Phát thải carbon là gì? Các nghiên cứu về Phát thải carbon

Phát thải carbon là gì?

Phát thải carbon đề cập đến việc giải phóng carbon dioxide (CO₂) và các hợp chất carbon khác vào khí quyển, chủ yếu thông qua các hoạt động của con người như đốt nhiên liệu hóa thạch, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và thay đổi mục đích sử dụng đất. Carbon dioxide là khí nhà kính chính gây ra biến đổi khí hậu vì nó giữ nhiệt trong khí quyển, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu.

Phát thải carbon được xem là thước đo chính để đánh giá tác động của các hoạt động kinh tế lên môi trường, đồng thời là yếu tố trọng tâm trong các nỗ lực quốc tế nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Cơ chế phát sinh phát thải carbon

Trong tự nhiên, carbon di chuyển liên tục giữa khí quyển, đại dương, sinh vật sống và đất đai thông qua Chu trình Carbon. Tuy nhiên, các hoạt động của con người đã làm tăng nồng độ carbon dioxide vượt mức cân bằng tự nhiên. Khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, carbon kết hợp với oxy tạo thành CO₂ theo phương trình:

$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$

Đồng thời, trong quá trình sản xuất xi măng, phản ứng phân hủy đá vôi (CaCO₃) cũng sinh ra CO₂:

$\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$

Phá rừng làm giảm diện tích hấp thụ carbon tự nhiên, đồng thời lượng carbon lưu trữ trong sinh khối cây cũng được giải phóng ra khí quyển.

Phân loại phát thải carbon

Phát thải carbon được phân loại dựa trên nguồn gốc và mức độ tác động:

• Phát thải trực tiếp (Scope 1): Phát thải xảy ra từ các nguồn mà tổ chức hoặc cá nhân sở hữu hoặc kiểm soát, ví dụ: đốt nhiên liệu trong xe cộ, lò hơi.
• Phát thải gián tiếp (Scope 2): Phát sinh từ việc tiêu thụ điện, nhiệt hoặc hơi nước mua từ bên ngoài.
• Phát thải trong chuỗi giá trị (Scope 3): Bao gồm tất cả các phát thải gián tiếp khác như từ vận chuyển, du lịch, tiêu dùng sản phẩm, và xử lý chất thải. Tham khảo tiêu chuẩn tại GHG Protocol Scope 3 Standard.

Ảnh hưởng của phát thải carbon tới khí hậu

Carbon dioxide chiếm hơn 76% tổng lượng khí nhà kính phát thải từ các hoạt động của con người, theo dữ liệu từ EPA Global Greenhouse Gas Emissions. Khi nồng độ CO₂ tăng cao, nó gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu, dẫn đến tan băng, mực nước biển dâng, hạn hán, cháy rừng, và các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt nghiêm trọng hơn.

Mô hình khí hậu hiện tại dự đoán rằng nếu không kiểm soát phát thải carbon, nhiệt độ toàn cầu có thể tăng thêm 2,5°C đến 4,5°C vào cuối thế kỷ 21, gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho con người và hệ sinh thái.

Đo lường phát thải carbon

Để đo lường lượng phát thải carbon, người ta sử dụng đơn vị "tấn CO₂ tương đương" (tCO₂e), quy đổi cả các khí nhà kính khác như methane (CH₄) và nitrous oxide (N₂O) dựa trên tiềm năng làm nóng toàn cầu (GWP):

$\text{tCO}_2\text{e} = \sum (\text{khối lượng khí} \times \text{GWP})$

Ví dụ, 1 tấn CH₄ tương đương với 25 tấn CO₂ về khả năng làm nóng toàn cầu. Công cụ tính toán carbon footprint phổ biến bao gồm Carbon Footprint Calculator.

Các nguồn chính gây phát thải carbon

• Ngành năng lượng: Đốt nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện và nhiệt, vận tải chiếm gần 73% tổng lượng phát thải. Chi tiết tại Our World in Data - CO₂ Emissions.
• Nông nghiệp: Hoạt động canh tác và chăn nuôi tạo ra khí methane và nitrous oxide, đồng thời làm phát thải CO₂ từ việc thay đổi sử dụng đất.
• Công nghiệp: Sản xuất thép, xi măng, phân bón, hóa chất là những nguồn phát thải lớn.
• Chất thải: Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong bãi rác và xử lý nước thải sinh ra khí nhà kính.

Hệ quả kinh tế và xã hội

Biến đổi khí hậu do phát thải carbon gây thiệt hại kinh tế lớn, ước tính chi phí toàn cầu lên tới hàng nghìn tỷ USD mỗi năm do giảm năng suất nông nghiệp, thiệt hại cơ sở hạ tầng và chi phí chăm sóc sức khỏe. Các nước nghèo, dễ bị tổn thương trước thiên tai, chịu ảnh hưởng nặng nề hơn mặc dù phát thải ít hơn.

Đồng thời, phát thải carbon còn gây ra bất bình đẳng khí hậu, khi những nhóm dân cư phát thải thấp lại là những người chịu hậu quả nặng nề nhất.

Giải pháp giảm phát thải carbon

• Chuyển đổi sang năng lượng tái tạo: Đầu tư vào năng lượng mặt trời, gió, thủy điện và sinh khối để thay thế nhiên liệu hóa thạch.
• Công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCS): Lưu trữ CO₂ dưới lòng đất hoặc sử dụng CO₂ cho các mục đích công nghiệp khác, chi tiết tại Global CCS Institute.
• Hiệu quả năng lượng: Thiết kế sản phẩm và quy trình sản xuất sử dụng ít năng lượng hơn để giảm phát thải.
• Thay đổi hành vi tiêu dùng: Giảm tiêu thụ sản phẩm có lượng phát thải cao, chuyển sang lối sống ít carbon.
• Đầu tư vào công nghệ carbon âm: Các giải pháp như trồng rừng, biochar, và công nghệ lọc CO₂ trực tiếp từ không khí.

Vai trò của các tổ chức quốc tế

Liên Hợp Quốc đã thiết lập các thỏa thuận quốc tế như Hiệp định Paris nhằm thúc đẩy các quốc gia cam kết cắt giảm phát thải carbon. Ngoài ra, các sáng kiến như Race to Zero Campaign đang thúc đẩy các doanh nghiệp, thành phố, và tổ chức tài chính hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0 trước năm 2050.

Phát thải carbon cá nhân

Mỗi cá nhân cũng đóng góp vào tổng lượng phát thải carbon thông qua các hoạt động như di chuyển, tiêu dùng năng lượng, chế độ ăn uống và tiêu thụ sản phẩm. Một số hành động giảm phát thải cá nhân hiệu quả bao gồm:

• Giảm sử dụng xe cá nhân, chuyển sang phương tiện giao thông công cộng hoặc xe điện.
• Tiết kiệm năng lượng trong gia đình, lắp đặt thiết bị tiết kiệm điện.
• Chọn chế độ ăn ít thịt, đặc biệt là giảm tiêu thụ thịt bò và cừu.
• Tiêu dùng sản phẩm bền vững và tái chế chất thải.

Kết luận

Phát thải carbon là nhân tố chủ chốt gây ra biến đổi khí hậu toàn cầu và đòi hỏi sự hành động đồng bộ từ chính phủ, doanh nghiệp và cá nhân để hạn chế tác động tiêu cực. Việc đo lường, kiểm soát và giảm thiểu phát thải carbon không chỉ bảo vệ môi trường mà còn thúc đẩy phát triển kinh tế bền vững và công bằng hơn cho các thế hệ tương lai.