So sánh chi phí xã hội của xăng sinh học và xăng hóa thạch: Trường hợp nghiên cứu của Việt

Nam (Comparing the social costs of biofuels and fossil fuels: a case study of Vietnam)*

Loan T. Lea, Ekko C. van Ierlandb, Xueqin Zhub, Justus Wesselerc, and Giang Ngod

a Khoa Kinh Tế, Đại Học Nông Lâm TP.HCMbBộ môn Kinh tế tài nguyên môi trường, Trường Wageningen, Hollandseweg 1, 6706 KN Wageningen, Hà Lanc Bộ môn nông nghiệp và thực phẩm, Technische Universität München, Weihenstephaner Steig 22, 85354 Freising, Đứcd Viện nghiên cứu cây có dầu, Bộ Công Thương, 171 Hàm Nghi, Quận 1, Hồ Chí Minh, Việt Nam

Tóm tắt

Việc xăng sinh học thay thế cho xăng hóa thạch được khuyến cáo trong các nghiên cứu và được nhiều nước xúc tiến thực hiện; tuy nhiên, cũng có nhiều lo ngại đối với tính khả thi về kinh tế. Ở nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào tính hiệu quả về chi phí của xăng dầu, nghĩa là, chúng tôi so sánh chi phí của xăng sinh học và xăng hóa thạch cho 1 đơn vị vận hành được định nghĩa là 1 km vận chuyển bằng xe cộ. Chúng tôi phân tích thực tế cho tình huống của Việt Nam và so sánh 2 loại xăng dầu sinh học với loại xăng dầu hóa thạch thay thế của chúng: ethanol và xăng hóa thạch, và dầu sinh học và dầu hóa thạch với sự tập trung vào cách phối trộn E5 và E10 đối với ethanol, và B5 và B10 đối với dầu sinh học. Ở mức chiết khấu 4%, xăng sinh học thay thế xăng hóa thạch dưới dạng E5 hoặc E10 tiết kiệm 33% chi phí xã hội của xăng hóa thạch nếu mức tiêu hao nhiên liệu của E5 và E10 bằng xăng hóa thạch. Thay thế ethanol sẽ hiệu quả về chi phí hơn, với điều kiện là mức tiêu hao nhiên liệu của E5 và E10, đo bằng L km-1 so với xăng hóa thạch, không cao hơn 1.7% và 3.5%. Thay thế dầu sinh học sẽ hiệu quả về chi phí hơn, với điều kiện mức tiêu hao nhiên liệu của B5 và B10, đo bằng L km-1 so với dầu hóa thạch, thấp hơn 1.4% và 2.8% so với dầu hóa thạch ở mức chiết khấu 4 %.

Từ khóaEthanol sản xuất từ khoa mỳ, dầu sinh học sản xuất từ jatropha, xăng dầu hóa thạch, chi phí xã hội, tính hiệu quả về chi phí

* Bài báo này được trích ra từ Le TL, van Ierland EC, Zhu X, Wesseler J, Ngo TLG. Comparing the social costs of biofuels and fossil fuels: A case study of Vietnam. Biomass and Bioenergy 2013;54:227-238.

Tác giả chính: ĐT: +848-906310436, Fax: +84839715042; Email: ltloan@hcmuaf.edu.vn (Loan T. Le)

1

1. Giới thiệu

Ngành vận tải toàn cầu đang phụ thuộc vào xăng dầu hóa thạch, chiếm 96.3 % tổng tiêu dùng năng lượng của ngành với lượng phát thải CO2 do nhiên liệu hóa thạch chiếm 23% tổng phát thải từ việc đốt nhiên liệu năm 2009 [1-2]. Việc thay thế xăng dầu sinh học cho xăng hóa thạch được quan tâm trên toàn cầu do 3 lý do: i) giá xăng dầu hóa thạch tăng do tăng cầu và an ninh năng lượng, ii) xăng dầu sinh học là giải pháp để thích ứng thay đổi khí hậu, iii) sản xuất xăng dầu sinh học có tiềm năng thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực nông thôn [2-5]. Việc xăng sinh học thay thế cho xăng hóa thạch được khuyến cáo trong các nghiên cứu và được nhiều nước thực hiện; tuy nhiên, cũng có nhiều lo ngại đối với tính khả thi về kinh tế [6-10]. Nhiều nước sử dụng trợ cấp để làm cho xăng sinh học cạnh tranh được với xăng hóa thạch [7-9]. Tuy nhiên việc so sánh hiệu quả về chi phí giữa xăng sinh học và xăng hóa thạch chưa được thực hiện một cách đúng đắn trong nhiều nghiên cứu [9-12].

Nghiên cứu này so sánh chi phí xã hội của xăng dầu sinh học và xăng dầu hóa thạch cho 1 đơn vị vận hành (FU) được định nghĩa là 1 km vận chuyển xe cộ. FU này hàm chứa sự khác biệt hiệu suất nhiên liệu, và nó là 1 đơn vị đúng đắn khi so sánh xăng dầu sinh học và xăng dầu hóa thạch sử dụng trong vận chuyển. Chúng tôi phân tích thực tế cho tình huống của Việt Nam và so sánh 2 loại xăng dầu sinh học với các thay thế của chúng: ethanol và xăng sinh học, và dầu sinh học và dầu hóa thạch, tập trung vào mức độ phối trộn E5 và E10 đối với ethanol và B5 và B10 đối với dầu sinh học.

2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Đơn vị vận hành và phân tích độ nhạyNghiên cứu này áp dụng đơn vị vận hành (FU) là 1 km di chuyển bằng phương tiện đường bộ sử dụng xăng dầu sinh học hoặc hóa thạch. Hiệu suất (MJ km-1) của thành phần xăng dầu sinh học được tách ra từ hiệu suất của xăng dầu hóa thạch và hiệu suất của xăng dầu phối trộn với giả sử hiệu suất của xăng dầu hóa thạch bằng với thành phần của chúng trong nhiên liệu phối trộn, và hiệu suất của ethanol và dầu sinh học được giải thích bởi phần đóng góp của chúng vào nhiên liệu phối trộn sau khi trừ đi phần đóng góp của xăng dầu hóa thạch [13]. Bảng 1 cho thấy đặc tính của xăng dầu để chuyển đổi từ mức tiêu hao (L km -1) sang hiệu suất (MJ km-1). Mức mức tiêu hao của nhiên liệu phối trộn so với xăng dầu hóa thạch và hiệu suất trong thực tế bị ảnh hưởng bởi không chỉ đặc tính của nhiên liệu mà còn các yếu tố khác như là vận tốc, loại mode của xe cộ, và điều kiện đường xá. Do đó, nghiên cứu này thực hiện phân tich độ nhạy để đánh giá ảnh hưởng của các mức phối trộn xăng dầu sinh học khác nhau và mức tiêu hao nhiên liệu của chúng. Hiệu suất của xăng sinh học được tách ra ở Bảng 2. Chúng tôi so sánh chi phí xã hội của xăng dầu ở đơn vị US Dollar cho 1 đơn vị vận hành 1 km ($ km-1).

Bảng 1 – Đặc tính xăng dầu. Đặc tính Unit Gasoline Ethanol E5 E10 Diesel Biodiesel B5 B10

Density g L-1 743.0 790.0 745.4 747.7 832.0 879.0 834.4 836.7 LHV MJ L-1 32.2 21.1 31.6 31.1 35.9 32.6 35.7 35.6

Nguồn: [1]

2

Nguồn: 1: [13], 6: [14]Ghi chú: 2,7: Số liệu này được tính từ [13-14] và nhiệt trị (LHV) của xăng dầu, 3-4: Số này bằng tiêu hao nhiên liệu của xăng nhân với 1.05, 1, và 0.95 lần

lượt đối với 3, 4 và 5, 8-9: Số này bằng tiêu hao nhiên liệu của dầu nhân với 1 và 1.05 đối với 8 và 9, 10: S8 do đóng góp thấp của dầu sinh học vào B5.

3

Bảng 2 – Hiệu suất nhiêu liệu của ethanol và dầu sinh học trong nhiên liệu phối trộn.

3a- Hiệu suất nhiêu liệu của ethanol trong nhiên liệu phối trộn

Chỉ tiêu

Phối trộn Thành phần xăng Thành phần ethanol

L km-1 MJ km-1 km MJ-1% của xăng trong

phối trộn (% MJ MJ-1)

km MJ-1% ethanol trong

phối trộn (% MJ MJ-1)

km MJ-1 MJ km-1

(1) (2) (3) = (1) / (2) (4) (5) = (3) (6)(7) = ((3) x 100 -

(4) x (5)) / (6) (8) = (1) / (7)

Xăng 0.0802 2.561 0.39 100 0.39 0 0 0

- S1 (E5, 5 %) 0.0843 2.65 0.38 96.66 0.39 3.34 0.03 35.32- S2 (E5, 0 %) 0.0804 2.52 0.40 96.66 0.39 3.34 0.59 1.68- S3 (E5, -5 %) 0.0765 2.39 0.42 96.66 0.39 3.34 1.22 0.82- S4 (E10, 5 %) 0.0843 2.60 0.38 93.21 0.39 6.79 0.31 3.21- S5 (E10, 0 %) 0.0804 2.48 0.40 93.21 0.39 6.79 0.59 1.68- S6 (E10, -5 %) 0.0765 2.35 0.43 93.21 0.39 6.79 0.91 1.10

3b- Hiệu suất nhiêu liệu của dầu sinh học trong nhiên liệu phối trộn

Chỉ tiêu

Phối trộn Thành phần dầu Thành phần dầu sinh học

L km-1 MJ km-1 km MJ-1% dầu trong

phối trộn(% MJ MJ-1)

km MJ-1% dầu sinh học trong

phối trộn (% MJ MJ-1)

km MJ-1 MJ km-1

(9) (10)(11) = (1) /

(10) (12) (13) = (11) (14)(15) = ((11) x 100-(12) x (13)) / (14) (16) = (1) / (15)

Dầu 0.0546 1.947 0.52 100 0.52 0 0 0

- S7 (B5, 0 %) 0.0548 1.93 0.52 95.43 0.52 4.57 0.57 1.76- S8 (B5, 5 %) 0.0579 2.02 0.49 95.43 0.52 4.57 0.0310 37.01- S9 (B10, 0 %) 0.0548 1.92 0.52 90.82 0.52 9.18 0.57 1.76- S10 (B10, 5 %) 0.0579 2.02 0.50 90.82 0.52 9.18 0.30 3.36

2.2. Phân tích hiệu quả chi phí

Phân tích hiệu quả chi phí nhằm so sánh giữa các lựa chọn nhiên liệu sử dụng (ethanol với xăng hóa thạch, và dầu sinh học với dầu hóa thạch) theo chi phí xã hội cho việc sản xuất và tiêu dùng đối với 1 FU. Để tính chi phí xã hội của 1 FU, chi phí xã hội của 1 GJ ($ GJ-1) được tính toán và sau đó nhân với số GJ cần thiết cho 1 FU (GJ km-1) ở từng kịch bản ở Bảng 2.

2.2.1 Tính toán điểm hòa vốn Chi phí xã hội của xăng dầu được tính là điểm hòa vốn được xác định bằng cách cho NPV của dự án xăng dầu bằng 0 với mức chiết khấu cho trước. Các mức giá hòa vốn này là chi phí trung bình cho mỗi GJ của nhiên liệu được sản xuất và sử dụng. Hiện giá ròng (NPV) được tính như sau:

hay , vì p là không thay đổi.

Cho NPV bằng 0, ta có

với p là mức giá hòa vốn hay chi phí trung bình 1 GJ nhiêu liệu được sản xuất và sử dụng; C(t) là chi phí hằng năm sản xuất xăng dầu sinh học ở năm t; B(t) lợi ích của sản phẩm phụ; F(t) là mức sản xuất hằng năm (GJ); q-t hệ số chiết khấu với q = 1+ i, và i là mức chiết khấu; và T thời gian dự án.

2.2.2 Lợi ích và chi phí tư nhân trong quá trình sản xuất nhiên liệu

Giá xăng dầu năm 2010 loại bỏ thuế, phí là đại diện cho chi phí tư nhân của xăng dầu. Chi phí tư nhận được tính là tổng chi phí nhập khẩu và vận chuyển từ cảng đến trạm xăng dầu sử dụng khoảng cách trung bình trên cả nước là 50 km [15-16].

Đối với xăng dầu sinh học, chi phí tư nhân phát sinh trong 3 giai đoạn: i) sản xuất nguyên liệu, chế biến, phân phối và phối trộn. Chi phí sản xuất nguyên liệu gồm: thuê đất, giống, phân bón, thuốc trừ sâu, dầu hóa thạch chạy máy cày và máy bơm, lao động và vận chuyển. Đầu vào trong giai đoạn này được thu thập trên 1 hectare và chuyển qua mỗi GJ của xăng dầu sinh học dầu ra sử dụng năng suất trung bình (t ha-1), hệ số chế biến (kg L-1), và LHV của xăng dầu sinh học (GJ L-

1). Đối với giai đoạn chế biến, khoản mục chi phí gồm vốn, điện, than, nước và hóa chất. Doanh thu bán thành phẩm CO2 và thân lá khoai mỳ đối với ethanol và bán thành phẩm glycerine và phân sinh học đối với dầu sinh học được tính là lợi ích. Đối với khâu chế biến, chi phí đầu vào trên 1 lít được tính dựa trên năng lực sản xuất 108 L y-1 và chuyển thành chi phí đầu vào mỗi GJ

4

đầu ra sử dụng LHVs của xăng dầu sinh học. Đối với phân phối và phối trộn, chi phí điện bằng giá điện năm 2010 nhân với lượng sử dụng dựa trên năng lực bơm 10884 L kW h-1.

2.2.3 Chi phí và lợi ích ngoại ứng của xăng dầu

Chi phí phát thải khí nhà kính Khí nhà kính GHGs bao gồm CO2, CH4, và N2O được tổng hợp thành CO2e với các chỉ số chuyển đổi 1 cho CO2, 25 cho CH4, và 298 cho N2O [17-18]. Chi phí ngoại ứng của phát thải khí nhà kính được tính bằng cách nhân số phát thải với chi phí toàn cầu của CO2e là 33.2 $ t-1 [19]. Đối với xăng dầu hóa thạch, phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất và tiêu dùng 83.8 g CO2e MJ-1

[17,19]. Đối với xăng dầu sinh học biofuel, phát thải khí nhà kính từ việc đốt xăng dầu sinh học là bằng 0 theo RED [19].

Chi phí phát thải khác (non-GHG emissions) Bốn loại phát thải khác (HC, NOx , PM, và SO2) được xem xét trong nghiên cứu này. Chi phí ngoại ứng bằng phát thải từ việc đốt nhiên liệu trong động cơ phương tiện nhân với chi phí tổn hại của các phát thải này.

Chi phí an ninh năng lượng của xăng dầu hóa thạchAn ninh năng lượng của xăng dầu hóa thạch là động cơ để sản xuất xăng dầu sinh học ở nhiều nước [2-5,20-21]. Nó được định nghĩa là mức ổn định cung cấp ở mức giá có thể chi trả [3]. Chi phí ngoại ứng của an ninh năng lượng tính toán ở nhiều khía cạnh khác nhau dao động từ 0.03 đến 0.19 $ L-1 ở mức giá 2010.

3. Trường hợp nghiên cứu tại Việt Nam

3.1. Thu thập số liệu Số liệu thứ cấp được thu thập qua 2 cuộc điều tra vào 2 vụ mùa thu hoạch khoai mỳ và jatropha ở Việt Nam từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2011. Đối với ethanol, cuộc điều tra tiến hành ở 4 tỉnh có lượng sản xuất khoai mỳ cao nhất: Binh Phuoc, Tay Ninh, Dong Nai và DakNong, ở các tỉnh này cũng có 8 nhà máy ethanol. Đối với dầu sinh học, chúng tôi chọn tỉnh sản xuất jatropha: Binh Thuan, Ninh Thuan, và Dong Nai ở các tỉnh này cũng có 2 nhà máy dầu sinh học.

3.2 Ngành công nghiệp xăng dầu sinh học tại Việt Nam

Chi phí sản xuất tư nhân và chi phí ngoại ứng đối với phát thải khí nhà kính: Chúng tôi tính toán chi phí sản xuất tư nhân và chi phí ngoại ứng dựa tên cơ cấu của ngành sàn xuất tại Việt nam.

Chi phí ngoại ứng của phát thải khác Để tính toán chi phí ngoại ứng của phát thải khác, chúng tôi tuân thủ tiêu chuẩn phát thải chính thức của Việt Nam được dựa trên tiêu chuẩn phát thải Châu Âu cho xe cộ [22-23]. Chi phí ngoại ứng bằng lượng phát thải nhân với đơn giá tổn thất. Lượng phát thải khác dựa trên “Tiêu chuẩn Euro 2 and Euro 3” (xem [22]) đối với xe gắn máy trong giai đoạn 2010- 2016 và 2017-2025 ; và

5

tiêu chuẩn “Euro 2, Euro 4, và Euro” đối với xe hơi giai đoạn 2010-2016, từ 2017-2021, và từ 2022 đến 2025 [22-23]. Tại Việt Nam, dầu chỉ sử dụng cho xe hơn, xăng sử dụng cho cả xe hơi và gắn máy với tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu ước tính 80 % và 20 % cho giai đoạn 2017-2021 và 65 % và 35 % cho giai đoạn 2022-2025, đối với xe gắn máy và xe hơi ước tính theo số xe dự báo, và mức tiêu hao nhiên liệu [1,24]. Phát thải non-GHG được tính từ chênh lệch phát thải của 2 loại xăng dầu sinh học và xăng dầu hóa thạch (-15 % HC, -10 % NOx, -20 % PM, -80 % SO2 đối với ethanol so với xăng; và -67 % HC, +10 % NOx, -47 % PM, -100 % SO2 đối với dầu sinh học so với dầu) [25-26].

Bảng 3 – Chuyển đổi chi phí tổn thất của phát thải non-GHG của EU áp dụng cho Việt Nam.

Phát thải

Chi phí tổn hại tại EU (€ t-1) Nhân tố điều chỉnh11 Chi phí tổn hại tại Vietnam

($ t-1) 12

2010 2025 Tỷ lệ GDP per capita

Tỷ lệ mật độ dân số 2010 2025

HC 1148 564 0.09 2.24 314 154NOx 7793 7350 0.09 2.24 2135 2014PM 29006 23454 0.09 2.24 7948 6427SO2 7501 6718 0.09 2.24 2055 1841

Nguồn: [27-28]Ghi chú: 11: Mật độ dân số là 116.00 và 260.32 người/km2;và GDPs (PPP) đầu người là 33729 $ and 3104 $

đối với EU và Việt Nam năm 2010 [60-61]; 12: Chi phí (Euro) nhân với tỷ giá năm 2010 (1.33 $ €-1).

Do thiếu số liệu về chi phí ngoại ứng do phát thải các loại khí non-GHG emissions ở Việt Nam, chúng tôi sử dụng đại diện bằng cách điều chỉnh chi phí ngoại ứng của các nước EU theo báo cáo của Châu Âu [27]. Đơn giá chi phí ngoại ứng đã được điều chỉnh ở mức giá năm 2010 được thu thập từ [27] cho giai đoạn 2010-2025 và điều chỉnh phản ánh sự khác biệt giữa Vietnam và các nước EU liên quan đến mức sẵn lòng trả mức độ tổn hại vật lý của các chất gây ô nhiễm [30]. Giả sử mức sẵn lòng trả và tổn hại vật lý mỗi tấn ô nhiễm tỷ lệ với GDP đầu người và mật độ dân số, hai tham số điều chỉnh này được đo lường bởi tỷ lệ GDPs (Purchasing Power Parity) đầu người và tỳ lệ mật độ dân số của EU và Vietnam [30] (Bảng 3).

Chi phí ngoại ứng về an ninh năng lượngDo thiếu số liệu về chi phí ngoại ứng liên quan đến an ninh năng lượng của xăng dầu hóa

thạch ở Việt Nam, trong nghiên cứu này xem xét chi phí ngoại ứng này từ các nghiên cứu trước và áp dụng ở mức thấp nhất 0.03 $ L-1 vào tính toán.

4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Trong phần này chúng tôi trình bày hiệu quả về chi phí của xăng dầu sinh học so với xăng dầu hóa thạch. Đầu tiên, chúng tôi trình bày chi phí tư nhân, chi phí ngoại ứng, và chi phí xạ hội của sản xuất và sử dụng theo $ GJ-1, sau đó tập trung vào chi phí theo đơn vị vận hành (FU), nghĩa là

6

chi phí US Dollar cho mỗi kilometer ($ km-1). Ba mức chiết khấu (4%, 8%, và 10%) được sử dụng để phân tích tác động của mức chiết khấu lên kết quả.

4.1 Hiệu quả chi phí của xăng sinh học và xăng hóa thạch Ở mức chiết khấu 4%, chi phí tư nhân của xăng sinh học là 18.61 $ GJ -1 (Bảng 4), trong đó chi phí sản xuất khoai mỳ chiếm 57.8%, chi phí chế biến chiếm 39.6%, và chi phí phân phối và phối trộn chiếm 2.6%. Chi phí tư nhân của xăng sinh học cao hơn xăng hóa thạch 18.0%, nhưng chi phí ngoại ứng của nó thấp hơn 66.4 % so với xăng hóa thạch. Chi phí xã hội của xăng sinh học 19.96 $ GJ-1, cao hơn xăng hóa thạch 0.8%, ở mức chiết khấu 4%.

Bảng 4-Chi phí sản xuất và sử dụng của xăng sinh học và xăng hóa thạch ($ GJ-1).

Khoản mục chi phí Xăng sinh học Xăng hóa thạch Mức chiết khấu Mức chiết khấu

4 % 8 % 10 % 4 % 8 % 10 %

Chi phí tư nhân 18.61 20.14 20.93 15.78 15.78 15.79 - Sản xuất khoai mỳ 10.76 11.24 11.48 - Chế biến 7.37 8.38 8.61 - Phân phối và phối trộn 0.48 0.52 0.53

Chi phí ngoại ứng 1.35 1.43 1.46 4.02 4.03 4.03 - Phát thải GHG 1.22 1.29 1.33 2.76 2.76 2.76 - Phát thải Non-GHG 0.13 0.13 0.13 0.16 0.16 0.17 - An ninh năng lượng N/A N/A N/A 1.10 1.10 1.10

Chi phí xã hội 19.96 21.56 22.39 19.80 19.81 19.82

Nguốn: Tính toán của tác giảGhi chú: NA: không phát sinh

Bảng Bảng 5– Hiệu quả chi phí của xăng sinh học và xăng hóa thạch ở mức chiết khấu 4%.

Kịch bản $ GJ-1 GJ km-1 $ km-1 Chênh lệch chi phíXăng sinh học Xăng hóa thạch $ km-1 %

(1) (2)13 (3) = (1) x (2) (4) = (1) x (2) (5) = (3) - (4) (6) = (5) x 100 / (4)Xăng hóa thạch 19.80 0.0026 0.05Xăng sinh học- S1 (E5, 5 %) 19.96 0.0353 0.71 0.05 0.65 1288.87- S2 (E5, 0 %) 19.96 0.0017 0.03 0.05 -0.0214 -33.86- S3 (E5, -5 %) 19.96 0.0008 0.02 0.05 -0.03 -67.78- S4 (E10, 5 %) 19.96 0.0032 0.06 0.05 0.01 26.26- S5 (E10, 0 %) 19.96 0.0017 0.03 0.05 -0.02 -33.86- S6 (E10, -5 %) 19.96 0.0011 0.02 0.05 -0.03 -56.67

Bảng 4 cho thấy chi phí xã hội mỗi GJ của xăng sinh học cao hơn xăng hóa thạch do thành phần chi phí tư nhân cao hơn. Kết quả này đúng với các mức chiết khấu khác nhau và chênh lệch càng cao khi mức chiết khẩu càng cao. Khi xem xét yếu tố hiệu suất nhiên liệu trong vận chuyển năng, chúng tôi tính chi phí cho mỗi đơn vị vận hành (FU), nghĩa là $ km -1. Chi phí xã hội ($ GJ-

1) nhân với hiệu suất nhiên liệu (GJ km-1) để tính ra hiệu quả về chi phí ($ km-1).Nguốn: Tính toán của tác giảGhi chú: 13: Cột 8, Bảng 3 chia cho by 1000; 14: Dấu trừ tức là hiệu quả về chi phí.

7

Tính cho mỗi FU, ethanol thay thế cho xăng hóa thạch có hiệu quả về chi phí ở kịch bản S2, S3, S5, và S6, nhưng không có hiệu quả ở kịch bản S1 và S4 (Bảng 5). Ở mức chiết khấu 4 %,

ethanol thay thế cho xăng hóa thạch dưới dạng E5 sẽ tiết kiệm được 0.02 $ km-1 hay 33.9 % chi phí xã hội mỗi FU ở kịch bản S2. Ở kịch bản S3, S5, và S6 cũng đạt được tiết kiệm về chi phí. Đối với kịch bản S1 và S4 sự chênh lệch chi phí là dương, nghĩa là ethanol thay thế cho xăng hóa thạch không có hiệu quả về chi phí. Để tìm điểm hòa vốn, giữ nguyên các yếu tố khác không thay đổi, mức tiêu hao nhiên liệu của E5 và E10 cao hơn 1.7% và 3.6% so với xăng hóa thạch thì mức chi phí 2 loại xăng hóa thạch và xăng sinh học bằng nhau, ở mức chiết khấu 4 %. Điều này có nghĩa là ethanol thay thế cho xăng hóa thạch dưới dạng E5 hay E10 có hiệu quả về chi phí, với điều kiện mức tiêu hao nhiên liệu của E5 và E10 (L km-1) không cao hơn 1.7% và 3.5% so với xăng hóa thạch ở mức chiết khấu 4%. Kết quả tương tự ở 2 mức chiết khấu 8% và 10%.

4.2 Hiệu quả chi phí của dầu sinh học và dầu hóa thạch Ờ mức chiết khấu 4%, chi phí tư nhân của dầu sinh học là 29.20 $ GJ -1 (Bảng 6), trong đó chi phí sản xuất jatropha chiếm 97.3%, chi phí chế biến chiếm 1.7%, chi phí phân phối và phối trộn chiếm 1%. Chi phí tư nhân của dầu sinh học cao hơn 95.9% so với dầu hóa thạch. Dầu sinh học có thể tạo ra lợi ích ngoại ứng 2.22 $ GJ-1, trong khi dầu hóa thạch phát sinh chi phí ngoại ứng 4.14 $ GJ-1. Chi phí xã hội của dầu sinh học là 26.98 $ GJ-1, cao hơn dầu hóa thạch 41.7% ở mức chiết khấu 4%.

Bảng 6– Chi phí sản xuất và sử dụng của dầu sinh học và dầu hóa thạch ($ GJ-1).

Khoản mục chi phíDầu sinh học Dầu hóa thạch

Mức chiết khấu Mức chiết khấu4 % 8 % 10 % 4 % 8 % 10 %

Chi phí tư nhân 29.20 30.64 31.40 14.91 14.91 14.91 - Sản xuất jatropha 28.41 28.86 29.11 - Chế biến dầu sinh học 0.50 1.47 1.96 - Phân phối và phối trộn 0.29 0.31 0.32

Chi phí ngoại ứng -2.22 -2.27 -2.29 4.14 4.16 4.18 - Phát thải GHG -2.58 -2.65 -2.69 2.76 2.76 2.76 - Phát thải Non-GHG 0.36 0.39 0.40 0.39 0.41 0.43 - An ninh năng lượng N/A N/A N/A 0.99 0.99 0.99

Chi phí xã hội 26.98 28.38 29.10 19.04 19.08 19.09

Nguốn: Tính toán của tác giảGhi chú: NA: không phát sinh

Bảng 6 cho thấy chi phí xã hội mỗi GJ của dầu sinh học cao hơn nhiều so với dầu hóa thạch do thành phần chi phí tư nhân cao hơn. Điều này đúng với cả 3 mức chiết khấu và mức chênh lệch càng cao khi mức chiết khấu càng cao. Tính trên 1 FU, dầu sinh học thay thế cho dầu hóa thạch không có hiệu quả về mặt chi phí ở tất cả các kịch bản (Bảng 7). Ở mức chiết khấu 4%, dầu sinh học thay thế cho dầu hóa thạch ở dạng B5 làm tăng chi phí xã hội 0.01 $ km-1 hay 29.0% của chi

8

phí xã hội cho mỗi đơn vị vận hành ở kịch bản S7. Để tìm điểm hòa vốn, giữ nguyên các yếu tố khác không thay đổi, mức tiêu hao nhiên liệu của B5 và B10 thấp hơn 1.4% và 2.8% so với dầu hóa thạch thì mức chi phí 2 loại dầu hóa thạch và dầu sinh học bằng nhau, ở mức chiết khấu 4%, nghĩa là dầu sinh học thay thế cho dầu hóa thạch dưới dạng B5 hay B10 sẽ hiệu quả về mặt chi phí miễn là mức tiêu hao nhiên liệu (L km-1) của B5 và B10 so với dầu hóa thạch thấp hơn 1.4% và 2.8%, ở mức chiết khấu 4%. Ở mức chiết khấu 8% và 10% cũng cho kết quả tương tự.

Bảng 7- Hiệu quả chi phí của dầu sinh học và dầu hóa thạch ở mức chiết khấu 4%.

$ GJ-1 GJ km-1 $ km-1 Chênh lệch chi phí

Kịch bản Dầu sinh học Dầu hóa thạch $ km-1 %

(1) (2)15 (3) = (1) x (2) (4) = (1) x (2) (5) = (3) - (4) (6) = (5) x 100 / (4)

Dầu hóa thạch 19.03 0.0019 0.04Dầu sinh học- S7 (B5, 0 %) 26.97 0.0018 0.05 0.04 0.0116 28.96- S8 (B5, 5 %) 26.97 0.0370 1.00 0.04 0.9617 2608.22- S9 (B10, 0 %) 26.97 0.0018 0.05 0.04 0.01 28.96- S10 (B10, 5 %) 26.97 0.0034 0.09 0.04 0.05 146.20

Nguốn: Tính toán của tác giảGhi chú: 15: cột 16, Bảng 3; 16:dấu cộng nghĩa là không hiệu quả về chi phí; 17: Không hiệu quả về chi phí cao ở S8 vì

đóng góp của dầu sinh học vào dầu phối trộn B5 thấp.

5. Kết luận

Nghiên cứu so sánh chi phí xã hội của xăng dầu sinh học và xăng dầu hóa thạch: ethanol và xăng hóa thạch, và dầu sinh học và dầu hóa thạch cho 1 đơn vị vận hành là 1 km vận chuyển bằng xe cộ, tập trung vào phối trộn E5 và E10 đối với ethanol và B5 và B10 đối với dầu sinh học tại Việt Nam. So sánh mỗi MJ, chi phí xã hội của xăng dầu hóa thạch cao hơn của xăng dầu hóa thạch thay thế tương ứng là do yếu tố chi phí tư nhân cao hơn. Với sự tính toán có xem xét hiệu suất của xăng dầu trong vận chuyển, kết quả khác biệt được tìm thấy. Ethanol thay thế cho xăng sinh học dưới dạng E5 và E10 tiết kiệm được 0.02 $ km-1 hay 33% của chi phí xã hội cho mỗi km vận chuyển bằng xe cộ so với xăng hóa thạch nếu mức nhiên liệu tiêu dùng của E5 và E10 (L km-1) bằng với tiêu hao nhiên liệu của xăng hóa thạch, ở mực chiết khấu 4%. Mức tiêu hao nhiên liệu của E5 và E10 càng thấp so với xăng hóa thạch, mức tiết kiệm càng cao. Việc thay thế dầu sinh học dưới dạng B5 hay B10 cho dầu hóa thạch vẫn chưa đạt hiệu quả về chi phí nếu mức tiêu hao nhiên liệu của B5 và B10 bằng hoặc cao hơn dầu hóa thạch 5%.

Xét hiệu quả chi phí của xăng sinh học theo các mức hiệu suất của xăng dầu phối trộn, chúng tôi chỉ ra được yêu cầu về mức tiêu hao nhiên liệu mà tại đó xăng dầu sinh học có thể cạnh tranh với xăng dầu hóa thạch. Để ethanol hiệu quả về chi phí, mức têu hao nhiên liệu của E5 và E10 (L km-1) so với xăng hóa thạch không cao hơn 1.7% và 3.5% đối với E5 và E10 ở mức chiết khấu 4 %. Để cho dầu sinh học hiệu quả về mặt chi phí, mức tiêu hao nhiên liệu của B5 và B10 so với dầu hóa thạch phải thấp hơn 1.4% và 2.8% đối với B5 và B10 ở mức chiết khấu 4%. Chúng tôi có thể kết luận về tính hiệu quả về chi phí trong việc sử dụng xăng dầu sinh học so với xăng hóa

9

thạch tùy vào hiệu quả của việc sản xuất xăng sinh học và hiệu suất tiêu hao nhiên liệu của xăng dầu sinh học đã được phối trộn. Để phát triển thị trường xăng dầu sinh học, cần phải đầu tư cả 2 khía cạnh này.

Lời cảm ơnNghiên cứu này nhận được sự hỗ trợ của Chương trình kinh tế môi trường khu vực Đông Nam Á (EEPSEA, No. 003591-180) và dự án Erasmus Mundus Boku (141210–EM-1-2008-AT- ERAMUNDUS-ECW-L14). Nhóm tác giả xin cám ơn các góp ý có giá trị từ TS. Herminia Francisco, giám đốc chương trình EEPSEA; TS. David James, tư vấn của EEPSEA; và TS. Jan Peter Lesschen, công tác tại Bộ môn chất lượng và dinh dưỡng đất, Alterra, Đại học Wageningen.

Tài liệu tham khảo[1] Davis SC, Diegel SW, Boundy RG. Transportation Energy Data Book: Edition 29. Oak Ridge National

Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, USA; 2010. [2] IEA: International Energy Agency. Statistics CO2 emissions from fuel combustion, IEA, Paris, France; 2011

[cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.iea.org/co2highlights/. [3] Greene DL. Modelling the oil transition: a summary of the proceedings of the DOE/EPA workshop on the

economic and environmental implications of global energy transitions. Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee; 2007. Report No.: ORNL/TM-2007-014. Contract No.: DE-AC05-00OR22725. Sponsored by the United States Department of energy.

[4] Rajagopal D, Zilberman D. Review of environmental, economic and policy aspects of biofuels. Policy research working paper 4341, World Bank, Washington; 2007.

[5] Edwards R, Szekeres S, Neuwahl F, Mahieu V. Biofuels in the European Context: Facts and Uncertainties. European Commission, Joint Research Centre; 2008.

[6] Kovacevic V, Wesseler J. Cost-effectiveness analysis of algae energy production in the EU. Energy Policy 2010;38(10):5749-5757.

[7] Global Subsidies Initiative of the International Institute for Sustainable Development. Biofuels - at what cost? Government support for ethanol and biodiesel in the European Union – 2010 Update. Geneva, Switzerland: International Institute for Sustainable Development; 2010.

[8] Ajanovic A, Haas R. Economic challenges for the future relevance of biofuels in transport in EU countries. Energy 2010;35(8):3340-3348.

[9] Jaeger WK, Egelkraut TM. Biofuel economics in a setting of multiple objectives and unintended consequences. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011;15(9):4320-4333.

[10] Hu Z, Tan P, Yan X, Lou D. Life cycle energy, environment and economic assessment of soybean-based biodiesel as an alternative automotive fuel in China. Energy 2008;33(11):1654-1658.

[11] Duer H, Christensen PO. Socio-economic aspects of different biofuel development pathways. Biomass and Bioenergy 2010;34(2):237-243.

[12] Wang Z, Calderon MM, Lu Y. Lifecycle assessment of the economic, environmental and energy performance of Jatropha curcas L. biodiesel in China. Biomass and Bioenergy 2011;35(7):2893-2902.

[13] Gnansounou E, Dauriat A, Villegas J, Panichelli L. Life cycle assessment of biofuels: Energy and greenhouse gas balances. Bioresource Technology 2009;100(21):4919-4930.

[14] Lechón Y, Cabal H, de la Rúa C, Caldés N, Santamaría M, Sáez R. Energy and greenhouse gas emission savings of biofuels in Spain's transport fuel. The adoption of the EU policy on biofuels. Biomass and Bioenergy 2009;33(6-7):920-932.

10

[15] UNDP Viet Nam. Fossil Fuel Fiscal Policies and Greenhouse Gas Emissions in Viet Nam – subsidies and taxes in Viet Nam’s energy sector, and their effects on economic development and income distribution in the context of responding to climate change. UNDP Viet Nam, Ha Noi; 2012 [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.un.org.vn/en/publications/publications-by-agency/cat_view/126-un-publications-by-agency/90-undp-publications.html.

[16] Vietnamese Customs. Export and Import in 2010 [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.customs.gov.vn/English/Default.aspx.

[17] Biograce . Biograce Project: Harmonised Calculations of Biofuel Greenhouse Gas Emissions in Europe [cited 2011 Dec 5]. Available from: www.biograce.net.

[18] International Panel on Climate Change. 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. In: Eggleston HS, Buendia L, Miwa K, Ngara T, Tanabe K, editors. Agriculture, forestry and other land use, vol. 4. Hayama: Inventories Programme Institute for Global Environmental Strategies (IGES); 2006. 240-0115.

[19] EC. Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC. Official Journal of European Union 2009;L140:16.

[20] Maibach M, Schreyer C, Sutter D, van Essen HP, Boon BH, Smokers R, et al. Handbook on estimation of external cost in the transport sector: internalisation measures and policies for all external cost of transport (IMPACT), version 1.1. CE Delft, Delft, The Netherlands; 2008 Feb. Report No.: 07.4288.52.

[21] Commission of the European communities (CEC). Communication from the Commission to the Council and the European Parliament—Biofuels Progress Report. Report on the progress made in the use of biofuels and other renewable fuels in the Member States of the European Union. COM(2006) 845 final. Brussels 10.1.2007.

[22] Wikipedia. European emission standards [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/European_emission_standards.

[23] Government of Vietnam (GoV). Decision No. 49/2011/QD-TTg on September 1, 2011: Roadmap for application of emission standards to cars, motorcycles manufactured, assembled and newly imported. GoV.

[24] Schippers L, Le AT, Orn H. Measuring the invisible: quantifying emissions reductions from road transport solutions - Hanoi case study. World Resources Institute; 2008 [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.wri.org/publication/measuring-the-invisible-hanoi.

[25] Fact sheet: United State Environmental Protection Agency [internet]. Clean alternative fuels: ethanol. Environmental Protection Agency, USA; 2002 [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.afdc.energy.gov/pdfs/epa_ethanol.pdf.

[26] United State Environmental Protection Agency. A comprehensive analysis of biodiesel impacts on exhaust emissions. Environmental Protection Agency, USA; 2002. Draft technical report No.: EPA420-P-02-001.

[27] CASE: Cost assessment for sustainable energy systems [Internet]. WP2 report on methodology for estimating external costs to human health crops and materials. Annex2–external costs per unit of emission. University of Stuttgart–Institute of Energy Economics and the Rational Use of Energy, Germany; March 2008 [cited 2011 Dec 5]. Available from: www.feem-project.net/cases/documents/2ExternalCosts_per_unit_emission_080821.xls.

[28] Worldatlas [Internet]. Countries of the World [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.worldatlas.com/aatlas/populations/ctypopls.htm .

[29] Global Finance [Internet]. European Union Economic Report: GDP data and GDP forecasts; economic, financial and trade information; EU and population overview [cited 2011 Dec 5]. Available from: http://www.gfmag.com/gdp-data-country-reports/631-the-european-union-gdp-economic-report.html#axzz1UDSH9sxx.

[30] Nguyen KQ. Internalizing externalities into capacity expansion planning: The case of electricity in Vietnam. Energy 2008;33(5):740-746.

11