Diễn đàn quốc tế về phát triển ngành công nghiệp ô tô Trung Quốc lần thứ hai mươi (sau đây gọi là “Diễn đàn ô tô Thái Đà”) được tổ chức từ ngày 29 tháng 8 đến 1 tháng 9 năm 2024 tại Khu phát triển kinh tế – công nghệ Thiên Tân, do Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Ô tô Trung Quốc, Hiệp hội Kỹ thuật Ô tô Trung Quốc, Hiệp hội Công nghiệp Ô tô Trung Quốc, và Tòa soạn Báo Ô tô Trung Quốc đồng chủ trì, với sự hỗ trợ đặc biệt từ Ủy ban Quản lý Khu phát triển Kinh tế – Công nghệ Thiên Tân. Diễn đàn có chủ đề “Cùng vượt bão tố hai mươi năm, chung tay xây dựng tương lai”, mời các diễn giả quan trọng tham gia thảo luận sâu sắc.
Trong phiên tọa đàm chuyên đề “Tiết kiệm năng lượng và hướng năng lượng mới: 20 năm tích lũy chuyển biến, con đường tương lai của xe hơi chạy bằng nhiên liệu và xe điện” vào ngày 1 tháng 9, nhà nghiên cứu Lý Giang từ Trung tâm giám sát khí thải xe cơ giới của Viện Khoa học Môi trường Trung Quốc đã có bài phát biểu với tiêu đề “Tiến trình và xu hướng nghiên cứu kiểm soát khí thải ô tô và khí carbon của Trung Quốc”.
Nhà nghiên cứu Lý Giang từ Trung tâm giám sát khí thải xe cơ giới của Viện Khoa học Môi trường Trung Quốc
Dưới đây là nội dung bài phát biểu:
Kính thưa các vị khách quý:
Tôi rất vinh dự khi được tham gia Diễn đàn Thái Đà hôm nay. Nhân dịp này, tôi xin chia sẻ với các bạn một số tiến bộ nghiên cứu mới nhất về giảm phát thải ô nhiễm và kiểm soát khí carbon trong ngành công nghiệp ô tô của chúng ta, cũng như phân tích về xu hướng tương lai.
Nội dung giới thiệu hôm nay chủ yếu bao gồm ba phần.
Thứ nhất, tình hình hiện tại
Trước tiên, chúng ta hãy nhìn lại tình hình hiện tại, sau hơn mười năm phát triển, nhờ vào nỗ lực chung của các ngành nghề, chất lượng không khí tổng thể đã cải thiện đáng kể. So với năm 2015, tỷ lệ các thành phố đạt tiêu chuẩn đã tăng gần 40%. Trong bối cảnh Trung Quốc hướng đến mục tiêu toàn diện vào năm 2035, nồng độ bụi mịn cần giảm xuống dưới 25 microgam/m3, chất lượng không khí phải đạt tiêu chuẩn toàn diện. Trong chặng đường 10 năm tới, chúng ta sẽ vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức lớn.
Ngoài ra, nguồn ô nhiễm chính ở nhiều thành phố trên thực tế chủ yếu đến từ các nguồn di động, trong đó ô tô là một nguồn chính. Nếu chia theo vùng, thì khu vực Trung Đông và Đông Bắc đang chịu áp lực rất lớn về giảm phát thải nitơ oxit. Đồng thời, trong bối cảnh mục tiêu kép về giảm carbon, toàn bộ nguồn giao thông cũng được đưa vào tầm nhìn, tỷ trọng chiếm rất lớn, vì vậy các nguồn di động hay nói cách khác là nguồn giao thông sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm và khí carbon trong tương lai.
Hiện tại, chúng ta cũng xem xét dữ liệu phát triển trong những năm qua. Trong vòng 20 năm qua, số lượng ô tô đã vượt quá 300 triệu, số lượng này liên tục tăng nhanh, thực sự là 20 năm phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp ô tô. So với năm 1999, vào năm 2021, số lượng ô tô gấp 19 lần, nhưng xét về mặt kiểm soát ô nhiễm, lượng phát thải NOx chỉ tăng 0.4 lần, còn lượng VOCs thì cơ bản giữ nguyên so với năm 1999. Các tiêu chuẩn hay biện pháp chính sách đã được thực hiện, cuối cùng thể hiện một hiệu ứng như vậy. Chúng ta cũng có thể thấy, so với các quốc gia phương Tây, cường độ phát thải trung bình của mỗi xe vẫn còn khoảng cách nhất định. Đây cũng là phương hướng mà chúng ta cần nỗ lực nhiều hơn nữa.
Hơn nữa, từ các dữ liệu khác mà mọi người đều rất quen thuộc, NOx và VOCs hiện nay là hai chất gây ô nhiễm chính tạo ra bụi mịn, và nguồn di động chiếm tỷ trọng cao nhất, lần lượt là 60% và 24%. Carbon dioxide từ nguồn giao thông chiếm 10% trong toàn ngành. Nếu đi sâu vào từng xe, lượng phát thải NOx và VOCs từ xe cơ giới lần lượt chiếm 55% và 82% tổng lượng phát thải di động. Lượng CO2 phát thải từ xe cơ giới cũng chiếm hơn 80% trong nguồn giao thông. Vì vậy, từ các con số cụ thể, đây cũng sẽ là điểm chính để kiểm soát trong tương lai.
Để phân tích việc giảm phát thải trong tương lai, các biện pháp chủ yếu là dựa vào việc giảm phát thải theo cấu trúc, bao gồm cấu trúc năng lượng và cấu trúc đội xe hướng tới sự sạch sẽ tổng thể. Hiện tại, chúng tôi đã hệ thống hóa các chính sách và quy hoạch hiện có, cũng như phát triển quốc tế, dự kiến đến năm 2035, tỷ lệ thâm nhập của năng lượng mới đạt khoảng 60% đến 65%. Kết quả của từng tổ chức là khác nhau, nhưng đây là những dự đoán có phần bảo thủ.
Hơn nữa, chúng tôi cũng phân tích từ tình hình số lượng xe đang lưu hành, hiện tại tỷ lệ ô tô trên 1.000 người của Trung Quốc là 221 xe, so với các quốc gia phương Tây và Nhật Bản, khoảng 1/3 đến 1/4 mức độ. Vì vậy, từ tỷ lệ trung bình, vẫn còn rất nhiều không gian để tăng trưởng, chúng tôi cũng dự đoán rằng tổng số xe sẽ đạt đỉnh là khoảng 500 triệu chiếc. Trong bối cảnh đó, kết hợp với các bước phát triển hiện tại và quy hoạch phát triển, dự kiến đến năm 2030, ô tô chạy bằng nhiên liệu vẫn là chủ đạo, chủ yếu là xe thương mại sẽ chậm hơn so với xe du lịch.
Do đó, từ đánh giá chính sách, về trung hạn và dài hạn, trước năm 2035 sẽ thực hiện tiêu chuẩn phát thải mới và loại bỏ xe cũ như một biện pháp giảm phát thải. Từ hình ảnh bên phải, nếu tiếp tục giảm phát thải sau năm 2035, việc đưa năng lượng mới vào sẽ trở thành một xu hướng phát triển tất yếu. Dù là từ việc giảm phát thải ô nhiễm hay giảm phát thải CO2, điều này sẽ đóng một vai trò không thể thay thế.
Trong trung hạn, chúng tôi dự kiến sẽ nghiên cứu tiêu chuẩn trong bối cảnh phối hợp nhiều phương án. Cũng như thực hiện hệ thống kế hoạch giảm ô nhiễm và giảm khí carbon toàn quốc.
Đồng thời, điều này cũng bao gồm ý kiến xây dựng quốc gia xinh đẹp vào năm 2035, kế hoạch tổng thể giảm phát thải, cũng như phối hợp và gia tăng hiệu quả trong việc xây dựng các tiêu chuẩn giai đoạn tiếp theo. Nội dung báo cáo ngày hôm nay tập trung vào công việc nâng cấp tiêu chuẩn. Trong quá trình nghiên cứu, cũng sẽ liên tục theo dõi sự biến động và tiến triển quốc tế.
Thứ hai, tiến triển mới về quy định phát thải tại Châu Âu và Mỹ
Trước tiên, chúng ta hãy nhìn lại các tiến triển mới nhất về quy định phát thải ở Châu Âu và Mỹ. Vào tháng 5 vừa qua, mục tiêu cuối cùng của tiêu chuẩn Euro 7 đã được xác định, năm ngoái quy định khí thải CO2 của xe nhẹ đã được thực hiện. Điều này đưa ra các mục tiêu phát triển trong tương lai, đồng thời vào tháng 4 năm ngoái, EPA của Mỹ cũng đã công bố quy định về phát thải cho xe nhẹ hướng tới năm 2027. Trong đó, quy định cũng đã đánh giá các mục tiêu kiểm soát ô nhiễm và khí nhà kính một cách đồng bộ. Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét một số yêu cầu cụ thể.
Thực tế, từ quan điểm quy định phát thải ô nhiễm, nhiều giới hạn và tiêu chuẩn hiện tại đang giống với tiêu chuẩn Euro 6E đang áp dụng, tiêu chuẩn về phát thải hạt đã được thắt chặt, việc phát thải hơi nước bay hơi và VOC cũng đã được hạn chế hơn nữa. Khác biệt lớn nhất so với trước đây là đã đưa phát thải hạt không từ ống xả vào yêu cầu quy định. Bao gồm phát thải hạt từ phanh, cũng như phát thải hạt từ lốp xe. Đồng thời, theo kế hoạch đưa năng lượng mới vào, độ bền của pin cũng được đưa vào quy định phát thải.
Về kiểm soát carbon dioxide, kỳ vọng vào năm 2035 sẽ hiện thực hóa hoàn toàn việc phát thải bằng 0. Quy định vào năm 2027 của Mỹ, nếu tính theo giới hạn ô nhiễm, sẽ thắt chặt hơn 60% so với quy định hiện tại, và lượng phát thải CO2 sẽ giảm khoảng 56% so với mức của năm 2026. Đây là tiến triển mới trong quy định về xe nhẹ ở Châu Âu và Mỹ.
Quy định phát thải của xe nặng được phát hành đồng thời với quy định cho xe nhẹ Euro 7 vào tháng 6 năm nay. Châu Âu cũng đã xác định mục tiêu giảm phát thải CO2 cho xe thương mại vào tháng 6 năm nay, dự kiến đến năm 2040 sẽ giảm khoảng 90%. Mỹ cũng đã sớm ban hành tiêu chuẩn phát thải cực thấp, đã được công bố vào tháng 12 năm 2022. Cùng với Euro 7, kế hoạch sẽ được thực hiện bắt đầu từ năm 2027, tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính đã được xác định vào tháng 3 năm nay, đây cũng là sự xác định của Mỹ.
Chúng ta có thể xem xét cụ thể, so sánh giới hạn của tiêu chuẩn Euro 7, quy định 2027 của Mỹ, California 2027 và tiêu chuẩn quốc gia thứ sáu của Trung Quốc. Qua đó thấy rằng tiêu chuẩn về nitơ oxit ở Châu Âu đã thắt chặt khoảng 56%, cùng lúc đó cũng đưa ra yêu cầu về giới hạn hạt PN10, tương tự như xe nhẹ, có thêm quy định mới về phát thải hạt không từ ống xả, và yêu cầu về độ bền của pin điện.
Theo tiêu chuẩn của Mỹ, hiện tại giới hạn cho nitơ oxit và hạt là các tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất trên thế giới. So với các tiêu chuẩn hiện tại, mức giới hạn này tăng từ 75% đến 90%. Đồng thời cũng đã đưa ra các biện pháp kiểm soát ô nhiễm trong điều kiện tải thấp và khởi động lạnh trong các tình huống đô thị.
Điều tương tự, độ bền của pin cũng đã được đưa vào quy định cho xe nặng. Để đối phó với các quy định và lộ trình kỹ thuật trong tương lai, ngành công nghiệp gọi đây là công nghệ phát thải cực thấp, bao gồm cả cải tiến động cơ. Tiếp theo là ứng dụng các công nghệ xử lý khí thải, như sử dụng nhiệt điện hoặc công nghệ SCR kép, nhằm đáp ứng các yêu cầu về quy định phát thải trong tương lai.
Về phát thải carbon dioxide, như đã đề cập trước đó, vào năm 2030 Châu Âu dự định tất cả xe buýt mới trong thành phố phải đạt phát thải bằng 0, còn vào năm 2040 sẽ giảm đến 90% so với hiện tại. Thực tế, yêu cầu về khí nhà kính ba giai đoạn của Mỹ có mức thắt chặt thấp hơn so với Châu Âu. Tuy nhiên, việc đưa ra giới hạn thực hiện cũng dựa trên khả năng đưa xe không phát thải, tức là xe điện vào thị trường. Trước năm 2030, tốc độ đưa vào có phần bảo thủ, nhưng từ năm 2031 trở đi, tốc độ đưa xe điện hạng nặng vào sẽ tăng nhanh. Bảng bên phải cho biết, đến năm 2032, tỷ lệ đưa vào sẽ đạt 40%. Vì vậy, tổng thể không có quy định quá nghiêm ngặt đối với phát thải CO2 từ xe đốt trong thông thường, nhưng bằng cách đưa xe không phát thải vào, sẽ làm cho tổng mức phát thải của đội xe trở nên nghiêm ngặt hơn.
Tóm lại, đặc điểm của Châu Âu và Mỹ là, thực tế việc siết chặt các giới hạn CO2 của Châu Âu là động lực lớn nhất cho việc nâng cấp công nghệ trong tương lai, trong khi Mỹ vẫn song song giữa hai dòng, vừa tối ưu ô nhiễm với phát thải cực thấp, vừa thực hiện đồng bộ giữa phát thải CO2 với mục tiêu ô nhiễm.
Thứ ba, triển vọng tiêu chuẩn ô tô trong giai đoạn tiếp theo của Trung Quốc
Thực tế, trong việc xây dựng tiêu chuẩn trong tương lai của Trung Quốc, mô hình sẽ tương tự với quốc tế với một số ý tưởng lớn. Thứ nhất, kiểm soát đồng bộ ô nhiễm và khí nhà kính; thứ hai, giảm phát thải đồng bộ VOC và nitơ oxit; thứ ba, tăng cường giảm phát thải xe trên đường thực tế; thứ tư, dựa trên OBD từ xa để nâng cao ứng dụng số hóa trong quy trình quản lý môi trường; thứ năm, kiểm soát ô nhiễm không thông thường; thứ sáu, tăng cường kiểm soát hạt, bao gồm cả từ ống xả lẫn không từ ống xả.
Bây giờ tôi sẽ mở rộng hơn một chút. Đầu tiên là kế hoạch kiểm soát đồng bộ ô nhiễm và khí nhà kính. Việc kiểm soát đồng bộ trước tiên sẽ bao gồm không chỉ năng lượng hóa thạch truyền thống, mà còn một số loại nhiên liệu mới và một số kiểu động lực mới trong tiêu chuẩn. Bên cạnh đó, chúng sẽ đồng bộ theo phương pháp đo lường, gồm yêu cầu cho cả động cơ và xe tổng thể. Tuy nhiên, cho dù là động cơ hay toàn bộ xe, đều sẽ xem xét thử nghiệm ô nhiễm, đưa ra các dự án ô nhiễm đồng thời với các yêu cầu về lượng khí CO2, nitơ oxit, methane như các loại khí nhà kính. Đối với toàn bộ xe, cũng tương tự, trong cùng điều kiện, ô nhiễm và khí CO2, khí nhà kính đều phải đạt theo tiêu chí tiêu chuẩn.
Ngoài ra, việc thúc đẩy công nghệ tiên tiến trong ứng dụng cho các loại xe khác nhau, sẽ đưa ra việc đề xuất các tiêu chuẩn giới hạn khác nhau cho xe nhẹ. Kết hợp với CO2 trên thực tế sẽ là một sự thúc đẩy lớn cho kiểm soát khí nhà kính, trong tương lai sẽ tiếp thu kinh nghiệm quốc tế, bao gồm cả kinh nghiệm liên quan đến tiêu thụ năng lượng của chúng tôi, kết hợp với tiêu chuẩn cho doanh nghiệp vào quy trình quản lý khí nhà kính.
Bảng hình ảnh này có phần phức tạp, đơn giản mà nói dựa trên tỷ lệ thâm nhập của xe điện, đặt ra các mục tiêu tổng thể cho toàn ngành, đồng thời sẽ cụ thể hóa và phân chia trách nhiệm cho từng doanh nghiệp và từng loại xe khác nhau. Mỗi năm sẽ tính toán tình hình đạt mục tiêu của các doanh nghiệp và các loại xe, tính ra điểm âm dương, thúc đẩy toàn ngành giảm phát thải. Đây là điều đáng để cân nhắc về khí nhà kính.
Tiếp theo đó là giảm phát thải nitơ oxit cực thấp. Về chiến lược giảm phát thải cực thấp đã đề cập, chủ yếu bao gồm việc giảm phát thải nitơ oxit. Trong khi đó, quy trình tiêu chuẩn hiện tại cũng sẽ tiếp thu từ những doanh nghiệp chính trong nước, xây dựng sản phẩm phù hợp tiêu chuẩn quốc gia lần thứ bảy để thực hiện thử nghiệm, thông qua ba doanh nghiệp, 6 động cơ và 18 công nghệ khác nhau, kết hợp từ ba phương pháp đã đề cập để thực hiện kiểm tra thử nghiệm. Chúng tôi cũng phát hiện rằng, nếu lượng nitơ oxit dưới chế độ thử nghiệm WHTC ở trạng thái lạnh, trung bình có thể đạt 440 mg/kWh, trong khi ở trạng thái nóng sẽ rất dễ kiểm soát, cơ bản dưới 50 mg/kWh.
Xem tổng thể, việc khởi động lạnh chắc chắn là điểm chính và cũng là thách thức trong tương lai. Chúng tôi cũng đã kết hợp động cơ quốc gia với một chiếc xe, lắp ráp một mẫu xe tương thích với tiêu chuẩn quốc gia lần thứ bảy để thực hiện thử nghiệm. Dữ liệu bên trái và bên phải chủ yếu khác nhau về điều kiện lái, bên trái là trong điều kiện thử nghiệm thực tế, bên phải là điều kiện lái thử nghiệm từ nền tảng từ xa. Hai bức tranh này cho thấy rằng, xe tiêu chuẩn quốc gia thứ sáu và thứ bảy. Xe thứ bảy dù ở bất kỳ điều kiện thử nghiệm nào, kiểm tra tổng thể vẫn duy trì phát thải khởi động lạnh dưới 690 mg/kWh. Trong khi xe thứ sáu có thể đạt mức phát thải khởi động lạnh lên tới 2600 mg/kWh, vượt xa giá trị phát thải khởi động nóng. Như vậy, tiêu chuẩn quốc gia thứ bảy và thứ sáu càng khẳng định rằng, việc kiểm soát tương lai vẫn xuyên suốt trong vấn đề khởi động lạnh với tải nhẹ.
Ngoài ra, việc kiểm soát ga khiến cho sự khác biệt giữa các loại xe theo tiêu chuẩn quốc gia thứ sáu và thứ bảy cũng lớn. Biểu đồ cột màu tím phía bên phải cho thấy sự phân tích cần thiết cho việc tăng cường kiểm soát ga, đây là tình hình thực nghiệm mà chúng tôi đã thực hiện.
Việc thử nghiệm VOC hiện đang chủ yếu tập trung vào kiểm soát đối với xe chạy bằng xăng, hiện tại nghiên cứu đang so sánh với tiêu chuẩn hiện tại vì Mỹ đang thực hiện kiểm soát phát thải bay hơi nghiêm ngặt nhất với yêu cầu về thí nghiệm rò rỉ bể chứa carbon. Ba hình nhỏ bên trái cho thấy các mẫu xe Mỹ so với xe tiêu chuẩn quốc gia thứ sáu, do không kiểm soát bể chứa carbon mà hành lượng phát khí thải lên cao. Hiện tại, chúng tôi cũng đã phân tích và làm rõ quy trình và công nghệ thí nghiệm cải tiến bước tiếp theo, đây cũng sẽ là điểm đột phá quan trọng trong tiêu chuẩn tương lai.
Một điểm nữa là giảm phát khí thải trong quá trình di chuyển thực tế, điều này cũng đã bao gồm thêm nhiều dự án ô nhiễm, điều kiện thử nghiệm rộng rãi hơn, nhằm đáp ứng tốt hơn yêu cầu về điều kiện lái thực tế của chúng ta. Cùng với đó, toàn bộ điều kiện thử nghiệm cũng phải tương ứng. Mục tiêu cuối cùng là khiến cho xe trong quá trình hoạt động thật có thể đạt được giảm phát ô nhiễm.
Thực tế, khía cạnh công nghệ thứ sáu là tăng cường ứng dụng giám sát từ xa thông minh OBD, bổ sung các loại phương tiện bao gồm xe hybrid và các loại nhiên liệu khác. Ngoài ra cần tăng cường sử dụng dữ liệu trong quản lý. Các dữ liệu, đảm bảo chất lượng và thuật toán phục vụ cho việc quản lý xe mới, bao gồm cả việc bảo vệ chống tác động vào OBD là một nội dung đặc biệt. Việc gọi lại phát thải cũng được dựa trên phân tích big data để sàng lọc, đây là cách để tăng cường giám sát từ xa.
Điểm thứ bảy là yêu cầu về phát thải không từ ống xả và độ bền của pin động lực. Cả ba lĩnh vực này đều là những quy định toàn cầu trong phương pháp kỹ thuật WP29 mà chúng tôi cũng tham gia tích cực vào việc phát triển và xác thực quy định. Đồng thời cũng là cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn quốc gia lần thứ bảy. Hiện các tiêu chuẩn này thật sự thúc đẩy sự ứng dụng của những công nghệ mới, mà ứng dụng những công nghệ mới này cũng cần điều kiện và không gian bổ trợ, đều phải đồng bộ với quy trình nghiên cứu quốc tế.
Trên đây là những suy nghĩ về tiêu chuẩn, vì vậy Bộ sinh thái cũng đã ban hành các chính sách tương ứng để thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ không phát thải. Ví dụ, ngoài việc chúng tôi xây dựng tiêu chuẩn, còn thông qua việc phân loại hiệu suất doanh nghiệp trong các ngành công nghiệp chủ chốt, phát thải cực thấp, xi măng, chế biến than, chúng tôi sẽ tiếp tục thúc đẩy các nhà máy điện và nồi hơi than. Về điểm phát thải cực thấp mà họ nói đến, thực chất chính là gắn liền với sự sạch sẽ của đội xe, nhằm nâng cao đáng kể các tình huống áp dụng xe không phát thải. Hơn nữa, chúng tôi cũng đang xây dựng dự án mô hình vận tải hàng hóa không phát thải, nhằm đưa các kinh nghiệm và công nghệ thành công từ điểm nhỏ đến toàn quốc.
Vì vậy, sự phát triển trong tương lai sẽ dựa vào chính sách, tiêu chuẩn như một cú đấm tổng hợp để thúc đẩy và xem xét việc ứng dụng công nghệ như một tổng thể, nhằm thực hiện mục tiêu cuối cùng về việc làm sạch nguồn phát thải di động và giảm carbon năng lượng, chúng tôi sẽ thực hiện công việc và đóng góp tương ứng.
Trên đây là nội dung báo cáo của tôi, cảm ơn mọi người, hoan nghênh ý kiến và sự chỉ trích. Xin cảm ơn!
