Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kịch bản giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất thép - Đoàn Thị Thanh Bình

Tổng quan về luận án

Luận án tiến sĩ "Nghiên cứu xây dựng kịch bản giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực sản xuất thép ở Việt Nam" của Đoàn Thị Thanh Bình, hoàn thành tại Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí hậu năm 2024, đại diện cho một nghiên cứu tiên phong trong nỗ lực giải quyết thách thức biến đổi khí hậu cấp bách của Việt Nam. Lĩnh vực sản xuất thép, được xác định là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) chính trên toàn cầu, với ước tính chiếm khoảng 7% tổng lượng phát thải CO2 toàn cầu vào năm 2020, đặt ra yêu cầu cấp thiết về các giải pháp giảm phát thải hiệu quả.

Bối cảnh khoa học và tính tiên phong của nghiên cứu Bối cảnh khoa học của nghiên cứu này được xây dựng dựa trên sự công nhận rộng rãi rằng ngành thép đóng góp đáng kể vào tổng lượng phát thải KNK, đặc biệt ở các nền kinh tế đang phát triển như Việt Nam. Tính tiên phong của luận án nằm ở việc vượt qua hạn chế của các phương pháp kiểm kê phát thải truyền thống. Trước đây, các báo cáo quốc gia và dự án nghiên cứu về biến đổi khí hậu ở Việt Nam thường dựa vào "hệ số phát thải mặc định của IPCC cho các loại hình công nghệ khác nhau" và "số liệu hoạt động tiếp cận theo hướng từ trên xuống," dẫn đến "tính không chắc chắn của kết quả còn cao." Luận án này đã tiên phong bằng cách phát triển và áp dụng một phương pháp luận từ dưới lên (bottom-up methodology) dựa trên quan trắc trực tiếp tại cơ sở sản xuất để xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng cho các công nghệ sản xuất thép phổ biến tại Việt Nam. Cách tiếp cận này giúp giảm đáng kể độ không chắc chắn trong dữ liệu phát thải, cung cấp cơ sở khoa học vững chắc hơn cho các chiến lược giảm nhẹ quốc gia.

Research gap SPECIFIC với citations từ literature Research gap cụ thể mà luận án này giải quyết là sự thiếu hụt các hệ số phát thải KNK (Emission Factors - EFs) cục bộ, chính xác cho ngành sản xuất thép Việt Nam, đặc biệt cho các công nghệ Lò cao – lò chuyển thổi oxy (BF-BOF) và Lò hồ quang điện (EAF). Các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam, bao gồm cả các báo cáo quốc gia và Dự án PMR ngành thép (Bộ Công Thương, 2020), thường dựa vào "hướng dẫn kiểm kê quốc gia KNK của IPCC" và các "hệ số phát thải mặc định của IPCC, các Tổ chức quốc tế hoặc của các nước phát triển." Sự phụ thuộc này dẫn đến độ không chắc chắn cao trong việc kiểm kê và đánh giá tiềm năng giảm phát thải KNK, khiến các kịch bản giảm nhẹ chưa phản ánh đúng điều kiện công nghệ và thực tiễn sản xuất tại Việt Nam. Như đã được nhấn mạnh bởi Madeddu và cộng sự (2020) và De Beer và cộng sự (2000) về sự phức tạp của việc khử carbon trong công nghệ BF-BOF ở quy mô toàn cầu, việc thiếu dữ liệu cấp nhà máy đã làm trầm trọng thêm thách thức này ở cấp quốc gia. Luận án này lấp đầy khoảng trống đó bằng cách cung cấp EFs được đo đạc và xác định cụ thể trong nước, từ đó tăng cường độ tin cậy và tính đặc trưng của các kịch bản phát thải.

Research questions và hypotheses (đánh số cụ thể) Luận án được dẫn dắt bởi ba câu hỏi nghiên cứu then chốt và ba giả thuyết tương ứng: i). Phương pháp luận nào có thể được sử dụng để xây dựng kịch bản giảm phát thải KNK đặc trưng cho lĩnh vực sản xuất thép ở Việt Nam? ii). Việc xác định hệ số phát thải KNK cho các hoạt động sản xuất thép phổ biến ở Việt Nam (BOF và EAF) có tạo ra các kịch bản phát thải KNK có tính đặc trưng cho Việt Nam hay không? iii). Thực hiện các giải pháp giảm phát thải KNK trong sản xuất thép ở Việt Nam sẽ có những tác động như thế nào đến các khía cạnh kinh tế, xã hội và môi trường?

Các giả thuyết nghiên cứu (luận điểm) được đề xuất bao gồm:

1. Sử dụng phương pháp quan trắc nguồn thải tại cơ sở sản xuất có thể giúp xác định được hệ số phát thải KNK của các công nghệ sản xuất thép phổ biến ở Việt Nam (BOF và EAF).
2. Các hệ số phát thải được xác định trong luận án có thể tạo ra tính đặc trưng cho các kịch bản giảm phát thải KNK của hoạt động sản xuất thép so với các nghiên cứu sử dụng hệ số phát thải mặc định của IPCC.
3. Kịch bản giảm phát thải KNK trong lĩnh vực sản xuất thép ở Việt Nam có thể mang lại tác động tích cực cả về kinh tế, xã hội và môi trường cho Việt Nam.

Theoretical framework với tên theories cụ thể Khung lý thuyết của luận án chủ yếu dựa trên các nguyên tắc của Kiểm kê Khí nhà kính (GHG Inventory Principles) theo hướng dẫn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), cụ thể là IPCC Guidelines 2006, kết hợp với lý thuyết Mô hình Kinh tế Cân bằng Tổng thể (General Equilibrium Models - GEM) để đánh giá tác động kinh tế-xã hội. Luận án mở rộng khung lý thuyết kiểm kê truyền thống bằng cách tích hợp phương pháp luận từ dưới lên (bottom-up methodology) để cải thiện độ chính xác của hệ số phát thải, một khía cạnh mà các hướng dẫn IPCC mặc định thường bỏ qua chi tiết hóa ở cấp độ quốc gia/công nghệ cụ thể. Việc sử dụng mô hình GEM cho phép lồng ghép tác động của các chính sách giảm nhẹ phát thải KNK (được xây dựng từ dữ liệu phát thải tinh chỉnh) vào các biến số kinh tế vĩ mô và xã hội. Điều này tương tự như cách tiếp cận trong các nghiên cứu quốc tế về khử carbon ngành thép, nơi các nhà nghiên cứu như Lechtenböhmer và cộng sự (2016) và Weigel và cộng sự (2016) đã khám phá các công nghệ tiên tiến, nhấn mạnh sự cần thiết của việc đánh giá tác động đa chiều.

Đóng góp đột phá với quantified impact Luận án mang lại nhiều đóng góp đột phá với tác động có thể định lượng:

1. Hệ số phát thải KNK đặc trưng hóa: Luận án đã xác định được hệ số phát thải KNK đặc trưng cho công nghệ BF-BOF là 2,63 tCO2tđ/tấn thép và cho công nghệ EAF là 0,14 tCO2tđ/tấn thép tại Việt Nam. Con số này chính xác hơn đáng kể so với các hệ số mặc định của IPCC, giúp cải thiện độ tin cậy của kiểm kê KNK quốc gia.
2. Kịch bản giảm phát thải có tính khả thi: Xây dựng thành công kịch bản giảm phát thải carbon thấp (GE) cho ngành thép Việt Nam, dự kiến giảm tổng cộng khoảng 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030. Điều này cung cấp lộ trình cụ thể để đạt được mục tiêu giảm phát thải của Việt Nam trong NDC.
3. Định lượng tác động kinh tế-xã hội tích cực: Kịch bản GE dự kiến sẽ thúc đẩy tổng GDP thực tế của Việt Nam tăng thêm 12% vào năm 2030 so với kịch bản BAU. Tốc độ tăng trưởng GDP thực tế trung bình trong kịch bản GE là 7,2% (cao hơn 0,9% so với BAU) trong giai đoạn 2020-2030, đồng thời giảm tỷ lệ thất nghiệp xuống còn 1,1% vào năm 2030. Những con số này chứng minh lợi ích kép của việc đầu tư vào công nghệ xanh.
4. Cơ sở cho thị trường carbon: Các hệ số phát thải đặc trưng được xác định sẽ "hỗ trợ cho việc xác định chính xác hơn hiệu quả giảm phát thải KNK, từ đó có thể ứng dụng được trong việc xác định các tín chỉ carbon khi thị trường Carbon hoạt động tại Việt Nam." Điều này có thể định lượng thành giá trị kinh tế đáng kể khi thị trường carbon được triển khai.

Scope (sample size, timeframe) và significance Phạm vi nghiên cứu tập trung vào ngành sản xuất thép tại Việt Nam, đặc biệt là hai công nghệ chủ đạo: Lò cao – lò chuyển thổi oxy (BF-BOF) và Lò hồ quang điện (EAF). Nghiên cứu thực hiện quan trắc tại Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên, một cơ sở đại diện, để thu thập dữ liệu về hệ số phát thải.

• Phạm vi không gian: Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên được chọn làm điểm nghiên cứu chính để xác định hệ số phát thải, sau đó áp dụng cho toàn lĩnh vực thép Việt Nam.
• Phạm vi thời gian: Kiểm kê phát thải được tính toán cho giai đoạn 2015-2019. Chuỗi số liệu từ 2020-2030 được sử dụng để xây dựng kịch bản BAU và kịch bản giảm nhẹ phát thải KNK. Quá trình đo đạc và khảo sát tại nhà máy diễn ra liên tục từ 01/03/2023 đến 15/03/2023.
• Significance: Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn. Về mặt khoa học, nó cung cấp một phương pháp luận cải tiến để kiểm kê KNK ở cấp quốc gia, giải quyết vấn đề độ không chắc chắn cao do sử dụng các hệ số mặc định. Về mặt thực tiễn, các kịch bản giảm phát thải và đánh giá tác động giúp "các nhà quản lý, tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân hoạt động trong lĩnh vực sản xuất thép đề xuất được các giải pháp quản lý phát thải KNK một cách hiệu quả nhằm hướng đến thực hiện mục tiêu kép về phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường." Nghiên cứu này đặt nền móng cho việc quản lý phát thải KNK hiệu quả hơn và thúc đẩy phát triển bền vững trong ngành thép Việt Nam.

Literature Review và Positioning

Luận án cung cấp một tổng quan toàn diện về các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến phát thải khí nhà kính (KNK) trong ngành thép và các phương pháp luận xây dựng kịch bản giảm phát thải. Phân tích này là nền tảng để định vị đóng góp độc đáo của nghiên cứu.

Synthesis của major streams với TÊN TÁC GIẢ và NĂM cụ thể Các dòng nghiên cứu chính được tổng hợp bao gồm:

1. Kiểm kê phát thải KNK và phương pháp luận: Tổng quan đề cập đến các hướng dẫn kiểm kê KNK cấp quốc gia như Hướng dẫn 1996 sửa đổi (GL 1996 sửa đổi), Hướng dẫn thực hành tốt và quản lý độ không chắc chắn trong kiểm kê quốc gia KNK năm 2000 (GPG 2000), và Hướng dẫn IPCC năm 2006 (GL 2006). Ở cấp địa phương và cơ sở, các tài liệu như Nghị định thư toàn cầu về kiểm kê quy mô cộng đồng (GPC), Tài liệu Hướng dẫn kiểm kê phát thải KNK cấp thành phố của JICA (2017), ISO 14067 và ISO 14404:2013 cũng được xem xét. Tại Việt Nam, các báo cáo quốc gia KNK (TBQG 1,2,3 và BUR 1,2,3) tuân thủ IPCC, và các nghiên cứu của Trần Xuân Trường (2020) và Phạm Chí Cường (2012) tập trung vào kiểm kê phát thải KNK trong lĩnh vực luyện kim.
2. Giải pháp giảm phát thải KNK trong ngành thép: Các nghiên cứu quốc tế đã nhấn mạnh sự cần thiết của việc khử cacbon nhanh chóng để đạt mục tiêu khí hậu 1.5°C (Madeddu và nnk, 2020). Các công nghệ như thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) cho BF-BOF có thể giảm tới 60% khí thải, trong khi điện khí hóa, khử trực tiếp dựa trên hydro (H2-DRI) và điện phân quặng sắt được coi là hứa hẹn cho giảm phát thải sâu (Lechtenböhmer và nnk, 2016; Weigel và nnk, 2016; Philibert, 2017). Ở Việt Nam, các giải pháp đã được đề xuất bao gồm nâng cao chất lượng công nghệ đầu vào, thay đổi nhiên liệu, và sử dụng mỏ đốt tái sinh (Nghiêm Gia và Vũ Trưởng Xuân, 2014).

Contradictions/debates với ít nhất 2 opposing views Một mâu thuẫn chính được nêu bật là giữa sự phụ thuộc vào "hệ số phát thải mặc định của IPCC" trong các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam và "tính không chắc chắn" cao của các kết quả này. Điều này tạo ra hai quan điểm trái ngược:

1. Quan điểm 1 (truyền thống): Việc sử dụng các hướng dẫn của IPCC (ví dụ: GL 2006 Bậc 1 như trong NDC cập nhật của Việt Nam 2022) cung cấp một khung chuẩn hóa cho việc kiểm kê KNK, đảm bảo khả năng so sánh quốc tế và tuân thủ các cam kết khí hậu. Quan điểm này được củng cố bởi sự áp dụng rộng rãi của các hướng dẫn IPCC trong các báo cáo quốc gia KNK của Việt Nam.
2. Quan điểm 2 (cần cải thiện): Luận án lập luận rằng việc dựa vào các hệ số mặc định của IPCC, vốn không đặc trưng cho điều kiện công nghệ và thực tiễn sản xuất tại Việt Nam, dẫn đến "độ không chắc chắn nhất định" trong kết quả kiểm kê. Nghiên cứu của Trần Xuân Trường (2020) đã cố gắng tính toán chi tiết hơn các HSPT và nguồn số liệu hoạt động, nhưng vẫn chưa hoàn toàn giải quyết được nhu cầu về hệ số phát thải được đo đạc trực tiếp tại cơ sở. Luận án hiện tại thách thức quan điểm này bằng cách chứng minh rằng việc xác định EFs đặc trưng tại địa phương là khả thi và cần thiết để đạt được độ chính xác cao hơn.

Positioning trong literature với specific gap identified Luận án được định vị một cách chiến lược bằng cách giải quyết một khoảng trống rõ ràng: thiếu hụt hệ số phát thải KNK được đo đạc trực tiếp, đặc trưng cho các công nghệ sản xuất thép cụ thể (BOF và EAF) tại Việt Nam. Mặc dù các nghiên cứu toàn cầu đã điều tra tiềm năng giảm phát thải của các công nghệ khác nhau (Fischedick và nnk, 2014; Lechtenböhmer và nnk, 2016; Weigel và nnk, 2016), "chỉ một số ít xem xét công nghệ điện phân sắt mới" và quan trọng hơn, "các đặc điểm cụ thể của nhà máy và sự khác biệt giữa các vùng về điều kiện kinh tế xã hội chưa được đánh giá." Luận án này trực tiếp đóng góp vào việc lấp đầy khoảng trống này bằng cách thu thập dữ liệu thực nghiệm tại một nhà máy thép cụ thể ở Việt Nam, cung cấp dữ liệu cấp cơ sở cần thiết cho việc lập kế hoạch giảm phát thải chính xác hơn.

How this advances field với concrete contributions Nghiên cứu này tiến xa hơn trong lĩnh vực biến đổi khí hậu bằng cách:

1. Nâng cao độ tin cậy của kiểm kê KNK: Bằng cách cung cấp hệ số phát thải KNK đặc trưng được đo đạc trực tiếp, luận án thiết lập một tiêu chuẩn mới cho kiểm kê KNK trong ngành thép của Việt Nam, cải thiện đáng kể độ chính xác so với việc sử dụng hệ số mặc định. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với các báo cáo NDC và BUR của Việt Nam.
2. Cung cấp cơ sở dữ liệu vi mô cho mô hình vĩ mô: Dữ liệu hệ số phát thải từ dưới lên cho phép xây dựng các kịch bản giảm phát thải có căn cứ khoa học và thực tế hơn, sau đó được lồng ghép vào mô hình kinh tế vĩ mô (GEM) để đánh giá tác động đa chiều. Điều này tạo ra một liên kết chặt chẽ hơn giữa dữ liệu kỹ thuật cấp nhà máy và phân tích chính sách kinh tế.
3. Hỗ trợ phát triển chính sách: Các kịch bản giảm phát thải và đánh giá tác động kinh tế-xã hội cung cấp bằng chứng thực nghiệm và dự báo định lượng, hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách xây dựng các lộ trình giảm phát thải vừa hiệu quả vừa đảm bảo phát triển bền vững, như các khuyến nghị trong NDC của Việt Nam.

So sánh với ÍT NHẤT 2 international studies

1. So sánh với IPCC Guidelines (2006): Luận án khẳng định sự cần thiết phải vượt ra ngoài "phương pháp tính toán theo Hướng dẫn của IPCC, 2006 Bậc 1" được áp dụng trong NDC cập nhật của Việt Nam 2022. Trong khi IPCC cung cấp khung tổng quát, luận án này tiến hành đo đạc trực tiếp ở cấp cơ sở, áp dụng công thức EFx = (Cx * Q / B) * 10^-9, để tạo ra các hệ số phát thải cục bộ có độ chính xác cao hơn. Điều này giải quyết "độ không chắc chắn nhất định" mà các nghiên cứu quốc tế dựa trên hệ số mặc định thường gặp phải khi áp dụng cho các bối cảnh cụ thể.
2. So sánh với Madeddu và nnk (2020) và các nghiên cứu về khử cacbon toàn cầu: Madeddu và cộng sự (2020) đã chỉ ra rằng việc khử cacbon công nghệ BF-BOF là rất khó khăn trên toàn cầu. Luận án này không chỉ thừa nhận thách thức đó mà còn định lượng tiềm năng giảm phát thải từ các giải pháp tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học cụ thể cho công nghệ BF-BOF ở Việt Nam. Ví dụ, tiềm năng giảm phát thải từ công nghệ BOF được ước tính là 12,37 triệu tCO2tđ vào năm 2030, cao hơn đáng kể so với EAF. Điều này cho thấy rằng ngay cả với các công nghệ khó khử carbon, vẫn có những giải pháp khả thi ở cấp độ quốc gia và nhà máy, khác biệt với các phân tích cấp cao chỉ tập trung vào các công nghệ breakthrough mới như H2-DRI (Lechtenböhmer và nnk, 2016).

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án này đã tạo ra một đóng góp lý thuyết quan trọng bằng cách mở rộng và thách thức các lý thuyết hiện có về kiểm kê khí nhà kính và mô hình hóa kịch bản phát thải.

Extend/challenge WHICH specific theories (name theorists) Luận án thách thức mạnh mẽ lý thuyết về kiểm kê phát thải dựa trên hệ số mặc định (default emission factor-based inventory theory), vốn là nền tảng của các hướng dẫn IPCC (ví dụ, IPCC Guidelines 2006). Các hướng dẫn này, được sử dụng rộng rãi bởi các quốc gia và tổ chức quốc tế (như JICA, 2017), thường cung cấp các hệ số phát thải chung cho các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, luận án lập luận rằng việc áp dụng các hệ số này trong bối cảnh cụ thể của Việt Nam dẫn đến "tính không chắc chắn của kết quả còn cao." Thay vào đó, nghiên cứu này mở rộng lý thuyết kiểm kê bằng cách tích hợp phương pháp luận từ dưới lên, nhấn mạnh sự cần thiết của các hệ số phát thải được đo đạc trực tiếp tại cơ sở sản xuất để phản ánh chính xác điều kiện công nghệ và hoạt động thực tế. Điều này không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn nâng cao tính đặc trưng của dữ liệu phát thải cho một quốc gia đang phát triển.

Conceptual framework với components và relationships Khung khái niệm của luận án được xây dựng dựa trên mối quan hệ tuyến tính giữa hoạt động sản xuất, hệ số phát thải và tổng lượng phát thải KNK, sau đó liên kết với các chiến lược giảm nhẹ và tác động kinh tế-xã hội.

1. Đầu vào: Hoạt động sản xuất thép (công nghệ BF-BOF và EAF), dữ liệu tiêu thụ nhiên liệu, dữ liệu tiêu thụ điện.
2. Phương pháp luận cốt lõi: Phương pháp quan trắc nguồn thải trực tiếp để xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng (EFx = C𝑥 x Q / B x 10−9).
3. Đầu ra trung gian: Hệ số phát thải KNK cục bộ (EF_BOF = 2.63 tCO2tđ/tấn thép, EF_EAF = 0.14 tCO2tđ/tấn thép), lượng phát thải KNK theo kịch bản cơ sở (BAU).
4. Can thiệp: Các giải pháp giảm phát thải KNK (tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo, nhiên liệu sinh học) tích hợp vào kịch bản carbon thấp (GE).
5. Mô hình hóa tác động: Mô hình GEM tích hợp kinh tế, xã hội và môi trường để đánh giá tác động của kịch bản GE.
6. Kết quả: Đánh giá định lượng về tác động đến GDP, thu nhập chính phủ, đầu tư và việc làm.

Mối quan hệ chính là việc xác định các hệ số phát thải chính xác hơn (từ phương pháp luận cốt lõi) dẫn đến việc xây dựng các kịch bản phát thải KNK đáng tin cậy hơn, từ đó cung cấp dữ liệu đầu vào có giá trị cho mô hình GEM để đưa ra đánh giá tác động chính xác và toàn diện về mặt kinh tế-xã hội.

Theoretical model với propositions/hypotheses numbered Mô hình lý thuyết của luận án có thể được trình bày thông qua ba giả thuyết nghiên cứu (luận điểm) đã được đặt ra:

1. Luận điểm 1: (Quan trắc Nguồn thải → Hệ số Phát thải Đặc trưng): Việc áp dụng phương pháp quan trắc nguồn thải tại các cơ sở sản xuất thép (như Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên) sẽ cho phép xác định các hệ số phát thải KNK đặc trưng cho các công nghệ BF-BOF và EAF ở Việt Nam, chứng minh khả năng thay thế hệ số mặc định của IPCC bằng dữ liệu thực nghiệm.
2. Luận điểm 2: (Hệ số Đặc trưng → Kịch bản Chính xác hơn): Các hệ số phát thải KNK được xác định thông qua quan trắc trực tiếp sẽ tạo ra các kịch bản giảm phát thải KNK có tính đặc trưng và độ chính xác cao hơn cho hoạt động sản xuất thép của Việt Nam so với các kịch bản dựa trên hệ số mặc định của IPCC, từ đó nâng cao độ tin cậy của phân tích tiềm năng giảm phát thải.
3. Luận điểm 3: (Kịch bản Giảm Phát thải → Tác động Kinh tế-Xã hội-Môi trường Tích cực): Việc thực hiện các giải pháp giảm phát thải KNK trong sản xuất thép theo các kịch bản carbon thấp (ví dụ, kịch bản GE) sẽ không chỉ giảm phát thải mà còn mang lại tác động tích cực đáng kể về kinh tế (tăng GDP, đầu tư), xã hội (tạo việc làm, giảm thất nghiệp) và môi trường (giảm ô nhiễm) cho Việt Nam, thể hiện sự đồng lợi ích giữa phát triển và bảo vệ môi trường.

Paradigm shift với EVIDENCE từ findings Luận án này đề xuất một sự thay đổi mô hình nhỏ nhưng quan trọng trong cách tiếp cận kiểm kê KNK ở Việt Nam, từ một mô hình dựa trên giả định (assumption-based paradigm) sang một mô hình dựa trên bằng chứng thực nghiệm (empirical evidence-based paradigm) ở cấp độ công nghệ/nhà máy.

• Bằng chứng từ findings: "Hệ số phát thải KNK cho công nghệ BOF là 2,63 tCO2tđ/tấn thép, Hệ số phát thải KNK cho công nghệ EAF là 0,14 tCO2tđ/tấn thép." Những con số này được xác định thông qua "quan trắc đo đạc phát thải KNK tại các công đoạn sản xuất tại Nhà máy Gang thép Thái Nguyên," đối lập với "sử dụng các hệ số phát thải mặc định của IPCC."
• Ý nghĩa của Paradigm Shift: Sự thay đổi này cung cấp "cơ sở khoa học phục vụ cho quá trình kiểm kê và xác định lộ trình giảm phát thải trong lĩnh vực sản xuất thép của Việt Nam" với độ tin cậy cao hơn. Mặc dù luận án vẫn thừa nhận những hạn chế trong việc xác định hệ số phát thải phi năng lượng và sự cần thiết phải mở rộng nghiên cứu sang các nhà máy khác, bước đầu tiên này trong việc thiết lập hệ số phát thải cục bộ bằng phương pháp thực nghiệm là một bước tiến quan trọng, đặt nền tảng cho việc kiểm kê và quản lý KNK chính xác hơn trong tương lai.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án kết hợp các phương pháp định lượng và mô hình hóa để cung cấp một cái nhìn toàn diện về phát thải KNK và tác động của chúng.

Integration của theories (name 3+ specific theories) Khung phân tích của luận án tích hợp ba lý thuyết/khung khổ chính:

1. Lý thuyết Kiểm kê KNK theo IPCC: Đây là khung chuẩn để tính toán phát thải KNK, bao gồm phát thải từ đốt nhiên liệu, quá trình phi năng lượng và phát thải gián tiếp từ tiêu thụ điện năng. Luận án sử dụng IPCC 2006 GL, đặc biệt là công thức ECO2 = BOF * EFBOF + EAF * EFEAF, nhưng tùy chỉnh các hệ số EF bằng dữ liệu thực nghiệm.
2. Lý thuyết Quan trắc Môi trường (Environmental Monitoring Theory): Áp dụng các nguyên tắc đo lường nồng độ và lưu lượng khí thải trực tiếp tại nguồn (Testo 350, Testo 510, ống Pitot) để xác định hệ số phát thải thực tế. Lý thuyết này đảm bảo tính khách quan và độ chính xác của dữ liệu đầu vào.
3. Mô hình Kinh tế Cân bằng Tổng thể (General Equilibrium Model - GEM Theory): Được sử dụng để đánh giá tác động kinh tế-xã hội của các kịch bản giảm phát thải. Mô hình GEM, một mô hình "mô phỏng" hệ thống tích hợp các ngành và lĩnh vực (kinh tế, xã hội, môi trường, tài nguyên và BĐKH), cho phép phân tích các tác động đa chiều của chính sách khí hậu, một cách tiếp cận được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu chính sách quốc tế.

Novel analytical approach với justification Phương pháp phân tích của luận án là sự kết hợp "từ dưới lên và từ trên xuống."

• Độc đáo: Tính mới của phương pháp nằm ở việc tích hợp dữ liệu hệ số phát thải KNK được đo đạc trực tiếp từ một nhà máy thép cụ thể (phương pháp từ dưới lên) với dữ liệu sản lượng và mô hình kinh tế vĩ mô quốc gia (phương pháp từ trên xuống) để xây dựng kịch bản và đánh giá tác động. Hầu hết các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam chỉ dừng lại ở phương pháp từ trên xuống với hệ số mặc định.
• Biện minh: Cách tiếp cận này giúp "nâng cao chất lượng, độ tin cậy của thông tin về mức phát thải" và "xác định chính xác hơn hiệu quả giảm phát thải KNK." Bằng cách có được EFs cục bộ, các kịch bản phát thải trở nên thực tế và có tính đặc trưng cao hơn cho bối cảnh Việt Nam, từ đó cải thiện độ chính xác của các dự báo và khuyến nghị chính sách.

Conceptual contributions với definitions Luận án đóng góp các khái niệm đã được tinh chỉnh, đặc biệt là:

• Hệ số phát thải KNK đặc trưng (Characteristic GHG Emission Factor): Được định nghĩa là hệ số phát thải KNK được xác định thông qua quan trắc trực tiếp tại các cơ sở sản xuất trong nước, phản ánh điều kiện công nghệ và thực tiễn hoạt động cụ thể của Việt Nam, khác biệt với hệ số mặc định của IPCC.
• Kịch bản giảm phát thải KNK carbon thấp (Low-Carbon GHG Emission Reduction Scenario - GE): Là kịch bản phát thải KNK được xây dựng dựa trên hệ số phát thải đặc trưng và tích hợp các giải pháp giảm nhẹ cụ thể (tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo, nhiên liệu sinh học) nhằm đạt được mục tiêu giảm phát thải trong khi vẫn thúc đẩy tăng trưởng kinh tế-xã hội.

Boundary conditions explicitly stated Luận án đã minh bạch về các điều kiện giới hạn của nghiên cứu:

1. Phạm vi dữ liệu thực nghiệm: Việc quan trắc đo đạc phát thải KNK chỉ được thực hiện tại một nhà máy sản xuất thép duy nhất (Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên) do hạn chế về nguồn lực và thời gian. Điều này có thể ảnh hưởng đến tính tổng quát của hệ số phát thải được xác định khi áp dụng cho toàn ngành thép với các công nghệ và quy mô khác nhau, ví dụ như Lò cảm ứng (IF) chưa được nghiên cứu trực tiếp.
2. Phụ thuộc vào hệ số phi năng lượng: Việc tính toán hệ số phát thải cho quá trình phi năng lượng trong lĩnh vực sản xuất thép vẫn phụ thuộc vào hướng dẫn của IPCC. Điều này là một hạn chế vì chưa có nghiên cứu nào ở Việt Nam xác định được hệ số này một cách độc lập, do đó có thể gây "độ sai số nhất định so với thực tiễn."
3. Giả định kịch bản: Kịch bản giảm phát thải KNK carbon thấp (GE) được xây dựng với giả định áp dụng 100% các giải pháp giảm nhẹ trên quy mô toàn ngành thép, một kịch bản lý tưởng có thể khó đạt được trong thực tế mà không có các chính sách hỗ trợ mạnh mẽ.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Luận án này áp dụng một phương pháp nghiên cứu tiên tiến, kết hợp giữa việc thu thập dữ liệu thực nghiệm từ dưới lên với mô hình hóa từ trên xuống, nhằm nâng cao độ chính xác của kiểm kê KNK và kịch bản giảm phát thải.

Thiết kế nghiên cứu

Research philosophy (positivism/interpretivism/critical realism) Triết lý nghiên cứu của luận án nghiêng mạnh về Chủ nghĩa Thực chứng (Positivism), kết hợp các yếu tố của Thực dụng luận (Pragmatism). Chủ nghĩa thực chứng được thể hiện qua việc tìm kiếm các hệ số phát thải KNK khách quan, có thể đo lường được thông qua quan trắc trực tiếp và sử dụng các công thức tính toán khoa học. Mục tiêu là xác định mối quan hệ nhân quả (ví dụ: công nghệ sản xuất dẫn đến mức phát thải KNK cụ thể) và kiểm chứng các giả thuyết bằng dữ liệu định lượng. Việc sử dụng mô hình GEM để dự báo tác động kinh tế-xã hội cũng phù hợp với triết lý này, nhằm tạo ra kiến thức có thể tổng quát hóa và ứng dụng trong hoạch định chính sách. Yếu tố thực dụng luận xuất hiện trong việc kết hợp cách tiếp cận từ dưới lên và từ trên xuống để giải quyết một vấn đề thực tế phức tạp, tìm kiếm giải pháp hiệu quả thông qua sự pha trộn các phương pháp.

Mixed methods với SPECIFIC combination rationale Luận án sử dụng phương pháp kết hợp (mixed methods) thông qua việc tích hợp "cách tiếp cận từ dưới lên và từ trên xuống."

• Rationale:
  • Từ dưới lên: "HSPT của các công nghệ sản xuất thép sẽ được xác định thông qua đo đạc nồng độ và lưu lượng KNK trực tiếp tại nhà máy." Điều này nhằm cung cấp dữ liệu cấp cơ sở (bottom-up) có độ chính xác cao, đặc trưng cho điều kiện công nghệ Việt Nam, khắc phục "tính không chắc chắn" của dữ liệu mặc định IPCC.
  • Từ trên xuống: "Các kịch bản phát thải KNK sẽ được xây dựng dựa trên số liệu sản lượng của ngành" và "phương pháp tính phát thải từ tiêu thụ điện năng" theo hệ số lưới điện quốc gia do Bộ TNMT công bố (0.8154 tCO2/MWh). Các tác động kinh tế-xã hội được đánh giá bằng mô hình GEM, là một công cụ phân tích từ trên xuống cấp quốc gia.
• Combination Rationale: Sự kết hợp này nhằm tạo ra một bức tranh toàn diện và đáng tin cậy hơn về phát thải KNK và tiềm năng giảm nhẹ. Dữ liệu từ dưới lên tăng cường tính hợp lệ nội bộ (internal validity) của các hệ số phát thải, trong khi phương pháp từ trên xuống đảm bảo tính khả dụng và khả năng khái quát hóa (external validity) cho việc xây dựng kịch bản và phân tích tác động ở cấp độ ngành và quốc gia.

Multi-level design với levels clearly defined Thiết kế nghiên cứu có tính đa cấp (multi-level design), bao gồm:

1. Cấp độ cơ sở/nhà máy (Micro-level): Tập trung vào Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên. Tại đây, việc quan trắc nguồn thải trực tiếp được thực hiện tại các lò luyện cốc, lò luyện gang, và lò luyện thép (Lò số 1 và Lò số 2) để xác định nồng độ và lưu lượng KNK, từ đó tính toán hệ số phát thải KNK đặc trưng cho các công nghệ BF-BOF và EAF.
2. Cấp độ ngành (Meso-level): Dữ liệu hệ số phát thải KNK được xác định ở cấp độ nhà máy được áp dụng kết hợp với "sản lượng thép theo các công nghệ BOF và EAF được thu thập từ Hiệp hội thép Việt Nam" để kiểm kê phát thải KNK và xây dựng kịch bản cho toàn lĩnh vực sản xuất thép của Việt Nam trong giai đoạn 2015-2030.
3. Cấp độ quốc gia (Macro-level): Các kịch bản giảm phát thải KNK của ngành thép được tích hợp vào mô hình GEM để đánh giá tác động tổng thể đến các chỉ số kinh tế vĩ mô (GDP, thu nhập chính phủ, đầu tư) và xã hội (việc làm, tỷ lệ thất nghiệp) của Việt Nam.

Sample size và selection criteria EXACT

• Sample size: Dữ liệu quan trắc nguồn thải được thu thập từ 01 nhà máy sản xuất thép duy nhất, là Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên.
• Selection criteria: "Do hạn chế trong việc đo đạc và khảo sát trong bối cảnh Covid và tiếp cận với các nhà máy thép, NCS lựa chọn Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên để tiến hành nghiên cứu tính toán hệ số phát thải." Nhà máy này có dây chuyền sản xuất thép bao gồm quá trình đốt nhiên liệu cho luyện cốc và luyện gang, và quá trình luyện thép bằng lò điện hồ quang (EAF), cho phép nghiên cứu tính toán hệ số phát thải KNK cho cả công nghệ BOF và EAF.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình nghiên cứu được thiết kế để đảm bảo tính nghiêm ngặt khoa học, đặc biệt trong thu thập và xử lý dữ liệu.

Sampling strategy với inclusion/exclusion criteria

• Sampling strategy: Đây là một dạng lấy mẫu thuận tiện (convenience sampling) kết hợp với lấy mẫu có mục đích (purposive sampling) do những hạn chế thực tế được nêu. Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên được chọn do khả năng tiếp cận và tính đại diện cho các công nghệ sản xuất thép chính (BOF và EAF) được nghiên cứu.
• Inclusion criteria: Nhà máy sản xuất thép áp dụng công nghệ BF-BOF và/hoặc EAF, có khả năng cung cấp dữ liệu vận hành và cho phép quan trắc trực tiếp nguồn thải.
• Exclusion criteria: Các nhà máy sử dụng công nghệ khác (ví dụ Lò cảm ứng - IF) không nằm trong phạm vi đo đạc trực tiếp của luận án.

Data collection protocols với instruments described Dữ liệu được thu thập thông qua phương pháp quan trắc nguồn thải trực tiếp:

1. Đo nồng độ thành phần khí nhà kính (CO2, CH4, N2O): Sử dụng máy đo khí thải Testo 350. "Thanh cảm biến đo nồng độ khí thải được đưa vào vị trí lấy mẫu tại ống khói (sau các bộ phận/thiết bị xử lý khói thải, sau quạt khói) thông qua các lỗ thăm được chuẩn bị từ trước." Đầu cảm biến được giữ cố định tại trung tâm ống khói. "Giá trị đo được ghi nhận lặp lại nhiều lần và lấy giá trị trung bình để đảm bảo tính chính xác của số liệu đo."
2. Đo lưu lượng khí nhà kính tại nguồn phát thải: Sử dụng thiết bị đo chênh lệch áp suất Testo 510 và đầu đo là ống Pitot. Vị trí đo được xác định là "trên đường ống dẫn khói, tại đầu hút của quạt khói, sau bộ lọc bụi túi vải của lò luyện thép."
3. Dữ liệu hoạt động và sản lượng: Thu thập thông tin về hiện trạng hoạt động sản xuất, mức tiêu thụ nhiên liệu, mức độ xử lý khí thải tại nhà máy, và "sản lượng thép theo các công nghệ BOF và EAF được thu thập từ Hiệp hội thép Việt Nam."

• Thời gian thu thập: "liên tục từ 01/3/2023 đến ngày 15/3/2023."

Triangulation (data/method/investigator/theory) Luận án sử dụng tam giác hóa dữ liệu (data triangulation) và tam giác hóa phương pháp (method triangulation).

• Tam giác hóa dữ liệu: Kết hợp dữ liệu đo đạc trực tiếp tại nhà máy (nồng độ, lưu lượng khí thải, sản lượng chi tiết) với dữ liệu từ Hiệp hội thép Việt Nam (sản lượng tổng thể) và dữ liệu quốc gia (hệ số phát thải lưới điện từ Bộ TNMT).
• Tam giác hóa phương pháp: Kết hợp phương pháp từ dưới lên (quan trắc trực tiếp, tính toán EF) và phương pháp từ trên xuống (sử dụng hướng dẫn IPCC cho phát thải phi năng lượng, mô hình GEM để đánh giá tác động vĩ mô). Việc đối chiếu hệ số phát thải BOF đã tính toán (2,63 tCO2tđ/tấn thép) với kết quả của Dự án PMR ngành thép (2,51 tCO2tđ/tấn thép) và Đề tài cấp nhà nước (3,46 tCO2tđ/tấn thép) cũng là một hình thức tam giác hóa kết quả để đánh giá tính hợp lệ.

Validity (construct/internal/external) và reliability (α values)

• Construct Validity (Tính hợp lệ cấu trúc): Đảm bảo bằng cách định nghĩa rõ ràng các thuật ngữ và biến số như "hệ số phát thải KNK đặc trưng" và các thành phần KNK (CO2, CH4, N2O). Sử dụng các thiết bị đo lường chuẩn hóa (Testo 350, Testo 510) với các thông số kỹ thuật rõ ràng để đo lường các cấu trúc này.
• Internal Validity (Tính hợp lệ nội bộ): Được tăng cường thông qua quy trình quan trắc nghiêm ngặt, bao gồm "ghi nhận lặp lại nhiều lần và lấy giá trị trung bình để đảm bảo tính chính xác của số liệu đo." Công tác QA/QC môi trường được thực hiện tại Công ty CP Gang thép Thái Nguyên theo các quy định pháp luật hiện hành cũng góp phần vào tính hợp lệ nội bộ của dữ liệu.
• External Validity (Tính hợp lệ bên ngoài): Hạn chế do việc lấy mẫu chỉ tại một nhà máy. Tuy nhiên, luận án cố gắng mở rộng tính áp dụng bằng cách sử dụng các hệ số phát thải đặc trưng này để xây dựng kịch bản cho toàn ngành thép Việt Nam và đánh giá tác động ở cấp quốc gia. Luận án thừa nhận hạn chế này và đề xuất nghiên cứu tiếp theo để mở rộng phạm vi lấy mẫu.
• Reliability (Độ tin cậy): Đảm bảo thông qua "công tác QA/QC trong quan trắc môi trường" tại nhà máy, bao gồm việc sử dụng "trang thiết bị phù hợp với phương pháp quan trắc đã được xác định, đáp ứng yêu cầu của phương pháp về kỹ thuật và đo lường." Việc lặp lại đo đạc và lấy giá trị trung bình cũng góp phần tăng cường độ tin cậy của dữ liệu. Tuy nhiên, không có giá trị alpha (α values) cụ thể được báo cáo cho các phép đo.

Data và phân tích

Sample characteristics với demographics/statistics

• Nhà máy lấy mẫu: Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên.
• Công nghệ được nghiên cứu tại nhà máy: Dây chuyền sản xuất thép bao gồm quá trình đốt nhiên liệu cho luyện cốc và luyện gang, và quá trình luyện thép bằng lò điện hồ quang (EAF). Từ đó, luận án tính toán hệ số phát thải KNK cho cả công nghệ BOF (thông qua luyện cốc, gang, phi năng lượng) và EAF.
• Thống kê đo đạc:
  • Lò luyện cốc: Lưu lượng khí thải 12.744 m3/h; Nồng độ CO2 892 – 1.470 mg/Nm3; CH4 0,20 – 0,45 mg/Nm3; N2O 0,17 – 0,23 mg/Nm3.
  • Lò luyện gang: Lưu lượng khí thải 46.208 m3/h; Nồng độ CO2 1.864 mg/Nm3; CH4 0,51 – 1,22 mg/Nm3; N2O 0,28 – 0,30 mg/Nm3.
  • Lò luyện thép (EAF): Lò số 1: Lưu lượng 71.975 m3/h; CO2 76 – 143 mg/Nm3; CH4 0,3 – 0,6 mg/Nm3; N2O 0,1 – 0,2 mg/Nm3. Lò số 2: Lưu lượng 3.692 m3/h; CO2 110 – 141 mg/Nm3; CH4 0,04 – 0,05 mg/Nm3; N2O 0,02 – 0,03 mg/Nm3.
• Thống kê sản lượng thép ngành: Tổng sản lượng thép Việt Nam tăng từ 5,647 triệu tấn năm 2015 lên 17,469 triệu tấn năm 2019, và dự báo đạt 32,5 triệu tấn vào năm 2030. Trong đó, công nghệ BF-BOF đóng góp đáng kể (1,7 triệu tấn năm 2015 lên 9,8 triệu tấn năm 2019, dự báo 24 triệu tấn năm 2030), và EAF cũng tăng trưởng (3,9 triệu tấn năm 2015 lên 7,7 triệu tấn năm 2019, dự báo 8,5 triệu tấn năm 2030).

Advanced techniques (SEM/multilevel/QCA etc.) với software

• Techniques:
  • Tính toán Hệ số phát thải KNK: Sử dụng công thức trực tiếp dựa trên đo đạc (EFx = C𝑥 x Q / B x 10−9).
  • Kiểm kê phát thải KNK: Áp dụng công thức của IPCC 2006 (ECO2 = BOF * EFBOF + EAF * EFEAF) nhưng với EFs đã được tinh chỉnh.
  • Mô hình hóa kịch bản: Xây dựng kịch bản BAU và kịch bản giảm phát thải (GE) dựa trên dự báo sản lượng và tiềm năng giảm nhẹ.
  • Đánh giá tác động kinh tế-xã hội: Sử dụng Mô hình GEM. Luận án mô tả GEM là "mô hình mô phỏng hệ thống có khả năng tích hợp các ngành và các lĩnh vực khác nhau (ví dụ, kinh tế, xã hội, môi trường bao gồm các nguồn tài nguyên và lồng ghép với các kịch bản biến đổi khí hậu)". Mặc dù không nêu rõ phiên bản hay nhà phát triển cụ thể của GEM, việc sử dụng nó cho thấy một cách tiếp cận phân tích cân bằng tổng thể phức tạp.
• Software: Không có phần mềm cụ thể nào được nêu tên cho các tính toán EF hay kiểm kê, ngoài việc nhắc đến Testo 350 và Testo 510 là thiết bị đo. Mô hình GEM thường chạy trên các nền tảng phần mềm chuyên dụng (ví dụ: GAMS, Matlab, EViews cho các tính toán vĩ mô).

Robustness checks với alternative specifications Mặc dù luận án không mô tả các kiểm tra tính bền vững (robustness checks) chi tiết hoặc các đặc điểm kỹ thuật thay thế (alternative specifications), việc so sánh hệ số phát thải KNK trung bình của công nghệ BOF (2,63 tCO2tđ/tấn thép) với các nghiên cứu trước đây như Dự án PMR ngành thép (2,51 tCO2tđ/tấn thép) và Đề tài cấp nhà nước (3,46 tCO2tđ/tấn thép) có thể được coi là một hình thức kiểm tra đối chiếu để xác nhận tính hợp lý của kết quả. Điều này cho thấy rằng EFs được xác định trong luận án nằm trong phạm vi chấp nhận được của các ước tính khác, mặc dù có những điểm khác biệt đáng kể.

Effect sizes và confidence intervals reported Luận án báo cáo các hiệu ứng định lượng rõ ràng:

• Hệ số phát thải: BF-BOF là 2,63 tCO2tđ/tấn thép; EAF là 0,14 tCO2tđ/tấn thép.
• Tiềm năng giảm phát thải: Tổng 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030, trong đó BOF giảm 12,4 triệu tCO2tđ và EAF giảm 6,1 triệu tCO2tđ.
• Tăng trưởng GDP: Kịch bản GE dự kiến tổng GDP thực tế tăng 12% so với BAU vào năm 2030; tốc độ tăng trưởng GDP thực tế trung bình 7,2% (cao hơn 0,9% so với BAU) trong 2020-2030.
• Giảm thất nghiệp: Tỷ lệ thất nghiệp trong kịch bản GE giảm xuống 1,1% vào năm 2030, so với 3,2% trong BAU.
• Thu nhập chính phủ: Tổng thu của Chính phủ trong kịch bản GE dự kiến cao hơn 12% vào năm 2030 so với BAU.
• Đầu tư: Các khoản đầu tư danh nghĩa trong kịch bản GE cao hơn 13,5% vào năm 2030 so với kịch bản cơ sở.

Tuy nhiên, luận án không báo cáo khoảng tin cậy (confidence intervals) hay các giá trị p (p-values) một cách rõ ràng cho các mô hình thống kê hoặc dự báo, điều này có thể là một hạn chế trong việc đánh giá độ tin cậy thống kê của các ước tính tác động. Các con số được cung cấp là giá trị điểm từ kết quả mô hình GEM.

Phát hiện đột phá và implications

Luận án đã công bố những phát hiện then chốt, không chỉ cung cấp dữ liệu cụ thể mà còn mở ra những hiểu biết mới về tiềm năng giảm phát thải và phát triển bền vững trong ngành thép Việt Nam.

Những phát hiện then chốt

1. Hệ số phát thải KNK đặc trưng cho công nghệ thép Việt Nam: Luận án đã xác định được hệ số phát thải KNK thực nghiệm:
   • BOF: Trung bình 2,63 tCO2tđ/tấn thép (giai đoạn 2015-2019). "Với hệ số phát thải KNK trung bình của công nghệ BOF xác định được là khoảng 2,63 tCO2tđ/tấn thép thì kết quả này khá tương đồng với kết quả tính toán trong Dự án PMR ngành thép năm 2020 với 2,51 tCO2tđ/tấn thép."
   • EAF: Ước tính khoảng 0,13 – 0,14 tCO2tđ/tấn thép (trung bình giai đoạn 2015-2019). Những con số này có được từ việc đo đạc trực tiếp nồng độ (ví dụ: CO2 dao động từ 892 – 1.470 mg/Nm3 tại lò luyện cốc) và lưu lượng khí thải (ví dụ: 12.744 m3/h tại lò luyện cốc) tại Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên.
2. Tiềm năng giảm phát thải KNK đáng kể từ các giải pháp: Tổng tiềm năng giảm phát thải KNK từ các công nghệ tiết kiệm năng lượng và năng lượng tái tạo cho ngành thép được dự báo đạt khoảng 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030. Đáng chú ý, "tiềm năng giảm của công nghệ BOF gấp gần hai lần so với tiềm năng giảm của công nghệ EAF (12,4 triệu tCO2tđ so với 6,1 triệu tCO2tđ)." Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tập trung vào BOF, công nghệ có quy mô lớn hơn và hệ số phát thải cao hơn.
3. Tác động kinh tế-xã hội tích cực của kịch bản GE: Kịch bản phát triển kinh tế xanh (GE) cho thấy "tổng GDP thực tế tăng lên cao hơn 12% so với BAU vào năm 2030." Tốc độ tăng trưởng GDP thực tế trong kịch bản GE trung bình là 7,2%, cao hơn 0,9% so với kịch bản BAU trong giai đoạn 2020-2030. Về mặt xã hội, "tỷ lệ thất nghiệp trong kịch bản GE giảm nhanh hơn so với đường cơ sở, với tỷ lệ thất nghiệp lần lượt là 1,1% vào năm 2030," trong khi BAU là 3,2%.
4. Xu hướng phát thải KNK và sự chi phối của công nghệ BOF: Mặc dù có tiềm năng giảm phát thải, "xu thế phát thải KNK vẫn tăng" theo cả kịch bản BAU (từ hơn 26,7 triệu tCO2tđ năm 2019 lên hơn 64 triệu tCO2tđ năm 2030) và kịch bản GE. Nguyên nhân chính là do "sản lượng thép từ công nghệ BOF (có hệ số phát thải KNK lớn) ngày càng tăng," chiếm tới 91,5% tổng phát thải ngành vào năm 2030, trong khi sản lượng EAF tăng không đáng kể.
5. New phenomena với concrete examples từ data: Luận án không phát hiện các "hiện tượng mới" theo nghĩa khoa học cơ bản, nhưng nó đã làm rõ một khía cạnh quan trọng của bối cảnh Việt Nam: sự chênh lệch lớn về hệ số phát thải giữa hai công nghệ BOF (2,63 tCO2tđ/tấn thép) và EAF (0,14 tCO2tđ/tấn thép) và sự chi phối ngày càng tăng của BOF trong tổng phát thải KNK của ngành thép. Điều này dẫn đến một kết quả "counter-intuitive" (phản trực giác) rằng ngay cả khi áp dụng các giải pháp giảm nhẹ đáng kể, tổng phát thải KNK của ngành vẫn sẽ tăng trong tương lai do tốc độ tăng trưởng sản lượng của công nghệ có hệ số phát thải cao.

Implications đa chiều

Theoretical advances với contribution to 2+ theories Nghiên cứu này đóng góp vào lý thuyết Kiểm kê KNK bằng cách cung cấp một khuôn khổ thực nghiệm để xác định hệ số phát thải đặc trưng, từ đó giảm độ không chắc chắn và nâng cao tính cụ thể của các ước tính phát thải KNK ở cấp quốc gia, đặc biệt là trong bối cảnh các nền kinh tế đang phát triển. Nó cũng làm phong phú thêm lý thuyết về Phát triển Bền vững (Sustainable Development Theory) bằng cách định lượng rõ ràng mối liên hệ đồng lợi ích (co-benefits) giữa các chính sách giảm phát thải KNK và tăng trưởng kinh tế, tạo việc làm. Việc tích hợp dữ liệu môi trường chi tiết với mô hình kinh tế vĩ mô cho thấy rằng mục tiêu môi trường và kinh tế không phải lúc nào cũng mâu thuẫn.

Methodological innovations applicable to other contexts Phương pháp kết hợp từ dưới lên (quan trắc trực tiếp tại cơ sở) và từ trên xuống (sản lượng ngành, mô hình GEM) để xây định kịch bản phát thải và đánh giá tác động là một đổi mới có thể áp dụng rộng rãi. Các quốc gia đang phát triển khác với ngành công nghiệp tương tự và dữ liệu kiểm kê KNK còn hạn chế có thể áp dụng phương pháp luận này để:

1. Xác định hệ số phát thải đặc trưng cho các ngành công nghiệp khác (xi măng, hóa chất) thay vì dựa vào hệ số mặc định.
2. Xây dựng các kịch bản giảm phát thải KNK phù hợp hơn với điều kiện công nghệ và kinh tế-xã hội địa phương.
3. Tăng cường tính chính xác và minh bạch của báo cáo KNK quốc gia (BUR, NDC), nâng cao uy tín trong các cam kết quốc tế về biến đổi khí hậu.

Practical applications với specific recommendations

1. Đối với doanh nghiệp sản xuất thép: Cung cấp thông tin chi tiết về hệ số phát thải KNK cho các công nghệ BOF và EAF, giúp các nhà máy tự đánh giá và xác định các điểm nóng phát thải. Các doanh nghiệp cần ưu tiên đầu tư vào các giải pháp tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học, đặc biệt cho công nghệ BOF, nơi tiềm năng giảm phát thải cao nhất (12,4 triệu tCO2tđ vào năm 2030).
2. Đối với việc kiểm kê KNK: Đề xuất sử dụng các hệ số phát thải KNK đặc trưng của Việt Nam thay vì hệ số mặc định của IPCC để nâng cao độ chính xác và tin cậy của kiểm kê KNK quốc gia.
3. Cho thị trường carbon: "Hỗ trợ cho việc xác định chính xác hơn hiệu quả giảm phát thải KNK, từ đó có thể ứng dụng được trong việc xác định các tín chỉ carbon khi thị trường Carbon hoạt động tại Việt Nam." Điều này tạo ra một cơ sở dữ liệu vững chắc cho giao dịch tín chỉ carbon công bằng và hiệu quả.

Policy recommendations với implementation pathway

1. Chính sách ưu tiên giảm phát thải BOF: Chính phủ nên tập trung xây dựng các chính sách khuyến khích và hỗ trợ tài chính cho việc áp dụng các giải pháp giảm phát thải (tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo, nhiên liệu sinh học) đối với công nghệ BOF, vì đây là nguồn phát thải chính (91,5% tổng phát thải ngành vào năm 2030) và có tiềm năng giảm lớn nhất (gấp gần hai lần EAF).
2. Khuyến khích đầu tư công nghệ xanh: Tạo khung pháp lý và cơ chế tài chính hấp dẫn để thúc đẩy đầu tư vào các công nghệ sản xuất thép ít phát thải hơn và năng lượng tái tạo trong ngành.
3. Nâng cao năng lực kiểm kê KNK quốc gia: Đầu tư vào việc mở rộng các chương trình quan trắc nguồn thải trực tiếp tại nhiều nhà máy và công nghệ khác nhau trên toàn quốc, đặc biệt là công nghệ Lò cảm ứng (IF) và xác định hệ số phát thải phi năng lượng của Việt Nam.
4. Lộ trình phát triển thị trường carbon: Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng để xây dựng khung pháp lý và vận hành thị trường carbon tại Việt Nam, bao gồm việc xác định ngưỡng phát thải và giá trị tín chỉ carbon.

Generalizability conditions clearly specified Các điều kiện tổng quát hóa (generalizability conditions) được luận án chỉ rõ là phụ thuộc vào sự tương đồng về công nghệ và quy trình sản xuất. Các hệ số phát thải KNK được xác định từ Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên có thể được tổng quát hóa cho các nhà máy thép khác ở Việt Nam sử dụng các công nghệ BF-BOF và EAF tương tự. Tuy nhiên, tính tổng quát hóa sẽ bị hạn chế đối với các nhà máy sử dụng công nghệ Lò cảm ứng (IF) hoặc có quy trình, cấu hình công nghệ khác biệt đáng kể, vì những công nghệ này chưa được quan trắc trực tiếp. Hơn nữa, việc tính toán hệ số phát thải phi năng lượng vẫn dựa trên IPCC, làm giảm mức độ đặc trưng hoàn toàn của EFs được đưa ra.

Limitations và Future Research

Mặc dù luận án đã đạt được những đóng góp đáng kể, nhưng tác giả cũng đã thẳng thắn thừa nhận những hạn chế vốn có, đồng thời đề xuất các hướng nghiên cứu trong tương lai để tiếp tục phát triển lĩnh vực này.

3-4 specific limitations acknowledged

1. Phạm vi quan trắc hạn chế: "NCS mới chỉ có thể thực hiện quan trắc đo đạc phát thải KNK tại 01 nhà máy sản xuất thép," là Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên. Việc này do "nguồn lực và thời gian hạn chế," dẫn đến việc chưa thu thập dữ liệu từ tất cả các nhà máy sản xuất thép ở Việt Nam, đặc biệt là các nhà máy sử dụng công nghệ Lò cảm ứng (IF).
2. Phụ thuộc vào hệ số phát thải phi năng lượng của IPCC: Việc tính toán hệ số phát thải cho quá trình phi năng lượng trong lĩnh vực sản xuất thép vẫn phải dựa vào "hướng dẫn của IPCC." Điều này là một hạn chế vì "hiện chưa có nghiên cứu nào ở Việt Nam để xác định hệ số này," do đó "hệ số phát thải tìm được có thể chưa có độ chính xác cao nhất."
3. Độ sai số nhất định trong kịch bản giảm phát thải: Do các hạn chế trên (phạm vi quan trắc và phụ thuộc vào hệ số IPCC), "việc xây dựng kịch bản giảm phát thải cho lĩnh vực thép ở Việt Nam sẽ có độ sai số nhất định so với thực tiễn."
4. Điều kiện giả định kịch bản: Kịch bản GE giả định việc áp dụng 100% các giải pháp giảm nhẹ trên quy mô toàn ngành thép, một điều kiện lý tưởng có thể khó khăn về mặt thực hiện và chi phí trong thực tế.

Boundary conditions về context/sample/time

• Context: Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh cụ thể của ngành sản xuất thép tại Việt Nam, một nền kinh tế đang phát triển với đặc điểm công nghệ và chính sách riêng biệt. Các kết quả và khuyến nghị có thể không áp dụng trực tiếp cho các quốc gia phát triển hoặc các ngành công nghiệp khác mà không có sự điều chỉnh.
• Sample: Dữ liệu quan trắc trực tiếp chỉ đại diện cho một nhà máy đơn lẻ (Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên) và các công nghệ BF-BOF, EAF. Do đó, hệ số phát thải có thể không hoàn toàn đại diện cho sự đa dạng công nghệ và quy mô của toàn ngành thép Việt Nam.
• Time: Chuỗi số liệu kiểm kê phát thải từ 2015-2019 và kịch bản dự báo đến 2030. Các giả định về xu hướng công nghệ và chính sách sau năm 2030 có thể cần được cập nhật khi có dữ liệu và thông tin mới.

Future research agenda với 4-5 concrete directions

1. Mở rộng quan trắc tại các nhà máy khác: "Tiếp tục hướng nghiên cứu của Luận án, thực hiện quan trắc và đo đạc tại tất cả các nhà máy sản xuất thép tại Việt Nam," đặc biệt là các nhà máy sử dụng công nghệ Lò cảm ứng (IF), để có được hệ số phát thải đặc trưng toàn diện hơn cho ngành.
2. Nghiên cứu xác định hệ số phát thải phi năng lượng: Tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu để "xác định hệ số phát thải phi năng lượng cho các nhà máy sản xuất thép ở Việt Nam nhằm thay cho các hệ số mặc định được hướng dẫn bởi IPCC," qua đó loại bỏ sự phụ thuộc vào dữ liệu quốc tế.
3. Đánh giá các công nghệ sản xuất thép mới: "Hiện nay trên thế giới đang phát triển một số loại hình công nghệ sản xuất thép mới là hoàn nguyên nấu chảy – lò chuyển ôxy – đúc liên tục và hoàn nguyên trực tiếp – lò điện hồ quang – đúc liên tục, bởi vậy cần phải có các nghiên cứu cho các công nghệ này nếu được ứng dụng tại Việt Nam trong thời gian tới."
4. Phân tích chi phí-lợi ích và rào cản triển khai: Nghiên cứu trong tương lai có thể bao gồm phân tích chi phí-lợi ích chi tiết hơn cho từng giải pháp giảm phát thải và xác định các rào cản kỹ thuật, tài chính, chính sách cho việc triển khai các công nghệ xanh, giúp xây dựng lộ trình thực hiện khả thi hơn.
5. Mô hình hóa tác động dưới các kịch bản chính sách khác nhau: Phát triển các kịch bản mô hình hóa GEM phức tạp hơn để đánh giá tác động của các chính sách carbon khác nhau (ví dụ: thuế carbon, hệ thống giao dịch phát thải) đối với ngành thép và nền kinh tế, với các khoảng tin cậy được báo cáo.

Methodological improvements suggested

• Mở rộng cỡ mẫu quan trắc: Tăng số lượng nhà máy được quan trắc trực tiếp để cải thiện tính đại diện và tính tổng quát của hệ số phát thải.
• Phát triển hệ số phát thải phi năng lượng cục bộ: Đầu tư vào nghiên cứu để định lượng các hệ số phát thải phi năng lượng dựa trên dữ liệu thực tế tại Việt Nam, giảm sự phụ thuộc vào IPCC.
• Tích hợp công nghệ mô hình tiên tiến hơn: Sử dụng các phiên bản mô hình GEM chuyên sâu hơn hoặc kết hợp với các mô hình phân tích chu trình sống (Life Cycle Assessment - LCA) để đánh giá toàn diện hơn tác động môi trường của các công nghệ thép mới.

Theoretical extensions proposed

• Thuyết chuyển đổi công nghệ xanh: Mở rộng nghiên cứu để phát triển một lý thuyết về chuyển đổi công nghệ xanh trong ngành công nghiệp nặng của các nước đang phát triển, xem xét các yếu tố thể chế, kinh tế và xã hội cụ thể tác động đến việc áp dụng công nghệ ít carbon.
• Lý thuyết về Đồng lợi ích của Hành động Khí hậu: Phát triển sâu hơn lý thuyết này bằng cách đưa ra các mô hình định lượng chi tiết hơn về cách các giải pháp giảm phát thải KNK có thể tạo ra lợi ích kinh tế-xã hội cụ thể, đặc biệt trong bối cảnh quốc gia cụ thể.

Tác động và ảnh hưởng

Luận án này mang lại những tác động và ảnh hưởng sâu rộng, không chỉ trong lĩnh vực học thuật mà còn đối với ngành công nghiệp, chính sách và xã hội, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam đang nỗ lực đạt được các mục tiêu về biến đổi khí hậu.

Academic impact với potential citations estimate Luận án có tiềm năng tạo ra tác động học thuật đáng kể thông qua việc cung cấp phương pháp luận cải tiến và dữ liệu thực nghiệm đặc trưng cho ngành thép Việt Nam.

• Nâng cao chất lượng nghiên cứu về kiểm kê KNK: Các nghiên cứu về kiểm kê KNK và kịch bản giảm phát thải tại Việt Nam và các quốc gia đang phát triển khác có thể tham khảo phương pháp luận từ dưới lên của luận án để tăng độ chính xác và tính đặc trưng của dữ liệu.
• Cơ sở dữ liệu cho các phân tích so sánh: Hệ số phát thải KNK được xác định sẽ là điểm tham chiếu quan trọng cho các nhà nghiên cứu trong việc so sánh hiệu quả môi trường của các công nghệ sản xuất thép.
• Thúc đẩy nghiên cứu về mô hình hóa tích hợp: Việc tích hợp dữ liệu phát thải cấp cơ sở với mô hình kinh tế vĩ mô (GEM) sẽ khuyến khích các nghiên cứu đa ngành tương tự.
• Ước tính trích dẫn: Dựa trên tính mới của phương pháp và sự cấp thiết của chủ đề, luận án có thể nhận được ước tính khoảng 50-100 trích dẫn trong vòng 5-10 năm tới từ các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực biến đổi khí hậu, kỹ thuật môi trường, kinh tế năng lượng và chính sách công ở Việt Nam và khu vực Đông Nam Á.

Industry transformation với specific sectors Luận án có tiềm năng thúc đẩy sự chuyển đổi trong ngành thép Việt Nam:

• Ngành sản xuất thép: Cung cấp lộ trình và các giải pháp giảm phát thải cụ thể, giúp các doanh nghiệp thép (như Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên và các nhà máy BF-BOF, EAF khác) đưa ra quyết định đầu tư công nghệ hiệu quả hơn để đạt được mục tiêu giảm phát thải. Ví dụ, tiềm năng giảm 12,4 triệu tCO2tđ từ công nghệ BOF vào năm 2030 sẽ là động lực để ngành thép tái cấu trúc công nghệ.
• Ngành năng lượng: Khuyến khích đầu tư vào các công nghệ năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học để cung cấp năng lượng sạch cho ngành thép, tạo ra nhu cầu mới và thúc đẩy sự phát triển của các nhà cung cấp năng lượng bền vững.
• Ngành dịch vụ môi trường: Thúc đẩy sự phát triển của các công ty tư vấn và dịch vụ quan trắc môi trường chuyên nghiệp, cung cấp giải pháp đo đạc và kiểm kê KNK chính xác cho doanh nghiệp.

Policy influence với government levels Kết quả của luận án có thể ảnh hưởng đến hoạch định chính sách ở nhiều cấp độ chính phủ:

• Cấp quốc gia (Bộ Tài nguyên & Môi trường, Bộ Công Thương, Bộ Kế hoạch & Đầu tư): Cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để cập nhật và tinh chỉnh NDC của Việt Nam, xây dựng các chiến lược tăng trưởng xanh quốc gia, và phát triển khung pháp lý cho thị trường carbon quốc gia. Các số liệu về tác động GDP tăng 12% và giảm thất nghiệp xuống 1,1% vào năm 2030 trong kịch bản GE là bằng chứng mạnh mẽ để Chính phủ ưu tiên các chính sách giảm phát thải.
• Cấp địa phương (Ủy ban Nhân dân các tỉnh có ngành thép): Hỗ trợ xây dựng các chính sách môi trường và phát triển công nghiệp địa phương, đặc biệt trong việc cấp phép đầu tư công nghệ mới và quản lý phát thải KNK của các nhà máy thép.

Societal benefits quantified where possible Luận án dự kiến mang lại các lợi ích xã hội đáng kể có thể định lượng:

• Tăng trưởng kinh tế: Kịch bản GE dự kiến làm tăng tổng GDP thực tế của Việt Nam lên 12% vào năm 2030 so với BAU, cho thấy sự tăng trưởng kinh tế không đối lập với giảm phát thải.
• Tạo việc làm và giảm thất nghiệp: Việc thực hiện các biện pháp can thiệp carbon thấp sẽ "gia tăng khoảng 2,2% việc làm trong kịch bản GE so với BAU," đồng thời giảm tỷ lệ thất nghiệp xuống 1,1% vào năm 2030, cải thiện sinh kế và ổn định xã hội.
• Cải thiện chất lượng môi trường: Giảm phát thải KNK trực tiếp dẫn đến cải thiện chất lượng không khí và môi trường sống, giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đối với cộng đồng. Tiềm năng giảm 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030 là một lợi ích môi trường trực tiếp.
• Nâng cao uy tín quốc tế: Việc Việt Nam có hệ số phát thải đặc trưng và kịch bản giảm phát thải đáng tin cậy sẽ nâng cao vị thế của quốc gia trong các diễn đàn quốc tế về biến đổi khí hậu.

International relevance với global implications Nghiên cứu này có ý nghĩa quốc tế sâu rộng:

• Tiềm năng ứng dụng cho các nước đang phát triển: Phương pháp luận và cách tiếp cận của luận án có thể được áp dụng bởi các quốc gia đang phát triển khác, đặc biệt là ở châu Á và châu Phi, những nơi có ngành công nghiệp nặng đang phát triển nhanh chóng và thường phụ thuộc vào các hệ số phát thải mặc định của IPCC. Việc chia sẻ kinh nghiệm của Việt Nam trong việc xây dựng dữ liệu cục bộ sẽ rất có giá trị.
• Đóng góp vào mục tiêu khí hậu toàn cầu: Bằng cách giúp Việt Nam đạt được mục tiêu giảm phát thải KNK trong NDC của mình, luận án gián tiếp đóng góp vào nỗ lực toàn cầu nhằm hạn chế sự nóng lên của Trái đất theo Hiệp định Paris.
• Kinh nghiệm cho chuyển đổi ngành thép toàn cầu: Mặc dù các công nghệ mới như H2-DRI được coi là giải pháp lâu dài cho ngành thép toàn cầu (Lechtenböhmer và nnk, 2016), nghiên cứu này cung cấp bằng chứng rằng các giải pháp ngắn hạn và trung hạn (tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo) vẫn có tiềm năng giảm phát thải đáng kể trong bối cảnh công nghệ hiện có, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.

Đối tượng hưởng lợi

Luận án này tạo ra giá trị thiết thực và sâu sắc cho nhiều đối tượng khác nhau, từ cộng đồng học thuật đến các nhà hoạch định chính sách và ngành công nghiệp.

Doctoral researchers: specific research gaps

• Doctoral researchers: Các nghiên cứu sinh tiến sĩ trong lĩnh vực biến đổi khí hậu, kỹ thuật môi trường, kinh tế năng lượng, và quản lý công nghiệp sẽ được hưởng lợi từ phương pháp luận tiên tiến và dữ liệu thực nghiệm của luận án. Nó cung cấp một mô hình về cách tiến hành nghiên cứu từ dưới lên để xác định hệ số phát thải cục bộ và tích hợp vào mô hình kinh tế vĩ mô. Cụ thể, luận án làm rõ các khoảng trống nghiên cứu như sự cần thiết phải mở rộng quan trắc tại các nhà máy IF, xác định hệ số phát thải phi năng lượng đặc trưng của Việt Nam, và đánh giá các công nghệ sản xuất thép mới đang phát triển trên thế giới. Đây là những hướng đi cụ thể cho các đề tài tiến sĩ trong tương lai.

Senior academics: theoretical advances

• Senior academics: Các học giả và giáo sư sẽ tìm thấy trong luận án những đóng góp lý thuyết quan trọng. Nghiên cứu này mở rộng và thách thức các lý thuyết kiểm kê phát thải truyền thống dựa trên IPCC bằng cách minh chứng giá trị của dữ liệu thực nghiệm ở cấp cơ sở. Nó cung cấp một minh chứng thực tế cho lý thuyết về Phát triển Bền vững thông qua việc định lượng đồng lợi ích kinh tế-xã hội của các chính sách giảm phát thải KNK. Các học giả có thể sử dụng các phát hiện này để tinh chỉnh các mô hình lý thuyết về chuyển đổi công nghiệp xanh và đánh giá chính sách khí hậu.

Industry R&D: practical applications

• Industry R&D: Các bộ phận nghiên cứu và phát triển (R&D) trong ngành thép và các ngành công nghiệp nặng khác (xi măng, hóa chất) ở Việt Nam sẽ hưởng lợi trực tiếp từ các ứng dụng thực tiễn của luận án. Các hệ số phát thải KNK đặc trưng (BOF: 2,63 tCO2tđ/tấn thép; EAF: 0,14 tCO2tđ/tấn thép) cung cấp dữ liệu cơ sở quan trọng để họ:
  • Đánh giá hiệu quả môi trường của các quy trình sản xuất hiện tại.
  • Xác định các lĩnh vực ưu tiên để đầu tư vào công nghệ và quy trình tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo, nhiên liệu sinh học.
  • Lập kế hoạch giảm phát thải nội bộ và đặt mục tiêu phù hợp với lộ trình quốc gia.
  • Chuẩn bị cho việc tham gia thị trường carbon, với tiềm năng giảm 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030, đại diện cho giá trị tín chỉ carbon đáng kể.

Policy makers: evidence-based recommendations

• Policy makers: Các nhà hoạch định chính sách ở các cấp bộ ngành (Bộ Tài nguyên & Môi trường, Bộ Công Thương, Bộ Kế hoạch & Đầu tư) và chính quyền địa phương sẽ có được cơ sở bằng chứng mạnh mẽ để đưa ra các quyết định chính sách về biến đổi khí hậu và phát triển bền vững. Luận án cung cấp:
  • Các khuyến nghị cụ thể về lộ trình giảm phát thải cho ngành thép, tập trung vào công nghệ BOF.
  • Bằng chứng định lượng về tác động kinh tế-xã hội tích cực của các chính sách carbon thấp (tăng GDP 12%, giảm thất nghiệp xuống 1,1% vào năm 2030), giúp biện minh cho các khoản đầu tư vào công nghệ xanh và chính sách môi trường.
  • Thông tin để xây dựng khung pháp lý cho thị trường carbon, đảm bảo tính công bằng và hiệu quả trong việc xác định tín chỉ carbon.

Quantify benefits where possible

• Ngành thép Việt Nam: Có thể tiết kiệm chi phí vận hành thông qua các giải pháp tiết kiệm năng lượng được đề xuất. Đồng thời, tham gia thị trường carbon có thể mang lại nguồn doanh thu mới từ việc bán tín chỉ carbon, với tiềm năng giảm phát thải ước tính 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030. Nếu mỗi tấn CO2tđ có giá trị tín chỉ carbon, ví dụ 10 USD, thì đây là tiềm năng kinh tế 185 triệu USD vào năm 2030.
• Chính phủ Việt Nam: Các chính sách dựa trên nghiên cứu này có thể dẫn đến tăng tổng thu ngân sách chính phủ hơn 12% và tăng đầu tư danh nghĩa hơn 13,5% vào năm 2030 so với kịch bản BAU, hỗ trợ phát triển kinh tế bền vững.
• Người lao động: Dự kiến có thêm khoảng 2,2% việc làm trong kịch bản GE so với BAU, cải thiện đáng kể cơ hội việc làm và giảm tỷ lệ thất nghiệp xuống 1,1% vào năm 2030.

Câu hỏi chuyên sâu

Trả lời các câu hỏi chuyên sâu với thông tin cụ thể từ luận án.

1. Theoretical contribution độc đáo nhất (name theory extended) Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là việc mở rộng Lý thuyết Kiểm kê Khí nhà kính (GHG Inventory Theory), đặc biệt là các hướng dẫn của IPCC (IPCC Guidelines 2006), bằng cách phát triển và áp dụng một phương pháp luận từ dưới lên để xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng cục bộ cho ngành sản xuất thép ở Việt Nam. Trước đây, lý thuyết này chủ yếu dựa vào hệ số mặc định toàn cầu hoặc khu vực, dẫn đến "tính không chắc chắn của kết quả còn cao" khi áp dụng cho bối cảnh cụ thể của Việt Nam. Luận án đã trực tiếp giải quyết hạn chế này, chứng minh rằng việc đo đạc trực tiếp tại cơ sở sản xuất có thể cung cấp "cơ sở khoa học cho việc tính toán kiểm kê phát thải KNK của Việt Nam" với độ chính xác và tính đặc trưng cao hơn. Điều này tinh chỉnh và làm phong phú thêm khung lý thuyết hiện có, khuyến khích các quốc gia khác xem xét phát triển hệ số phát thải cục bộ của riêng họ.

2. Methodology innovation (compare với 2+ prior studies) Đổi mới phương pháp luận của luận án nằm ở việc kết hợp độc đáo giữa phương pháp quan trắc nguồn thải từ dưới lên (bottom-up) và mô hình hóa kịch bản từ trên xuống (top-down).

• Đổi mới: Nghiên cứu đã tiến hành quan trắc trực tiếp tại Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên bằng máy đo khí thải Testo 350 và thiết bị đo lưu lượng Testo 510 với ống Pitot trong 15 ngày (01-15/03/2023) để xác định nồng độ và lưu lượng KNK, từ đó tính toán hệ số phát thải đặc trưng cho công nghệ BOF (2,63 tCO2tđ/tấn thép) và EAF (0,14 tCO2tđ/tấn thép). Các hệ số này sau đó được sử dụng làm đầu vào cho mô hình hóa kịch bản cấp ngành và mô hình GEM cấp quốc gia để đánh giá tác động kinh tế-xã hội.
• So sánh:
  1. So với các báo cáo quốc gia KNK của Việt Nam (TBQG, BUR): Các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam, bao gồm các TBQG 1,2,3 và BUR 1,2,3, "tuân thủ các hướng dẫn kiểm kê quốc gia KNK của IPCC" và "sử dụng hệ số phát thải mặc định của IPCC." Luận án này khác biệt cơ bản bằng cách tạo ra các hệ số phát thải cục bộ, từ đó giảm độ không chắc chắn mà các báo cáo trước đây phải đối mặt.
  2. So với nghiên cứu của PGS. Trần Xuân Trường (2020) và Dự án PMR ngành thép (Bộ Công Thương, 2020): Mặc dù nghiên cứu của Trần Xuân Trường (2020) đã sử dụng "phương pháp kiểm kê phát thải KNK theo GL 2006 để tính toán lượng phát thải KNK trong cho lĩnh vực luyện kim của Việt Nam với phương pháp tính toán chi tiết và chỉ dẫn các HSPT và nguồn số liệu hoạt động," và Dự án PMR cũng ước tính các hệ số phát thải, nhưng các nghiên cứu này vẫn chủ yếu dựa trên số liệu hoạt động và hệ số có sẵn. Luận án này vượt trội hơn bằng cách trực tiếp đo đạc và xác định các hệ số phát thải tại nguồn, cung cấp dữ liệu thực nghiệm mới, "phù hợp với điều kiện công nghệ ở trong nước," điều mà các nghiên cứu trước chưa thực hiện đầy đủ.

3. Most surprising finding (với data support) Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất của luận án là việc tổng phát thải KNK của ngành thép Việt Nam vẫn sẽ tiếp tục tăng nhanh chóng trong tương lai, ngay cả khi áp dụng các giải pháp giảm phát thải KNK đáng kể theo kịch bản carbon thấp (GE).

• Data Support: Theo kịch bản cơ sở (BAU), tổng phát thải KNK của ngành thép sẽ "tăng nhanh chóng hơn gấp hai lần (từ hơn 26,7 triệu tCO2tđ vào năm 2019 lên đến hơn 64 triệu tCO2tđ vào năm 2030)." Trong kịch bản GE, mặc dù có tiềm năng giảm 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030, "xu thế phát thải KNK vẫn tăng so với các giai đoạn trước." Nguyên nhân là do "sản lượng thép từ công nghệ BOF (có hệ số phát thải KNK lớn) ngày càng tăng" và "chiếm tỉ trọng chính với khoảng 91,5% vào năm 2030," trong khi sản lượng EAF (có hệ số phát thải nhỏ) tăng không đáng kể. Điều này cho thấy rằng tốc độ tăng trưởng sản lượng của công nghệ phát thải cao đang lấn át nỗ lực giảm phát thải từ các giải pháp công nghệ.

4. Replication protocol provided? Luận án đã cung cấp một giao thức tái lập (replication protocol) rõ ràng cho việc xác định hệ số phát thải KNK từ quan trắc nguồn thải.

• Chi tiết giao thức:
  • Thiết bị: Máy đo khí thải Testo 350 (đo nồng độ CO2, CH4, N2O) và thiết bị đo chênh lệch áp suất Testo 510 với ống Pitot (đo lưu lượng khí thải).
  • Cách đo nồng độ: Đưa thanh cảm biến vào vị trí lấy mẫu tại ống khói (sau xử lý khí thải, sau quạt khói), giữ cố định tại trung tâm, ghi nhận giá trị lặp lại và lấy trung bình.
  • Cách đo lưu lượng: Thực hiện tại vị trí trên đường ống dẫn khói, tại đầu hút của quạt khói, sau bộ lọc bụi túi vải của lò luyện thép.
  • Công thức tính toán EF: EFx = (C𝑥 x Q / B) x 10−9 (tấn KNK/tấn sản phẩm), trong đó Cx là nồng độ KNKx (mg/m3), Q là lưu lượng khí thải (m3/h), B là khối lượng sản phẩm trong một giờ (tấn/h).
• Khả năng tái lập: Mặc dù giao thức này được mô tả chi tiết, việc tái lập hoàn toàn có thể gặp thách thức do cần tiếp cận trực tiếp các nhà máy, có các thiết bị chuyên dụng và đội ngũ nhân sự có kinh nghiệm. Tuy nhiên, các nguyên tắc và công thức cơ bản đã được cung cấp đủ để các nhà nghiên cứu khác có thể thử nghiệm áp dụng tại các cơ sở tương tự.

5. 10-year research agenda outlined? Luận án đã phác thảo một chương trình nghiên cứu dài hạn, bao gồm nhiều hướng đi cụ thể cho 10 năm tới.

• Các hướng chính:
  1. Mở rộng quan trắc quốc gia: "Tiếp tục hướng nghiên cứu của Luận án, thực hiện quan trắc và đo đạc tại tất cả các nhà máy sản xuất thép tại Việt Nam, đặc biệt các nhà máy có sử dụng công nghệ IF." Mục tiêu là có được bộ dữ liệu EFs đặc trưng toàn diện cho toàn ngành thép Việt Nam.
  2. Nghiên cứu hệ số phát thải phi năng lượng: "Trong thời gian tới cần nghiên cứu xác định hệ số phát thải phi năng lượng cho các nhà máy sản xuất thép ở Việt Nam nhằm thay cho các hệ số mặc định được hướng dẫn bởi IPCC." Điều này sẽ giải quyết một trong những hạn chế lớn nhất của luận án hiện tại.
  3. Đánh giá các công nghệ sản xuất thép mới: "cần phải có các nghiên cứu cho các công nghệ này nếu được ứng dụng tại Việt Nam trong thời gian tới" (ví dụ: hoàn nguyên nấu chảy – lò chuyển ôxy – đúc liên tục và hoàn nguyên trực tiếp – lò điện hồ quang – đúc liên tục).
  4. Phân tích chính sách và cơ chế thị trường carbon: Mặc dù không nêu trực tiếp trong "kiến nghị," phần tác động của luận án đã gợi ý nghiên cứu sâu hơn về cách các hệ số phát thải này có thể được sử dụng trong việc thiết lập "thị trường Carbon hoạt động tại Việt Nam," bao gồm việc xác định tín chỉ carbon.
  5. Phân tích chi phí-hiệu quả của các giải pháp: Nghiên cứu trong tương lai cần phân tích kỹ lưỡng hơn về hiệu quả chi phí của từng giải pháp giảm phát thải để hỗ trợ các quyết định đầu tư thực tế cho doanh nghiệp.

Chương trình này thể hiện cam kết tiếp tục đóng góp vào việc kiểm kê và giảm phát thải KNK một cách chính xác và hiệu quả hơn tại Việt Nam.

Kết luận

Luận án này đại diện cho một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực khoa học khí hậu và quản lý môi trường tại Việt Nam, cung cấp một khuôn khổ toàn diện và dựa trên bằng chứng để giải quyết thách thức phát thải khí nhà kính (KNK) từ ngành sản xuất thép.

1. Xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng: Luận án đã thành công trong việc phát triển và áp dụng một phương pháp luận từ dưới lên để đo đạc trực tiếp và xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng cho hai công nghệ sản xuất thép chính ở Việt Nam: 2,63 tCO2tđ/tấn thép cho công nghệ BOF và 0,14 tCO2tđ/tấn thép cho công nghệ EAF. Những con số này mang lại độ chính xác cao hơn đáng kể so với các hệ số mặc định của IPCC.
2. Xây dựng kịch bản giảm phát thải có căn cứ: Dựa trên các hệ số phát thải đặc trưng và dữ liệu sản lượng, luận án đã xây dựng kịch bản phát thải KNK cơ sở (BAU) và kịch bản giảm phát thải carbon thấp (GE). Kịch bản GE chứng minh tiềm năng giảm 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030 cho ngành thép, với các giải pháp tập trung vào tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học.
3. Định lượng tác động kinh tế-xã hội tích cực: Phân tích bằng mô hình GEM đã chứng minh rằng các biện pháp giảm phát thải KNK không chỉ mang lại lợi ích môi trường mà còn thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, với GDP thực tế tăng 12% và tỷ lệ thất nghiệp giảm xuống 1,1% vào năm 2030 trong kịch bản GE so với BAU.
4. Nâng cao độ tin cậy của kiểm kê KNK quốc gia: Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để Việt Nam nâng cao chất lượng và độ tin cậy của báo cáo kiểm kê KNK, đóng góp vào các cam kết quốc tế trong NDC.
5. Nền tảng cho thị trường carbon: Hệ số phát thải được xác định riêng cho Việt Nam sẽ đóng vai trò then chốt trong việc "xác định được các tín chỉ carbon một cách rõ ràng và công bằng hơn" khi thị trường carbon đi vào hoạt động, mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho doanh nghiệp và quốc gia.
6. Xác định thách thức và lộ trình ưu tiên: Mặc dù có tiềm năng giảm phát thải, luận án cũng chỉ ra rằng tổng phát thải KNK của ngành thép vẫn sẽ tăng do tốc độ tăng trưởng sản lượng của công nghệ BOF. Điều này nhấn mạnh sự cần thiết phải ưu tiên các giải pháp giảm phát thải cho công nghệ BOF và xem xét các công nghệ đột phá trong tương lai.

Paradigm advancement với evidence Luận án đã tạo ra một bước tiến trong mô hình (paradigm advancement) từ việc dựa vào các hệ số phát thải toàn cầu mặc định sang một cách tiếp cận dựa trên dữ liệu thực nghiệm cục bộ (empirical, bottom-up approach) trong kiểm kê KNK ngành công nghiệp nặng. Bằng chứng rõ ràng là sự thành công trong việc xác định các hệ số phát thải KNK cho công nghệ BOF (2,63 tCO2tđ/tấn thép) và EAF (0,14 tCO2tđ/tấn thép) thông qua quan trắc trực tiếp tại Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên, từ đó thách thức giả định về tính phổ quát của các hệ số mặc định của IPCC.

3+ new research streams opened Nghiên cứu này đã mở ra ít nhất ba dòng nghiên cứu mới:

1. Phát triển hệ số phát thải đặc trưng cho các ngành công nghiệp khác tại Việt Nam: Nhu cầu mở rộng quan trắc và xác định hệ số phát thải KNK đặc trưng cho các nhà máy và công nghệ khác (ví dụ: công nghệ IF trong ngành thép, ngành xi măng, hóa chất) là rõ ràng.
2. Nghiên cứu sâu về hệ số phát thải phi năng lượng: Cần có nghiên cứu chuyên biệt để xác định hệ số phát thải KNK từ các quá trình phi năng lượng trong ngành thép Việt Nam, thay thế sự phụ thuộc vào dữ liệu của IPCC.
3. Đánh giá tiềm năng và rào cản của công nghệ khử carbon đột phá: Các nghiên cứu về khả năng ứng dụng và tác động của các công nghệ sản xuất thép mới như hoàn nguyên dựa trên hydro và điện phân quặng sắt trong bối cảnh Việt Nam.

Global relevance với international comparison Luận án có ý nghĩa toàn cầu, đặc biệt đối với các quốc gia đang phát triển khác với ngành công nghiệp nặng tương tự. Phương pháp luận tiên tiến của nó cung cấp một mô hình để họ tự phát triển các hệ số phát thải đặc trưng, nâng cao tính chính xác của báo cáo khí hậu quốc gia của họ. Việt Nam, thông qua nghiên cứu này, đã chứng minh khả năng đóng góp vào nỗ lực giảm phát thải KNK toàn cầu bằng cách cung cấp dữ liệu minh bạch và các chiến lược giảm nhẹ khả thi, đồng thời đạt được các mục tiêu phát triển kinh tế-xã hội. Ví dụ, trong khi các nước phát triển như Đức đã đầu tư mạnh vào công nghệ H2-DRI để khử cacbon ngành thép (Lechtenböhmer và nnk, 2016), nghiên cứu này của Việt Nam tập trung vào việc tối ưu hóa các công nghệ hiện có để đạt được hiệu quả giảm phát thải đáng kể, cung cấp một lộ trình thực tế hơn cho nhiều quốc gia.

Legacy measurable outcomes Di sản của luận án được đo lường bằng các kết quả cụ thể:

• Hệ số phát thải KNK được chuẩn hóa: 2,63 tCO2tđ/tấn thép (BOF) và 0,14 tCO2tđ/tấn thép (EAF) được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong kiểm kê KNK của Việt Nam.
• Mức giảm phát thải KNK thực tế: Ngành thép Việt Nam đạt được mức giảm phát thải gần với tiềm năng 18,5 triệu tCO2tđ vào năm 2030, thể hiện hiệu quả của các chính sách dựa trên nghiên cứu.
• Thúc đẩy tăng trưởng GDP và việc làm: Việt Nam đạt được tăng trưởng GDP cao hơn và tỷ lệ thất nghiệp thấp hơn như dự kiến trong kịch bản GE, chứng minh lợi ích kép của hành động khí hậu.