Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Xử lý khí thải cho hiện tại, chuẩn bị chuyển đổi cho tương lai

Một kỹ sư Việt từng góp phần định hình công nghệ ô tô châu Âu, trở về với khát vọng làm sạch bầu không khí quê hương bằng chính trí tuệ, kinh nghiệm của mình.

Nguyễn Minh Đồng là một trong những kỹ sư người Việt hiếm hoi chịu trách nhiệm xử lý khí thải tại Trung tâm Thiết kế và thí nghiệm tại Volkswagen (Đức) - một trong những tập đoàn ô tô lớn nhất thế giới. Ông không chỉ góp mặt trong các dự án phát triển động cơ, cảm biến, hệ thống điều khiển và xử lý khí thải cho những mẫu xe danh tiếng của Đức, mà còn là tác giả và đồng tác giả của hơn 20 bằng sáng chế quốc tế, chủ yếu trong lĩnh vực công nghệ ô tô và tự động hóa.

Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng giới thiệu với phóng viên về bộ xúc tác xử lý khí thải do ông sáng chế - Ảnh: Nguyễn Tuyết

Trở về Việt Nam sau nhiều năm gắn bó với ngành công nghiệp ô tô Đức, ông chọn bắt đầu lại với những vấn đề cấp bách tại quê nhà: ô nhiễm khí thải từ xe máy, chất lượng không khí đô thị và chuyển đổi công nghệ giao thông. Thiết bị lọc khí do ông phát triển là một nỗ lực âm thầm nhưng bền bỉ, hướng đến mục tiêu đơn giản mà lớn lao: giúp người Việt được hít thở không khí sạch bằng chính công nghệ do người Việt làm ra.

Không chỉ nghiên cứu, ông còn tích cực chia sẻ kinh nghiệm tại các diễn đàn kỹ thuật, cố vấn cho doanh nghiệp trong nước và truyền cảm hứng công nghệ cho thế hệ trẻ.

- Thưa ông, điều gì đã đưa ông đến với lĩnh vực công nghệ ô tô, đặc biệt là mảng xử lý khí thải - một lĩnh vực tưởng như khô khan nhưng lại có ý nghĩa lớn với môi trường?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Tôi tốt nghiệp Trường đại học TU Berlin ngành công nghệ ô tô, và bắt đầu sự nghiệp trong ngành ô tô ở Đức. Ban đầu tôi say mê động cơ, tốc độ, hiệu suất. Nhưng càng làm việc trong môi trường công nghiệp hiện đại, tôi càng hiểu rằng thành công kỹ thuật không thể tách rời trách nhiệm môi trường. Các đồng nghiệp tôi ở Volkswagen, dù là thiết kế hay sản xuất, đều phải tính đến tác động khí thải. Tôi nhận ra rằng công nghệ chỉ thực sự có giá trị khi góp phần làm cuộc sống tốt hơn. Xử lý khí thải là một phần âm thầm nhưng thiết yếu của trách nhiệm đó.

- Khi còn làm việc tại Volkswagen, ông từng tham gia những dự án nào có liên quan đến hệ thống khí thải? Có cột mốc nào khiến ông thay đổi cách nhìn về ô nhiễm môi trường từ xe cơ giới?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Tôi từng tham gia nhiều dự án tối ưu động cơ để giảm khí thải, trong đó giảm ô nhiễm từ xăng bốc hơi vào khí quyển cho thị trường toàn cầu. Một cột mốc quan trọng là khi tiêu chuẩn khí thải Euro được áp dụng cho thị trường lớn và đặc biệt tiêu chuẩn California (Mỹ). Chỉ một sai lệch nhỏ ở chỉ số CO hay NOx cũng khiến cả dây chuyền phải điều chỉnh lại. Có lần, chỉ vì vật liệu lớp lọc không đạt yêu cầu mà phải triệu hồi một lô xe lớn. Đó là lúc tôi thật sự ý thức được tính nghiêm trọng của khí thải - không chỉ trên giấy tờ mà là ảnh hưởng cụ thể đến môi trường và con người.

Xét về bài toán kinh tế, ông Nguyễn Minh Đồng cho rằng Việt Nam sẽ mất hàng tỉ giờ lao động để ngồi chờ sạc

- Sau khi rời Volkswagen, vì sao ông quyết định phát triển riêng một hệ thống xúc tác xử lý khí thải? Điều gì khiến ông tin rằng đây là hướng đi phù hợp?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Tôi trở lại Việt Nam và nhận ra xe gắn máy - phương tiện phổ biến nhất - gần như không có thiết bị xử lý khí thải. Trong khi đó, ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn ngày càng nghiêm trọng. Tôi nghĩ: thay vì chờ đợi một quy chuẩn toàn diện, tại sao không làm điều gì đó thiết thực ngay bây giờ? Tôi bắt đầu phát triển với sự hợp tác với Công ty Emitec (Đức) một thiết bị lọc đơn giản, dễ gắn, phù hợp với điều kiện khí hậu và giao thông tại Việt Nam. Không cần thay đổi động cơ, không lo ngập nước, không tăng chi phí đáng kể, nhưng vẫn góp phần làm sạch bầu không khí mà chúng ta đang sống.

Giải pháp xúc tác xử lý khí thải

- Ông có thể giới thiệu cụ thể về công nghệ xúc tác do ông sáng chế? Cơ chế hoạt động của thiết bị này như thế nào?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Thiết bị hoạt động theo nguyên lý xúc tác 3 thành phần. Khí thải đi qua một lõi tổ ong được phủ các kim loại quý như bạch kim, rhodi, palađi - nơi diễn ra 3 phản ứng đồng thời: oxy hóa CO thành CO₂, đốt cháy hydrocarbon chưa cháy và khử NOx thành khí ni tơ. Mấu chốt là kiểm soát nhiệt độ và diện tích tiếp xúc. Cấu trúc tổ ong giúp khí lưu thông tốt mà vẫn đạt hiệu suất phản ứng cao. Thiết bị có thể chuyển đổi khí CO độc hại thành CO₂ - một phản ứng không dễ kiểm soát.

- Ông đã giải quyết bài toán an toàn và hiệu suất như thế nào?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Chúng tôi tối ưu lớp xúc tác để phản ứng xảy ra triệt để ở ngưỡng nhiệt thấp, khoảng 250 - 300 độ C, tương đương mức nhiệt bình thường khi xe vận hành. Vật liệu giữ nhiệt được bố trí bao quanh lõi lọc giúp tăng tốc độ đạt nhiệt độ phản ứng. Chúng tôi cũng thiết kế đường khí sao cho không tăng áp suất, không làm ảnh hưởng đến độ bốc của xe - điều mà người dùng rất quan tâm.

- Vật liệu xúc tác mà ông sử dụng có thân thiện với môi trường và bền bỉ trong điều kiện sử dụng tại Việt Nam không?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Tôi ưu tiên những vật liệu tái chế được, không độc hại và có độ bền cao. Hợp kim thép không gỉ dùng cho lớp vỏ chịu được nhiệt độ đến 1000 - 1300 độ C. Lõi lọc có thể hoạt động liên tục từ 5 năm hoặc hơn, với ô tô ở Mỹ là suốt tuổi thọ của ô tô vì vận tốc sử dụng thấp hơn nhiều so với ở Đức trong điều kiện bình thường. Thiết bị chịu được bụi, độ ẩm, ngập nước – những yếu tố rất đặc trưng tại Việt Nam.

- Thiết bị này có thể gắn được cho cả xe máy và ô tô không? Quy trình lắp đặt và bảo trì có phù hợp với người dùng phổ thông?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Chúng tôi có hai mẫu thiết kế: một cho xe máy và một cho ô tô. Thiết bị xe máy có thể gắn ngay cổ pô, mất chưa đầy 15 phút. Xe ô tô thì gắn vào hệ thống ống xả giữa, có thêm lớp cách nhiệt. Cả hai đều không cần bảo trì thường xuyên, chỉ nên kiểm tra 3 năm một lần cùng với việc thay nhớt hay bảo dưỡng định kỳ.

- Lợi thế lớn nhất của thiết bị này là gì, thưa ông?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Trước hết là tính ổn định và đã được chứng minh. Các hãng xe hàng đầu thế giới như BMW, Toyota, Honda hay Volkswagen, v.v.. đều sử dụng thiết bị này như tiêu chuẩn mặc định để đáp ứng các quy chuẩn khí thải Euro 4, Euro 5, Euro 6…

Thứ hai là khả năng ứng dụng linh hoạt. Tại Việt Nam, chúng tôi đã khảo sát nhiều mẫu xe máy phổ biến như Honda Wave, Yamaha Sirius, Future, Vision, SH… và tất cả đều có thể lắp thiết bị này mà không ảnh hưởng đến công suất máy hoặc mức tiêu hao nhiên liệu.

Thứ ba, chi phí không cao nếu được sản xuất số lượng lớn. Giá thành tại châu Âu khoảng 12 đến 20 đô la Mỹ mỗi thiết bị tùy theo nhu cầu của khách hàng, nhưng khi sản xuất tại châu Á hoặc nội địa hóa ở Việt Nam, mức giá có thể giảm còn phân nửa, đặc biệt nếu có sự hỗ trợ từ nhà nước hoặc các chương trình tín dụng xanh.

Cuối cùng và rất quan trọng là thiết bị không làm thay đổi trải nghiệm lái xe. Người dùng không thấy máy yếu đi, không thấy xe nóng hơn, và cũng không cần phải bảo trì thường xuyên ngoài việc kiểm tra định kỳ như với pô xe thông thường.

- Hệ thống đã được thử nghiệm thực tế tại đâu? Kết quả đo lường khí thải sau xử lý có gì đáng chú ý?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Chúng tôi thử nghiệm tại Đức, Singapore và gần đây tại Hà Nội (mẫu 100 cells - tức là số lượng lỗ trên mỗi diện tích inch vuông với động cơ xăng có bộ chế hòa khí đơn giản). Kết quả cho thấy CO giảm từ 4,5% xuống dưới 1,2%; NOx giảm 40 - 60%, nếu áp dụng loại 200 - 300 cells thì kết quả giảm 80 - 90% nếu có hệ thống phun xăng. Tổng hydrocarbon giảm khoảng 80%. Quan trọng là thiết bị vẫn vận hành ổn định ở điều kiện thực tế – không lý tưởng như trong phòng thí nghiệm – đó là điều tôi đặc biệt chú trọng.

Đặc biệt là có thể điều chỉnh hàm lượng tỷ lệ paladium, platinum, rohdium để giảm HC, CO, NOx.

- Với đặc thù giao thông và khí hậu Việt Nam, ông đánh giá khả năng ứng dụng của thiết bị này ra sao?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Rất khả thi. Xe máy chiếm trên 80% lượng phương tiện tại đô thị, và thiết bị này được thiết kế riêng cho nhóm đó. Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thực ra là lợi thế vì giúp thiết bị dễ đạt ngưỡng phản ứng. Người Việt có thói quen giữ xe nhiều năm, nên càng cần thiết bị lọc khí thải như một giải pháp “nâng cấp môi trường” cho phương tiện cũ.

- Nếu muốn triển khai rộng rãi, cần có những điều kiện nào về chính sách, kiểm định hay hỗ trợ từ phía nhà nước?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Thứ nhất là chính sách bắt buộc kiểm tra khí thải định kỳ cho xe máy 2 - 3 năm/lần cho những xe mới có thể lâu hơn, cho xe ô tô 5 - 10 năm/lần (ở Mỹ chỉ đo 1 lần khi xuất xưởng). Thứ hai là cơ chế chứng nhận sản phẩm công nghệ để thiết bị được lưu hành chính thức. Thứ ba là hỗ trợ tài chính nếu thấy cần thiết, chẳng hạn giảm lệ phí đăng ký và phí môi trường cho những xe có gắn thiết bị vì giá thành thiết bị không cao hơn 500.000 đồng nên dễ được xã hội chấp nhận, hoặc cho phép gắn miễn phí đợt đầu tiên. Chính sách phải đi kèm truyền thông, để người dân hiểu rằng đây không phải là khoản chi phí vô hình, mà là đầu tư cho sức khỏe chính họ.

- Thưa ông, hiện nay tình trạng ô nhiễm không khí tại các đô thị lớn như TP.HCM, Hà Nội đang ở mức đáng báo động. Trong bối cảnh đó, xe máy được xác định là nguồn phát thải lớn. Quan điểm của ông về vai trò của xe máy trong ô nhiễm đô thị thế nào?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Có thể nói, xe máy đang vừa là biểu tượng đi lại di chuyển của đô thị Việt, vừa là một trong những “thủ phạm” trong bức tranh ô nhiễm không khí hiện nay. Với hơn 70 triệu xe máy đang lưu hành và tỷ lệ sử dụng cực cao, trung bình mỗi xe được vận hành từ 2 - 3 tiếng đồng hồ mỗi ngày, tổng lượng khí thải phát sinh vô cùng lớn. Đáng lo ngại hơn, số lượng xe thải ra khói nhiều do chỉnh sửa sai, không được bảo dưỡng đúng kỹ thuật thì cần bắt buộc gắn ống xả có gắn hệ thống xúc tác xử lý khí thải.

Bộ xúc tác xử lý khí thải phù hợp với phương tiện xe máy và khí hậu nóng ẩm Việt Nam - Ảnh: Nguyễn Tuyết

- Có quốc gia nào đã triển khai thành công mô hình tương tự không, thưa ông?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Ấn Độ là ví dụ tiêu biểu. Quốc gia này có mật độ xe máy cao tương đương Việt Nam và cũng từng phải đối mặt với ô nhiễm không khí trầm trọng ở các đô thị như Delhi, Mumbai… Chính phủ Ấn Độ đã kết hợp giữa việc bắt buộc kiểm tra khí thải và cung cấp các gói thiết bị lọc miễn phí hoặc trợ giá cho người dân thu nhập thấp. Kết quả là chất lượng không khí đã cải thiện rõ rệt chỉ sau vài năm áp dụng. Tương tự, Thái Lan và Đài Loan đều yêu cầu kiểm định khí thải định kỳ cho xe máy. Điều này không chỉ nâng cao nhận thức của người dân về ô nhiễm mà còn giúp thúc đẩy ngành công nghiệp phụ trợ sản xuất thiết bị lọc trong nước. Họ vừa giảm ô nhiễm, vừa tạo việc làm và tăng năng lực công nghệ quốc nội - một mũi tên trúng nhiều đích.

- Không ít người cho rằng xe máy sắp bị loại khỏi đô thị, vậy có cần thiết phải đầu tư cho giải pháp này không?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Với hạ tầng hiện tại ở Việt Nam, xe máy vẫn là phương tiện chính. Vì thế, chúng ta tập trung vào xử lý khí thải để cải thiện môi trường. Trong vòng ít nhất 30 năm tới, xe máy sẽ tiếp tục hiện diện đông đảo trên đường phố Việt Nam. Giảm khí thải cho xe máy không mâu thuẫn với định hướng hạn chế xe cá nhân. Trái lại, đây là biện pháp cân bằng giữa nhu cầu hiện thực và trách nhiệm môi trường. Nếu cứ đợi đến khi cấm hẳn xe máy mới nghĩ đến chuyện xử lý khí thải, chúng ta sẽ mất thêm cả thập niên để khắc phục hậu quả.

- Nếu được triển khai, thiết bị lọc khí thải này sẽ tạo ra thay đổi gì cho đô thị Việt Nam?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Thay đổi lớn nhất là sức khỏe. Mỗi người sẽ thấy rõ khi ra đường không còn mùi khét từ pô xe, không còn cảm giác nghẹt thở khi dừng đèn đỏ. Trẻ em, người cao tuổi và người có bệnh nền về phổi sẽ bớt chịu ảnh hưởng. Chi phí y tế công cũng giảm theo. Ngoài ra, thiết bị này sẽ tạo ra một thị trường công nghiệp xanh mới, mở ra cơ hội cho các doanh nghiệp Việt tham gia sản xuất lõi xúc tác, vỏ bọc, hệ thống lắp ráp, bảo trì… Chúng ta có thể nội địa hóa công nghệ, tiến đến xuất khẩu sang các nước có thu nhập trung bình như Myanmar, Campuchia, Philippines. Muốn đầu tư nhà máy sản xuất bộ xúc tác chỉ cần từ 3 - 5 triệu euro.

Góc nhìn về xe điện và chuyển đổi năng lượng

- Gần đây có nhiều đề xuất thay thế xe xăng bằng xe điện. Với tư cách là người phát triển công nghệ cho động cơ đốt trong, ông nhìn nhận thế nào về xu hướng này?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Tôi ủng hộ xe điện. Nhưng tôi cũng tin rằng quá trình chuyển đổi cần thời gian và lộ trình phù hợp với từng quốc gia. Ở Đức, quá trình đó kéo dài cả vài chục năm, và vẫn đang trong giai đoạn quá độ. Ấn Độ mất 50 năm.

Chúng ta đang đi đúng hướng, nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm. Trạm sạc còn thiếu, pin còn đắt, hệ thống điện chưa ổn định. Trong khi chờ đợi sự chuyển đổi toàn diện, tôi cho rằng việc giảm ô nhiễm từ xe hiện hữu là nhiệm vụ cấp thiết, thực tế và hoàn toàn có thể làm được ngay hôm nay. Việt Nam cần song hành hai hướng: đẩy mạnh xe điện, và làm sạch khí thải từ xe xăng.

- Nhiều ý kiến cho rằng xe điện chưa thực sự “xanh” nếu nguồn điện vẫn chủ yếu đến từ nhiệt điện than. Ông có chia sẻ gì về điều này?

- Thạc sĩ Nguyễn Minh Đồng: Điều đó đúng. Nếu toàn bộ điện cấp cho xe điện đến từ nhiệt điện, thì xe điện chỉ là chuyển phát thải từ đuôi xe sang nhà máy điện. Để xe điện thật sự xanh, cần đi kèm phát triển năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió và đầu tư hệ thống truyền tải điện hiệu quả. Nếu không, chúng ta chỉ thay đổi bề mặt, không thay đổi bản chất.

- Xin cảm ơn ông!

Nguyễn Tuyết