Các nước đang phát triển quanh ta đã và đang đối phó với nạn kẹt xe và ùn tắt giao thông đô thị. Trong khi đó ở các thành phố lớn của các nước phát triển ở khu vực châu âu và Bắc Mỹ, vấn đề ùn tắt giao thông ít xảy ra hơn, mặc dù mật độ giao thông công cộng ở các nước này cao hơn nhiều. Sở dĩ vậy, vì các nước phát triển đã có hệ thống giao thông công cộng và hệ thống này liên tục được nâng cấp từ hàng trăm năm nay. ở các nước phát triển, xe buýt là phương tiện giao thông công cộng chính ở các thành phố nhỏ; những thành phố cỡ trung thì kết hợp xe buýt và tramway, còn ở những thành phố lớn, ngoài hai phương tiện trên còn có thêm tàu điện ngầm (metro). Các phương tiện vận chuyển công cộng có thể chạy chung trên đường với các phương tiện giao thông khác hoặc chạy trên những tuyến đường đặc biệt dành cho xe buýt với các loại xe buýt đơn, xe buýt 2 tầng, xe buýt 2 thân.
Mặc dù phương tiện vận chuyển công cộng của các nước phát triển được đổi mới và hiện đại hóa liên tục, nhưng người ta vẫn chưa hài lòng với chất lượng hoạt động của chúng, nhất là về mặt ô nhiễm môi trường. Vì vậy, các nghiên cứu về những giải pháp kỹ thuật nhằm đạt đến xe buýt sạch vẫn luôn là vấn đề thời sự.
ở các nước phát triển, xe buýt sạch là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ô tô chạy trong thành phố hiện nay. Các giải pháp này tập trung hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng xe buýt chạy điện, chạy bằng pin nhiên liệu, xe buýt đa động lực hoặc xe buýt chạy bằng các loại nhiên liệu không truyền thống như LPG, khí thiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel... Chúng tôi xin giới thiêu một số xe buýt sạch sau đây:
Xe buýt chạy bằng ắc quy hiện đang được nghiên cứu phát triển. Giải pháp này làm giảm ô nhiễm môi trường không khí trong thành phố, nhưng không làm giảm ô nhiễm môi trường một cách tổng thể nếu nguồn điện dùng để nạp ắc quy được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Ngày nay, xe buýt chạy bằng ắc quy đã đạt được những tính năng vận hành cần thiết trên hệ thống giao thông công cộng, nhưng giải pháp này còn bị giới hạn bởi quãng đường hoạt động độc lập của phương tiện do năng lượng dự trữ ở ắc quy còn hạn chế.
Xe buýt đa động lực sử dụng ít nhất hai nguồn sức kéo bổ sung cho nhau. Các nguồn sức kéo này có thể là động cơ điện và động cơ nhiệt hoặc động cơ điện và hệ thống ắc quy động năng. Động cơ nhiệt chỉ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy, nên nó luôn luôn làm việc ở chế độ tối ưu, do đó mức độ phát ô nhiễm của nó giảm.
Xe buýt chạy bằng pin nhiên liệu: Một trong những giải pháp của nguồn năng lượng sạch cung cấp cho ô tô trong tương lai là pin nhiên liệu. Pin nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp hóa năng trong nhiên liệu thành điện năng. Do không có quá trình cháy xảy ra, nên sản phẩm hoạt động của pin nhiên liệu là điện, nhiệt và hơi nước. Vì vậy, có thể nói, xe buýt hoạt động bằng pin nhiên liệu là xe buýt sạch tuyệt đối theo nghĩa phát thải chất ô nhiễm trong khí xả.
Xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên rất hữu ích về năng lượng thay thế trong tương lai, đặc biệt về phương diện giảm ô nhiễm môi trường trong thành phố. Cho tới nay, có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên trên xe buýt, đó là khí thiên nhiên dưới dạng khí và khí thiên nhiên dưới dạng lỏng. Xe buýt chạy bằng khí hoá lỏng (LPG) ngày càng trở nên ưa chuộng do những đặc điểm nổi bật của nó về giảm ô nhiễm môi trường và công nghệ chuyển đổi. Xe buýt dùng LPG có truyền thống lâu đời nhất là ở thủ đô Viên của áo. Từ năm 1963, thành phố này đã sử dụng xe buýt chạy bằng LPG và cho tới nay, Viên có 500 xe buýt LPG trong đội xe vận chuyển công cộng. Các nước khác ở châu Âu cũng sử dụng nguồn năng lượng này để chạy xe buýt, như Đan Mạch, Hà Lan, Tây Ban Nha, ý, Pháp... Việc chuyển đổi ô tô chạy bằng nhiên liệu lỏng sang dùng LPG có thể được thực hiện theo ba hướng: Sử dụng duy nhất nhiên liệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng đồng thời diesel và LPG (dual fuel).
Lựa chọn phương án Xe buýt “sạch” cho các đô thị Việt Nam
ở nước ta, hầu như chưa có thành phố nào có hệ thống giao thông công cộng được hình thành tương đối rõ nét. Mới đây, Thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội đã tăng cường công tác vận chuyển khách công cộng bằng những tuyến xe buýt mẫu. Tuy nhiên, do phương tiện không phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có, nên ách tắt giao thông xảy ra, xe buýt không đảm bảo được giờ giấc qui định, gây trở ngại cho người sử dụng. Mặc dù chính quyền các thành phố phải bỏ ra một khoản tiền lớn để bù lỗ, nhằm duy trì hoạt động của các tuyến xe này, nhưng lượng người sử dụng vẫn rất khiêm tốn.
Thành phố Đà Nẵng từ hơn 5 năm nay đã đưa vào vận hành các tuyến xe buýt cỡ trung. Các xe buýt này chủ yếu chở khách ra vào khu vực ngoại thành chứ không phải xe buýt chạy trong thành phố theo đúng nghĩa của nó. Cho tới nay, phương tiện chở khách chủ yếu trong khu vực thành phố vẫn là các kiểu xe “Lam” ba bánh hay bốn bánh. Các loại phương tiện này có số chỗ ngồi thấp, nhưng chúng rất cơ động. Nhờ kích thước nhỏ nên chúng không gây ảnh hưởng đáng kể đến ách tắc giao thông trên đường phố. Do đó, trong khi hệ thống giao thông công cộng chưa được qui hoạch một cách bài bản, thì việc sử dụng xe buýt cỡ nhỏ để chở khách là phù hợp nhất đối với Thành phố Đà Nẵng. Vấn đề còn lại là chọn phương án xe buýt sạch cho phù hợp.
Theo sự phân tích trên đây thì giải pháp lý tưởng để đạt xe buýt sạch theo thứ tự là xe buýt chạy điện, xe buýt chạy bằng pin nhiên liệu, xe buýt đa động lực. Trong khi chờ đợi hoàn thiện các giải pháp này thì việc sử dụng các loại nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng LPG) là giải pháp tích cực nhất đối với xe buýt sạch. Các loại nhiên liệu sinh học (như ethanol, colza) có lợi thế so sánh thấp về mặt môi trường và giá thành của chúng còn cao, nên hạn chế về mặt sử dụng; nhiên liệu DME tổng hợp từ khí thiên nhiên đang được nghiên cứu; nhiên liệu khí hydro chưa có triển vọng ứng dụng trên ô tô sử dụng động cơ nhiệt, do khó khăn trong việc lưu trữ và giá thành.
Xu hướng phát triển xe buýt sử dụng điện và pin nhiên liệu phụ thuộc vào khả năng hoàn thiện các loại động cơ nhiệt truyền thống và sử dụng các nguồn nhiên liệu sạch thay thế các nguồn nhiên liệu lỏng hiện nay. Mức độ phát thải NOx là chỉ tiêu so sánh mức độ sạch của các phương án xe buýt khác nhau. Theo dự báo thì trong vòng 10 năm tới, kỹ thuật làm giảm NOx bằng cách cải thiện động cơ diesel, sử dụng LPG và khí thiên nhiên rẻ hơn là sử dụng pin nhiên liệu. Trong tương lai dài hơn thì việc giảm NOx bằng cách sử dụng pin nhiên liệu trên xe buýt sẽ có giá thành tương đương với việc cải thiện động cơ diesel để đạt cùng mức độ hiệu quả. Để đạt được cùng tính năng kinh tế và mức độ phát ô nhiễm đối với động cơ sử dụng LPG, thì trong thập niên 2010, giá nhiên liệu hydro phải giảm đi 50% và giá thành pin nhiên liệu phải giảm đi 30% so với giá cả hiện nay. Vì vậy, trong vòng 2 thập niên tới, xe buýt chạy bằng pin nhiên liệu vẫn chưa có lợi thế cạnh tranh so với các loại nhiên liệu thay thế. ở Pháp, xu hướng phát triển xe buýt sạch được lựa chọn ưu tiên theo thứ tự là sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng LNG, khí dầu mỏ hóa lỏng LPG và điện.
Vì vậy, theo những phân tích trên đây, chúng ta chỉ nên cân nhắc sử dụng khí thiên nhiên hay khí dầu mỏ hóa lỏng LPG để làm nhiên liệu chạy xe buýt trên hệ thống giao thông công cộng của chúng ta đến năm 2020.
Đứng về mặt năng lượng và môi trường mà nói thì sử dụng khí thiên nhiên để chạy xe buýt về lâu dài là tối ưu nhất. Khí thiên nhiên ở nước ta có trữ lượng lớn và chúng ta đang khai thác để cung cấp năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện và sản xuất phân đạm. Mỏ khí thiên nhiên ở Nam Côn Sơn và đường ống dẫn khí vào đất liền đang được khẩn trương xây dựng. Khu vực thềm lục địa miền Trung cũng có nhiều mỏ khí thiên nhiên với trữ lượng đáng kể. Mặt khác, một khối lượng lớn khí thiên nhiên thu được từ các mỏ dầu đã và sắp khai thác của ta, hứa hẹn một nguồn năng lượng sạch dồi dào để phát triển kinh tế quốc dân, trong đó có ngành Giao thông Vận tải. Sử dụng nguồn năng lượng này cho giao thông công cộng chúng ta sẽ tiết kiệm được một số lượng dầu mỏ rất lớn để xuất khẩu và hạn chế được các chất khí gây ô nhiễm môi trường ở các thành phố. Tuy nhiên, sử dụng khí thiên nhiên cho phương tiện vận tải đòi hỏi đầu tư ban đầu rất lớn, nhất là khi hệ thống phân phối khí thiên nhiên gia dụng trong thành phố chưa được thiết lập.
Giá thành xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên cũng cao hơn rất nhiều so với xe buýt chạy bằng nhiên liệu lỏng. ở Mỹ, xe buýt chạy bằng khí thiên nhiên nén hiện nay đắt hơn xe buýt diesel truyền thống từ 25000 đến 50000USD/chiếc, do phải trang bị thêm bình chứa khí trên ô tô và các hệ thống an toàn liên quan khác.
Vì vậy, trong điều kiện của nước ta từ nay đến 2020, sử dụng khí dầu mỏ hoá lỏng LPG để chạy xe buýt là phù hợp nhất. Trước hết, chúng ta có thể chủ động nguồn năng lượng này, tuy chúng không dồi dào như khí thiên nhiên. Hiện nay chúng ta có nhà máy sản xuất ga Dinh Cố và trong tương lai gần, nhà máy lọc dầu đầu tiên đi vào hoạt động, sản lượng khí đồng hành của nhà máy là nguồn cung cấp nhiên liệu LPG. Mặt khác, các nhà máy tinh luyện khí thiên nhiên cũng là nguồn cung cấp loại nhiên liệu này, nên khả năng độc lập nhiên liệu LPG của chúng ta cũng rất lớn. Vấn đề thứ hai là chúng ta có thể chủ động chế tạo những phụ kiện cơ bản của hệ thống nhiên liệu LPG bằng công nghệ trong nước.
Lời kết
Việc nghiên cứu qui hoạch hệ thống giao thông công cộng cũng như lựa chọn phương tiện vận chuyển khách phù hợp ở các thành phố nước ta hiện nay là rất bức bách, đặc biệt là đối với Thành phố Đà Nẵng, Thành phố đang phát triển mạnh về cơ sở hạ tầng.
Phương tiện giao thông đô thị phù hợp với Thành phố Đà Nẵng hiện nay là xe buýt cỡ nhỏ.
Trong vòng hai thập niên tới, việc sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG để chạy xe buýt là phương án lý tưởng nhất để làm giảm ô nhiễm môi trường không khí ở các thành phố nước ta.
