Tại sao ngành hàng không phải nhìn xa hơn về carbon để nghiêm túc hơn về biến đổi khí hậu

Tại sao ngành hàng không phải nhìn xa hơn về carbon để nghiêm túc hơn về biến đổi khí hậu

    Tại sao ngành hàng không phải nhìn xa hơn về carbon để nghiêm túc hơn về biến đổi khí hậu
    bởi Kieran Tait, The Conversation

    Why the aviation industry must look beyond carbon to get serious about climate change
    Bay là nguyên nhân gây ra khoảng 5% biến đổi khí hậu do con người gây ra. Ảnh: Wichudapa / Shutterstock


    Hàng không thương mại đã trở thành nền tảng của nền kinh tế và xã hội nước ta. Nó cho phép chúng tôi nhanh chóng vận chuyển hàng hóa và con người trên toàn cầu, tạo điều kiện thuận lợi cho hơn một phần ba thương mại toàn cầu theo giá trị và hỗ trợ 87,7 triệu việc làm trên toàn thế giới. Tuy nhiên, những cỗ máy bay nặng 80 tấn mà chúng ta thấy đang lao qua bầu trời của chúng ta ở tốc độ gần siêu âm cũng mang theo một số hành lý môi trường nghiêm trọng.

    Bài đánh giá gần đây của nhóm tôi nêu bật một số giải pháp đầy hứa hẹn mà ngành hàng không có thể áp dụng ngay bây giờ để giảm tác hại của việc bay đối với hành tinh của chúng ta. Chỉ cần thay đổi các tuyến đường chúng ta bay có thể là chìa khóa để giảm mạnh tác động của khí hậu.

    Máy bay hiện đại đốt dầu hỏa để tạo ra lực đẩy cần thiết để vượt qua lực cản và tạo ra lực nâng. Dầu hỏa là nhiên liệu hóa thạch có mật độ năng lượng tuyệt vời, cung cấp nhiều năng lượng cho mỗi kg đốt cháy. Nhưng khi nó bị đốt cháy, các hóa chất có hại sẽ được giải phóng: chủ yếu là carbon dioxide (CO₂), nitơ oxit (NOₓ), hơi nước và các chất dạng hạt (các hạt nhỏ của muội, bụi bẩn và chất lỏng).

    Hàng không được biết đến rộng rãi với lượng khí thải carbon, với ngành đóng góp 2,5% vào gánh nặng CO₂ toàn cầu. Trong khi một số người có thể cho rằng điều này nhạt nhẽo so với các lĩnh vực khác, carbon chỉ chịu trách nhiệm cho một phần ba tác động khí hậu toàn diện của ngành hàng không. Lượng khí thải không phải CO₂ (chủ yếu là NOₓ và các vệt băng làm từ hơi nước máy bay) chiếm 2/3 còn lại.

    Tính đến tất cả lượng khí thải từ máy bay, việc bay là nguyên nhân gây ra khoảng 5% biến đổi khí hậu do con người gây ra. Với 89% dân số chưa bao giờ đi máy bay, nhu cầu hành khách tăng gấp đôi sau mỗi 20 năm và các lĩnh vực khác đang khử cacbon nhanh hơn nhiều, con số này được dự đoán sẽ tăng vọt.

    Nó không chỉ là carbon

    Máy bay dành phần lớn thời gian bay ở độ cao hành trình (33.000 đến 42.000 ft), nơi không khí loãng, để giảm thiểu lực cản.

    Ở những độ cao này, NOₓ của máy bay phản ứng với các hóa chất trong khí quyển để tạo ra ôzôn và phá hủy mêtan, hai loại khí gây hiệu ứng nhà kính rất mạnh. Không nên nhầm lẫn tầng ôzôn do hàng không tạo ra này với tầng ôzôn tự nhiên, tầng ôzôn ở tầng cao hơn nhiều và bảo vệ Trái đất khỏi các tia UV có hại. Thật không may, lượng khí thải NOₓ của máy bay gây ra hiện tượng nóng lên do sản sinh ozone nhiều hơn là làm mát do giảm khí mêtan. Điều này dẫn đến hiệu ứng ấm lên, chiếm 16% tổng tác động khí hậu của ngành hàng không.

    Ngoài ra, khi nhiệt độ giảm xuống dưới -40 ℃ và không khí ẩm, hơi nước máy bay ngưng tụ trên các phần tử trong ống xả và đóng băng. Điều này tạo thành một đám mây băng được gọi là tương phản. Tương phản có thể được tạo thành từ băng, nhưng chúng làm ấm khí hậu khi giữ nhiệt tỏa ra từ bề mặt Trái đất. Mặc dù chỉ kéo dài vài giờ, sự tương phản là nguyên nhân dẫn đến 51% sự nóng lên của khí hậu ngành hàng không. Điều này có nghĩa là chúng làm ấm hành tinh hơn tất cả lượng khí thải carbon của máy bay đã tích tụ kể từ buổi bình minh của chuyến bay có động cơ.

    Không giống như carbon, khí thải không CO₂ gây ra hiện tượng nóng lên thông qua các tương tác với không khí xung quanh. Tác động khí hậu của chúng thay đổi tùy thuộc vào điều kiện khí quyển tại thời điểm và vị trí phát hành.


    Bên trái: Định tuyến tối ưu với khí hậu. Đúng: Khái niệm chuyến bay hình thành.
    Cắt giảm tác động khí hậu không CO₂

    Hai trong số các lựa chọn ngắn hạn hứa hẹn nhất là định tuyến và bay hình thành phù hợp với khí hậu.

    Định tuyến tối ưu với khí hậu liên quan đến việc định tuyến lại máy bay để tránh các vùng khí quyển đặc biệt nhạy cảm với khí hậu — ví dụ, nơi không khí đặc biệt ẩm gây ra sự tương phản lâu dài và có hại. Nghiên cứu cho thấy rằng nếu quãng đường bay tăng một chút (thường không quá 1–2% hành trình), tác động khí hậu thực của chuyến bay có thể giảm khoảng 20%.

    Người điều hành chuyến bay cũng có thể giảm tác động của máy bay bằng cách bay theo đội hình, với một máy bay bay sau máy bay kia 1–2 km. Máy bay theo sau "lướt" khi máy bay dẫn đầu đánh thức, dẫn đến giảm 5% lượng khí thải CO₂ và các khí thải độc hại khác.

    Nhưng bay theo đội hình cũng có thể làm giảm sự nóng lên không CO₂. Khi các luồng khí thải của máy bay chồng lên nhau, khí thải bên trong chúng sẽ tích tụ lại. Khi NOₓ đạt đến một nồng độ nhất định, tốc độ tạo ozone giảm và hiệu ứng ấm lên chậm lại.

    Và khi sự tương phản hình thành, chúng phát triển bằng cách hấp thụ hơi nước xung quanh. Trong quá trình bay theo đội hình, sự tương phản của máy bay cạnh tranh với hơi nước, làm cho chúng nhỏ hơn. Tổng hợp cả ba lần cắt giảm, chuyến bay hình thành có thể giảm tác động khí hậu lên đến 24%.

    Quá trình khử cacbon trong hàng không sẽ mất nhiều thời gian

    Ngành công nghiệp hàng không đã cố gắng giải quyết vấn đề phát thải carbon. Tuy nhiên, các kế hoạch hiện tại để ngành này đạt mức 0 ròng vào năm 2050 dựa vào mức tăng đầy tham vọng từ 3.000–4.000 lần trong sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), các kế hoạch bù đắp carbon có vấn đề và sự ra đời của hydro- và máy bay động cơ điện. 

    Tất cả những điều này có thể mất vài thập kỷ để tạo ra sự khác biệt, vì vậy điều cốt yếu là ngành công nghiệp cắt giảm dấu ấn môi trường của mình trong thời gian chờ đợi.

    Định tuyến tối ưu với khí hậu và chuyến bay hình thành là hai ví dụ chính về cách chúng tôi có thể làm cho thay đổi diễn ra nhanh hơn, so với cách tiếp cận hoàn toàn tập trung vào carbon. Nhưng hiện tại không có động cơ chính trị hoặc tài chính để thay đổi chiến lược. Đã đến lúc các chính phủ và ngành hàng không bắt đầu lắng nghe khoa học và coi trọng lượng khí thải không phải CO₂ trên máy bay.

    Zalo
    Hotline