GIÁO TRÌNH LAO ĐỘNG NGHỀ NGHIỆP VÀ MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 8 ppt

Để đối phó với vấn đề này các nước công nghiệp phát triển rất quan tâm đến việc cải thiện hệ thống giao thông công cộng và khuyến khích người dân sử dụng phương tiện này để đi lại.. Tuy

Chương 8

QUI HOẠCH GIAO THễNG Đễ THỊ

VÀ PHƯƠNG TIỆN GIAO THễNG SẠCH

(Bài giảng điện tử Power Point)

8.1 Xu thế phát triển phương tiện giao thông

Sự phát triển các phương tiện giao thông đô thị ở các khu vực trên thế giới nói chung không giống nhau nhưng nhìn chung cùng hướng tới một mục tiêu là từng bước ô tô hóa dần các quãng đường dịch chuyển Các giai đoạn ô tô hóa có thể tóm tắt như sau:

- Châu Âu: Đi bộ - Xe đạp - Xe buýt - Ô tô

- Châu Mỹ: Đi ngựa - Tàu lửa - Ô tô

- Châu á: Đi bộ - Xe đạp - Xe gắn máy, Xe buýt nhỏ - Ô tô

ở khu vực Châu Âu và Bắc Mỹ, sự phát triển phương tiện giao thông đã bước sang giai

đoạn cuối, ô tô cá nhân là phương tiện di chuyển chính Tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thế giới rất lớn, đặc biệt là khu vực Đông Nam á, chẳng hạn Hàn Quốc tốc độ tăng hằng năm là 20%, Malaysia tốc độ này có thể đạt 70% Cùng với việc gia tăng số lượng ô tô thì số lượng

xe gắn máy hai bánh giảm dần Các chuyên gia kinh tế cho rằng thị trường ô tô tiềm năng trong thế kỷ 21 sẽ dịch chuyển từ các nước Đông âu và Châu Mỹ La Tinh sang các nước Đông Nam á, Trung á và cuối cùng là Châu Phi Theo dự báo, số lượng ô tô ở Châu á Thái Bình Dương sẽ tăng từ 0,7 chiếc/1000 người dân năm 1985 đến 10 chiếc/1000 người dân năm 2020

và 20 chiếc/1000 người dân vào năm 2060

Sự gia tăng nhanh chóng ô tô cá nhân đặt ra hàng loạt các vấn đề kinh tế xã hội và môi trường Để đối phó với vấn đề này các nước công nghiệp phát triển rất quan tâm đến việc cải thiện hệ thống giao thông công cộng và khuyến khích người dân sử dụng phương tiện này để đi lại Kinh nghiệm tích lũy được của các nước phát triển trong lĩnh vực này rất bổ ích cho các nước đang phát triển Hiện nay mạng lưới giao thông đô thị ở các nước Tây Âu, Bắc Mỹ gần như đã hoàn thiện ở các thành phố nhỏ thì xe buýt là phương tiện vận chuyển chính; ở các thành phố cỡ trung thì sử dụng ô tô buýt và tramway, các thành phố lớn thì ngoài hai phương tiện này còn có thêm tàu điện ngầm

Khi mức sống của người dân đô thị được nâng cao thì yêu cầu về tiện nghi cũng như sự

an toàn nơi công cộng, kể cả việc vận chuyển công cộng được quan tâm nhiều hơn Đối với phương tiện vận tải công cộng trong thế kỷ 21, vấn đề an toàn, tiện nghi và thuận lợi là các yếu

tố được xem xét trước tiên Để thực hiện được điều này, các phương tiện vận chuyển công cộng mới phải cho phép chở được tất cả các nhóm khách, kể cả người tàn tật, phương tiện phải có

điều hòa không khí, ghế ngồi tiện nghi, thông báo thường xuyên cho khách các thông tin liên quan đến hành trình, dễ sử dụng, cơ sở hạ tầng hiện đại

Các yêu cầu nói trên vượt xa so với khả năng đầu tư của các nước đang phát triển ở các quốc gia này hầu như cơ sở hạ tầng vẫn còn rất chắp vá đối với giao thông công cộng Để phát huy tác dụng của hệ thống vận chuyển khách trong thành phố, người ta phải phối hợp xe buýt cỡ trung, xe buýt cỡ nhỏ, taxi công cộng và xe gắn máy ba bánh (xe Lam, xe Tuck-Tuck ) Các chủng loại xe này cơ động đảm bảo tần số hoạt động cao nên phù hợp với những nơi cơ sở hạ tầng phục vụ giao thông công cộng chưa được phát triển

8.2 Qui hoạch giao thông ở các nước phát triển

Qui hoạch giao thông tốt là làm tăng ảnh hưởng giao thông công cộng và giảm ảnh hưởng giao thông cá nhân dẫn đến cải thiện môi trường Tuy nhiên thực tế cho thấy hệ thống giao thông công cộng ở các nuớc phát triển ngày nay tuy rất hiện đại và thuận tiện cũng không thể thay thế hoàn toàn ô tô cá nhân do sự khác biệt về tiện nghi và thuận lợi giữa hai loại phương tiện này vẫn còn rất lớn Dân chúng sống và đi lại rời rạc nên không cho phép hệ thống giao thông công cộng phủ khắp địa bàn Sự chờ đợi ở các trạm xe buýt cũng như hạn chế tiện nghi trong xe buýt là những yếu tố tâm lý khiến hệ thống giao thông công cộng không được quần chúng hưởng ứng rộng rãi Để giải quyết vấn đề này, chúng ta cần phát triển cơ sở hạ tầng với chất lượng cao sao cho tính mềm dẻo cũng như tốc độ của hệ thống giao thông công cộng phải đủ lớn để thu hút công chúng

Việc qui hoạch giao thông công cộng phải đi liền với công tác quản lý đất đai phục vụ cho quá trình đô thị hóa Về mặt giảm ô nhiễm, qui hoạch mạng lưới giao thông đô thị phải

đảm bảo rút ngắn khoảng cách dịch chuyển giữa các trung tâm hoạt động trong thành phố và tạo thuận tiện tối đa cho phương tiện vận tải công cộng họat động nhằm khuyến khích người dân sử dụng phương tiện này thay cho phương tiện cá nhân

Qui hoạch giao thông công cộng phải phối hợp với sự bố trí các cụm chuyên biệt của thành phố: cụm dân cư, cụm công nghiệp, cụm thương mại, cụm vui chơi giải trí Thời kỳ tiền công nghiệp, do không có phương tiện vận chuyển cơ giới nên kích thước của thành phố, dù là thành phố lớn cũng rất hạn chế Cuộc cách mạng công nghiệp dẫn đến hình thành nhiều phương thức vận chuyển mới, đặc biệt là đường sắt và tramway đã làm thay đổi hẳn qui mô đô thị Sự đô thị hóa phát triển theo sự phát triển của đường giao thông Thành phố dần mở rộng ra vùng ven, đặc biệt từ khi xuất hiện xe buýt và ô tô ở đầu thế kỷ 20, các thành phố cũ chỉ còn là khu vực trung tâm văn hóa, du lịch, các trung tâm hoạt động chính của thành phố dời ra những khu phố mới Những trục giao thông công cộng được hình thành Mạng lưới giao thông công cộng phủ đều khắp thành phố Các khu công nghiệp, khu dân cư, các cơ sở hoạt động kinh doanh, thương mại cũng được bố trí quanh các trạm vận chuyển công cộng, đặc biệt là các cơ

sở công cộng lớn như trường học, bệnh viện

Qui hoạch đường giao thông công cộng phải gắn liền với việc lựa chọn công nghệ của các phương tiện vận chuyển trên hệ thống Hệ thống được đặc trưng bởi một mạng lưới mở rộng cho toàn bộ địa bàn đô thị và được phân chia thành các khoảng cách đều đặn trên đó có các xe con thoi hoạt động để chở khách Các khoảng dừng ngắn tạo thuận lợi cho người sử dụng vì vậy sẽ khuyến khích người dân sử dụng hệ thống giao thông công cộng hơn là dùng xe cá nhân Mặt khác cũng vì khoảng cách dừng ngắn và tần suất hoạt động cao nên có thể sử dụng các phương tiện vận tải kích thước bé, tránh ùn tắt giao thông ở những giờ cao điểm

8.3 Giao thông đô thị ở nước ta

Nước ta đang ở giai đoạn phát triển mạnh xe gắn máy trước khi chuyển sang ô tô cá nhân Phương tiện đi lại chính hiện nay của người dân là xe gắn máy Phần lớn các thành phố nước ta đều chưa có mạng lưới giao thông công cộng hoặc có nhưng chắp vá Phương tiện vận chuyển trên hệ thống giao thông công cộng chưa có tiêu chuẩn đồng nhất, kích cỡ không phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có nên đôi khi chính phương tiện giao thông công cộng lại gây ra nạn ùn tắt giao thông và làm ô nhiễm môi trường

Mật độ xe gắn máy ở các thành phố lớn nước ta đang gia tăng với mức độ chóng mặt Những năm gần đây, giá xe gắn máy giảm đã làm gia tăng đột biến số lượng xe gắn và điều này đã gây ra nạn ùn tắt giao thông nghiêm trọng ở một số thành phố lớn, đặc biệt là Hà Nội

và Thành phố Hồ Chí Minh Chưa bao giờ vấn đề giao thông đô thị được quan tâm nhiều như hiện nay Chính Phủ đã có nhiều cuộc họp để bàn về vấn đề này Quốc Hội trong kỳ họp cuối năm 2002 cũng đưa vấn đề giao thông công cộng ra thảo luận nhằm tìm biện pháp tháo gỡ Chính quyền Thủ Đô Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh đã tổ chức nhiều cuộc họp chuyên đề nhằm tìm kiếm các giải pháp cho vấn đề giao thông công cộng Nhiều qui định mới đã được áp dụng nhằm hạn chế xe gắn máy Tuy nhiên vấn đề này chỉ có thể giải quyết một cách triệt để khi hệ thống giao thông công cộng đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân

Hiện nay Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh đã tổ chức vận hành các tuyến xe buýt mẫu Tuy nhiên số người sử dụng hệ thống giao thông công cộng này còn rất khiêm tốn Theo tài liệu công bố mới đây nhất (ngày 9-12-2002) của Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) trong dự án qui hoạch tổng thể và nghiên cứu khả thi của dự án giao thông công cộng Thành phố Hồ Chí Minh thì chỉ có 1,3% số người được khảo sát sử dụng phương tiện giao thông công cộng để đi lại so với 2% năm 1996 Sự giảm tỉ lệ này là do cuộc sống của người dân được nâng cao, giá cả xe gắn máy giảm nên nhiều người có thể mua sắm được phương tiện cá nhân Cũng theo số liệu khảo sát của JICA, chỉ có 8,1% số hộ gia đình không có xe gắn máy; 34,5% số hộ

có 1 xe gắn máy và 34,9 số hộ có 2 xe gắn máy Số hộ gia đình có xe hơi riêng là 2,4% so với 1,7% năm 1996

Hiện nay Thành phố Hồ Chí Minh có 25 tuyến xe buýt mẫu Theo ước tính thì đến cuối năm 2003, xe buýt sẽ đảm bảo được khoảng 3% nhu cầu đi lại của nhân dân thành phố (cao hơn số liệu điều tra của JICA) Đa số các xe buýt sử dụng hiện nay là xe buýt cũ, hệ thống an toàn không đảm bảo, đã xảy ra những vụ mất phanh gây tai nạn giao thông nghiêm trọng Thành phố Hồ Chí Minh đang có kế hoạch trang bị 1300 xe buýt mới đến năm 2003 Mục tiêu phấn đấu của Thành phố là nâng tỉ lệ vận chuyển khách công cộng lên 15% vào năm 2010

ở Hà Nội, năm 2001 xe buýt chỉ đáp ứng khoảng 3,87% nhu cầu đi lại của người dân Năm 2002 theo kế hoạch tỉ lệ này là 9,67% Thành phố phấn đấu nâng tỉ lệ này lên 20% trong những năm tới Hiện nay Thành phố đã xây dựng 29 tuyến xe buýt tiêu chuẩn, mở thêm 125 tuyến xe buýt trong thành phố với 3976 lượt xe buýt chạy trong ngày Trong năm 2002, thành phố Hà Nội đã trợ giá 65 tỉ đồng cho hệ thống xe buýt Kinh phí trợ giá này sẽ tiếp tục gia tăng trong những năm sau để đạt chỉ tiêu đáp ứng 20% nhu cầu đi lại của người dân Thủ đô Trong năm 2003 Hà Nội sẽ đưa vào vận hành hệ thống điều hành xe buýt điện tử nhằm tăng tính linh hoạt và sử dụng tối ưu cơ sở hạ tầng cũng như phương tiện vận chuyển khách Việc qui họach các tuyến đường dành riêng cho xe buýt cũng đang được chính quyền Thành phố xem xét

H.8.1b: Xe buýt hai thân ở Graz (áo)

H 8.2a: Tramway thế hệ cũ ở Graz

H.8.1a: Xe buýt đơn ở Grenoble (Pháp)

H.8.1c: Xe buýt hai tầng ở Singapore

Giao thông công cộng có hiệu quả sử dụng năng lượng 3 lần hơn giao thông cá nhân nên việc phát triển giao thông công công sẽ tiết kiệm đáng kể năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường

ở nước ta tốc độ gia tăng xe gắn máy kèm

theo những vấn đề xã hội và môi trường do chúng

đặt ra đã buộc chúng ta phải xem xét lại chiến lược

phát triển giao thông công cộng Xu thế phát triển

tất yếu của phương tiện giao thông là tiến dần tới

việc động lực hóa các quãng đường dịch chuyển

bằng ô tô cá nhân Để giảm nhẹ những tác động bất

lợi của xu thế trên, chúng ta phải từng bước qui

hoạch phát triển hệ thống vận chuyển công cộng,

đặc biệt là ở các thành phố

Các nước đang phát triển quanh ta như Trung Quốc, Thái Lan, Philipine đã và đang

đối phó với vấn đề này Nạn kẹt xe và ùn tắt giao thông ở các nước này đã gây những khó khăn rất lớn cho giao thông đô thị Trong khi đó ở các thành phố lớn của các nước phát triển ở khu vực Châu âu và Bắc Mỹ vấn đề ùn tắt giao thông ít xảy ra hơn mặt dù mật độ giao thông công cộng ở các nước này cao hơn nhiều Sở dĩ vậy vì các nước phát triển đã có hệ thống giao thông công cộng và hệ thống này liên tục được phát triển, nâng cấp từ hàng trăm năm nay Những quốc gia này, vấn đề giao thông công cộng được

tổ chức rất chặt chẽ và tối ưu

8.4 Phương tiện chở khách công cộng

ở các nước phát triển, phương tiện chở

khách tương đối đa dạng: những thành phố nhỏ

sử dụng phương tiện giao thông công cộng

chính là xe buýt; những thành phố cỡ trung thì

kết hợp xe buýt và tramway còn ở những thành

phố lớn thì ngoài hai phương tiện trên còn có

thêm tàu điện ngầm (metro) Các phương tiện

vận chuyển công cộng có thể chạy chung trên

H.8.2b: Tramway thế hệ mới ở Graz

H 8.2c: Tramway thế hệ mới ở Lyon

đường với các phương tiện giao thông khác hoặc chạy trên những tuyến đường đặc biệt dành cho xe buýt Hình 8.1 giới thiệu các loại phương tiện giao thông công cộng thường dùng ở các nước phát triển Hình 8.1a là xe buýt đơn, có chiều dài trung bình 13m, đây là loại phương tiện

sử dụng trên hầu hết các tuyến đường Hình 8.1b là xe buýt đôi gồm hai thùng xe buýt đơn ghép lại với nhau bằng khớp nối mềm nhưng chỉ sử dụng một động cơ đặt phía sau, chiều dài của xe là 18m Hình 8.1c là xe buýt hai tầng thường gặp trên hệ thống vận chuyển công cộng của các nước trong khối Liên hiệp Anh, Singapore Hình 8.2 giới thiệu các kiểu tramway và tàu điện ngầm Đây là loại phương tiện giao thông sạch và hiệu quả nhất trong vận chuyển công cộng Các loại phương tiện cho giao thông này ngày càng được hoàn thiện về nhiều mặt

kể cả kiểu dáng bên ngoài cũng như tiện nghi bên trong để thu hút người sử dụng Mặt khác để tăng tính mềm dẻo và hiệu quả của hệ thống vận chuyển công cộng, người ta còn áp dụng tàu

điện ngầm tự động không người lái Hình 8.2f là ảnh chụp tàu điện ngầm không người lái ở Lyon

Mặc dù phương tiện vận chuyển công cộng của các nước phát triển được đổi mới và hiện đại hóa liên tục nhưng người ta vẫn chưa hài lòng với chất lượng hoạt động của chúng, nhất là về mặt ô nhiễm môi trường Vì vậy các nghiên cứu về những giải pháp kỹ thuật nhằm

đạt đến xe buýt sạch vẫn luôn là vấn đề thời

sự Các nghiên cứu này tập trung hoàn thiện

động cơ đốt trong truyền thống, hoặc nghiên cứu sử dụng các loại nhiên liệu sạch dạng khí hay lỏng, hoặc sử dụng năng lượng điện làm nguồn động lực

ở nước ta việc sử

dụng các phương tiện vận tải

trên đây một cách đại trà

trên hệ thống giao thông

công cộng là chưa hiện thực

Thật vậy cơ sở hạ tầng trong

thành phố của ta còn chật

hẹp, chưa có những tuyến

đường dành riêng cho giao

thông công cộng, thêm vào

đó mật độ xe gắn máy trong

thành phố quá cao, di

chuyển phức tạp nên những

phương tiện có kích thước

lớn như trên rất khó vận

hành Rút kinh nghiệm của

các nước đang phát triển, chúng ta nên sử dụng hạn chế các xe buýt lớn để chạy trên những tuyến đường qui hoạch, còn lại chủ yếu là xe buýt cỡ nhỏ hoạt động với tần suất cao để chở khách trong khu vực nội thành

H 8.2f: Tàu điện ngầm tự động (không người

lái) ở Lyon

H 8.2d: Tramway ở Singapore

H 8.2e: Tramway ở Grenoble

8.5 Phương tiện giao thông sạch

Xe buýt sạch là mục tiêu hướng tới của

các nhà nghiên cứu và chế tạo ô tô chạy trong

thành phố hiện nay Có nhiều giải pháp đã được

công bố trong những năm gần đây, tập trung là

hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử

dụng các loại nhiên liệu không truyền thống

cho xe buýt như LPG, khí thiên nhiên,

methanol, ethanol, biodiesel, điện, pile nhiên

liệu, năng lượng mặt trời Xu hướng phát triển

xe buýt sạch có thể tổng hợp như sau:

1 Hoàn thiện động cơ diesel

Các kỹ thuật mới để hoàn thiện động cơ

diesel đã cho phép nâng cao rõ rệt tính năng

của nó bao gồm áp dụng hệ thống phun ray

chung (common rail) điều khiển điện tử, lọc bồ

hóng và xử lý khí trên đường xả bằng bộ xúc

tác ba chức năng, hoặc nâng cao chất lượng

nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu diesel có hàm

lượng lưu huỳnh cực thấp Việc dùng động cơ

diesel sử dụng đồng thời nhiên liệu khí và

nhiên liệu lỏng (dual fuel) cũng là một giải

pháp nâng cao tính năng của động cơ diesel

[84]

2 Xe buýt chạy điện

Các loại trolleybus lấy điện trực tiếp

trên đường dây ngày nay dường như đã biến

mất dần Tuy các xe buýt này sạch, cơ động,

nhưng hệ thống cung cấp năng lượng cho

chúng (dây cáp điện trần) làm ảnh hưởng đến

cảnh quan Thành phố và không an toàn Xe

buýt chạy điện hiện đang nghiên cứu phát triển

là xe buýt chạy bằng accu Giải pháp này làm

giảm ô nhiễm môi trường không khí trong

thành phố nhưng không làm giảm ô nhiễm môi

trường một cách tổng thể nếu nguồn điện dùng

để nạp accu được sản xuất từ nhiên liệu hóa

thạch Ngày nay xe buýt chạy bằng accu đã đạt

được những tính năng vận hành cần thiết trên

hệ thống giao thông công cộng nhưng giải pháp

này còn bị giới hạn bởi quãng đường hoạt động

độc lập của phương tiện do mật độ lưu trữ năng

lượng của accu hạn chế

Hình 8.3: Xe buýt chạy bằng dầu thực vật ở

Grenoble

3 Xe buýt đa động lực (hybrid)

Xe buýt đa động lực sử dụng ít nhất hai nguồn sức kéo bổ sung cho nhau Các nguồn sức kéo này có thể là:

- Động cơ điện và động cơ nhiệt

- Động cơ điện và hệ thống accu động năng

Động cơ điện ở đây có thể chạy bằng accu thông thường hay pile nhiên liệu Động cơ nhiệt ở đây có thể là động cơ Diesel hiện đại với hệ thống lọc bồ hóng và xử lý khí xả hay

động cơ sử dụng nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hoá lỏng LPG) Giải pháp lý tưởng là sử dụng xe buýt đa động lực phối hợp giữa pile nhiên liệu và accu động năng (bánh

đà) để tận dụng năng lượng khi ô tô giảm tốc trước khi dừng ở các trạm

4 Xe buýt chạy bằng pile nhiên liệu

Một trong những giải pháp của

nguồn năng lượng sạch cung cấp cho ô

tô trong tương lai là pile nhiên liệu Pile

nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi

trực tiếp hóa năng trong nhiên liệu thành

điện năng Pile nhiên liệu trước đây chỉ

được nghiên cứu để cung cấp điện cho

các con tàu không gian nhưng ngày nay

pile nhiên liệu đã bước vào giai đoạn

thương mại hóa để cung cấp năng lượng

cho ô tô Do không có quá trình cháy

xảy ra nên sản phẩm hoạt động của pile

nhiên liệu là điện, nhiệt và hơi nước Vì

vậy có thể nói xe buýt hoạt động bằng

pile nhiên liệu là xe buýt sạch tuyệt đối

theo nghĩa phát thải chất ô nhiễm trong

khí xả Xe buýt chạy bằng pile nhiên liệu

không nạp điện mà chỉ nạp nhiên liệu

hydrogen Khó khăn vì vậy liên quan đến

lưu trữ hydro dưới áp suất cao hoặc trong

vật liệu hấp thụ trên phương tiện vận tải Nhiều nghiên cứu đề nghị điều chế hydro ngay trên

xe để sử dụng cho pile nhiên liệu nhưng hệ thống như vậy rất cồng kềnh và phức tạp Các công

ty chế tạo ô tô ở Đức (Daimler Benz), ở Nhật (Toyota), ở Mỹ (General Motors) đang có kế hoạch sản xuất ô tô sử dụng pile nhiên liệu và dự kiến sẽ thương mại hóa ô tô này vào năm

2010

Tuy ngày nay người ta đã thành công trong chế tạo các loại pile nhiên liệu có hiệu suất cao và giá thành phù hợp nhưng việc áp dụng phương án này trên xe buýt vẫn còn xa so với hiện thực vì so với các phương án làm giảm ô nhiễm khác, pile nhiên liệu chạy ô tô vẫn còn là loại nhiên liệu “xa xỉ” và “cao cấp” Ngày nay người ta thấy rằng nếu sử dụng pile nhiên liệu

để chạy ô tô thì giá thành đắt hơn chạy bằng diesel khoảng 30%

5 Xe buýt chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế

Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza, có nguồn từ thực vật Do thành phần C trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra ít chất ô nhiễm có gốc carbon, đặc biệt là giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính Ngày nay việc ứng dụng các loại nhiên liệu lỏng thay thế trên phương tiện vận tải nói chung và trên xe buýt nói riêng vẫn còn rất hạn chế do giá thành của nhiên liệu còn cao Tuy nhiên giải pháp này có lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi dào hoặc các loại nhiên liệu trên được chiết xuất từ các chất thải của quá trình sản xuất công nghiệp

Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây được công bố là Dimethyl ether (DME)

được chế tạo từ khí thiên nhiên Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thể dùng cho động cơ diesel giống như LPG Thử nghiệm trên ô tô cho thấy, ô tô dùng DME có mức độ phát ô nhiễm thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ô tô phát ô nhiễm cực thấp California ULEV Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiện thực thì trong tương lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tưởng nhất vì khí thiên nhiên phân bố đều khắp trên trái đất và có trữ lượng tương

đương dầu mỏ

6 Xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên

Sử dụng ô tô chạy bằng khí thiên nhiên là một chính sách rất hữu ích về năng lượng thay thế trong tương lai, đặc biệt về phương diện giảm ô nhiễm môi trường trong thành phố Cho tới nay có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên trên xe buýt, đó là khí thiên nhiên dưới dạng khí và khí thiên nhiên dưới dạng lỏng Xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên thỏa mãn dễ dàng các qui định khắt khe nhất về ô nhiễm đối với ô tô Mặc dầu ngày nay người ta đã có nhiều giải pháp công nghệ làm giảm ô nhiễm trong khí xả diesel nhưng các giải pháp này không thật bền vững, tính hiệu quả của nó giảm dần theo thời gian Trong khi đó khí xả động cơ sử dụng khí thiên nhiên chứa ít chất độc hại ngay từ nguồn nên sự giảm tính năng của các

hệ thống xử lý trên đường xả không gây ảnh hưởng lớn đến mức độ phát ô nhiễm như đối với

động cơ diesel

ưu điểm của loại nhiên liệu này, ngoài mức độ phát ô nhiễm thấp, nó còn là nguồn nhiên liệu dồi dào, phân bố đều khắp trên trái đất

Một trong những khó khăn khiến cho nguồn năng lượng này chưa được áp dụng rộng rãi trên phương tiện vận tải nói chung và xe buýt nói riêng là vấn đề lưu trữ khí thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) trên ô tô Ngày nay việc chế tạo bình chứa khí thiên nhiên đã được cải thiện nhiều cả về công nghệ lẫn vật liệu, chẳng hạn sử dụng bình chứa composite gia cố bằng sợi carbon Bình chứa được kiểm tra an toàn tuyệt đối theo các tiêu chuẩn khắt khe nên không thể xảy ra sự cố nổ bình Mặt khác trên xe buýt dùng khí thiên nhiên có hệ thống phát hiện rò khí để tránh hỏa hoạn mặc dù nó không mùi và không độc như diesel hay xăng

7 Xe buýt chạy bằng

khí dầu mỏ hóa lỏng

Hiện nay nhiều nước,

nhiều khu vực trên thế giới xem

việc sử dụng LPG trên ô tô chạy

trong thành phố là giải pháp bảo

vệ môi trường không khí hữu

hiệu Trong cộng đồng Châu Âu

thì áo là nước sử dụng xe buýt

LPG sớm nhất Thành phố

Vienne đã sử dụng xe buýt chạy

bằng LPG từ năm 1963 và cho

đến nay, thành phố có 500 xe

buýt chạy bằng nhiên liệu này

Đan Mạch có 180, Hà Lan có

150, Tây Ban Nha có 60 xe buýt chạy bằng LPG ở ý hiện có hơn 860000 ô tô chạy bằng LPG Tỉ lệ xe buýt chạy bằng LPG cao hơn xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên ở Châu Âu (tỉ lệ hiện nay là 1.100/700) ở Pháp có hơn 110 xe buýt LPG trên hệ thống giao thông công cộng Paris Cách đây 20 năm, thành phố Poitiers đã sử dụng 15 xe buýt chạy bằng LPG Cho tới nay các xe buýt này vẫn hoạt động tốt và số xe buýt chạy bằng LPG của thành phố hiện nay là 115 Tours là thành phố có tỉ lệ số xe buýt chạy bằng LPG nhiều nhất nước Pháp gồm 61 xe buýt Van Hool trang bị động cơ DAF LPG Ô tô sử dụng LPG ngày càng được giới thiệu rộng rãi ở Pháp Renault là hãng đi đầu trong sản xuất ô tô LPG trên dây chuyền đồng bộ Dây chuyền lắp ráp chuyên dụng này cho phép tối ưu hóa bố trí các bộ phận của hệ thống nhiên liệu trên ô tô LPG ủy ban Butane-Propane Pháp khẳng định thị trường tiêu thụ LPG sẽ gia tăng trong những năm tới do số lượng ô tô sử dụng nguồn năng lượng này gia tăng

ở Mỹ ngày càng có nhiều ô tô sử dụng LPG Từ năm 1996, ô tô chạy bằng khí LPG đã

có mặt ở các Thành phố lớn của Trung Quốc Theo dự báo mức tiêu thụ LPG ở Nhật trong những năm tới sẽ tăng lên đáng kể do gia tăng số lượng ô tô sử dụng LPG Chính quyền Đài Bắc đã vạch kế hoạch chuyển toàn bộ xe taxi chạy nhiên liệu lỏng sang dùng LPG như ở Hàn Quốc Chính quyền Hồng Kông quyết định áp dụng các biện pháp cần thiết để giảm nồng độ các chất ô nhiễm ở thành phố trong đó ưu tiên áp dụng LPG để chạy ô tô Tương tự như vậy Tehran, một trong những thủ đô ô nhiễm nặng nề nhất, đã khẩn trương chuyển đổi các xe taxi thành ô tô lưỡng nhiên liệu LPG/xăng và chuyển xe buýt thành ô tô chạy bằng khí thiên nhiên Trong 10 năm trở lại đây, lượng ô tô ở Moscow tăng lên gấp 3 lần trong khi không gian dịch chuyển không thay đổi do đó ô nhiễm bầu không khí rất trầm trọng Để hạn chế ô nhiễm, nước Nga cũng khuyến khích chuyển đổi ô tô chạy nhiên liệu lỏng sang sử dụng nhiên liệu khí LPG hay khí thiên nhiên

Về phương diện giảm ô nhiễm, khí thiên nhiên và khí dầu mỏ hoá lỏng LPG có cùng lợi thế Giá thành của LPG thay đổi theo nhu cầu và theo giá cả chung của sản phẩm dầu mỏ Nạp nhiên liệu LPG vào bình chứa ô tô dưới dạng lỏng đơn giản hơn nạp nhiên liệu khí thiên nhiên Đầu tư hệ thống cung cấp LPG cho ô tô chỉ chiếm khoảng 20% giá thành đầu tư cho hệ thống cung cấp nhiên liệu khí thiên nhiên Sử dụng khí thiên nhiên trên ô tô vấp phải khó khăn

là chứa nhiên liệu áp suất cao Ngay cả khi nén khí thiên nhiên đến áp suất 200bars, thể tích bình chứa khí thiên nhiên phải gấp 6 lần thể tích bình chứa LPG nếu cùng chu kỳ nạp nhiên

Hình 8.4: Xe buýt chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG

ở Wiena, áo

liệu Hoá lỏng khí thiên nhiên sẽ làm giảm đáng kể thể tích nhưng phức tạp và vì vậy giá thành nhiên liệu tăng Khi đó bình chứa nhiên liệu phải cách nhiệt vì nhiệt độ hóa lỏng khí thiên nhiên là -1600C

Với sự phát triển hệ thống khống chế điện tử và bộ xúc tác ba chức năng trên ô tô sử dụng nhiên liệu lỏng, ô tô LPG không còn chiếm ưu thế tuyệt đối so với động cơ dùng nhiên liệu lỏng Tuy nhiên nhờ những kỹ thuật này thì tính năng của ô tô LPG được nâng lên một bước mới Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả ô tô LPG hiện đại thấp hơn nhiều so với ô tô LPG trước đây Do đó nhiên liệu LPG vẫn dẫn đầu nhiên liệu “xanh” trên thị trường nhiên liệu Các kết quả thực nghiệm cho thấy tiêu thụ năng lượng MJ/100km và mức độ phát ô nhiễm của

động cơ sử dụng LPG đều thấp hơn động cơ sử dụng xăng Mức độ phát ô nhiễm của ô tô LPG phụ thuộc vào thành phần nhiên liệu Nhiên liệu LPG có thành phần 70% propane và 30% butane là tốt nhất về phương diện giảm ô nhiễm môi trường

Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ưa chuộng để chạy ô tô nói chung và xe buýt nói riêng ngoài những đặc điểm nổi bật về giảm ô nhiễm môi trường nó còn có lợi thế về sự thuận tiện trong chuyển đổi hệ thống nhiên liệu Việc chuyển đổi ô tô chạy bằng nhiên liệu lỏng sang dùng LPG có thể được thực hiện theo ba hướng: sử dụng duy nhất nhiên liệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng đồng thời diesel và LPG (dual fuel) Việc tạo hỗn hợp LPG không khí có thể thực hiện bằng bộ chế hoà khí kiểu Venturie thông thường hay phun LPG trên đường nạp Những hệ thống phun mới đang được nghiên cứu phát triển là phun LPG dạng lỏng trong buồng cháy để tăng tính năng công tác của loại động cơ này Cũng như các loại nhiên liệu khí khác, việc lưu trữ LPG trên ô tô là vấn đề gây nhiều khó khăn nhất mặc dù áp suất hóa lỏng của LPG thấp hơn rất nhiều so với khí thiên nhiên hay các loại khí khác Các loại bình chứa nhiên liệu LPG cũng được cải tiến nhiều nhờ vật liệu và công nghệ mới Ngày nay người ta có thể sản xuất những bình chứa bằng vật liệu mới chịu được áp lực cao nhưng nhẹ hơn nhiều so với bình bằng kim loại truyền thống Mặt khác, vật liệu mới này cho phép chế tạo bình chứa LPG có dạng phù hợp với không gian bố trí bình trên xe, không nhất thiết phải dạng hình trụ như bình kim loại

8.6 Nhiờn liệu “sạch” cho giao thụng đụ thị ở Việt Nam

Theo sự phõn tớch trờn đõy thỡ nguồn năng lượng cho phương tiện giao thụng sạch được xếp theo thứ tự là điện, pile nhiờn liệu, ụ tụ đa động lực Xu hướng phỏt triển phương tiện giao thụng sử dụng điện và pile nhiờn liệu phụ thuộc vào khả năng hoàn thiện cỏc loại động cơ nhiệt truyền thống và sử dụng cỏc nguồn nhiờn liệu sạch thay thế cỏc nguồn nhiờn liệu lỏng hiện nay Mức độ phỏt thải NOx là chỉ tiờu so sỏnh

Hình 8.5: Xe buýt chạy bằng LPG ở Paris