tCO₂e (tấn CO₂ tương đương) là đơn vị đo lường chuẩn hóa quốc tế dùng để biểu thị tác động nóng lên toàn cầu của tất cả các loại khí nhà kính (GHG) khác nhau, quy về tác động tương đương của khí Carbon Dioxide (CO₂).
Đây là “đồng tiền chung” giúp đo lường, so sánh và quản lý tổng phát thải GHG một cách thống nhất.
tCO₂e là gì? (Tấn CO₂ tương đương)
tCO₂e là viết tắt của tonne of CO₂ equivalent (tấn CO₂ tương đương). Nó đại diện cho khối lượng CO₂ mà sẽ gây ra cùng một mức độ nóng lên toàn cầu như một khối lượng nhất định của một khí nhà kính khác, trong một khoảng thời gian xác định (thường là 100 năm).
Các loại khí nhà kính (GHG) chính bao gồm:
- Carbon dioxide (CO₂)
- Methane (CH₄)
- Nitrous oxide (N₂O)
- Các khí fluorinated (HFCs, PFCs, SF₆, NF₃) – thường gọi là khí F
Ví dụ: Theo báo cáo IPCC AR6 mới nhất, 1 tấn methane (CH₄) có tác động làm nóng Trái Đất gấp 27.9 lần so với 1 tấn CO₂ trong 100 năm. Do đó, 1 tấn CH₄ ≈ 27.9 tCO₂e.
Tại sao phải dùng tCO₂e? Bài toán “Táo và Cam” trong phát thải
Việc so sánh trực tiếp các loại khí nhà kính khác nhau giống như “so sánh táo với cam” vì chúng khác biệt về:
- Khả năng giữ nhiệt: Mức độ hấp thụ và phát lại bức xạ nhiệt khác nhau (một phân tử CH₄ giữ nhiệt mạnh hơn CO₂).
- Thời gian tồn tại trong khí quyển: CO₂ tồn tại hàng trăm năm, CH₄ chỉ khoảng 12 năm, SF₆ hàng nghìn năm…
- Cơ chế tác động: Trực tiếp hoặc gián tiếp qua các phản ứng hóa học.
tCO₂e giải quyết vấn đề này bằng cách:
- Chuẩn hóa tác động: Quy đổi mọi khí về tác động tương đương của CO₂.
- Tích hợp yếu tố thời gian: Thường sử dụng khung thời gian 100 năm để tính toán.
- Đơn giản hóa: Tạo ra một chỉ số duy nhất (“trọng lượng nhiệt”) để đo lường tổng tác động.
Nhờ đó, tCO₂e cho phép:
- Tổng hợp và cộng gộp phát thải từ nhiều nguồn, nhiều loại khí.
- Thiết lập và theo dõi mục tiêu giảm phát thải tổng thể một cách nhất quán.
- So sánh hiệu quả của các biện pháp giảm thiểu khác nhau.
- Giao dịch trên thị trường carbon với một đơn vị chung.
Chìa khóa quy đổi: Tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP)
GWP là gì?
GWP (Global Warming Potential – Tiềm năng nóng lên toàn cầu) là chỉ số đo lường khả năng giữ nhiệt tương đối của một khí nhà kính so với CO₂ (CO₂ có GWP = 1) trong một khoảng thời gian xác định (thường là 100 năm).
GWP càng cao, khí đó càng có tác động làm nóng lên mạnh hơn CO₂ trên cùng một đơn vị khối lượng.
GWP được tính toán dựa trên hiệu quả hấp thụ bức xạ và thời gian tồn tại trong khí quyển của khí đó so với CO₂.
Công thức toán học của GWP:
GWPX(TH) = [ ∫TH0 RFX(t) dt ] / [ ∫TH0 RFCO₂(t) dt ]
Trong đó: RF là lực bức xạ (radiative forcing), TH là khung thời gian (time horizon).
Giá trị GWP mới nhất theo IPCC AR6 (100 năm)
Các giá trị GWP được cập nhật bởi IPCC. Theo Báo cáo Đánh giá lần thứ 6 (AR6) – nguồn mới nhất và đáng tin cậy nhất:
| Khí nhà kính | GWP (AR6, 100 năm) | Ghi chú |
|---|---|---|
| CO₂ | 1 | Khí tham chiếu |
| CH₄ | 27.9 – 29.8 | Giá trị chính xác hơn phụ thuộc nguồn gốc CH₄ (ví dụ: từ nhiên liệu hóa thạch hay sinh học) |
| N₂O | 273 | Đã bao gồm phản hồi khí hậu |
| HFC-134a | 1,530 | Khí làm lạnh phổ biến |
| SF₆ | 25,200 | Khí cách điện |
| NF₃ | 16,100 | Sản xuất điện tử |
| PFCs (Ví dụ: CF₄) | 6,630 | Sản xuất nhôm, bán dẫn |
Lưu ý: Việc sử dụng giá trị GWP từ AR nào (AR4, AR5, hay AR6) tùy thuộc vào yêu cầu của quy định hoặc tiêu chuẩn báo cáo cụ thể. Hiện nay, AR5 và AR6 đang được sử dụng phổ biến.
Công thức và Ví dụ Quy đổi sang tCO₂e
Công thức cơ bản:
tCO₂e = Khối lượng khí (tấn) × GWP
Ví dụ quy đổi cụ thể (Sử dụng GWP AR6)
Ví dụ 1: Quy đổi CH₄
Một trang trại phát thải 5 tấn CH₄/năm. Sử dụng GWP CH₄ = 27.9:
tCO₂e = 5 tấn CH₄ × 27.9 = 139.5 tCO₂e
Ví dụ 2: Quy đổi N₂O
Một nhà máy phát thải 2 tấn N₂O/năm. Sử dụng GWP N₂O = 273:
tCO₂e = 2 tấn N₂O × 273 = 546 tCO₂e
Ví dụ 3: Quy đổi phát thải đa khí
Một nhà máy thép phát thải/năm:
- 100 tấn CO₂
- 0.5 tấn CH₄ (GWP = 27.9)
- 0.3 tấn N₂O (GWP = 273)
Tính tổng phát thải theo tCO₂e:
Tổng tCO₂e = (100 tấn CO₂ × 1) + (0.5 tấn CH₄ × 27.9) + (0.3 tấn N₂O × 273)
= 100 + 13.95 + 81.9
= 195.85 tCO₂e
tCO₂e được sử dụng ở đâu?
Đơn vị tCO₂e là ngôn ngữ chung trong các hoạt động liên quan đến khí hậu:
- Kiểm kê và Báo cáo GHG:
- Báo cáo quốc gia lên UNFCCC.
- Báo cáo phát thải của doanh nghiệp (theo GHG Protocol, ISO 14064-1).
- Tính toán Carbon Footprint sản phẩm/dịch vụ.
- Chính sách và Cam kết Khí hậu:
- Đặt mục tiêu NDC (Đóng góp do quốc gia tự quyết) trong Hiệp định Paris.
- Cam kết Net Zero hoặc Carbon Neutral.
- Áp dụng Thuế carbon hoặc định giá carbon.
- Thị trường Carbon:
- Tín chỉ carbon: 1 tín chỉ = 1 tCO₂e giảm/loại bỏ.
- Hệ thống ETS (Cap-and-Trade): Giao dịch hạn ngạch phát thải theo tCO₂e.
- Bù đắp carbon (Offsetting): Mua tín chỉ (tCO₂e) để bù cho phát thải.
- Đo lường hiệu quả giảm phát thải:
- So sánh chi phí/lợi ích của các giải pháp (chi phí trên mỗi tCO₂e giảm được).
- Xác định ưu tiên đầu tư giảm thiểu.
- Theo dõi tiến độ thực hiện mục tiêu.
Điểm chính về tCO₂e:
- Đơn vị chuẩn hóa tác động khí hậu của mọi GHG về CO₂.
- Sử dụng GWP (thường là 100 năm) để quy đổi.
- Công thức: tCO₂e = Khối lượng khí (tấn) × GWP.
- Ứng dụng rộng rãi trong báo cáo, chính sách, thị trường carbon.
Kết luận
tCO₂e đã trở thành đơn vị đo lường không thể thiếu trong mọi hoạt động liên quan đến quản lý khí nhà kính và biến đổi khí hậu. Nó cung cấp một phương pháp thống nhất và khoa học để định lượng và so sánh tác động làm nóng lên toàn cầu của các loại khí nhà kính khác nhau.
Việc hiểu rõ khái niệm tấn CO₂ tương đương, cách tính toán thông qua GWP (đặc biệt là các giá trị cập nhật từ IPCC AR6) và các ứng dụng thực tế của nó là điều cần thiết cho các quốc gia, doanh nghiệp và tổ chức trong việc xây dựng chiến lược khí hậu hiệu quả, đáp ứng các cam kết quốc tế và hướng tới một tương lai carbon thấp bền vững.
Tài liệu tham khảo:
- IPCC. (2021). Sixth Assessment Report (AR6), Working Group I: The Physical Science Basis.
- GHG Protocol. (2024). Global Warming Potential Values (August 2024). (PDF)
- UNFCCC. Reporting and Accounting of GHG Emissions.
- EPA. Understanding Global Warming Potentials.
- GHG Institute. Which Methane GWP Value Do I Use?
