Ô nhiễm ánh sáng làm chậm tiến trình Zero Carbon ở các siêu đô thị
Ánh sáng được xem là biểu tượng của sự phát triển và văn minh nhân loại, thế nhưng đang dần được nhận diện như một tác nhân bất ngờ trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Trong khi các siêu đô thị trên toàn cầu đặt ra tham vọng đạt mục tiêu "Zero Carbon" vào giữa thế kỷ này, một yếu tố ít được chú ý nhưng có tác động đáng kể là ô nhiễm ánh sáng.
Tại các siêu đô thị lớn, việc lạm dụng ánh sáng nhân tạo không chỉ gây tác động xấu đến sức khỏe con người mà còn góp phần làm tăng lượng phát thải khí nhà kính. Những năm gần đây, các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách trên toàn cầu đã nhận thức rõ hơn về mối quan hệ chặt chẽ giữa ô nhiễm ánh sáng và sự chậm trễ trong tiến trình đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0.
Khi ánh sáng trở thành tác nhân gây trì hoãn
Ô nhiễm ánh sáng là hiện tượng ánh sáng nhân tạo chiếu sai vị trí, sai cường độ hoặc sai thời điểm, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường tự nhiên và sức khỏe con người. Theo nghiên cứu được công bố bởi Hiệp hội Thiên văn Mỹ vào tháng 3/2023, dựa trên dữ liệu quan sát từ các nhà khoa học, ô nhiễm ánh sáng của bầu trời đêm trên toàn thế giới đã tăng lên tới 10% mỗi năm kể từ năm 2011. Con số này cao hơn nhiều so với ước tính trước đó từ các nghiên cứu sử dụng dữ liệu vệ tinh, vốn chỉ ghi nhận mức tăng khoảng 2% mỗi năm. Sự khác biệt này được giải thích một phần bởi thực tế là thiết bị vệ tinh chủ yếu tập trung vào bước sóng 500-900 nm, bỏ qua phát xạ quang học bước sóng ngắn đặc trưng của đèn LED trắng hiện đại vốn ngày càng chiếm ưu thế trong hệ thống chiếu sáng đô thị[1].
Theo dữ liệu mới nhất từ Cambridge Management Consulting, hiện có 34 siêu đô thị trên toàn cầu, và con số này dự kiến sẽ tăng lên 43 vào năm 2030. Đáng chú ý, các siêu đô thị được dự báo sẽ là nơi sinh sống của 70% dân số thế giới vào năm 2050[2]. Những trung tâm đô thị khổng lồ này hiện đang tiêu thụ khoảng 9.3% lượng điện năng toàn cầu và tạo ra 12.6% chất thải toàn cầu. Con số càng gây lo ngại hơn khi xét đến việc siêu đô thị chỉ chiếm 6.7% dân số thế giới, cho thấy mức tiêu thụ tài nguyên và năng lượng không cân đối[3].
Tác động kinh tế của ô nhiễm ánh sáng vượt xa những ước tính ban đầu. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Remote Sensing vào tháng 12/2024 tiết lộ một con số gây sốc: ô nhiễm ánh sáng gây thiệt hại cho nền kinh tế thế giới khoảng 3.4 ngàn tỷ USD/năm, tương đương 3% tổng sản phẩm toàn cầu (GGP). Theo phân tích của các nhà nghiên cứu, ở những khu vực có mức độ ô nhiễm ánh sáng cao nhất, giá trị của các dịch vụ hệ sinh thái có thể giảm tới 40%. Các quốc gia lớn như Nga, Mỹ, Canada, Trung Quốc và Ấn Độ sẽ chịu thiệt hại lớn nhất, với riêng Nga ước tính thiệt hại lên tới 754 tỷ USD, tương đương hơn 5,000 USD/người/năm[4].
Lãng phí năng lượng là một trong những hậu quả trực tiếp của ô nhiễm ánh sáng. Chỉ riêng tại Mỹ, hệ thống chiếu sáng ngoài trời tiêu thụ khoảng 120TWh/năm, chủ yếu để chiếu sáng đường phố và bãi đậu xe. Lượng năng lượng này đủ để đáp ứng nhu cầu điện toàn bộ thành phố New York trong vòng hai năm. Đáng chú ý, theo ước tính của tổ chức DarkSky, ít nhất 30% tổng lượng ánh sáng ngoài trời ở Mỹ bị lãng phí, chủ yếu do đèn không được che chắn phù hợp. Con số này quy đổi thành 3.3 tỷ USD và phát thải 21 triệu tấn CO2 mỗi năm. Theo ước tính, để bù đắp lượng CO2 này, cần phải trồng 875 triệu cây mỗi năm[5].
Khí thải năng lượng vô hình
Mặc dù lượng năng lượng tiêu thụ bởi hệ thống chiếu sáng nhân tạo đã giảm trong 20 năm qua nhờ sự phát triển và áp dụng rộng rãi của đèn LED tiết kiệm năng lượng, lĩnh vực này vẫn là một nguồn tiêu thụ điện năng lớn và phát thải đáng kể. Theo Công ước Khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu, "Điện năng cho chiếu sáng chiếm khoảng 15% tổng lượng tiêu thụ điện toàn cầu và 5% lượng khí nhà kính (GHG) trên toàn thế giới". Đây là một tỷ lệ đáng kể trong cơ cấu phát thải toàn cầu, nhưng thường bị bỏ qua trong các chiến lược giảm carbon[6].
Khí thải từ hệ thống chiếu sáng không chỉ đến từ quá trình sản xuất điện năng mà còn từ tác động gián tiếp của ô nhiễm ánh sáng đến các quá trình tự nhiên. Nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng ánh sáng nhân tạo vào ban đêm có thể cản trở quá trình làm sạch tự nhiên của khí quyển. Theo nhà khoa học người Mỹ, Harald Stark đã phát biểu: "Chúng tôi đã chứng minh rằng ánh sáng thành phố làm giảm quá trình làm sạch khí quyển vào ban đêm và điều đó có thể ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí vào ngày hôm sau". Cụ thể, ánh sáng tại lưu vực Los Angeles đủ mạnh để làm giảm hoạt động làm sạch của NO3 vào ban đêm tới 7%. Điều này cho thấy rằng NO3 giúp làm sạch không khí vào ban đêm bằng cách phản ứng với các chất ô nhiễm. Tuy nhiên, khi NO3 hoạt động kém hiệu quả, các chất dễ gây ô nhiễm như NO2 sẽ tồn tại lâu hơn trong không khí. Ngoài ra, NO2 là thành phần quan trọng của quá trình hình thành ozone vào ban ngày, một chất gây ô nhiễm được kiểm soát có thể gây hại cho phổi con người cũng như mùa màng và hệ sinh thái. Ô nhiễm ánh sáng làm tăng mức độ của các hóa chất này lên tới 5%[7].
Tác động đến hành trình Zero Carbon
Theo báo cáo Cambridge Management Consulting công bố đầu năm 2025, mặc dù số lượng thảm họa liên quan đến khí hậu đã tăng gấp 3 lần trong 30 năm qua, gây tỷ lệ tử vong ngày càng tăng, di cư hàng loạt và thiệt hại hàng tỷ USD, đa số Chính phủ vẫn tiếp tục bỏ qua vai trò quan trọng của các thành phố trong việc đạt được tương lai không phát thải. Nhiều đóng góp do Quốc gia tự quyết định (NDCs) đề cập đến các chiến lược đô thị cho cả giảm thiểu và thích ứng, nhưng vấn đề ô nhiễm ánh sáng thường không được đề cập đầy đủ[8].
Nghiên cứu từ DarkSky International chỉ ra rằng việc lắp đặt hệ thống chiếu sáng ngoài trời chất lượng có thể cắt giảm 60-70% lượng năng lượng sử dụng, tiết kiệm hàng tỷ USD và giảm lượng phát thải carbon[9]. Tuy nhiên, nhiều siêu đô thị vẫn chưa áp dụng các tiêu chuẩn chiếu sáng hiệu quả. Thay vào đó, họ tiếp tục sử dụng các hệ thống chiếu sáng cũ, lãng phí, góp phần phát thải carbon không cần thiết. Theo AXA Investment Managers, nhiều siêu đô thị hiện nay, về cả dân số và GDP, đều lớn hơn nhiều quốc gia riêng lẻ. Chẳng hạn, nền kinh tế 1.5 ngàn tỷ USD của Tokyo lớn hơn nền kinh tế 1.42 ngàn tỷ USD của Tây Ban Nha, trong khi cả Thượng Hải (495 tỷ USD) và Bắc Kinh (459.6 tỷ USD) đều có nền kinh tế lớn hơn Argentina (475.4 tỷ USD) và Na Uy (439.5 tỷ USD)[10]. GlobalData dự báo vào năm 2025, các siêu đô thị châu Á dự kiến đóng góp 9.4% vào GDP toàn cầu và 6.6% vào tổng dân số thế giới[11]. Với quy mô kinh tế và dân số lớn như vậy, việc giảm phát thải carbon từ các siêu đô thị này, bao gồm cả giảm ô nhiễm ánh sáng, là yếu tố quyết định để đạt được mục tiêu khí hậu toàn cầu.
Mâu thuẫn giữa phát triển hạ tầng hiện đại và mục tiêu xanh
Nhu cầu mở rộng đô thị để đáp ứng dân số tăng nhanh thường xung đột với các mục tiêu giảm phát thải và bảo vệ môi trường. Theo Liên Hợp Quốc, các đô thị chỉ chiếm 3% diện tích toàn cầu nhưng tiêu thụ 60-80% năng lượng và phát thải 75% lượng carbon[12]. Điều này phản ánh hệ quả từ việc xây dựng ồ ạt các công trình giao thông, nhà ở, và hệ thống chiếu sáng mà không tính toán hiệu quả sinh thái.
Theo báo cáo từ Sustainable Brands, đến năm 2025, các thành phố trên toàn thế giới sẽ đầu tư 64 tỷ USD vào đèn LED và đèn đường "thông minh"[13]. Mặc dù đây có thể là một bước tiến trong việc giảm tiêu thụ năng lượng, nhưng nếu không được thiết kế và quản lý đúng cách, những hệ thống chiếu sáng mới này vẫn có thể góp phần vào ô nhiễm ánh sáng.
Trong khía cạnh pháp lý, cách tiếp cận vấn đề giữa các siêu đô thị cũng rất khác nhau. Theo một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Inside Lighting vào tháng 3/2025, các thành phố như Thượng Hải và Seoul áp đặt giới hạn về độ sáng, giờ giới nghiêm, thậm chí cả phổ màu của biển quảng cáo LED. Trong khi đó, London và New York vẫn dựa vào các luật gây phiền hà có từ hàng chục năm trước, đặt gánh nặng chứng minh lên chính những người đang phải chịu đựng ánh sáng điện quá mức[14].
Theo báo cáo của Ủy ban châu Âu, chiếu sáng chiếm khoảng 14% tổng tiêu thụ năng lượng tại Liên minh châu Âu, trong đó khoảng 14.7% là chiếu sáng ngoài trời, chủ yếu là đèn đường, các loại chiếu sáng công cộng khác. Trên phạm vi toàn cầu, gần 20% lượng điện sản xuất được sử dụng cho chiếu sáng, với 8% dành cho chiếu sáng ngoài trời[15]. Một nghiên cứu đã chỉ ra 80% dân số toàn cầu và hơn 99% người dân cư trú tại châu Âu hiện đang sống dưới bầu trời ô nhiễm ánh sáng. Ước tính riêng tại châu Âu, 30% ánh sáng nhân tạo bị thất thoát không đúng mục đích, gây lãng phí gần 9 tỷ USD mỗi năm và phát thải hàng triệu tấn CO2 không cần thiết[16].
Sự chuyển đổi từ các loại đèn truyền thống sang đèn LED, vốn được kỳ vọng giúp tiết kiệm năng lượng thế nhưng lại nảy sinh vấn đề mới. Đèn LED phát ra nhiều ánh sáng xanh lam (bước sóng ngắn), có khả năng lan tỏa xa hơn và gây tác động sinh thái mạnh hơn so với ánh sáng vàng truyền thống. Dù tiết kiệm điện, nhưng nếu không kiểm soát tốt về cường độ, hướng chiếu sáng và thời gian hoạt động, đèn LED lại làm gia tăng tình trạng “ô nhiễm ánh sáng xanh”.
Mâu thuẫn càng trở nên gay gắt khi các thành phố hiện đại hóa hạ tầng với mục tiêu tăng cường an ninh, phát triển kinh tế đêm và quảng bá hình ảnh đô thị, dẫn đến việc lắp đặt hàng loạt hệ thống chiếu sáng công cộng, biển quảng cáo số hóa và các công trình kiến trúc chiếu sáng nghệ thuật. Những hệ thống này, nếu không tuân thủ các tiêu chuẩn chiếu sáng bền vững, sẽ trực tiếp làm gia tăng ô nhiễm ánh sáng, đi ngược lại các cam kết giảm phát thải của chính các thành phố trong khuôn khổ Thỏa thuận Paris hay các chiến lược Zero Carbon.
Kinh nghiệm quốc tế và bài học cho Việt Nam
Bản tuyên ngôn châu Âu về Ô nhiễm ánh sáng, được thông qua trong thời gian Tây Ban Nha giữ chức Chủ tịch Hội đồng EU năm 2023, đánh dấu một bước tiến lớn trong phong trào bảo vệ và lấy lại bầu trời đêm của châu Âu[17]. Tuyên ngôn kêu gọi hành động phối hợp để giảm tác động tiêu cực của ánh sáng nhân tạo vào ban đêm, đề xuất các chiến lược giám sát, giảm ô nhiễm ánh sáng, kêu gọi các tổ chức châu Âu tích hợp những nỗ lực này vào các chính sách mới và hiện có của EU[18].
Cộng hòa Czech trở thành quốc gia đầu tiên cung cấp luật chống ô nhiễm ánh sáng cấp quốc gia và pháp luật khắc phục, được gọi là Đạo luật Bảo vệ Khí quyển (Protection of the Atmosphere Act) hay luật Czech 2002 (Đạo luật Không khí sạch), về bảo vệ khí quyển, liên quan đến ô nhiễm ánh sáng. Công dân Czech buộc phải "thực hiện các biện pháp để ngăn chặn sự xuất hiện của ô nhiễm ánh sáng trong không khí" hoặc đối mặt với các khoản tiền phạt lên đến 2,800 bảng Anh[19].
Tương tự, ở Ý, Nghị viện Lombardy đã thông qua Dự luật Ô nhiễm Ánh sáng vào tháng 2/2000, khiến việc lắp đặt đèn chiếu trực tiếp lên trên mặt ngang trở nên bất hợp pháp, gần các đài quan sát nghiệp dư và chuyên nghiệp, tất cả hệ thống chiếu sáng phải được thay thế trong vòng 4 năm. Không chỉ khu vực Lombardy thiết lập một quy định cụ thể chống ô nhiễm ánh sáng, mà các khu vực khác ở Ý cũng thực thi luật chống ô nhiễm ánh sáng, như Emilia-Romagna, Marche, Lazio, Campania, Veneto, Toscana…[20].
Cộng hòa Slovenia đã thông qua Luật Ô nhiễm Ánh sáng vào ngày 30/8/2007, sau hơn 12 năm các tổ chức môi trường nỗ lực vận động. Slovenia ban hành quy định chống ô nhiễm ánh sáng, cấm chiếu sáng trên đường chân trời đối với hầu hết đèn. Đèn được che chắn cũng tạo ra ít chói hơn, cải thiện an toàn đường bộ, tăng khả năng hiển thị. Quy định này của Slovenia nhằm giảm lượng năng lượng sử dụng cho chiếu sáng công cộng, bảo vệ con người, bảo vệ đa dạng sinh học khỏi ô nhiễm ánh sáng[21].
[1] https://aas.org/posts/news/2023/03/rapid-brightening-night-skies-globally-recent-results-citizen-science-and
[2] https://www.cambridgemc.com/the-sustainability-impact-of-megacities
[3] https://sustainablebrands.com/read/report-some-megacities-are-more-sustainable-than-others
[4] https://hayadan.com/the-cost-of-light-pollution
[5] https://darksky.org/resources/what-is-light-pollution/effects/energy-climate/
[6] https://www.netzerocarbonguide.co.uk/guide/designing-and-building/artificial-lighting-in-a-net-zero-carbon-building
[7] https://ec.europa.eu/programmes/erasmus-plus/project-result-content/0eb54a4b-9b44-47a1-9acb-c56685ce80c5/Light%20Pollution%20&%20Climate%20Change%20(Turkey).pdf
[8] https://www.cambridgemc.com/the-sustainability-impact-of-megacities
[9] https://darksky.org/resources/what-is-light-pollution/effects/energy-climate/
[10] [11] https://www.axa-im.com/effects-asias-megacities-climate-change
[12] https://unfoundation.org/blog/post/5-statistics-on-why-sustainable-urban-development-matters/
[13] https://sustainablebrands.com/read/report-some-megacities-are-more-sustainable-than-others
[14] https://inside.lighting/news/25-03/light-pollution-laws-are-failing-heres-why
[15] https://www.interregnorthsea.eu/sites/default/files/2023-12/FUTURE%20BRIEF%20Light%20Pollution%20-%20Mitigation%20measures%20for%20environmental%20protection_compressed.pdf
[16] file:///C:/Users/pC/Downloads/ETCHE_report_2022-8_LightPollution_FINAL_111122.pdf
[17] https://darksky.org/get-involved/the-european-light-pollution-manifesto/
[18] https://aquaplan-project.eu/the-european-light-pollution-manifesto/
[19] [20] [21] http://public-law.net/publaw/view.aspx?id=1452
Phạm Hoàng Phúc
