Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:201

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm đánh giá được mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí từ các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam là cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí trong các hoạt động nêu trên. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---------------***---------------- PHẠM THỊ HUẾ ĐÁNH GIÁ MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ PHÁT THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG DỊCH VỤ VẬN TẢI ĐƯỜNG BỘ CỦA VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---------------***---------------- PHẠM THỊ HUẾ ĐÁNH GIÁ MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ PHÁT THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG DỊCH VỤ VẬN TẢI ĐƯỜNG BỘ CỦA VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 9520320 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS. NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT 2. GS.TS. HOÀNG XUÂN CƠ Hà Nội - 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết và GS.TS. Hoàng Xuân Cơ. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác. Hà Nội, ngày … tháng …. năm 2021 T/M TẬP THỂ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nghiên cứu sinh PGS.TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết Phạm Thị Huế
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đặc biệt đến PGS.TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết, người đã hướng dẫn tận tình, chu đáo về chuyên môn, phương pháp và kỹ năng nghiên cứu để giúp tôi hoàn thành được luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS. Hoàng Xuân Cơ, người đã luôn động viên, khích lệ và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình tôi thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ của Tổng cục Thống kê – Bộ Kế hoạch và Đầu tư đã hợp tác và hỗ trợ tôi trong quá trình sử dụng số liệu bảng cân đối liên ngành Input-Output (IO) của Việt Nam. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và giảng viên Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải đã tạo điều kiện cho tôi để được tham gia chương trình đào tạo này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Bộ phận đào tạo sau Đại học của Phòng Đào tạo - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã luôn tạo điều kiện, quan tâm và có nhiều đóng góp quý báu trong suốt quá tôi thực hiện luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, đã luôn động viên, đồng hành và tạo mọi điều kiện trong suốt thời gian tôi thực hiện nghiên cứu này. Cảm ơn bạn bè và những người đồng nghiệp luôn động viên trong quá trình tôi thực hiện luận án. Hà Nội, ngày ….. tháng ….. năm 2021 Nghiên cứu sinh Phạm Thị Huế
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ iv DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. vii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 8 1.1. Tổng quan về các hoạt động giao thông vận tải đường bộ của Việt Nam ...... 8 1.1.1. Tình hình hoạt động giao thông vận tải đường bộ của Việt Nam ........... 8 1.1.2. Nhu cầu, số lượng phương tiện và chất lượng dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam ..................................................................................................... 9 1.1.3. Đặc điểm cơ sở hạ tầng của Việt nam ................................................... 13 1.1.4. Mối quan hệ giữa hoạt động giao thông vận tải với tăng trưởng kinh tế, dân số và các ngành kinh tế khác tại Việt Nam ............................................... 14 1.2. Tình hình sử dụng nhiên liệu đối với hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam .............................................................................................................. 17 1.2.1. Các loại nhiên liệu sử dụng trong hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ 17 1.2.2. Mức tiêu hao nhiên liệu của các phương tiện vận tải đường bộ ............ 18 1.3. Tình hình phát thải khí từ hoạt động giao thông vận tải đường bộ của Việt Nam ...................................................................................................................... 21 1.3.1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến mức phát thải khí của các phương tiện vận tải đường bộ ..................................................................................................... 21 1.3.2. Tiêu chuẩn khí thải đối với các phương tiện vận tải đường bộ ............. 24 1.3.3. Hiện trạng sử dụng năng lượng và phát thải khí từ hoạt động vận tải đường bộ...................................................................................................................... 25 1.3.4. Ảnh hưởng khí thải từ hoạt động giao thông vận tải đường bộ đến sức khỏe con người ................................................................................................ 28 1.4. Hiện trạng chính sách, chiến lược giảm phát thải liên quan đến hoạt động giao thông vận tải tại Việt Nam ................................................................................... 30 1.5. Tình hình nghiên cứu liên quan đến luận án trên thế giới và tại Việt Nam .. 32 1.5.1. Trên thế giới ........................................................................................... 32 1.5.2. Tại Việt Nam ......................................................................................... 35 1.6. Một số mô hình, công cụ sử dụng trong ước tính, đánh giá và dự báo mức tiêu hao năng lượng và phát thải khí ................................................................ 38 1.6.1. Một số mô hình và công cụ.................................................................... 38 i
1.6.2. Đánh giá chung về mô hình và công cụ ................................................. 43 1.7. Định hướng phát triển của nghiên cứu .......................................................... 43 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 46 2.1 Phương pháp thu thập, xử lý, thống kê và tổng hợp tài liệu .......................... 46 2.2. Bảng Input-Output ........................................................................................ 46 2.2.1. Cơ sở của bảng IO ................................................................................. 46 2.2.2. Khai thác bảng IO .................................................................................. 49 2.2.3. Bảng IO của Việt Nam .......................................................................... 52 2.2.4. Cập nhật bảng IO ................................................................................... 54 2.3. Kỹ thuật LMDI .............................................................................................. 56 2.3.1. Kỹ thuật LMDI ...................................................................................... 56 2.3.2. Ứng dụng của kỹ thuật LMDI ............................................................... 57 2.4. Thiết lập và phân tích kịch bản dự báo sử dụng năng lượng và phát thải khí .............................................................................................................................. 59 2.4.1. Khái quát và phương pháp thiết lập kịch bản ........................................ 59 2.4.2. Cơ sở khoa học trong ước tính năng lượng và phát thải ........................ 62 2.4.3. Thiết lập kịch bản mô phỏng ................................................................. 63 2.4.4. Lựa chọn các thông số đầu vào cho kịch bản ........................................ 67 2.4.5. Phân tích độ nhạy................................................................................... 73 2.5. Lựa chọn hệ số phát thải ............................................................................... 74 2.5.1. Một số đặc điểm lựa chọn hệ số phát thải ............................................. 74 2.5.2. Lựa chọn hệ số phát thải ........................................................................ 74 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 81 3.1. Kết quả phân tích xu hướng thay đổi mức tiêu thụ năng lượng .................... 81 3.1.1. Tiêu thụ năng lượng của nền kinh tế Việt Nam và các ngành dịch vụ vận tải...................................................................................................................... 81 3.1.2. Kết quả phân tích xu hướng tiêu hao năng lượng của các ngành dịch vụ vận tải ............................................................................................................... 84 3.2. Kết quả phân tích xu hướng thay đổi cường độ năng lượng của dịch vụ vận tải đường bộ............................................................................................................... 87 3.2.1. Kết quả tính toán cường độ năng lượng ................................................ 87 3.2.2. Phân tách sự thay đổi cường độ năng lượng .......................................... 91 3.2.3. Tiêu thụ năng lượng bị ẩn (embodied energy consumption) ................. 93 3.3. Kết quả phân tích mức phát thải khí đối với các dịch vụ vận tải đường bộ của Việt nam ............................................................................................................... 94 ii
3.3.1. Kết quả phân tích phát thải khí từ các ngành kinh tế Việt Nam và các ngành dịch vụ vận tải ....................................................................................... 94 3.3.2. Kết quả phân tách mức phát thải CO2 từ các dịch vụ vận tải ................ 97 3.4. Kết quả phân tích kịch bản về nhu cầu năng lượng và phát thải khí đối với hoạt động dịch vụ vận tải ........................................................................................... 102 3.4.1. Kết quả xây dựng kịch bản .................................................................. 102 3.4.2. Kết quả phân tích và thảo luận về năng lượng và phát thải CO2 của dịch vụ vận tải đường bộ ....................................................................................... 112 3.4.3. Kết quả phân tích độ nhạy của công cụ calculator 2050 ..................... 115 3.5. Đánh giá về độ tin cậy của các mô hình sử dụng ........................................ 116 3.5.1. Số liệu đầu vào sử dụng cho mô hình .................................................. 116 3.5.2. Tham chiếu kết quả đầu ra ................................................................... 117 3.6. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí đối với các dịch vụ vận tải đường bộ tại Việt nam ...................................... 119 3.6.1. Tình hình thực hiện giảm phát thải đối với các dịch vụ vận tải đường bộ tại Việt Nam ................................................................................................... 119 3.6.2. Bài học kinh nghiệm của một số quốc gia trên thế giới trong việc thực hiện giải pháp giảm phát thải khí ................................................................... 121 3.6.3. Đề xuất giải pháp giảm phát thải khí cho các dịch vụ vận tải đường bộ tại Việt Nam ........................................................................................................ 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................. 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 131 PHỤ LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt ADB Asian Development Bank Ngân hàng phát triển Châu Á AIM Asian-Pacific Intergrated Mô hình tích hợp Châu Á – Thái Model Bình Dương BAU Business – As - Usual Kịch bản cơ sở BE Nhiên liệu sinh học BU Xe buýt CNG Compressed Natural Gas Khí thiên nhiên nén CO2 Cacbon đioxit DVVT Dịch vụ vận tải DO Diesel oil Dầu diesel E Điện ELR European Load Respond Test Thử đáp ứng tải kiểu châu Âu EMS Eco driving management Hệ thống quản lý lái xe sinh system thái EPA Environmental Protection Cơ quan bảo vệ môi trường Agency ESC European Steady State Cycle Chu trình ổn định kiểu châu Âu ETC European Transient Cycle Chu trình quá độ kiểu châu Âu GDP Gross Domestic Product Tổng thu nhập quốc nội GHG Green House Gas Khí nhà kính GO Xăng GIZ Deutsche Gesellschaft für Tổ chức hợp tác quốc tế Đức Internationale Zusammenarbeit GmbH GTVT Giao thông vận tải GTTT Giá trị tăng thêm HCM Hồ Chí Minh HDV Heavy duty vehicle Xe tải hạng nặng HH Hàng hóa HK Hành khách HSPT Hệ số phát thải IC Intermediary consumption Tiêu dùng trung gian IPCC Intergovernmental Panel on Ủy ban liên chính phủ về biến Climate Change đổi khí hậu IO Input-Output Đầu vào đầu ra iv
INDC Intended Nationally Đóng góp dự kiến do quốc gia Determined Contributions tự quyết định IVE International Vehicle Emission Phát thải phương tiện quốc tế KNK Khí nhà kính LDV Light duty vehicle Xe tải hạng nhẹ LMDI Logarithmic Mean Divisia Chỉ số trung vị hàm Logarith Index Divisia LPG Liquified Petroleum Gas Khí dầu mỏ hóa lỏng LPI Logistics Performance Index Chỉ số năng lực quốc gia về vận tải LULUCF Land-use Change and Forestry Sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp MC Xe máy NOx Oxit nitơ NL Năng lượng NMHC non-metane Hydrocacbon Chất hydro các bon không mê tan OECD Organization for Economic Tổ chức hợp tác và phát triển Cooperation and Development kinh tế OSPM Operational street pollution Mô hình hoạt động ô nhiễm model đường phố PM Particulate matter Bụi mịn UNEP United Nations Environment Chương trình môi trường của Programme Liên Hiệp Quốc TOE Tone oil equipment Tấn dầu tương đương SM Ô tô con nhỏ hơn 7 chỗ SNA System of Nation Accounts Tài khoản quốc gia SO2 Lưu huỳnh đioxit STPE Standardized Total Percentage Tổng phần trăm sai số Error VA Value added Giá trị gia tăng VOCs Các hợp chất hữu cơ bay hơi WHO World Health Organization Tổ chức y tế thế giới WEF The World Economic Forum Diễn đàn kinh tế thế giới v
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Xếp hạng chất lượng hạ tầng giao thông của một số nước ở khu vực Đông Nam Á (2017-2018)....................................................................................................... 9 Bảng 1.2. Loại phương tiện theo nhiên liệu sử dụng...................................................... 9 Bảng 1.3. Tỷ trọng vận chuyển của các dịch vụ vận tải (2012-2019)............................ 10 Bảng 1.4. Thống kê số lượng các loại phương tiện đường bộ ………………………… 12 Bảng 1.5. Xếp loại đường để đánh giá chất lượng…………………………...……….. 22 Bảng 1.6. Tác hại của NO2 phụ thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc...................... 29 Bảng 1.7. Mục tiêu chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh………………………… 31 Bảng 2.1. Cấu trúc của bảng IO…………………………………...…………………... 47 Bảng 2.2. Giá thành và giá trị nhiệt lượng của các loại nhiên liệu……………………. 54 Bảng 2.3. Dự báo dân số và GDP của Việt Nam trong xây dựng kịch bản……...……. 69 Bảng 2.4 Các thông số đầu vào kịch bản………………………...……………………. 72 Bảng 2.5. Phân tích độ nhạy đối với các thông số chính của các dịch vụ vận tải đường bộ trong mô hình ……………………….…………………………………….............. 74 Bảng 2.6. Hệ số phát thải của CO2 theo loại nhiên liệu.................................................. 75 Bảng 2.7. Hệ số phát thải của SO2 và NOx..................................................................... 76 Bảng 2.8. Các thông số cho tính toán hệ số phát thải SO2…………………………..... 77 Bảng 2.9. Hệ số phát thải SO2 theo phương tiện và nhiên liệu (kg/toe)…………….... 77 Bảng 2.10. Hệ số phát thải NOx đối với MC (kg/toe)………………...………….…… 78 Bảng 2.11. Hệ số phát thải NOx đối với SM (kg/toe)………………………………… 79 Bảng 2.12. Hệ số phát thải NOx đối với BU (kg/toe) ………………………………… 79 Bảng 2.13. Hệ số phát thải NOx đối với LDV (kg/toe)………………………...……... 80 Bảng 2.14. Hệ số phát thải NOx đối với HDV (kg/toe) ………………………………. 80 Bảng 3.1. Tiêu thụ năng lượng của các ngành kinh tế năm 1996 và 2000 (ktoe)…...... 81 Bảng 3.2. Cường độ năng lượng của các ngành kinh tế 2007-2018 (kgoe/USD) …… 88 Bảng 3.3. R và S chuẩn hóa của các ngành vận tải (2012-2018)……………………… 90 Bảng 3.4. Phân tách sự thay đổi cường độ năng lượng trong các ngành vận tải (2007- 2018) …………………………………………………………………………………. 91 Bảng 3.5. Mức phát thải khí từ các dịch vụ vận tải đường bộ……………………….... 96 Bảng 3.6. Phân tách sự thay đổi phát thải CO2 (ktấn) bằng kỹ thuật LMDI………….. 97 Bảng 3.7. Đặc điểm và hiệu quả nhiên liệu của xe tải………………...………………. 101 Bảng 3.8. Sự thay đổi hiệu suất nhiên liệu theo tuổi xe tải………………...…………. 101 Bảng 3.9. So sánh kết quả tính toán với nguồn đã công bố………………………...… 107 Bảng 3.10. Phát thải NOx từ dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa đường bộ……… 111 Bảng 3.11. Phát thải khí nhà kính trong các kịch bản giảm nhẹ so với BAU………… 115 Bảng 3.12. Phân tích độ nhạy đối với một số thông số chính của dịch vụ vận tải đường bộ ……………………………………………………………………………… 116 Bảng 3.13. So sánh tiêu thụ năng lượng giữa các loại hình vận tải đường bộ ……….. 118 Bảng 3.14. So sánh tiêu thụ năng lượng giữa các loại hình vận tải đường bộ ……….. 118 vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1. Nhu cầu dịch vụ vận chuyển hành khách và hàng hóa của đường bộ………. 11 Hình 1.2. Nhu cầu luân chuyển hành khách và hàng hóa của đường bộ………………. 11 Hình 1.3. Tốc độ mở rộng các loại đường bộ tại Việt Nam…………………………… 13 Hình 1.4. Tốc độ tăng trưởng GDP của Việt Nam theo giá so sánh năm 2010……….. 14 Hình 1.5. Đóng góp GDP từ các ngành kinh tế Việt Nam.............................................. 15 Hình 1.6. Dân số Việt Nam giai đoạn 2010-2020 …………………………..………… 15 Hình 1.7. Mật số dân số của một số tỉnh và thành phố lớn tại Việt Nam …………..…. 16 Hình 1.8. Tỷ lệ phát thải khí trên thế giới vào năm 2010 ……………………………... 26 Hình 1.9. Tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2e của các ngành tại Việt Nam ……... 27 Hình 1.10. Phát thải CO2 từ các phương tiện của vận tải đường bộ năm 2010………... 28 Hình 1.11. Sơ đồ nghiên cứu thực hiện luận án ............................................................. 45 Hình 2.1. Sơ đồ tính toán sử dụng bảng IO của Việt Nam ……………………………. 50 Hình 2.2. Quy trình cập nhật bảng IO………………………..………………………... 55 Hình 2.3. Phương pháp thiết lập kịch bản đối với các dịch vụ vận tải đường bộ……... 65 Hình 3.1. Tiêu thụ năng lượng của 38 ngành kinh tế tại Việt Nam (2007-2018)……... 83 Hình 3.2. Thị phần tiêu thụ năng lượng của các ngành kinh tế Việt Nam (2007-2018) 84 Hình 3.3. Tiêu thụ năng lượng của các ngành dịch vụ vận tải (1996-2018) ………….. 85 Hình 3.4. So sánh tiêu thụ năng lượng của dịch vụ vận tải đường bộ ………………… 86 Hình 3.5. So sánh cường độ năng lượng của các dịch vụ vận tải (1996-2018) ……….. 87 Hình 3.6. Cường độ của các ngành kinh tế năm 2007, 2012 và 2018 ………………… 89 Hình 3.7. Cường độ năng lượng của các ngành vận tải tại EU15, Tây Ban Nha, Nhật Bản và Việt Nam …………………………..………………………………………….. 90 Hình 3.8. Đóng góp năng lượng gián tiếp của các ngành dịch vụ vận tải đường bộ vào các ngành kinh tế khác …………….………………..………………………………… 92 Hình 3.9. Chỉ tiêu năng lượng của các ngành dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa 93 Hình 3.10. Đóng góp năng lượng bị ẩn của các dịch vụ vận tải đến tổng tiêu thụ năng lượng năm 2018 ……………………………………………………………………….. 93 Hình 3.11. Phát thải CO2 của 38 ngành kinh tế năm 2007, 2012 và 2018 ……………. 94 Hình 3.12. Tỷ lệ phát thải CO2, NOx và SO2 của mỗi phương thức vận tải…………… 96 Hình 3.13. Ảnh hưởng thay đổi phát thải CO2 trong các ngành dịch vụ vận tải 2007- 2018 …………………………………………………………………………………… 98 Hình 3.14. Phát thải CO2 (a)và lượng vận tải tấn.km (b) của dịch vụ vận tải hàng hóa cho các ngành công nghiệp năm 2018…………………………………………………. 102 Hình 3.15. Tiêu thụ năng lượng tổng thể (a) và của từng ngành năm 2050 (b)……….. 103 Hình 3.16. So sánh tiêu thụ năng lượng của các ngành năm 2015…………………….. 104 Hình 3.17. Nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp năm 2030 và năm 2050……………… 105 Hình 3.18. Phát thải khí nhà kính năm 2030 và năm 2050…………...……………….. 106 Hình 3.19. Tiêu thụ năng lượng (a) và phát thải CO2 (b) của các dịch vụ vận tải ……. 107 Hình 3.20. So sánh mức tiêu thụ năng lượng của dịch vụ vận tải đường bộ …………. 108 vii
Hình 3.21. Tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2 của dịch vụ vận tải đường bộ tại các kịch bản khác nhau …………………………………………………………………..... 109 Hình 3.22. Đóng góp mức tiêu thụ năng lượng của các dịch vụ vận tải đường bộ……. 109 Hình 3.23. Phát thải CO2 từ dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa đường bộ ……... 110 Hình 3.24. Dự báo khí NOx và SO2 của vận tải đường bộ ……………...…………….. 111 Hình 3.25. Số lượng dự báo các phương tiện LDV và HDV trong dịch vụ vận tải …... 112 Hình 3.26. Các loại nhiên liêu tiêu thụ tại các kịch bản khác nhau…………………… 114 Hình 3.27. Sơ đồ đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải từ các hoạt động dịch vụ vận tải ……………………………………………………………………………………… 119 viii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Trong những năm qua, hoạt động dịch vụ vận tải của Việt Nam đã đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nước, mang lại nhiều sự thay đổi về chất lượng cuộc sống. Những sự thay đổi này đã tác động mạnh mẽ đến nhu cầu đi lại và luân chuyển hàng hóa, làm gia tăng số lượng phương tiện vận tải cả trong và ngoài nước. Hệ quả của các hoạt động dịch vụ vận tải này là sự gia tăng về mức tiêu thụ năng lượng hằng năm, trong đó chủ đạo là các loại nhiên liệu hóa thạch như xăng và dầu. Trong các phương thức vận tải, dịch vụ vận tải đường bộ được sử dụng phổ biến và lớn nhất ở nước ta bao gồm cả vận tải hành khách và vận tải hàng hóa. Mức tiêu thụ năng lượng và phát thải cũng chiếm tỷ lệ trên 60% trong những năm qua. Điều này tác động đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe của người dân sống xung quanh các tuyến đường. Trên thế giới, việc nghiên cứu đánh giá mức tiêu thụ năng lượng, cường độ năng lượng và mức phát thải khí từ hoạt động dịch vụ vận tải, đặc biệt là vận tải đường bộ đã được thực hiện từ rất sớm, trên cơ sở đó các nhà hoạch định chính sách đã đề ra được các phương pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm mức ô nhiễm do hoạt động của ngành này gây ra. Dựa trên lý thuyết tổng quát và lược đồ kinh tế của Francois Quensnay, năm 1941 Wassily Leontief đã đưa ra một cách khá hoàn chỉnh mô hình cân đối liên ngành, có tên gọi là bảng cân đối liên ngành Input- Output (bảng IO). Sau đó, bảng IO được sử dụng để đánh giá cường độ năng lượng đối với nền kinh tế Mỹ. Sau năm 1970, nhiều nhà nghiên cứu đã mở rộng bảng IO để xác định các yếu tố về năng lượng cũng như gánh nặng môi trường đối với các ngành kinh tế cả trực tiếp và gián tiếp [1, 2]. Các công cụ toán học như ma trận nghịch đảo của Leontief, khai triển chuỗi và phân tích cấu trúc sẽ giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng thường bị ẩn trong hoạt động sản xuất và dịch vụ. Một số quốc gia như Nhật Bản, Singapore, Trung Quốc... đã sử dụng phương pháp phân tích này để đánh giá mối quan hệ giữa ngành giao thông vận tải với các ngành kinh tế khác. Đồng thời, thông qua đó có thể tính toán và đánh giá được mức phát thải gây ra do các ngành khác sử dụng dịch vụ vận tải cũng như ngành dịch vụ vận tải sử dụng đầu vào của ngành khác để duy trì hoạt động. Để đánh giá được mức tiêu hao năng lượng và phát thải khí, việc xác định chúng là chưa đủ mà cần phân tách các yếu tố ảnh hưởng gây ra thay đổi mức tiêu hao năng lượng và phát thải khí đối với các ngành kinh tế, trong đó có các hoạt động dịch vụ vận tải vì chúng có mối quan hệ mật thiết với nhiều ngành sản xuất và dịch 1
vụ. Cũng từ những năm 1970 trở đi, ở một số nước như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Đức, Pháp, Thụy Điển, Đan Mạch, Phần Lan, Tunisia và Trung Quốc đã sử dụng kỹ thuật phân tách chỉ số trung vị hàm Logarith Divisia (LMDI) để định lượng được các yếu tố gây lên sự gia tăng tiêu thụ năng lượng đối với ngành giao thông vận tải [3, 4]. Bên cạnh đó, một số quốc gia như Mexico và Trung Quốc đã trú trọng đến dự báo nhu cầu năng lượng và phát thải từ hoạt động vận tải trong thời gian dài [5, 6]. Một số mô hình và công cụ có thể sử dụng cho công việc này bao gồm MARKAL, LEAP, Calculator 2050... Biến đổi khí hậu toàn cầu đã và đang trở thành một thách thức nghiêm trọng đối với sự tồn tại và tiến bộ của loài người. Vào tháng 12 năm 2015, đa số các quốc gia đã thông qua Thỏa thuận Paris trong khuôn khổ Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu [7]. Việt Nam cam kết giảm 8% lượng phát thải khí nhà kính (KNK) so với kịch bản phát triển thông thường vào năm 2030 và có thể giảm tiếp đến 25% nếu nhận được sự hỗ trợ quốc tế từ các hợp tác song phương và đa phương [8]. Ngoài ra, Chính phủ đã đặt ra các mục tiêu và định hướng chiến lược giảm phát thải KNK đối với các cấp, ngành như quyết định số 1393/QĐ-TTg và quyết định số 2359/QĐ-TTg. Trên cơ sở đó, ngành giao thông vận tải đã phê duyệt quyết định số 1456/QĐ-BGTVT về ứng phó với biến đổi khí hậu. Mặc dù mục tiêu giảm phát thải đã được đặt ra nhưng việc triển khai, áp dụng các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu tác động đến môi trường chưa đạt hiệu quả cao. Trong lĩnh vực khoa học, đã có một số công trình nghiên cứu tập trung vào tính toán, đánh giá mức phát thải và tìm giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do ngành giao thông vận tải gây ra. Tuy nhiên, các công trình này có phạm vi triển khai chủ yếu tại các thành phố lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Việc nghiên cứu đối với từng phương thức vận tải và tập trung phân tích cho hai loại hình riêng biệt gồm vận tải hành khách và vận tải hàng hóa trên quy mô toàn quốc còn rất hạn chế. Thực tế, khai thác bảng IO và ứng dụng kỹ thuật phân tách LMDI đã được ứng dụng từ rất sớm đối với ngành giao thông vận tải ở nhiều nước trên thế giới nhưng ở nước ta kỹ thuật LDMI mới được sử dụng để phân tách cấu trúc dựa trên bảng IO để đánh giá sự thay đổi phát thải cacbon đioxit (CO2) của quốc gia [9, 10]. Các phương pháp này giúp đánh giá được các nguyên nhân chính gây gia tăng tiêu thụ năng lượng cũng như phát thải CO2 từ các hoạt động dịch vụ vận tải trong quá khứ. Việc dự báo năng lượng và phát thải sẽ hỗ trợ việc xây dựng định hướng chiến lược phát triển ngành trong thời gian sắp tới. Ngoài việc sử dụng riêng rẽ từng phương pháp, việc tích hợp sử dụng bảng IO, kỹ thuật LMDI và công cụ dự báo sẽ xác định rõ được các nguyên nhân gây gia 2
tăng về mức tiêu thụ và cường độ năng lượng, đồng nghĩa với việc gia tăng phát thải khí vào môi trường. Đây chính là cơ sở để thiết lập các kịch bản sử dụng năng lượng và phát thải cho dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa bằng đường bộ của Việt Nam từ 2015 đến 2050. Qua đó, giúp các nhà hoạch định chính sách xây dựng kế hoạch và triển khai hiệu quả các giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả năng lượng cho ngành giao thông nói chung và dịch vụ vận tải đường bộ nói riêng tại Việt Nam. Những vấn đề nêu trên cho thấy việc đánh giá mức phát thải từ các dịch vụ vận tải có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn cao. Vì vậy, đề tài "Đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam" là cần thiết để có kế hoạch sử dụng và quản lý năng lượng hiệu quả hơn, phục vụ mục tiêu phát triển bền vững đối với các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam. 2. Mục tiêu Mục tiêu tổng quát: Đánh giá được mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí từ các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam là cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí trong các hoạt động nêu trên. Mục tiêu cụ thể: Xác định được mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí của các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ sử dụng bảng IO. Đánh giá được xu hướng thay đổi của các thông số này trong mỗi giai đoạn. Phân tách xác định được các yếu tố ảnh hưởng làm thay đổi tiêu thụ năng lượng, cường độ năng lượng và phát thải của các hoạt động dịch vụ này sử dụng phương pháp LMDI. Thiết lập và phân tích kịch bản dự báo nhu cầu năng lượng và phát thải đối với các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam. Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải cho hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ ở nước ta. 3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan các vấn đề liên quan đến năng lượng và đánh giá mức phát thải từ các hoạt động giao thông vận tải đường bộ; Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của bảng IO và cấu trúc nền kinh tế Việt Nam trong mối quan hệ liên ngành sử dụng bảng IO; Khai thác bảng IO ước tính được tiêu thụ năng lượng, sau đó xác định cường độ năng lượng và mức phát thải đối với hoạt động dịch vụ vận tải hành khách và hàng 3
hóa của Việt Nam nhằm phân tích xu hướng biến đổi của hoạt động này trong toàn bộ nền kinh tế; Sử dụng kỹ thuật LMDI để phân tách các yếu tố ảnh hưởng làm thay đổi cường độ năng lượng và phát thải khí nhà kính; Thiết lập và phân tích kịch bản dự báo tiêu thụ năng lượng và mức phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ thông qua sử dụng công cụ Calculator 2050; Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí cho hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam. 4. Phương pháp nghiên cứu Để đánh giá được mức phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải, nghiên cứu này sẽ tiến hành tổng hợp tài liệu và lựa chọn các phương pháp, công cụ sử dụng để ước tính các chỉ số năng lượng và phát thải trong quá khứ. Các số liệu sau khi xác định sẽ được phân tích xu hướng thay đổi, làm cơ sở cho việc phân tích các nguyên nhân gây gia tăng và thiết lập các kịch bản dự báo nhu cầu năng lượng và phát thải khí trong tương lai. Các phương pháp sử dụng để thực hiện nghiên cứu bao gồm: Phương pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu Thu thập, tổng hợp các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu ở Việt nam và thế giới. Từ đó, xác định những vấn đề còn tồn tại để tập trung nghiên cứu sâu; Thu thập, tổng hợp tài liệu liên quan đến hoạt động dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa đường bộ của Việt Nam bao gồm nhu cầu vận chuyển, luân chuyển hành khách và hàng hóa; nhu cầu tiêu thụ năng lượng và phát thải; Tài liệu về xác định, phân tách, đánh giá và dự báo mức tiêu thụ năng lượng và phát thải từ hoạt động dịch vụ vận tải hành khách và hàng hóa đường bộ; Các số liệu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu được xử lý theo phương pháp thống kê để phục vụ cho việc phân tích và đánh giá kết quả của luận án. Bảng cân đối liên ngành Input-Output: Khai thác bảng IO để xác định mức tiêu thụ năng lượng, cường độ năng lượng và phát thải khí bao gồm cả trực tiếp và gián tiếp của các ngành kinh tế. Các công cụ toán học như ma trận Leontief, khai triển chuỗi và phân tích cấu trúc sẽ giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng thường bị ẩn trong vòng đời hoạt động. Phân tích này có ưu điểm vượt trội là tính toán được phát thải trên quy mô quốc gia, đồng thời có thể phân tích sâu cho các ngành sản phẩm và dịch vụ cụ thể. Nhược điểm của mô hình này là dữ liệu được điều tra Tổng thể từ tổng cục thống kê định kỳ thường là 5 năm/lần. Điều này làm ảnh hưởng đến việc sử dụng số liệu phân tích tại thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, để khắc phục nhược điểm này các nhà nghiên cứu có thể sử dụng phương pháp cập nhật bảng IO như RAS, GRAS, 4
Entropy,... để có được số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu tại các năm mong muốn. Kỹ thuật phân tách và phân tích số liệu: Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật LMDI phân tích xu hướng thay đổi cường độ năng lượng và phát thải CO2 từ các hoạt động dịch vụ vận tải. Phương pháp phân tách nhằm định lượng được các yếu tố ảnh hưởng làm gia tăng cường độ năng lượng cũng như phát thải CO2 đối với ngành dịch vụ vận tải chủ đạo ở nước ta. Các số liệu tiếp tục được phân tích sâu nhằm chỉ ra được các nguyên nhân chính gây tác động dẫn đến gia tăng các nhân tố ảnh hưởng này. Phương pháp dự báo trong thiết lập kịch bản: Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận top-down để dự báo nhu cầu năng lượng và phát thải cho hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam. Quá trình thiết lập và phân tích kịch bản nhằm đánh giá so sánh cân bằng năng lượng (cung và cầu) và tiềm năng giảm phát thải KNK. Công cụ dự báo (Calculator 2050) được sử dụng để thể hiện giao diện và phương pháp tính toán cho bốn kịch bản thiết lập. Cơ sở của việc xác định tiêu thụ năng lượng là dựa vào nhu cầu dịch vụ vận tải, kinh tế nhiên liệu, tỷ phần của phương tiện và hệ số tải của phương tiện. Phát thải khí được xác định dựa vào tiêu thụ năng lượng và hệ số phát thải. 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Xác định và đánh giá mức tiêu thụ năng lượng trực tiếp, gián tiếp và mức phát thải khí (gồm CO2, SO2 và NOx). Ngoài ra, nghiên cứu cũng ước tính và phân tách cường độ năng lượng từ các dịch vụ vận tải đường bộ. Qua đó sẽ xác định các nguyên nhân gây hiêu hao năng lượng và phát thải lớn. Đối với khí thải, CO2, SO2 và NOx là những thành phần gây ảnh hưởng mang tính toàn cầu và phụ thuộc chủ đạo vào chủng loại nhiên liệu, trong đó phát thải CO2 lớn nhất và là thành phần chính gây hiệu ứng nhà kính. Vì vậy, chúng được phân tách và đánh giá trong nghiên cứu để thấy rõ những ảnh hưởng cũng như tiềm năng giảm phát thải khi áp dụng các giải pháp sử dụng hiệu quả năng lượng, đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải KNK của quốc gia. Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào đánh giá mức tiêu thụ năng lượng, cường độ năng lượng mà còn đánh giá được mức phát thải khí CO2, SO2 và NOx. Một số thành phần phát thải khác như bụi mịn (PM), các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs), cacbon monoxit (CO), hidrocacbon (CxHy),… do phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng loại nhiên liệu, đặc điểm của động cơ, hệ thống truyền lực, điều kiện hoạt động,… Vì vậy, để đánh giá chính xác cần có các nghiên cứu chuyên sâu và khảo sát đồng thời nhiều yếu tố như đã nêu trên. 5
Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu chính là phương thức dịch vụ vận tải đường bộ. Ngoài ra, do phương thức này có liên quan mật thiết với các phương thức khác (đường sắt, đường thủy và đường hàng không) nên được xác định và phân tích thêm. Hơn nữa, dịch vụ vận tải đường bộ phục vụ rộng rãi các ngành kinh tế khác nên nó sẽ được đặt trong toàn bộ nền kinh tế để xem xét tổng hợp. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Khai thác bảng IO để nghiên cứu đánh giá được mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí; khai thác kỹ thuật LMDI để phân tách các yếu tố ảnh hưởng làm thay đổi cường độ năng lượng và phát thải khí từ hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam. Các công cụ toán như ma trận nghịch đảo Leontief và khai triển chuỗi, phân tích cấu trúc để xác định các yếu tố ảnh hưởng thường bị ẩn trong hoạt động dịch vụ vận tải. Thiết lập, phân tích và dự báo được kịch bản sử dụng năng lượng và phát thải khí của các hoạt động dịch vụ vận tải ở Việt Nam đến năm 2050 bằng cách sử dụng công cụ Calculator 2050. Kết quả nghiên cứu góp phần củng cố, nâng cao cơ sở lý luận cho phương pháp áp dụng đối với lĩnh vực giao thông vận tải. Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đã lựa chọn phương pháp mô hình cân đối liên ngành để xác định mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí từ các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ của Việt Nam, đồng thời phân tách đánh giá xu hướng thay đổi cường độ năng lượng cũng như phát thải từ các hoạt động này. Sử dụng phương pháp IO sẽ tiết kiệm được thời gian, nguồn nhân lực và kinh phí đầu tư trong kiểm kê năng lượng và phát thải. Là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị cho các nhà khoa học, nhà quản lý và hoạch định chính sách trong lĩnh vực giao thông vận tải, năng lượng và môi trường. 7. Đóng góp của luận án (1) Luận án đã nghiên cứu và khai thác bảng IO của Việt Nam để xác định mức tiêu thụ năng lượng từ các hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ giai đoạn 1996- 2018. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy được mức tiêu thụ năng lượng, cường độ năng lượng và phát thải khí tăng đáng kể trong giai đoạn 2007-2018. Nghiên cứu cũng chỉ ra được mối quan hệ của hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ với các ngành dịch vụ vận tải và ngành kinh tế khác, qua đó khai thác được yếu tố liên ngành trực tiếp và gián tiếp. (2) Luận án sử dụng kỹ thuật LMDI để thực hiện việc phân tách các yếu tố ảnh hưởng làm thay đổi cường độ năng lượng giai đoạn 2007-2018. Theo đó, luận án đã xác định được các tác động làm gia tăng phát thải CO2 trong 5 năm giai đoạn 2007- 6
2012 và 6 năm giai đoạn 2012-2018. Từ đó, các nguyên nhân sử dụng năng lượng không hiệu quả, dẫn đến phát thải lớn đã được chỉ ra. (3) Luận án đã thiết lập và phân tích được các kịch bản của hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ giai đoạn 2015-2050 sử dụng công cụ Calculator 2050, kết quả cho thấy các nỗ lực nếu đạt được sẽ góp phần giảm đáng kể phát thải khí. Nếu thực hiện tốt các giải pháp như trong kịch bản đã nêu thì sẽ đạt được mục tiêu giảm phát thải KNK quốc gia như Hiệp định Paris và INDC đã đặt ra. 8. Cấu trúc của luận án Luận án được cấu trúc bao gồm các nội dung chính như sau: Mở đầu Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu Chương 2. Phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả và thảo luận Kết luận và kiến nghị 7
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nội dung tổng quan thể hiện những vấn đề nền tảng trong nghiên cứu. Để làm rõ được hiện trạng hoạt động dịch vụ vận tải đường bộ tại Việt Nam, nghiên cứu này sẽ trình bày một nội dung tổng quan về tình hình hoạt động của các dịch vụ vận tải trong những năm qua, kèm theo đó là tình hình tiêu thụ năng lượng và phát thải khí. Nghiên cứu này cũng tiến hành thu thập, tổng hợp và phân tích các công trình nghiên cứu, các báo cáo đã thực hiện để xác định những vấn đề còn tồn tại, lấy đó làm cơ sở để triển khai nghiên cứu này. 1.1. Tổng quan về các hoạt động giao thông vận tải đường bộ của Việt Nam 1.1.1. Tình hình hoạt động giao thông vận tải đường bộ của Việt Nam Tại Việt Nam, hoạt động vận tải nói chung và dịch vụ vận tải đường bộ nói riêng đóng góp đáng kể vào tăng trưởng kinh tế và chất lượng cuộc sống. GDP của ngành này đã tăng lên trong những năm gần đây và đạt 2,7% trên tổng GDP của cả nước vào năm 2018. Nhu cầu vận tải hành khách và hàng hóa cũng tăng trung bình hàng năm tương ứng đạt 10,4% và 10% giai đoạn 2015-2018. Ngành đường bộ chiếm tỷ trọng vận tải lớn với 94,4% tổng lượng hành khách và 78,3% tổng lượng hàng hóa [11]. Nhiên liệu sử dụng cho các phương tiện vận tải chủ yếu vẫn là xăng và dầu. Trong khi đó, ở các nước trên thế giới, từ đầu thế kỷ 20 do nhu cầu di chuyển tại các quốc gia ngày càng tăng cao nên cơ sở hạ tầng giao thông ngày càng được hoàn thiện và mở rộng. Sự phát triển và mở rộng cơ sở hạ tầng là điều kiện thuận lợi để vận chuyển hành khách và hàng hóa. Tại diễn đàn kinh tế thế giới, dựa trên Báo cáo năng lực cạnh tranh toàn cầu 2015-2016 đánh giá 140 nền kinh tế thế giới về chất lượng cơ sở hạ tầng giao thông, Các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất được xếp vị trí số 1 với 6,6 điểm. Một số nước châu Âu xuất hiện trong danh sách như Tây Ban Nha ở vị trí thứ sáu, Pháp ở vị trí thứ bảy và Đức ở vị trí thứ tám [12]. Có thể thấy, một mạng lưới giao thông tốt rất quan trọng trong việc duy trì thành công nền kinh tế trong một thế giới hiện đại. Cùng với sự tăng trưởng về nhu cầu vận tải thì cơ sở hạ tầng giao thông cũng từng bước được mở rộng, đặc biệt hạ tầng đường bộ. Theo báo cáo thống kê của Asean năm 2018, số kilomét đường bộ của Việt Nam đã tăng 28,84% trong vòng 10 năm từ 2007 và đứng thứ 2 chỉ sau Indonesia (539.415 km) trong 10 nước Asean. Tổng số phương tiện tính theo đầu người tăng liên tục từ 2008 và đạt 31 phương tiện/1.000 người vào năm 2017 [13]. Bên cạnh sự tăng trưởng và phát triển, giao thông đường bộ nước ta vẫn chưa đáp ứng yêu cầu về chất lượng hạ tầng giao thông. Theo báo cáo xếp hạng cạnh tranh 8