổi khí hậu và làm hạn chế lượng nước sẵn có trong khu vực để sản xuất nước, thủy lợi và thủy điện [18]. Do đó, đốt cháy sinh khối để nấu ăn, sưởi ấm cũng là một nguồn sinh ra BC đáng kể.
Khối lượng phát thải BC tại Bắc Mỹ thấp hơn so với các khu vực khác chủ yếu là do các quy định nghiêm ngặt về chất lượng bụi được thực hiện ở Hoa Kỳ trong vài thập kỷ qua. Tuy nhiên, Hoa Kỳ vẫn phát thải lượng khí thải BC nhiều gấp đôi so với cả Canada và Mexico [4], chủ yếu từ vận tải diesel, các ngành công nghiệp và hệ thống sưởi ấm dân cư. Tại California, các chính sách đã được ban hành để giảm phát thải diesel, dẫn đến lượng phát thải BC bề mặt đã giảm gấp đôi từ năm 1989 đến 2008.