Sử dụng dữ liệu nhận dạng tự động (AIS) ước tính lượng khí phát thải của tàu thuyền hoạt động tại thành phố Hồ Chí Minh

O và SO2. Kết quả còn cho thấy tổng lượng khí 
thải CO2 chiếm khối lượng lớn nhất trong tổng lượng phát thải, được ước tính là 
khoảng 489,737 x103 tấn. 
Bến 
Cản
Đường 
thuỷ 
Khu vực 
thu thập 
Luồng 
Soài 
Luồng 
Sài Gòn- 
Luồng 
Luồng 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 8
Trong nghiên cứu này, tàu được chia thành 07 loại: Tàu container, Tàu chở 
hàng khô, tàu chở dầu, tàu chở khách, tàu cá, tàu đẩy/tàu kéo, và các loại tàu khác. 
Theo đó tỷ lệ của tổng lượng khí thải của tàu chở khách 6,2%, tàu chở hàng khô 
16,62%, tàu container 41,89%, tàu chở dầu 14,89%, tàu lai dắt 5,67% tàu cá 7,93% 
và tàu khác 6,8%. Phù hợp với tỷ trọng ngành cảng biển ở nước ta, tàu container tại 
khu vực Cảng TP. HCM chiếm tỷ lệ phát thải lớn nhất vì lượng hàng hoá lớn được 
vận chuyển liên tục bởi loại tàu này tại khu vực. 
Bảng 4. Tổng phát thải tàu tại khu vực quan sát từ tháng 6/2019 đến tháng 11/2019 
 (đơn vị: tấn) 
Loại tàu NOx CO2 CO SO2 % phát thải 
Tàu hàng khô 469,58 82698,45 227,46 240,72 16,62 
Tàu dầu 355,54 74364,25 22,32 194,72 14,89 
Tàu container 822,3 209326,36 239,12 439,34 41,89 
Tàu khách 271,19 30836,5 31,89 68,7 6,2 
Tàu lai dắt 265,81 28148,95 39,33 79,24 5,67 
Tàu cá 220,59 39460,4 177,82 40,93 7,93 
Tàu khác 284,87 33793,44 84,46 70,84 6,8 
Tổng 2689,88 498628,35 822,4 1134,49 100 
Lượng phát thải của 3 loại khí thải NOx, SO2, CO tính theo tấn trong nghiên 
cứu này đều cao hơn so với các báo cáo của Vũ Hoàng Ngọc Khuê và cs. 2019 [6, 7]. 
Hình 3 cho thấy kết quả so sánh tổng phát thải bình quân theo năm giữa 2 nghiên cứu. 
Trong các báo cáo của Vũ Hoàng Ngọc Khuê và cs. 2019, ước tính phát thải 
tại các cảng được thực hiện bằng cách khảo sát thông tin neo đậu của 4 nhóm tàu 
thuyền phát thải chủ yếu bao gồm tàu container, tàu chở hàng khô, tàu chở hàng 
đóng kiện, tàu khách và các thiết bị bốc dỡ hàng hóa tại hệ thống cảng Sài Gòn, sau 
đó tính toán phát thải sử dụng công thức theo hướng dẫn của US EPA theo phương 
trình (8) 
E = N P LF A EF (8) 
Trong đó: 
E: Tải lượng phát thải (g); 
P: Công suất máy chính (kW); 
LF: Hệ số tải của động cơ chính (%); 
N: Số thiết bị; 
EF: Hệ số phát thải (g/kWh); 
A: Thời gian hoạt động (giờ). 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 9 
Hình 3. So sánh phát thải bình quân theo năm của 3 loại khí thải NOx, SO2, CO 
Từ phát thải của các cảng đại diện, Khuê và cs. tính phát thải cho các cảng còn 
lại dựa vào công suất bốc dỡ hàng hóa hàng năm cho hệ thống cảng của thành phố. 
Lượng phát thải của nghiên cứu này cao hơn so với báo cáo của Khuê và cs. 2019 có 
thể lí giải do nghiên cứu này sử dụng dữ liệu AIS, nên toàn bộ các tàu có trọng tải 
trên 300 tấn (quy định của công ước luật biển yêu cầu tất cả các phương tiện đường 
thuỷ trên 300 tấn đều phải lắp đặt thiết bị này nhằm đảm bảo an toàn) đều được 
thống kê phát thải. Bên cạnh đó công thức theo hướng dẫn của US EPA chưa tính 
toán đến phát thải của động cơ máy phụ trên tàu và việc sử dụng công suất bốc dỡ 
của các cảng để nội suy phát thải cho một số cảng có thể tồn tại sai số. 
Bỏ qua sự khác biệt kết quả do cách tiếp cận khác nhau, phương pháp Khuê và 
cs. chỉ phân tích các hoạt động tại cảng và ước lượng phát thải tổng số cho các yếu 
tố ô nhiễm mà không thu thập dữ liệu về hoạt động thực tế của tàu thuyền trên các 
tuyến luồng ra vào thành phố, cũng như không phân tích tỷ lệ phát thải từ các nhóm 
tàu khác nhau để đề xuất các giải pháp quản lý nhằm giải quyết các vấn đề ô nhiễm 
liên quan. Tuy nhiên qua nghiên cứu Vũ Hoàng Ngọc Khuê và cs. 2019 cũng cho 
thấy mặt hạn chế của đề tài này là chưa ước tính phát thải của các thiết bị bốc dỡ 
hàng hoá tại các cảng. 
Cũng theo báo cáo của Vũ Hoàng Ngọc Khuê và cs. 2019, tổng lượng phát 
thải hàng năm của hoạt động giao thông tại Tp. HCM lần lượt cho 3 loại khí thải 
NOx, CO, SO2 là 47048; 3499354; và 10114 tấn. Khi đối chiếu với kết quả tính toán 
của đề tài cho thấy hoạt động vận tải đường thuỷ đã chiếm 11,23%; 0,045% và 
22,44% tổng lượng phát thải của hoạt động giao thông lần lượt cho 3 loại khí thải 
NOx, CO, SO2. Tỷ lệ này chỉ ra rằng hoạt động tàu thuyền tại khu vực đóng góp một 
lượng lớn NOx và SO2 cho phát thải của toàn thành phố. 
0 
1000 
2000 
3000 
4000 
5000 
6000 
NOx SO2 CO 
Nghiên cứu này Báo cáo của Vũ Hoàng Ngọc Khuê và cs,. 2019 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 10
3.2. Lượng phát thải SO2 từ tháng 6 đến tháng 11/2019 
Hình 4 trình bày tổng lượng phát thải SO2 từ tàu hàng tháng ở khu vực nghiên 
cứu. 
Hình 4. Biến đổi phát thải SO2 theo tháng (tấn) 
Qua biểu đồ ta thấy, tháng 6 có lượng phát thải thấp nhất với tổng lượng phát 
thải là 136,7 tấn, sau đó lượng phát thải tăng đều qua các tháng và đạt giá trị cao nhất 
vào tháng 10 với tổng lượng phát thải SO2 trong tháng là 229,55 tấn. Tháng 11 lượng 
phát thải giảm nhẹ (223,66 tấn), tuy nhiên sự thay đổi là không đáng kể và vẫn trong 
xu thế tăng dần về cuối năm. Có thể lý giải phát thải tăng dần đều về các tháng cuối 
năm do hoạt động của tàu container tại khu vực nghiên cứu chiếm tỷ lệ phát thải lớn 
nhất theo kết quả tỷ lệ phần trăm phát thải của nhóm tàu này (thể hiện tại bảng 4) và 
càng về cuối năm, nhu cầu vận tải hàng hoá bằng phương tiện này tăng dần nhằm 
đáp ứng nhu cầu xuất-nhập khẩu hàng hoá phục vụ cho các đợt mua sắm mạnh. Sự 
biến động này khác hẳn với các nghiên cứu biến động theo mùa ở châu Âu được 
Jalkanen và cs. tiến hành năm 2009, trong đó hoạt động vận tải giảm dần về cuối 
năm do vào mùa đông các tuyến đường vận chuyển bị đóng băng [9]. 
3.4. Phát thải theo loại tàu và điều kiện vận hành 
Các đặc điểm của khí thải tàu theo các loại tàu được trình bày tại hình 5. Kết 
quả cho thấy tỷ lệ đóng góp phát thải SO2, CO2 và NOx từ các loại tàu khác nhau. 
Trong số các loại tàu, tàu container thải ra lượng chất gây ô nhiễm cao nhất, tiếp 
theo là tàu chở hàng khô. Các tàu container thải ra 239,12 tấn; 209,32 103 tấn và 
822,3 tấn SO2, CO2 và NOx tương ứng. Các tàu chở hàng khô thải ra 227,46 tấn; 
82,7 103 tấn và 469,58 tấn SO2, CO2 và NOx tương ứng. Tàu container và tàu chở 
hàng rời tạo ra gần 60% lượng khí thải. Điều này phù hợp với kết quả của Fan 
(2016) tiến hành nghiên cứu phát thải của tàu thuyền ra vào các cảng ở Đồng bằng 
châu thổ sông Trường Giang, Trung Quốc do các nước đang phát triển nhu cầu vận 
tải hàng hoá phục vụ phát triển kinh tế và sản xuất luôn chiếm tỷ trọng cao nhất [14]. 
136,7 
165,34 
176,12 
203,12 
229,55 223,66 
Tháng 6 Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9 Tháng 10 Tháng 11
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 11
Hình 5. Tỷ lệ đóng góp phát thải SO2, CO2 và NOx từ các loại tàu khác nhau 
- Tỷ lệ % khí thải của tàu theo các điều kiện vận hành khác nhau được thể hiện 
trong hình 6. Các kết quả này cho thấy khoảng 43-47% lượng khí thải phát ra trong 
chế độ hành trình. Khí thải được tạo ra trong quá trình neo đậu chiếm khoảng 34-
41% và chế độ điều động chiếm 15-22%. Kết quả chỉ ra một lượng khí thải đáng kể 
đã được tạo ra trong chế độ neo đậu, phù hợp với nghiên cứu cũng sử dụng dữ liệu 
AIS tại các cảng ở Hồng Kông năm 2013 [17] (diện tích Hồng Kông 1106 km2). Tuy 
nhiên, trong nghiên cứu của Fan và cs. 2016 [14] đã phát hiện ra rằng khoảng 70%-
80% lượng khí thải đã xảy ra trong ở chế độ hành trình tại đồng bằng sông Trường 
Giang (dài 6385 km so với toàn bộ hệ thống đường thủy trên địa bàn Tp. HCM có 
tổng chiều dài 975km). Qua đó cho thấy các khu vực cảng khác nhau sẽ có tỷ lệ phát 
thải của các chế độ vận hành khác nhau tuỳ thuộc vào quy mô của khu vực cảng tiến 
hành nghiên cứu phát thải. Khi khu vực nghiên cứu được mở rộng, thời gian tàu ở 
chế độ hành trình sẽ được kéo dài, do đó làm tăng lượng khí thải ở chế độ này. 
Hình 6. Phát thải của tàu theo các chế độ vận hành khác nhau 
47,1 43,7 44,5 43,4 
17,7 
15,4 20,8 22,2 
35,2 40,9 34,7 34,4 
0
20
40
60
80
100
NOx SO2 CO CO2
Hành trình Chuyển bến Neo đậu 
17% 
13% 
31% 
10% 
10% 
8% 
11% Tàu hàng khô
Tàu dầu 
Tàu container
Tàu khách
Tàu lai dắt 
Tàu cá
Tàu khác
21% 
17% 
39% 
6% 
7% 
4% 6% 16% 
15% 
42% 
6% 
6% 
8% 
7% 
NOx CO2 SO2 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 12
4. KẾT LUẬN 
- Tổng lượng phát thải NOx, CO và SO2 ước tính từ các tàu thuyền trong sáu 
tháng khảo sát lần lượt là 2,69; 0,82; 1,13x103 tấn tương đương với 11,23%; 0,045% 
và 22,44% so với tổng số phát thải nguồn nhân tạo ở Tp. HCM trong 1 năm theo báo 
cáo của Vũ Hoà Ngọc Khuê và cs. 2019. Tổng lượng khí thải CO2 do hoạt động tàu 
thuyền trong khu vực thải ra được ước tính là khoảng 489,74x03 tấn. 
- Với số lượng đông và công suất động cơ lớn các tàu container và tàu chở 
hàng khô đóng góp gần 60% tổng lượng khí thải của NOx, SO2 và CO2,. Trong thời 
gian từ tháng 6 đến tháng 11/2019 lượng phát thải biến động tỷ lệ thuận với quy mô 
nhập- xuất hàng hoá gia tăng đều đặn dần về cuối năm. 
- Ở chế độ neo đậu tại cảng, tàu thuyền cũng tạo ra một nguồn phát thải đáng kể 
chiếm 34,41% tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm trong thời gian từ tháng 6 đến 
tháng 11/2019. Do đó trong trường hợp tàu phải kẹt lại quá lâu do các yếu tố bất khả 
kháng cần bố trí sử dụng điện bên bờ cho các hoạt động cần nguồn điện trên tàu để 
hạn chế việc phát thải từ hoạt động liên tục của động cơ phụ. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Merk O., Shipping Emissions in Ports: Discussion,. International Transport 
Forum, Paris, France, 2014, tr.20. 
2. Bin L., Cherng-Yuan L., Compliance with international emission regulations : 
Reducing the air pollution from merchant vessels, Marine Policy, 2005, 
30:220. 
3. Corbett J.J., Fischbeck P.S., Pandis S.N., Global nitrogen and sulfur emission 
inventories for oceangoing ships, Journal of Geophysical Research, 1999, 
104:3462. 
4. Deniz C., Durmusoğlu Y., Estimating shipping emissions in the region of the 
sea of Marmara. Sci. Total Environ, 2008, 390:255-261. 
5. Hồ Quốc Bằng, Võ Thị Thanh Hương, Suwat Chuanak, Tính toán phát thải 
các chất ô nhiễm không khí và mô hình hoá chất lượng không khí cảng Sài 
Gòn, Việt Nam, Science & Technology Development, 2013, 16:12-21. 
6. Vũ Hoàng Ngọc Khuê, Phạm Thị Nguyệt Thanh, Hồ Quốc Bằng,Nguyễn 
Thoại Tâm, Nguyễn Thị Thúy Hằng, Tính toán phát thải khí thải và ứng dụng 
hệ mô hình TAPM-AERMOD mô phỏng ô nhiễm không khí từ hệ thống bến 
cảng tại Thành phố Hồ Chí Minh, Tạp Chí Phát Triển Khoa Học & Công 
Nghệ: Chuyên San Khoa Học Trái Đất & Môi Trường, 2018, 2(2):97-106. 
7. Vũ Hoàng Ngọc Khuê*, Hồ Minh Dũng, Nguyễn Thoại Tâm, Nguyễn Thị 
Thúy Hằng, Hồ Quốc Bằng, Kiểm kê và xây dựng bản đồ phát thải khí thải từ 
hoạt động giao thông cho Tp. HCM, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công 
nghệ, Khoa học Tự nhiên, 2019, 3:100-114. 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 13
8. Miola A. and Ciuffo B., Designing a Climate Change Policy for the 
International Maritime Transport Sector: Market-Based Measures and 
Technological Options for Global and Regional Policy Actions, Energy 
Policy, 2011, 9:5490-5498. 
9. Jalkanen J.P., Brink A., Kalli J. et al., A modelling system for the exhaust 
emissions of marine traffic and its application in the Baltic Sea area. Atmos 
Chem Phys, 2009, 9:9209-9223. 
10. Miola A. and Ciuffo B., Estimating air emissions from ships: Meta-analysis of 
modelling approaches and available data sources, Atmospheric Environment, 
2011, 45:2242-225. 
11. Kristensen H.O., Determination of Regression Formulas for Main Dimensions 
of Tankers and Bulk Carriers Based on IHS Fairplay Data,Technical 
University of Denmark, 2012. 
12. Trozzi C., Update of Emission Estimate Methodology for Maritime 
Navigation, Techne Consulting report, 2010. 
13. Wen Yuan‐qiao, Ren Jun‐yong, Li Zhao‐ran., Research of Ship Optimal Speed 
with Minimum Emissions in the Process of Ships Entering and Leaving Port, 
Journal of Wuhan University of Technology, 2016, 40:2095‐3844. 
14. Fan Q.Z., Zhang Y., Ma W.C., Ma H.X., Feng J.L., Yu Q., Yang X., Simon 
K.W.Ng., Fu Q.Y., Chen L.M., Spatial and seasonal dynamics of ship 
emissions over the Yangtze River Delta and East China Sea and their potential 
environmental influence, Environ Sci Technol, 2016, 50:1322-1329. 
15. IMO., Prevention of Air Pollution from Ships-sulphur Monitoring for 2007, 
International Maritime Organization, 2007. 
16. Starcrest Consulting Group., Port of Los Angeles Inventory of Air Emissions 
2012, Technical Report, 2013. 
17. Ng S.K.W., Loh C., Lin C., Booth V., Chan J.W.M., Yip A.C.K., Li Y. and 
Lau A.K.H., Policy change driven by an AIS-assisted marine emission 
inventory in Hong Kong and the Pearl River Delta. Atmospheric 
Environment, 2013, 76:102-112. 
SUMMARY 
ESTIMATION OF EXHAUST SHIP EMISSION FROM MARINE TRAFFIC 
IN PORTS OF HO CHI MINH CITY USING AUTOMATIC 
IDENTIFICATION SYSTEM (AIS) DATA 
The shipping industry, one of the least regulated sources of artificial 
emissions, has grown rapidly over the past decades. Increasing ship traffic has 
significantly affected the air quality in areas around seaports and navigational 
channels, especially in coastal areas. By processing the data set from the Automated 
Identification System (AIS) provided by Marinetraffic, this study has built a 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 21, 12-2020 14
secondary database of high-resolution ship emissions for Ho Chi Minh City, 
Vietnam, which was ranked 26th in the top 50 largest container ports in the world, 
according to the 2018 ranking of The Journal of Commerce (JOC),. The amount of 
CO, CO2, NOx, and SO2 emissions across the region from June to November 2019 is 
estimated at 0.82; 489.74; 2.69; 1.13x103 tons. Cruising mode of ships are the 
largest contributor in the total emissions of 43-47%, followed by the berths that also 
contribute a significant amount of emissions from 34-41%. By ship type, container 
ships are the largest group with 58104 ships and emit the most 210.87x103 tons of 
emissions, followed by dry tankers and oil tankers. These three types of ships 
account for 73.4% of total emissions. The specific Bottom-up approach is the 
STEAM model that was used to calculate the emission levels of 7 different ship 
groups. The results of the study can be used to propose effective solutions to limit 
the impact of ship emissions on Ho Chi Minh City's air quality. 
Keywords: Exhaust ship emissions, automatic identification system (AIS), 
Steam model, ports of Ho Chi Minh City. 
Nhận bài ngày 20 tháng 7 năm 2020 
Phản biện xong ngày 24 tháng 8 năm 2020 
Hoàn thiện ngày 22 tháng 9 năm 2020 
(1) Chi nhánh Phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga