Tàu hoạt động tại Bắc Cực
Nếu được xem là một quốc gia, ngành vận tải biển quốc tế sẽ được xếp vào vị trí thứ 6 về phát thải khí nhà kính (GHG), tạo ra nhiều khí thải hơn cả nước Đức. Vào tháng 4/2018, Tổ chức Hàng hải quốc tế của Liên hợp quốc (IMO) đã thông qua chiến lược khí hậu ban đầu nhằm cắt giảm phát thải GHG ít nhất 50% dưới mức năm 2008 vào năm 2050. Nhưng chiến lược này đã bỏ qua chất gây ô nhiễm chỉ đứng thứ hai sau cacbon dioxit (CO2) trong việc thúc đẩy sự nóng lên toàn cầu, đó là muội than (black carbon).
Muội than là hạt rất nhỏ, sẫm màu, được sinh ra khi nhiên liệu cháy không hoàn toàn. Nó nhỏ hơn khoảng 100 lần so với chiều rộng của sợi tóc người, đủ nhỏ để nó có thể xâm nhập sâu vào phổi, nơi nó góp phần gây ra bệnh phổi, bệnh tim và tử vong sớm.
Ngoài các tác động đến sức khỏe con người, muội than còn là tác nhân gây biến đổi khí hậu tiềm tàng. Mặc dù là chất gây ô nhiễm khí hậu tồn tại trong thời gian ngắn (chỉ vài ngày hoặc vài tuần trong khí quyển), nhưng muội than có thể tác động mạnh mẽ đến khí hậu. Muội than hấp thụ mạnh ánh sáng mặt trời, trực tiếp làm nóng bầu khí quyển. Khi rơi xuống và lắng đọng trên bề mặt băng, tuyết, muội than làm tăng tốc độ tan chảy, để lộ vùng đất tối hơn hoặc nước bên dưới, kể cả ở những vùng xa xôi của trái đất như Bắc Cực.
Mặc dù có các nguồn tạo ra muội than khác, bao gồm vận tải trên mặt đất, sưởi ấm dân dụng và sử dụng năng lượng trong công nghiệp, nhưng các tàu biển hoạt động trong và gần Bắc Cực tạo ra muội than có thể lắng đọng trực tiếp trên bề mặt băng biển, thúc đẩy nhanh quá trình tan băng.
Kế hoạch muội than của IMO
Nếu muội than là một vấn đề lớn như được nêu trên, thì tại sao nó lại không được đưa vào chiến lược GHG của IMO? Có hai lý lẽ để bỏ qua nó. Đầu tiên, trong các cuộc đàm phán, một số quốc gia sản xuất dầu đã lập luận rằng muội than không phải là "khí" và do đó, nó không nên được đưa vào chiến lược GHG. Chiến lược GHG của IMO được cho là làm giảm ô nhiễm khí hậu dưới mọi hình thức, cho dù chất gây ô nhiễm ở dạng khí hay dạng hạt. Muội than là nguồn đóng góp lớn thứ hai gây tác động đối với khí hậu trong hoạt động vận tải biển toàn cầu (chiếm khoảng từ 7 - 21% lượng phát thải tương đương CO2 (CO2-equivalent emission) của ngành vận tải biển trong khung thời gian tương ứng là 100 năm và 20 năm). Lý lẽ thứ hai để loại trừ muội than khỏi chiến lược khí hậu là IMO vẫn đang xem xét để quyết định có nên điều chỉnh phát thải muội than từ tàu hay không.
Hạt muội than nhìn bằng kính hiển vi điện tử
Vào năm 2011, IMO đã bắt đầu nghiên cứu bằng cách nào để có thể làm giảm các tác động của vận tải biển đối với Bắc Cực. Trước đó, vì cho rằng muội than là một chất gây ô nhiễm khí hậu tồn tại trong thời gian ngắn, nên việc hạn chế phát thải nó sẽ mang lại lợi ích cho khí hậu ngay lập tức. Nhưng quá trình nghiên cứu đã bị kéo dài. Kế hoạch làm việc về muội than của IMO có ba bước ban đầu: (1) Định nghĩa muội than; (2) Xác định phương pháp thích hợp để đo muội than từ động cơ tàu; (3) Xác định phương pháp thích hợp để kiểm soát muội than từ tàu. Trong một tài liệu nghiên cứu năm 2013 của 31 nhà khoa học hàng đầu thế giới đã đưa ra định nghĩa về muội than, và sau đó năm 2015 IMO đã nhất trí về định nghĩa này tại khóa họp thứ 62 của Ủy ban Bảo vệ môi trường biển (MEPC) như sau:
"Muội than là một loại vật liệu các bon khác biệt, chỉ được hình thành trong ngọn lửa trong quá trình đốt cháy nhiên liệu dựa trên cacbon. Nó có thể được phân biệt với các dạng khác của cacbon và hợp chất cacbon có trong sol khí trong khí quyển vì có sự kết hợp duy nhất của các tính chất vật lý sau:
.1 Hấp thụ mạnh ánh sáng khả kiến với tiết diện hấp thụ khối lượng ít nhất là 5 m2g-1 ở chiều dài sóng 550 nm;
.2 Là vật liệu chịu lửa; nghĩa là, giữ lại dạng cơ bản của nó ở nhiệt độ rất cao, với nhiệt độ hóa hơi gần 4.000 K;
.3 Không tan trong nước, trong dung môi hữu cơ bao gồm cả metan và axeton, và trong các thành phần khác của sol khí trong khí quyển; và
.4 Tồn tại dưới dạng kết hợp của các quả cầu cacbon nhỏ."
Tiếp theo, IMO phải mất thêm ba năm trong việc thống nhất các phương pháp thích hợp để đo lượng muội than trong năm 2018. Rất may mắn là việc xác định các biện pháp thích hợp để kiểm soát muội than chỉ mất một năm. IMO đã nhất trí có tới 41 phương pháp thích hợp để kiểm soát muội than từ tàu, bao gồm sử dụng nhiên liệu đốt sạch hơn và thu giữ muội than trong các bộ lọc hạt diesel, tương tự như các loại đã được sử dụng trên hầu hết các xe tải diesel ở các nước phát triển.
Phần lớn những tiến bộ trong những năm gần đây về muội than là do đóng góp của các nghiên cứu chuyên biệt từ các nhà sản xuất động cơ hàng hải, cũng như từ chính phủ Canada, Đan Mạch, Phần Lan, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc và Hoa Kỳ. Các nhà nghiên cứu đã trình bày kết quả của họ tại các hội thảo kỹ thuật hàng năm được tổ chức bởi Hội đồng Quốc tế về giao thông sạch (ICCT). Các hội thảo này tập hợp các nhà nghiên cứu, nhà khoa học, quan chức chính phủ, nhà đóng tàu, nhà sản xuất động cơ và các hiệp hội để xây dựng sự đồng thuận của các bên liên quan về việc định nghĩa, đo lường và kiểm soát muội than nhằm mục đích tạo ra các tiến bộ nhanh hơn tại IMO.
Công việc kỹ thuật đã được thực hiện và bây giờ, công việc chính trị bắt đầu. Chúng ta đều biết rằng tàu là nguồn phát thải muội than quan trọng, đang ngày càng tăng lên; và là nguồn duy nhất có thể đến được Bắc Cực, để lại muội than tại nơi chúng ta không mong muốn - trên tuyết và băng.
Hơn nữa, trong một báo cáo đặc biệt gần đây, Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) nói rằng phát thải muội than phải giảm ở tất cả các ngành ít nhất 35% từ mức của năm 2010 vào năm 2050 nếu chúng ta có bất kỳ cơ hội nào để hạn chế sự nóng lên toàn cầu đến 1,5 °C.
Muội than phát thải từ tàu ở Bắc Cực và vùng lân cận năm 2015
Tương lai của quy định muội than
Do nhu cầu cấp thiết để giảm ô nhiễm khí hậu từ tất cả các lĩnh vực, liệu IMO có thực sự điều tiết muội than trong vận tải biển? Chúng ta hy vọng IMO sẽ bắt đầu thảo luận về các chính sách kiểm soát muội than tiềm năng trong năm 2020. Hiện chưa rõ loại chính sách mà các quốc gia thành viên và các tổ chức thuộc IMO sẽ đề xuất. Quay về quá khứ, chúng ta có thể thấy IMO đã quy định về chất lượng nhiên liệu cho tất cả các tàu, đặt ra các yêu cầu hiệu quả năng lượng cho các tàu mới và hạn chế phát thải gây ô nhiễm không khí từ các tàu mới. Hãy cùng xem một số lựa chọn về chính sách dưới đây.
Về chất lượng nhiên liệu, cách nhanh nhất để cắt giảm phát thải muội than ngay lập tức là chuyển từ nhiên liệu cặn, như dầu nhiên liệu nặng (HFO), sang nhiên liệu chưng cất, làm giảm trung bình 33% muội than. Sử dụng nhiên liệu chưng cất cũng cho phép sử dụng bộ lọc hạt diesel, loại bỏ hơn 90% muội than từ khí thải động cơ. Các loại nhiên liệu hàng hải khác, chẳng hạn như khí tự nhiên hóa lỏng (LNG), phát thải muội than gần như bằng 0, nhưng yêu cầu loại động cơ sử dụng LNG chuyên dụng và lo ngại rò rỉ khí metan trong vòng đời. Các loại nhiên liệu thay thế khác, chẳng hạn như metan, dầu sinh học và hyđro, phát thải muội than thấp hoặc bằng 0, nhưng những nhiên liệu này không được sử dụng rộng rãi trong vận tải biển, vì nhiên liệu hàng hải truyền thống ít tốn kém hơn nhiều. Điều này có thể được thay đổi khi xuất hiện chính sách về khí hậu.
Các quy định về hiệu quả đối với các tàu mới theo Chỉ số thiết kế hiệu quả năng lượng (EEDI) của IMO dự kiến sẽ tiếp tục trở nên nghiêm ngặt hơn, và do đó, các tàu mới sẽ đốt ít nhiên liệu hơn, thải ra ít muội than hơn so với các thế hệ tàu trước đây. Cuối cùng, các tiêu chuẩn hiệu quả của tàu mới có thể nghiêm ngặt đến mức các tàu sẽ sử dụng nhiên liệu cacbon thấp và không cacbon để làm giảm đáng kể tất cả các loại khí thải, bao gồm cả muội than. Nhưng hiện tại, mức độ cải thiện hiệu quả năng lượng của tàu mới và tốc độ thay thế các tàu cũ bằng tàu mới quá chậm, không đáp ứng được việc giảm nhanh phát thải muội than từ ngành vận tải biển quốc tế.
Tiêu chuẩn phát thải muội than là một lựa chọn khác. IMO có thể thiết lập bộ tiêu chuẩn muội than cho các tàu quốc tế khi hoạt động ở các khu vực đặc biệt nhạy cảm như Bắc Cực; hoặc, nếu việc phát thải muội than của tàu hoạt động bên ngoài Bắc Cực có thể ảnh hưởng đến môi trường Bắc Cực, thì bộ tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho tất cả các tàu. Tàu có thể tuân thủ bằng cách sử dụng nhiên liệu tạo ra ít muội than hoặc công nghệ sau xử lý, chẳng hạn như bộ lọc hạt diesel. Trước đây, IMO đã điều tiết phát thải oxit nitơ từ các động cơ hàng hải mới. Không có tiêu chuẩn khí thải áp dụng hồi tố cho các tàu hiện có. Mặc dù sẽ hợp lý hơn về mặt chính trị để điều tiết động cơ trên các tàu mới, nhưng toàn bộ ý tưởng điều chỉnh muội than là ngay lập tức phải giảm chất ô nhiễm khí hậu tồn tại trong thời gian ngắn này. Do đó, tiêu chuẩn khí thải sẽ cần phải áp dụng cho ít nhất một phần của đội tàu hiện có để có hiệu quả trong việc giảm các tác động đối với khí hậu và Bắc Cực của ngành vận tải biển.
Sẽ phải mất vài năm cho đến khi chính sách kiểm soát muội than có hiệu lực. Các quy định mới yêu cầu sửa đổi Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm do tàu gây ra (MARPOL). Nếu IMO có thể hành động nhanh hơn, thì quy định về kiểm soát muội than sẽ có hiệu lực vào năm 2023 - 12 năm sau khi IMO bắt đầu quá trình này. Muộn còn hơn không, nhưng chúng ta có thể hành động sớm hơn nhiều. Không thể trì hoãn thêm nữa. Chúng ta đã định nghĩa được muội than, đã đồng ý về các phương pháp thích hợp để đo lường và đã xác định một số phương pháp thích hợp để kiểm soát nó. Bước cuối cùng là hành động để ngành hàng hải toàn cầu tiến về phía trước theo cách thức hiệu quả, an toàn, thân thiện với môi trường và không gây biến đổi khí hậu./.