Hệ số phát thải khí nhà kính theo IPCC mới nhất hiện nay
Hệ số phát thải khí nhà kính là khái niệm then chốt để đánh giá lượng phát thải từ các nguồn hoạt động sử dụng năng lượng và công nghiệp. Bài viết này, DAT Group sẽ phân tích chi tiết theo hướng dẫn mới nhất của Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) nhằm cung cấp kiến thức chuyên môn, hệ thống và hữu ích cho người làm chính sách, doanh nghiệp và chuyên gia môi trường.
1. Hệ số phát thải CO2 là gì?
Trong phần này chúng ta sẽ mở đầu bằng cách làm rõ khái niệm “hệ số phát thải CO2” và từ đó liên kết tới “hệ số phát thải khí nhà kính”.
Hệ số phát thải CO₂ (emission factor) là giá trị đại diện cho lượng CO₂ (phân tử hoặc tương đương) thải ra trên một đơn vị hoạt động (ví dụ: kg CO₂/tấn than, g CO₂/kWh). Khi mở rộng ra các khí nhà kính khác (CH₄, N₂O…), thuật ngữ chung là “hệ số phát thải khí nhà kính” (greenhouse gas emission factor).
Khái niệm này cho phép chuyển đổi các hoạt động sử dụng nhiên liệu, sản xuất, vận tải… thành lượng phát thải để lập bảng tổng kết phát thải quốc gia hoặc doanh nghiệp (inventory). Việc hiểu rõ khái niệm giúp phân tích đúng mức độ, so sánh giữa các nguồn phát thải và định hướng giảm phát thải hiệu quả.
2. Vai trò của hệ số phát thải khí nhà kính CO2
Tiếp nối phần khái niệm, chúng xem xét vai trò then chốt của hệ số phát thải khí nhà kính CO₂ và các khí khác trong chiến lược quản lý phát thải.
| Khí nhà kính | Ký hiệu hóa học | Tỷ lệ đóng góp (%) |
| Carbon dioxide | CO₂ | 76% |
| Methane | CH₄ | 16% |
| Nitrous oxide | N₂O | 6% |
| Các khí F-gas (HFCs, PFCs, SF₆) | – | 2% |
CO₂ chiếm tới 3/4 tổng lượng phát thải toàn cầu, do đó các hướng dẫn của IPCC đều coi CO₂ là đại diện chính để quy đổi và tính hệ số phát thải khí nhà kính (CO₂e).
Hệ số phát thải khí nhà kính CO₂ thực sự đóng vai trò như “chìa khóa” để:
- Xây dựng bản kê khai phát thải (GHG inventory) cho quốc gia hoặc doanh nghiệp, đảm bảo tính minh bạch và so sánh được.
- Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng và công nghiệp: thông qua việc biết mỗi đơn vị năng lượng hay hoạt động thải bao nhiêu CO₂e, tổ chức có thể thiết lập mục tiêu giảm phát thải.
- Hỗ trợ thực thi các chính sách biến đổi khí hậu như Paris Agreement và báo cáo theo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC).
- Thúc đẩy chuyển đổi sang nguồn năng lượng sạch, hiệu quả hơn và hỗ trợ ra quyết định đầu tư.
| Hoạt động của con người | Tỷ lệ đóng góp (%) | Giải thích ngắn gọn |
| Sử dụng năng lượng | 50% | Bao gồm đốt than, dầu, khí cho điện, giao thông, sản xuất. |
| Công nghiệp | 24% | Quá trình sản xuất xi măng, thép, hóa chất… thải CO₂ và N₂O. |
| Nông nghiệp | 13% | Phát thải CH₄ từ chăn nuôi và N₂O từ phân bón. |
| Phá rừng | 14% | Mất khả năng hấp thụ CO₂, giải phóng carbon dự trữ trong sinh khối. |
Những hoạt động trên là nguyên nhân trực tiếp làm gia tăng nồng độ khí nhà kính trong khí quyển. Trong đó, sử dụng năng lượng và công nghiệp chiếm hơn 70% tổng phát thải toàn cầu, cho thấy việc áp dụng hệ số phát thải chính xác là công cụ không thể thiếu để lượng hóa và giảm phát thải hiệu quả.
Nhờ vậy, việc sử dụng hệ số phát thải khí nhà kính CO₂ một cách chính xác và cập nhật là yếu tố quan trọng của chuyên gia môi trường, nhà hoạch định và doanh nghiệp.
3. Cách tính hệ số phát thải khí nhà kính theo IPCC
Ở phần này, chúng sẽ đi sâu vào cách tính theo chuẩn Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), làm rõ ba mức (Tier) và các thành phần cơ bản.
Việc học cách tính giúp đảm bảo rằng hệ số phát thải khí nhà kính được áp dụng phù hợp, rõ ràng và có căn cứ khoa học.
Theo tài liệu hướng dẫn của IPCC, quy trình gồm:
- Xác định activity data (dữ liệu hoạt động) như lượng nhiên liệu sử dụng, sản lượng sản xuất, km vận chuyển.
- Lựa chọn emission factor phù hợp với nguồn phát thải: IPCC cung cấp hệ số mặc định trong EFDB – Emission Factor Database.
- Tính: Phát thải = Activity × Emission Factor
- Xem xét yếu tố tín nhiệm dữ liệu và độ tin cậy, theo hướng dẫn “good practice” của IPCC.
Ví dụ đơn giản: nếu một nồi hơi sử dụng than đá 10 tấn với emission factor 2,5 t CO₂/t than thì phát thải CO₂ = 10 × 2,5 = 25 t CO₂.
Như vậy, hiểu và sử dụng đúng phương pháp tính là điều kiện tiên quyết để số liệu phát thải có giá trị thực tế.
4. Sử dụng hệ số phát thải theo hướng dẫn của IPCC
Phần này sẽ dẫn dắt từ cách tính chung sang ba cấp (Tier 1, Tier 2, Tier 3) mà IPCC xác định, rồi hướng dẫn cách quy đổi sang CO₂e (CO₂ equivalent).
Hệ số bậc 1 (Tier 1):
Tier 1 là cấp đơn giản nhất, sử dụng hệ số phát thải mặc định quốc tế hoặc khu vực do IPCC cung cấp, và dữ liệu hoạt động tương đối thô. Ví dụ: sử dụng hệ số phát thải 0,27 kg CO₂/MJ cho than đá Đông Âu nếu không có dữ liệu riêng.
Hệ số bậc 2 (Tier 2):
Tier 2 yêu cầu dữ liệu quốc gia hoặc khu vực: hoạt động và hệ số phát thải được điều chỉnh cho phù hợp với đặc điểm quốc gia (chất lượng nhiên liệu, công nghệ…). Tài liệu IPCC nêu rõ việc lựa chọn emission factor cấp này giúp tăng độ chính xác.
Hệ số bậc 3 (Tier 3):
Tier 3 là cấp cao nhất, sử dụng số liệu cụ thể công nghệ, đo đạc thực tế hoặc mô hình phức tạp. Ví dụ: hệ thống đo khí thải thực tế, mô hình hóa thu hồi CO₂.
So sánh các cấp hệ số phát thải theo hướng dẫn IPCC
Để đảm bảo cách tiếp cận có cơ sở và lý tính, IPCC chia hệ số phát thải khí nhà kính thành ba cấp (Tier 1, 2, 3) tương ứng với độ chính xác và yêu cầu dữ liệu. Bảng dưới đây tóm tắt đặc điểm kỹ thuật của từng cấp:
| Cấp hệ số (Tier) | Nguồn dữ liệu | Độ chính xác (ước lượng sai số) | Chi phí triển khai | Ứng dụng điển hình |
| Tier 1 | Hệ số mặc định quốc tế (IPCC EFDB) | ± 20 – 40 % | Thấp | Báo cáo sơ bộ, quốc gia nhỏ, doanh nghiệp không có dữ liệu riêng |
| Tier 2 | Hệ số quốc gia hoặc khu vực (có điều chỉnh) | ± 10 – 20 % | Trung bình | Quốc gia đang phát triển, ngành công nghiệp có thống kê năng lượng |
| Tier 3 | Đo đạc trực tiếp hoặc mô hình thực nghiệm | ± 5 – 10 % | Cao | Cơ sở công nghiệp lớn, dự án MRV, nghiên cứu chuyên sâu |
Như vậy, lựa chọn cấp Tier phù hợp là quyết định chiến lược: dùng Tier 1 giúp nhanh và tiết kiệm chi phí nhưng độ tin cậy thấp; Tier 3 có độ chính xác cao nhưng đòi hỏi đầu tư thiết bị đo và nhân lực. Đối với các doanh nghiệp hoặc tổ chức có mục tiêu giảm phát thải rõ ràng, việc đầu tư nâng cấp từ Tier 1 lên Tier 2 hoặc 3 là xu hướng tất yếu để báo cáo minh bạch hơn và đáp ứng yêu cầu MRV (Measurement, Reporting, and Verification).
Phân tích sai số và độ không chắc chắn (Uncertainty Analysis)
Một nội dung thường bị bỏ sót trong các báo cáo là phân tích độ không chắc chắn (uncertainty) của hệ số phát thải khí nhà kính. IPCC yêu cầu phải đánh giá sai số xuất phát từ hai nguồn chính:
Dữ liệu hoạt động (Activity Data):
Sai số do thống kê năng lượng, lượng nhiên liệu tiêu thụ, hoặc sản lượng có thể dao động ± 3 – 10 %.
Hệ số phát thải (Emission Factor):
Sai số tùy thuộc cấp Tier (xem bảng trên). Hệ số mặc định (Tier 1) có thể sai lệch tới ± 40 %, trong khi đo trực tiếp Tier 3 chỉ còn ± 5 %.
Công thức tổng sai số hợp nhất (theo IPCC, 2006) được tính bằng căn bậc hai của tổng bình phương sai số từng thành phần:
Ví dụ: Nếu sai số của hệ số phát thải (Uₑₓ) là ± 20 % và sai số dữ liệu hoạt động (Uₐd) là ± 10 %, thì tổng sai số phát thải:
Tức là kết quả phát thải có thể dao động ± 22 %.
Phân tích này giúp chuyên gia hiểu rõ biên độ tin cậy của số liệu và lựa chọn giải pháp cải thiện (ví dụ: chuyển sang hệ số đo trực tiếp, tăng cường thu thập dữ liệu thực địa).
Việc đánh giá độ không chắc chắn không chỉ mang tính hàn lâm mà còn giúp doanh nghiệp:
- Tăng độ tin cậy trong báo cáo phát thải, đặc biệt khi tham gia các chương trình kiểm định quốc tế (ISO 14064, CDP, GHG Protocol).
- Ưu tiên đầu tư đúng chỗ: thay vì chi rộng, tập trung vào nguồn phát thải có sai số cao nhất.
- Làm căn cứ cho chiến lược giảm phát thải chính xác hơn, tránh tình trạng “báo cáo ảo” hoặc không nhất quán theo thời gian.
Hướng dẫn quy đổi hệ số phát thải sang CO₂e:
Để tính tổng phát thải dưới dạng CO₂ equivalent (CO₂e), cần nhân lượng phát thải của mỗi khí nhà kính với chỉ số GWP tương ứng (Global Warming Potential) rồi tổng lại. Ví dụ: CH₄ có GWP ≈ 25-28 (theo thời gian 100 năm) nên nếu có nguồn CH₄ thải 10 t thì CO₂e = 10 × 25 = 250 t CO₂e (giả định).
Qua đó, số liệu được hợp nhất và so sánh giữa các khí một cách đồng nhất. Đây là bước thiết yếu khi dùng hệ số phát thải trong các báo cáo khí nhà kính.
5. Hệ số phát thải CO2 theo nguồn năng lượng và cách quy đổi TOE
Từ bước cấp độ tính và quy đổi, tiếp theo là bảng và giải thích cụ thể về hệ số phát thải CO₂ theo từng loại nguồn năng lượng phổ biến, cùng cách quy đổi sang TOE (Tonne of Oil Equivalent – tấn dầu quy đổi) để thuận tiện trong quản lý năng lượng.
Dưới đây là bảng minh họa:
| Nguồn năng lượng | Hệ số phát thải CO₂ (kg CO₂/kWh hoặc kg CO₂/tonne) | Quy đổi sang TOE* |
| Than đá | ~ 2 700 kg CO₂/tấn than | 1 toe ≈ 7 33 kWh hoặc ≈ 3,6 t than |
| Dầu đốt | ~ 3 100 kg CO₂/tấn dầu | tương đương ≈ 0,865 toe/tấn dầu |
| Khí thiên nhiên | ~ 2 000 kg CO₂/tỉ m³ | tương đương ≈ 0,73 toe/1 000 m³ khí |
(*) Giá trị quy đổi mang tính tham khảo; dữ liệu quốc gia nên điều chỉnh cho phù hợp.
Bảng này giúp người quản lý năng lượng và môi trường chuyển từ đơn vị thông dụng sang TOE và từ nguồn năng lượng sang lượng CO₂ phát thải tương ứng.
Ví dụ: nếu một nhà máy dùng 1 000 toe dầu, và hệ số phát thải dầu là ~3 100 kg CO₂/tấn dầu (giả định) thì tổng phát thải ~3 100 × tấn dầu. Sau đó có thể qui đổi sang TOE để so sánh-tiêu chuẩn hóa.
6. Sự khác biệt của CO₂e và CO₂
Sau khi biết cách tính và quy đổi, phần này giúp phân biệt rõ giữa CO₂ và CO₂e, để tránh nhầm lẫn trong lập báo cáo và phân tích.
- CO₂ là khí cacbon đioxit – chỉ một loại khí nhà kính chính.
- CO₂e (CO₂ equivalent) là “tương đương CO₂” – tổng các khí nhà kính khác được chuyển đổi về đơn vị CO₂ dựa trên GWP
Sự khác biệt này rất quan trọng: một hoạt động thải nhiều CH₄ hoặc N₂O nhưng ít CO₂ vẫn có thể có lượng CO₂e lớn hơn nhiều so với chỉ tính CO₂. Việc sử dụng đúng “hệ số phát thải khí nhà kính” và quy đổi về CO₂e giúp báo cáo đầy đủ và đúng với khung pháp lý quốc tế như Paris Agreement.
7. GWP là gì?
Chuyển tiếp từ phân biệt CO₂ và CO₂e, phần này sẽ giải thích rõ khái niệm GWP – một trong các định chuẩn quan trọng của hệ số phát thải.
GWP (Global Warming Potential) là chỉ số thể hiện khả năng gây hâm nóng của một tấn khí nhà kính trong một khoảng thời gian định trước (thường 100 năm) so với một tấn CO₂. Ví dụ: CH₄ có GWP ≈ 25–28 theo khung 100 năm, nghĩa là mỗi tấn CH₄ thải có tác động 25-28 lần so với một tấn CO₂.
Hiểu và sử dụng đúng GWP là điều cốt yếu để chuyển từ lượng khí thải riêng biệt sang lượng CO₂e và làm cơ sở cho hệ số phát thải khí nhà kính.
Ngoài ra, các nghiên cứu mới chỉ ra rằng tùy chọn khoảng thời gian (time-horizon) của GWP ảnh hưởng lớn đến kết quả: việc dùng 24 năm thay vì 100 năm có thể làm thay đổi giá trị đáng kể.
Trong bối cảnh Việt Nam đang hướng đến mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050, việc hiểu và áp dụng hệ số phát thải khí nhà kính theo IPCC đóng vai trò nền tảng cho mọi chiến lược giảm phát thải. Việc sử dụng hệ số chuẩn, đánh giá sai số và quy đổi chính xác giúp các tổ chức, doanh nghiệp và cơ quan quản lý xây dựng báo cáo phát thải đáng tin cậy, minh bạch và đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.
Là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực năng lượng sạch và giải pháp kỹ thuật xanh, DAT Group không chỉ cung cấp các hệ thống tấm pin PV, inverter và pin lithium chất lượng cao mà còn đồng hành cùng doanh nghiệp trong lộ trình hướng tới phát triển bền vững. Các giải pháp của DAT Group giúp giảm đáng kể phát thải CO₂, tiết kiệm 30 – 70 % chi phí năng lượng và mang lại hiệu quả dài hạn trong suốt 25 – 27 năm vận hành.
Tìm hiểu thêm về các giải pháp năng lượng xanh và công nghệ giảm phát thải tại: https://datsolar.com/.
Danh sách nguồn tham khảo:
- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories – Volume 2: Energy, Chapter 2: Stationary Combustion. Institute for Global Environmental Strategies (IGES).
- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2019). 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Geneva, Switzerland.
- IPCC Emission Factor Database (EFDB). (2024). IPCC Emission Factor Database (EFDB).
- Greenhouse Gas Protocol (WRI & WBCSD). (2022). Third-Party Databases – IPCC Emission Factor Database.
- World Bank. (2024). World Development Indicators: Energy Use and CO₂ Emissions.
