Khí nhà kính là một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu. Với sự gia tăng nhanh chóng của các hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt hằng ngày, lượng khí nhà kính thải vào môi trường ngày càng lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và cuộc sống con người. Vậy khí nhà kính là gì? Khí nhà kính bào gồm những khí nào và làm thế nào để giảm thiểu tác động tiêu cực của chúng? Hãy cùng Intech Energy tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Định nghĩa khí nhà kính là gì?
Khí nhà kính (Greenhouse Gases – GHG) là các loại khí trong khí quyển có khả năng hấp thụ và giữ nhiệt từ bức xạ mặt trời, khiến Trái Đất ấm lên. Các khí nhà kính tạo ra hiệu ứng nhà kính, giúp duy trì nhiệt độ ổn định để sự sống tồn tại, nhưng khi nồng độ của chúng tăng quá mức do các hoạt động của con người, chúng gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu.
Ngoài ra, theo khoản 29 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trường 2020, khí thải nhà kính còn được định nghĩa là các loại khí trong khí quyển có khả năng gây ra hiệu ứng nhà kính. Đây là một hiện tượng tự nhiên quan trọng giúp duy trì sự cân bằng nhiệt độ của Trái Đất. Khi một số khí nhất định trong khí quyển hấp thụ và giữ lại bức xạ hồng ngoại từ mặt trời và bề mặt Trái Đất, chúng góp phần làm tăng nhiệt độ, giúp hành tinh duy trì điều kiện sống thích hợp.
Danh sách khí nhà kính bao gồm những khí nào?
| Khí nhà kính | Công thức hóa học | Hiệu suất bức xạ ((W/m2ppb)) | Tuổi thọ khí quyển (năm) | GWP (thời hạn 100 năm) |
| Khí cacbonic | CO2 | 0,0000133 | nhiều* | 1 |
| Mêtan | CH4 | 0,000388 | 12 | 28 |
| Nitơ oxit | N2O | 0,0032 | 109 | 273 |
| Chọn hợp chất halogen hóa: | ||||
| Clorofluorocarbon-12 (CFC-12) | CCl2F2 | 0,358 | 102 | 12.500 |
| Hydrofluorocarbon-23 (HFC-23) | CHF3 | 0,191 | 228 | 14.600 |
| Nitơ triflorua | NẠP 3 | 0,204 | 569 | 17.400 |
| Lưu huỳnh hexafluoride | SF6 | 0,567 | 1.000 | 24.300 |
*Carbon dioxide khá ổn định trong khí quyển của Trái đất, nhưng các phân tử carbon dioxide riêng lẻ gần như liên tục di chuyển đến và đi từ các hồ chứa khác nhau, chẳng hạn như bề mặt đại dương, thực vật và động vật trên cạn, đất và thạch quyển. Một số dòng chảy này hoạt động theo quy mô năm, và một số khác theo quy mô thiên niên kỷ. Do đó, không thể đưa ra một tuổi thọ duy nhất cho carbon dioxide vì nó di chuyển khắp hệ thống của Trái đất với tốc độ khác nhau. Một ước tính thuận tiện và thường được sử dụng cho tuổi thọ trung bình của CO2 trong khí quyển là 100 năm.
* Theo Báo cáo đánh giá thứ 6 của IPCC – Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu, 2021)
Carbon dioxide (CO₂)
Carbon dioxide (CO₂) là một loại khí không màu, không mùi, gồm một nguyên tử carbon và hai nguyên tử oxy. Đây là thành phần tự nhiên trong khí quyển Trái Đất và là một trong những loại khí nhà kính phổ biến nhất.
Con người thải ra một lượng lớn CO₂ vào khí quyển, chủ yếu từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch như than và dầu. Do đó, lượng CO₂ trong khí quyển và đại dương tăng lên hàng năm, vượt quá khả năng hấp thụ của các quá trình sinh học tự nhiên.
Hơi nước
Hơi nước là một trong các khí nhà kính phổ biến nhất trên Trái Đất, đóng góp khoảng 50% vào hiệu ứng nhà kính. Khi nhiệt độ tăng, tốc độ bay hơi nước cũng tăng theo. Hơi nước này tồn tại trong tầng khí quyển thấp, nơi nó hấp thụ bức xạ và phản xạ lại bề mặt Trái Đất, khiến nhiệt độ tiếp tục gia tăng. Điều này tạo ra một vòng lặp phản hồi, khi hơi nước càng nhiều thì Trái Đất càng nóng lên, và nhiệt độ càng cao lại làm tăng thêm lượng hơi nước trong khí quyển.
Methane (CH₄)
GWP: 28 ( GWP – đo chỉ số làm nóng lên toàn cầu của các môi chất lạnh)
Methane (CH₄) là thành phần chính của khí tự nhiên và cũng là một loại khí nhà kính ảnh hưởng đến hệ thống khí hậu và nhiệt độ Trái Đất.
Mặc dù CO₂ có tác động lâu dài hơn đến khí hậu, nhưng methane có Tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP) cao hơn nhiều so với CO₂. Theo Quỹ Bảo vệ Môi trường (Environmental Defense Fund), methane chiếm ít nhất 25% nguyên nhân gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu hiện nay. Ngành nông nghiệp (chủ yếu từ chất thải chăn nuôi và quá trình tiêu hóa của động vật, cũng như canh tác lúa) là nguồn phát thải methane lớn nhất, chiếm khoảng một phần tư tổng lượng phát thải, tiếp theo là ngành năng lượng.
Nitrous oxide (N₂O)
GWP: 273
Nitrous oxide (N₂O), còn được gọi là khí gây cười, cũng góp phần vào hiệu ứng nhà kính.
Ngoài các nguồn phát thải tự nhiên, N₂O còn được sinh ra từ các hoạt động nông nghiệp và việc sử dụng phân bón. Khoảng 40% tổng lượng N₂O trong khí quyển có nguồn gốc từ con người. Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), N₂O chiếm khoảng 6% tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu và đã tăng 30% trong 40 năm qua.
Hydrofluorocarbons (HFCs)
GWP: 12.400
Hydrofluorocarbons (HFCs) là loại khí làm lạnh được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều hòa không khí, tủ lạnh gia đình, tủ đông trong siêu thị và kho lạnh công nghiệp.
HFCs là khí nhà kính có tác động mạnh hơn CO₂ từ hàng trăm đến hàng nghìn lần. Vì vậy, việc hạn chế phát thải các loại khí này là rất quan trọng trong nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu. Đồng thời, cần có các biện pháp xử lý an toàn để tránh rò rỉ khí HFCs ra môi trường.
Lưu huỳnh hexafluoride (SF₆) – Loại khí nhà kính nguy hiểm nhất
GWP: 24.300
Lưu huỳnh hexafluoride (SF₆) là loại khí nhà kính có tiềm năng gây nóng lên toàn cầu (GWP) cao nhất, gấp khoảng 24.300 lần so với CO₂. Đây là một loại khí tổng hợp, không có cơ chế hấp thụ tự nhiên hay phương pháp xử lý hiệu quả. Do đó, khi SF₆ bị thải ra, nó sẽ tích tụ trong khí quyển mà không thể phân hủy trong thời gian ngắn. SF₆ có thể tồn tại trong khí quyển lên đến 3.200 năm, lâu hơn nhiều so với CO₂.
Ngành năng lượng là lĩnh vực tiêu thụ SF₆ lớn nhất, chiếm hơn 80% tổng lượng khí này. SF₆ chủ yếu được sử dụng trong thiết bị đóng cắt điện – một thành phần quan trọng của lưới điện. Ngoài ra, SF₆ cũng được sử dụng trong các tua-bin gió, điều này có nghĩa là ngay cả năng lượng gió hay ngành điện nói chung cũng không hoàn toàn thân thiện với môi trường.
Ozone tầng mặt đất
Tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP): 62–69 (trong 20 năm)
Ozone tầng mặt đất là một loại khí gây kích ứng mạnh, hình thành ngay trên bề mặt Trái Đất. Nó được tạo ra khi các oxit nitơ (NOₓ) và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) phản ứng trong điều kiện không khí tù đọng dưới ánh sáng mặt trời.
Khoảng 95% lượng oxit nitơ do con người tạo ra đến từ việc đốt dầu, xăng và than. Ngoài ra, VOCs cũng được sinh ra từ quá trình bay hơi dung môi, đốt gỗ, sản xuất dầu khí, góp phần làm gia tăng nồng độ ozone tầng mặt đất.
Hexafluoroethane (C₂F₆)
GWP: 12.200
Hexafluoroethane là một loại khí làm lạnh, đồng thời được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn. Đây là loại khí nhà kính có độ bền cao nhất – và điều đó không phải là một điều tốt.
Trong khi hầu hết các loại khí nhà kính có thể tồn tại trong hàng trăm năm, hexafluoroethane có thể tồn tại trong khí quyển tới 10.000 năm. Sự kết hợp giữa tuổi thọ dài và GWP cao khiến nó trở thành một trong những loại khí nhà kính nguy hiểm nhất.
Trichlorofluoromethane (CFC-11)
GWP: 4.600
Trichlorofluoromethane từng được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh và tạo bọt trong bình chữa cháy dạng lỏng. Loại khí này ảnh hưởng tiêu cực đến khí hậu theo hai cách: Thứ nhất, nó giải phóng các phân tử clo làm suy giảm tầng ozone. Thứ hai, nó có GWP rất cao, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.
Perfluorotributylamine (PFTBA)
GWP: 7.100
Sau hơn 50 năm được ứng dụng trong ngành điện tử để làm mát CPU và là một thành phần trong máu nhân tạo, perfluorotributylamine (PFTBA) gần đây đã được xác định là một loại khí nhà kính có khả năng gây hại.
Mặc dù nồng độ của PFTBA trong khí quyển còn thấp (chỉ khoảng 0,2 phần nghìn tỷ), nhưng nó có thể tồn tại trong khí quyển hơn 500 năm, gây tác động lâu dài đến biến đổi khí hậu.
Sulfuryl fluoride (SO₂F₂)
GWP: 4.780
Sulfuryl fluoride là một loại khí dùng trong thuốc xông hơi để kiểm soát mối mọt, và chỉ mới được xác định là khí nhà kính vào năm 2009 bởi các nhà khoa học tại MIT.
Khí này có tính trơ cao và có thời gian tồn tại trong khí quyển lên đến 40 năm. Hiện tại, nồng độ của sulfuryl fluoride chỉ chiếm 1,5 phần nghìn tỷ, những con số này đang tăng lên với tốc độ 5% mỗi năm, cho thấy sự gia tăng đáng lo ngại của loại khí này trong khí quyển.
Hậu quả của khí nhà kính đối với môi trường và con người
Khí nhà kính đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ ổn định trên Trái Đất. Tuy nhiên, sự gia tăng quá mức của chúng trong khí quyển, chủ yếu do các hoạt động của con người, đã gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường và đời sống con người.
Tác động đến môi trường
Biến đổi khí hậu, tăng nhiệt độ toàn cầu
Lượng khí nhà kính ngày càng tăng khiến hiệu ứng nhà kính trở nên mạnh hơn, làm cho nhiệt độ trung bình của Trái Đất gia tăng. Sự nóng lên toàn cầu kéo theo nhiều hậu quả nghiêm trọng, bao gồm thay đổi hệ sinh thái, mất cân bằng môi trường và ảnh hưởng đến đa dạng sinh học.
Băng tan, nước biển dâng
Nhiệt độ toàn cầu tăng khiến băng ở hai cực và các sông băng tan chảy với tốc độ nhanh chóng. Điều này làm mực nước biển dâng cao, đe dọa các khu vực ven biển và đảo nhỏ, gây xói mòn đất, ngập lụt và ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của hàng triệu người dân.
Hiện tượng thời tiết cực đoan
Khí nhà kính làm gia tăng tần suất và mức độ nghiêm trọng của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, hạn hán, lũ lụt, nắng nóng gay gắt. Những hiện tượng này không chỉ gây thiệt hại về cơ sở hạ tầng mà còn đẩy nhiều cộng đồng vào tình trạng khó khăn, thậm chí là mất mát về người và tài sản.
Tác động đến con người
Ảnh hưởng đến sức khỏe
Nồng độ khí nhà kính cao góp phần làm tăng ô nhiễm không khí, gây ra nhiều bệnh liên quan đến đường hô hấp như hen suyễn, viêm phổi và bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD). Bên cạnh đó, nhiệt độ tăng cao cũng gây ra các vấn đề sức khỏe như say nắng, đột quỵ nhiệt, làm tăng nguy cơ tử vong ở người già và trẻ nhỏ.
Ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, an ninh lương thực
Sự thay đổi khí hậu do khí nhà kính gây ra làm biến đổi mùa vụ, giảm năng suất cây trồng và gây hạn hán kéo dài, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp. Điều này dẫn đến mất cân bằng nguồn cung thực phẩm, tăng giá lương thực và đe dọa an ninh lương thực trên toàn cầu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.
Gia tăng thiên tai, ảnh hưởng đến kinh tế
Sự gia tăng của các thiên tai như bão lũ, hạn hán và cháy rừng khiến nhiều quốc gia phải chịu tổn thất kinh tế nặng nề. Chi phí phục hồi sau thiên tai ngày càng cao, làm giảm tốc độ phát triển kinh tế và ảnh hưởng đến đời sống của người dân, đặc biệt là những người sống trong khu vực dễ bị tổn thương.
Giải pháp giảm thiểu khí nhà kính
Giải pháp cá nhân
Mỗi cá nhân có thể góp phần giảm phát thải khí nhà kính bằng cách thay đổi thói quen sinh hoạt hằng ngày. Trước hết, việc tiết kiệm năng lượng là yếu tố quan trọng, bao gồm tắt các thiết bị điện khi không sử dụng, sử dụng đèn LED thay thế đèn sợi đốt, và lựa chọn các thiết bị tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, sử dụng năng lượng tái tạo như điện mặt trời hay điện gió trong gia đình cũng giúp giảm lượng khí CO₂ thải ra môi trường.
Bên cạnh đó, trồng cây xanh là một biện pháp đơn giản nhưng hiệu quả, vì cây xanh hấp thụ CO₂ và giúp điều hòa khí hậu. Giảm thiểu rác thải, đặc biệt là rác nhựa, cũng đóng góp đáng kể vào việc hạn chế ô nhiễm môi trường. Việc phân loại và tái chế rác đúng cách giúp giảm lượng chất thải chôn lấp, qua đó giảm phát sinh khí nhà kính như methane (CH₄).
Ngoài ra, sử dụng phương tiện giao thông thân thiện với môi trường như xe điện, xe đạp hoặc phương tiện công cộng thay vì xe cá nhân chạy bằng xăng, dầu cũng là một giải pháp hiệu quả. Việc đi bộ hoặc sử dụng xe đạp cho những quãng đường ngắn không chỉ giúp giảm khí thải mà còn nâng cao sức khỏe cá nhân.
Giải pháp từ doanh nghiệp và chính phủ
Bên cạnh nỗ lực của cá nhân, các doanh nghiệp và chính phủ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu khí nhà kính. Các doanh nghiệp cần đẩy mạnh phát triển công nghệ sạch và sử dụng năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió trong sản xuất để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn, giảm lượng khí thải trong chuỗi cung ứng và sản xuất cũng là những bước đi cần thiết.
Chính phủ có thể hỗ trợ bằng cách ban hành chính sách giảm phát thải như yêu cầu doanh nghiệp cắt giảm lượng khí nhà kính, khuyến khích sản xuất xanh và sử dụng năng lượng sạch. Việc áp dụng thuế carbon đối với các ngành có mức phát thải cao cũng giúp giảm động lực sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đồng thời khuyến khích đổi mới công nghệ theo hướng bền vững.
Ngoài ra, hợp tác quốc tế là yếu tố then chốt trong việc giảm khí nhà kính trên quy mô toàn cầu. Các quốc gia cần cùng nhau thực hiện các cam kết trong Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu, chia sẻ công nghệ và hỗ trợ tài chính cho các nước đang phát triển để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế xanh.
Khí nhà kính tuy đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ Trái Đất, nhưng sự gia tăng quá mức của chúng lại là mối đe dọa lớn đối với môi trường và con người. Để giảm thiểu tác hại của khí nhà kính, mỗi cá nhân, doanh nghiệp và chính phủ cần chung tay thực hiện các giải pháp thiết thực, từ tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo, điện mặt trời đến ban hành chính sách giảm phát thải. Hành động ngay từ bây giờ sẽ giúp chúng ta bảo vệ hành tinh xanh và tạo dựng một tương lai bền vững hơn cho thế hệ sau.
