Buzz
Jet A-1, một loại nhiên liệu màu vàng cỏ dùng trong hầu hết các máy bay lớn là một chất khó thay thế. Nó chứa đựng năng lượng nhiều; đối với cùng trọng lượng, ít nhất là 60 lần so với pin lithium-ion dùng để điều khiển ô tô điện. Nó cũng làm hại cho khí hậu. Vì vậy, khi ngành hàng không dần dần tham gia vào cam kết toàn cầu để loại bỏ khí thải carbon, họ chủ yếu hứa sẽ đền bù cho thiệt hại của họ ở những nơi khác—thông qua các biện pháp đền bù có thể bao gồm việc trồng cây, phục hồi đất ngập nước, hoặc trả tiền cho những người giữ gìn hệ sinh thái mà nếu không đã bị phá hủy. Nhưng theo một lượng lớn nghiên cứu ngày càng tăng, những nỗ lực đó đã bỏ sót một điều gì đó: Hầu hết các ảnh hưởng làm ấm hành tinh do bay không phải từ carbon dioxide.
Đốt cháy nhiên liệu máy bay ở độ cao 35,000 feet tạo ra một chuỗi phản ứng phân tử trong tầng đối lưu. Sự đốt cháy ban đầu tạo ra một tia phóng các hạt—lưu huỳnh, oxit nitơ, than đen, và hơi nước. Ở những độ cao lạnh giá đó, một số hạt trở thành hạt nhân quanh đó hơi ngưng lại và sau đó nhanh chóng đóng băng, giúp tạo ra những vệt mây mũm mĩm hoặc duy trì dưới dạng mây cirrus mảnh, cao ở độ cao. Dưới ánh nắng mặt trời, các phân tử nitơ kích thích một chuỗi phản ứng tạo ra ozone và phá hủy methane khí quyển tự do. Việc xác định ý nghĩa của toàn bộ hóa học này là khó khăn. Một số phản ứng như phá hủy methane, giúp làm lạnh Trái Đất. Những phản ứng khác làm ấm nó. Tất cả phụ thuộc vào điều kiện khí quyển cho mỗi chuyến bay, nhân với hàng chục nghìn chiếc máy bay vẽ về bầu trời mỗi ngày.
Nói chung, các ảnh hưởng làm ấm tích tụ. Trong một phân tích công bố năm ngoái, một nhóm nghiên cứu quốc tế ghi nhận 3,5% tổng lượng làm ấm năm 2011 chỉ từ ngành hàng không—số này có vẻ nhỏ, nhưng con số này đã tăng nhanh chóng. Tác giả phát hiện rằng khoảng hai phần ba lượng làm ấm do hàng không tạo ra vào thời điểm đó đến từ tất cả những yếu tố không phải là khí thải CO2.
Chính vì vậy, một số nhà khoa học lập luận rằng thuật ngữ “carbon-neutral” không có ý nghĩa nhiều, ít nhất là khi nói đến việc lái máy bay. Nếu ngành hàng không muốn đóng góp phần của mình để đạt được mục tiêu nhiệt độ toàn cầu, tốt hơn là nghĩ theo cách “khí hậu-neutral,” theo lời Nicoletta Brazzola, một nhà nghiên cứu chính sách khí hậu tại ETH Zurich. Trong một nghiên cứu được công bố tuần này trên Nature Climate Change, cô ấy chỉ ra mọi cách để đạt được điều đó, bao gồm quy tắc để bay hiệu quả hơn, công nghệ mới như nhiên liệu thấp carbon và pin, và những nỗ lực chặt chẽ hơn để loại bỏ carbon khỏi không khí vượt ra khỏi việc hủy bỏ hết khí thải CO2 của ngành hàng không, tính đến tất cả các ảnh hưởng làm ấm của ngành công nghiệp. Và, ồ, ít bay hơn. “Điều này sẽ đòi hỏi một nỗ lực khổng lồ để đáp ứng khuôn khổ khí hậu-neutral này chỉ thông qua các biện pháp công nghệ và không có thay đổi lối sống,” cô ấy nói.
Đến nay, ngành công nghiệp tập trung vào việc đền bù carbon. Đó là khí nhà kính chúng ta đều biết, và nó dễ đo lường cách nhiệt đốt cháy nhiên liệu máy bay chuyển thành tấn khí thải carbon. Điều đó dựa trên sự hiểu biết sâu rộng về nhiên liệu và động cơ hiện tại. Hãng hàng không đã tính toán những con số đó và để khách hàng xem thiệt hại của họ—và thường trả thêm một chút tiền để đền bù cho những khí thải thông qua các chương trình đối tác như việc trồng cây. Dự kiến sự tăng trưởng tiếp tục trong nhu cầu vận tải hàng không, các thành viên của Tổ chức Hàng không Dân dụ (ICAO) đã cam kết giữ cho lượng khí thải carbon net tại mức năm 2019 thông qua những hình thức đền bù đó. Chính nỗ lực đó cũng còn xa hoàn hảo—nhiều cuộc điều tra đã phát hiện ra rằng nhiều chương trình đền bù mà hãng hàng không hợp tác thường đánh giá cao lượng carbon mà họ lưu trữ thành công. Và một lần nữa, những kế hoạch đó đều xoay quanh carbon.
Một phần, điều này bởi vì việc tính toán tất cả các yếu tố không phải CO2 là khó khăn. Hóa học không khí ở độ cao 35,000 feet inherently tập trung, phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ và độ ẩm. Sự không chắc chắn nhất là hành vi tiềm ẩn của contrails—những sợi mây hình thành sau máy bay khi các phân tử nước ngưng tụ quanh hạt thải và đóng băng. “Việc microphysics cơ bản của các tinh thể băng khá khó kiểm soát,” nói David Lee, một nhà khoa học khí quyển tại Đại học Metropolitan Manchester nghiên cứu về khí thải hàng không. Nếu không khí đủ ẩm và lạnh, chúng có thể lưu lại dưới dạng mây cirrus, và điều này có thể có ảnh hưởng làm ấm tốt. Thời gian trong ngày là một yếu tố X khác. Trong ban ngày, những đám mây đó có thể phản chiếu ánh sáng mặt trời, giữ cho Trái Đất mát mẻ. Nhưng chúng cũng có thể giữ nhiệt, đặc biệt là vào ban đêm.
Lý thuyết, có thể giảm nhẹ một số ảnh hưởng đó bằng cách bay khác biệt—tránh những vùng không khí đặc biệt lạnh và ẩm chẳng hạn, hoặc bay ít hơn vào ban đêm. Nhưng các mô hình khí quyển mà ngành hàng không tin tưởng vào không đủ tốt để dự đoán đúng điều kiện chính xác dọc đường bay—và có nguy cơ thay đổi mô hình bay có thể phát thải nhiều CO2 trong khi mang lại ít lợi ích. “Rủi ro làm tồi điều đó rất, rất thực tế cho đến khi chúng ta có thể dự đoán chính xác hơn,” Lee nói.
Có thể là tốt hơn để giải quyết vấn đề khí thải liên quan trực tiếp đến nhiên liệu máy bay, nhưng việc tìm kiếm các loại thay thế là thách thức. Pin còn một chặng đường dài để đi trước khi chúng có đủ năng lượng cho chuyến bay, thậm chí là cho những chuyến bay ngắn mang ít hành khách. (Mặc dù các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu những hóa chất có mật độ năng lượng cao hơn, ngoại trừ pin lithium-ion được sử dụng trong ô tô.) Một khả năng khác là sản xuất nhiên liệu máy bay bền vững được sản xuất từ các nguồn hút CO2, như cây trồng hoặc tảo. Điều này sẽ giúp máy bay tiến gần hơn đến tình trạng carbon neutral, vì carbon trong nhiên liệu ban đầu được lấy từ không khí. Nhưng có những thách thức về quy mô sản xuất lớn của những nhiên liệu đó.
Trong khi đó, “đòn bẩy lớn nhất bạn có là tiết kiệm nhiên liệu,” nói Rohini Sengupta, quản lý cấp cao về bền vững môi trường và khí hậu tại United Airlines. Ngoài việc giảm CO2, điều đó giúp giảm nhẹ các hình thức làm ấm khác, bằng cách giảm phát thải nitrogen và than. Hãng hàng không cũng đang nỗ lực mở rộng việc sử dụng nhiên liệu bền vững đến năm 2030 và theo đuổi chuyển từ các biện pháp đền bù carbon yếu đuối hơn sang các chiến lược loại bỏ carbon mạnh mẽ hơn để đạt được mục tiêu carbon-neutral vào năm 2050.
Trong một tuyên bố, Southwest Airlines cũng cho biết công ty sẽ tiếp tục theo dõi nghiên cứu không phải CO2 và chỉ đến đầu tư của mình vào nhiên liệu máy bay bền vững. Đại diện từ Delta, American và British Airways-parent IAG không phản hồi yêu cầu phỏng vấn.
Một điều tốt là ảnh hưởng không phải CO2 của một chiếc máy bay cụ thể lao vút qua bầu trời là có hạn. Mây hình thành và sau đó mờ đi, và các phân tử như ozone bị phá hủy bởi các quá trình hóa học trong vòng vài tháng. (Ngược lại, khí thải CO2 tiếp tục tích tụ trong không khí hàng nghìn năm.) Điều này có nghĩa là những nỗ lực ngày nay để kiểm soát ảnh hưởng không phải CO2 sẽ có tác động ngay lập tức đối với sự làm ấm.
Chìa khóa là kiểm soát việc sử dụng nhiên liệu. “Chúng ta nghiện bay, mặc dù chỉ là một phần nhỏ dân số thực sự bay,” nói Lee, người đã tránh bay cá nhân trong suốt 21 năm qua (mặc dù công tác kinh doanh đã đưa anh đi khắp thế giới trước đại dịch). Yêu cầu người ta thay đổi hành vi của họ không bao giờ dễ dàng, nhưng sự mất cân đối hiện tại là lý do hơn nữa cho những người có sự lựa chọn về cách họ đi lại để xem xét tác động của họ, Brazzola nói với tôi từ một hòn đảo Hy Lạp nóng bỏng, nơi cô đang nghỉ ngơi. Cô đã đến đích bằng một chuỗi phức tạp của tàu hỏa, xe buýt và thuyền. “Đó là một hành trình khá đặc biệt,” cô ấy nói. Nhưng là một bước đi đúng hướng.
