Hành trình xanh hóa ngành vận tải biển và tối ưu nhiên liệu từ những việc đơn giản

Trước áp lực giảm phát thải, ngành hàng hải buộc phải bước vào cuộc chuyển đổi chưa từng có, tìm kiếm công nghệ và nhiên liệu mới để hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Cước vận tải biển tăng nóng, doanh nghiệp thủy sản đối mặt áp lực kép

Cải thiện hạ tầng để giảm chi phí logistic vận tải biển

Phụ phí nhiên liệu xanh tính vào giá vé: Liệu có là cú hích cho hàng không bền vững?

Để hành trình nhiên liệu xanh không còn dang dở

Cuộc đua tìm nhiên liệu xanh cho tàu biển

Để hiện thực hóa mục tiêu phát thải ròng bằng 0, việc từ bỏ nhiên liệu hóa thạch được xem là điều kiện tiên quyết. Tuy nhiên, đây là bài toán không hề đơn giản khi hiện nay hơn 93% đội tàu trên thế giới vẫn đang sử dụng các loại nhiên liệu truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ.

Trong bối cảnh ấy, châu Á, nơi tập trung nhiều cảng biển sầm uất cùng các tuyến hàng hải huyết mạch, đang nổi lên như một trung tâm quan trọng của quá trình chuyển đổi xanh. Câu hỏi đặt ra là liệu toàn bộ đội tàu vận tải toàn cầu có thể chuyển sang các loại nhiên liệu thay thế trước năm 2050 hay không, và hành trình đó sẽ phải vượt qua những rào cản nào.

Theo các kỹ sư của Hyundai, một trong những tập đoàn đóng tàu lớn nhất thế giới, methanol được đánh giá là lựa chọn đầy triển vọng cho tương lai của vận tải biển. Loại nhiên liệu này có thể giúp cắt giảm khoảng 25% lượng phát thải carbon so với nhiên liệu truyền thống. Một ưu điểm khác là methanol tồn tại ở dạng lỏng, giúp việc lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu trở nên thuận tiện hơn. Tuy nhiên, những lợi thế ấy vẫn chưa đủ để biến methanol thành giải pháp hoàn hảo.

Ông Dongsoo Son, Quản lý dự án tại Tập đoàn Công nghiệp nặng HD Hyundai của Hàn Quốc, chia sẻ: “Giá methanol còn cao và chuỗi cung ứng vẫn chưa đáp ứng đủ. Bên cạnh đó, methanol xanh cũng có mật độ năng lượng thấp hơn nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ. Điều đó đồng nghĩa với việc phải sử dụng nhiều nhiên liệu hơn để vận hành tàu.”

Ngoài methanol, amoniac cũng đang được nhắc đến như một ứng viên tiềm năng. Loại nhiên liệu này có thể sản xuất từ hydro kết hợp với nitơ trong khí quyển và gần như không phát thải carbon khi sử dụng.

Tuy nhiên, amoniac có độc tính rất cao đối với con người cũng như hệ sinh thái biển. Không chỉ vậy, công nghệ động cơ sử dụng nhiên liệu amoniac hiện vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển, khiến việc thương mại hóa trên quy mô lớn còn là câu chuyện của tương lai. Một lựa chọn khác đang được nhiều hãng tàu quan tâm là khí tự nhiên hóa lỏng. So với dầu nhiên liệu truyền thống, khí tự nhiên hóa lỏng có thể giúp giảm khoảng 20% lượng khí CO₂ phát thải. Đồng thời, hệ thống hạ tầng cung ứng và tiếp nhiên liệu đã hình thành tại nhiều cảng biển trên thế giới, giúp các doanh nghiệp dễ dàng khai thác và vận hành đội tàu.

Tuy nhiên, khí tự nhiên hóa lỏng vẫn gây nhiều tranh cãi, bởi bản chất vẫn là nhiên liệu hóa thạch và chứa nguyên tử carbon. Đáng chú ý hơn, các nghiên cứu cho thấy hiện tượng rò rỉ khí methane trong quá trình khai thác và sử dụng có thể gây tác động xấu đến môi trường hơn cả tàu sử dụng dầu truyền thống.

Ông Dongsoo Son, Quản lý dự án tại Tập đoàn Công nghiệp nặng HD Hyundai của Hàn Quốc nhận định: “Hiện tại vẫn chưa có loại nhiên liệu nào chiếm ưu thế. Hai loại nhiên liệu khả dụng vào thời điểm này là khí tự nhiên hóa lỏng và methanol. Còn amoniac vẫn mới ở giai đoạn đầu phát triển.”

Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc về Thương mại và Phát triển, để đưa đội tàu toàn cầu tiến gần mục tiêu xanh hóa vào năm 2050, ngành hàng hải cần đầu tư thêm khoảng 28 tỷ USD mỗi năm. Đây là khoản đầu tư không nhỏ, buộc các doanh nghiệp phải tìm kiếm nhiều giải pháp khác nhau thay vì chỉ phụ thuộc vào việc thay đổi nhiên liệu.

Những cách giảm nhiên liệu cho tàu biển

Một trong những hướng đi ít được chú ý nhưng mang đến hiệu quả đáng kể chính là giảm lực cản của nước đối với thân tàu. Trong nhiều thập kỷ, rong rêu, hà bám và các sinh vật biển phát triển trên thân tàu luôn là vấn đề khiến các chủ tàu đau đầu. Hiện tượng này có thể xuất hiện chỉ vài giờ sau khi con tàu hạ thủy. Khi lớp sinh vật bám dày lên, ma sát giữa thân tàu và nước tăng lên đáng kể, khiến tàu phải tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn để duy trì tốc độ. Thậm chí, nếu chỉ một nửa thân tàu bị bao phủ bởi lớp sinh vật mỏng, lượng khí thải carbon cũng có thể tăng tới 30%.

Nhận thấy tiềm năng cắt giảm nhiên liệu từ vấn đề tưởng như rất nhỏ này, công ty Neptune Robotics có trụ sở tại Hong Kong phát triển hệ thống robot làm sạch thân tàu dưới nước. Điểm khác biệt của công nghệ này là robot có thể hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày ngay trong môi trường biển với dòng chảy rất mạnh, nơi những phương pháp truyền thống gần như không thể thực hiện.

Bà Elizabeth Chan, đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Neptune Robotics chia sẻ: “Làm sạch thân tàu là yếu tố mang tính nền tảng. Dù bạn sử dụng nhiên liệu sinh học, tổng hợp hay truyền thống thì vẫn cần giảm chi phí nhiên liệu. Vì vậy, làm sạch thân tàu chính là cách tiết kiệm nhiên liệu. Nghiên cứu cho thấy, công nghệ của chúng tôi có thể giúp các tàu tiết kiệm trung bình khoảng 18% lượng nhiên liệu tiêu thụ mỗi năm.”

Trong khi đó, ở một hướng tiếp cận hoàn toàn khác, công ty Silverstream Technologies  có trụ sở tại London lại lựa chọn giảm tiêu hao nhiên liệu bằng cách giảm ma sát giữa thân tàu và nước.

Từ ý tưởng đó, Silverstream phát triển hệ thống đệm khí sử dụng các bong bóng siêu nhỏ nhằm tạo ra một lớp màng không khí bao quanh đáy tàu, giúp con tàu lướt trên mặt nước dễ dàng hơn. Ông Noah Silberschmidt, Giám đốc điều hành Silverstream Technologies cho biết:

“Công nghệ bôi trơn bằng không khí của Silverstream hoạt động bằng cách bơm các bong bóng khí siêu nhỏ lên bề mặt thân tàu. Những vi bong bóng này đi vào lớp biên giữa thân tàu và nước. Nhờ đó, con tàu lướt dễ dàng hơn rất nhiều. Điều đó nghe có vẻ không quá đặc biệt, nhưng thực tế giúp các chủ tàu tiết kiệm từ 5–10% nhiên liệu.”

Tại Việt Nam, quá trình chuyển đổi xanh trong lĩnh vực hàng hải cũng đang được thúc đẩy mạnh mẽ. Trong bối cảnh nhiều thị trường lớn như Liên minh châu Âu hay Mỹ ngày càng siết chặt các tiêu chuẩn về phát thải carbon, việc xanh hóa đội tàu và hạ tầng cảng biển không chỉ là yêu cầu về môi trường mà còn là điều kiện để nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp Việt Nam.

Tuy nhiên, cũng giống như nhiều quốc gia khác, Việt Nam vẫn đối mặt với không ít thách thức về nguồn vốn đầu tư, hạ tầng cung ứng nhiên liệu sạch cũng như khả năng tiếp cận các công nghệ mới.Để bắt kịp xu hướng phát triển của ngành hàng hải thế giới, bên cạnh các chính sách hỗ trợ, sự chủ động đầu tư, đổi mới công nghệ và hợp tác quốc tế của các doanh nghiệp sẽ đóng vai trò quyết định.

Đây không chỉ là bước đi cần thiết để giảm phát thải, mà còn là cơ hội để ngành hàng hải Việt Nam tham gia sâu hơn vào chuỗi logistics xanh toàn cầu và phát triển bền vững trong những thập kỷ tới.