Vận tải biển trước “ngã rẽ” chuyển đổi xanh

Khi thế giới đang đẩy nhanh nỗ lực chống biến đổi khí hậu, giảm phát thải, ngành vận tải biển đứng trước ngã rẽ của sự đổi mới và chuyển mình, chuyển đổi xanh. Quá trình khử cacbon của ngành hàng hải có thể tạo ra 4 triệu việc làm xanh vào năm 2050 và có khả năng được phân bổ ở các nước Nam bán cầu, nơi có điều kiện cho sản xuất nhiên liệu xanh…

Chịu trách nhiệm vận chuyển khoảng 90% hàng hóa trên thế giới, ngành vận tải biển toàn cầu đóng vai trò không thể thiếu trong thương mại toàn cầu. Tuy nhiên, ngành này cũng là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn và gia tăng không ngừng.

Năm 2018, lượng khí thải từ hoạt động vận chuyển toàn cầu chiếm 1.076 triệu tấn CO2 và chiếm khoảng 2,9% lượng khí thải toàn cầu do hoạt động của con người gây ra, theo Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO).

Các dự báo cho thấy lượng khí thải này có thể tăng tới 130% vào năm 2050 so với lượng khí thải năm 2008. Tác động của hoạt động vận chuyển biển đổi sẽ làm suy yếu các mục tiêu khí hậu của Thỏa thuận Paris. 

Ngành vận tải biển toàn cầu đang trước ngã rẽ của sự đổi mới và chuyển mình. (Ảnh minh họa).

Chuyển đổi năng lượng xanh 

Một trong những trọng tâm chính của ngành vận tải biển trong chương trình nghị sự xanh là chuyển từ dầu nhiên liệu nặng truyền thống (HFO) sang nhiên liệu ít carbon hoặc không phát thải. Việc sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) đang ngày càng được chú trọng như một giải pháp thay thế. Các tàu chạy bằng LNG, như tàu Jacques Saadé của Tập đoàn CMA CGM, giảm tới 20% lượng khí thải CO₂ so với nhiên liệu truyền thống, theo Riviera Maritime.

Tuy nhiên, dù LNG giảm thiểu một số chất ô nhiễm như oxit lưu huỳnh (SOₓ) và oxit nitơ (NOₓ) nhưng đây vẫn là một nhiên liệu hóa thạch với nguy cơ rò rỉ methane. LNG chỉ là giải pháp chuyển tiếp, không phải giải pháp lâu dài.

Ngoài LNG, các chuyển đổi sang amoniac và hydro đang được nghiên cứu. Khi được sản xuất từ năng lượng tái tạo, những nhiên liệu này có thể mang lại tương lai gần như không phát thải. Các tập đoàn vận tải biển lớn như gã khổng lồ vận chuyển Maersk của Đan Mạch đang đặt cược vào methanol như một giải pháp thay thế khả thi.

Maersk công bố ra mắt tàu container đầu tiên trên thế giới chạy bằng methanol xanh năm 2023 - sớm hơn 7 năm so với dự kiến ​​sau áp lực từ khách hàng, theo Tổ chức Transport & Environment.

Trong khi nhiên liệu thay thế là chìa khóa cho các chuyến đi xa, tàu hay phà chạy bằng pin đang được phát triển cho các hành trình ngắn. Năm 2015, Na Uy là quốc gia tiên phong trong lĩnh vực này, khi ra mắt chiếc phà chạy hoàn toàn bằng điện đầu tiên trên thế giới- Ampere, cắt giảm tới 95% lượng khí thải CO₂ và giảm 80% chi phí vận hành.

Một công nghệ cũ đang quay trở lại là sử dụng động lực gió. Sử dụng gió để giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải hiện được xem là một phần giải pháp cho vận tải biển xanh. Năm 2022, tàu chở hàng MV Afros đã sử dụng 4 cánh buồm rotor lớn, giúp giảm 12,5% mức tiêu thụ nhiên liệu. Tương tự, công ty vận tải biển Cargill đã hợp tác với BAR Technologies để phát triển tàu chạy bằng gió sử dụng các cánh buồm công nghệ cao. Các phương pháp truyền thống có thể kết hợp với công nghệ hiện đại để giảm khí thải carbon.

Tối ưu hoá năng lượng

Các đổi mới trong thiết kế đóng tàu có vai trò quan trọng trong việc giảm lực cản và cải thiện hiệu quả nhiên liệu.

Công nghệ sử dụng hệ thống bôi trơn không khí là phương pháp làm giảm lực cản giữa thân tàu và nước biển bằng bọt khí. Sự phân bố bọt khí trên bề mặt thân tàu làm giảm lực cản tác dụng lên thân tàu, tạo ra hiệu quả tiết kiệm năng lượng. Công ty vận tải biển Nhật Bản Mitsui O.S.K. Lines (MOL) đã thử nghiệm hệ thống bôi trơn bằng không khí trên tàu của họ và cải thiện hiệu quả nhiên liệu lên đến 8%.

Các lớp phủ thân tàu tiên tiến cũng giúp giảm sự bám dính của sinh vật biển trên thân tàu. Việc giảm lực cản không chỉ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu mà còn giảm nhu cầu bảo dưỡng. Công ty vận tải biển Nhật Bản NYK Line đã sử dụng lớp phủ silicone đặc biệt trên tàu, giúp giảm khoảng 5% nhiên liệu tiêu thụ.

Ngoài ra, việc triển khai các công cụ kỹ thuật số để tối ưu hóa hoạt động vận tải biển cũng đóng góp vào quá trình chuyển đổi xanh. Các công nghệ như tối ưu hóa lộ trình theo thời gian thực cho phép tàu tránh điều kiện thời tiết bất lợi, giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải. Dữ liệu theo thời gian thực về hiệu suất của tàu, được cung cấp bởi các công cụ như Internet vạn vật (IoT), cũng đóng vai trò trong việc tối ưu hóa hiệu suất động cơ.

Sáng kiến hướng tới xanh hoá ngành vận tải biển 

IMO là tổ chức quốc tế đứng đầu trong việc điều chỉnh và thúc đẩy chuyển đổi xanh cho ngành vận tải biển. Chiến lược giảm khí thải nhà kính đặt mục tiêu giảm tổng lượng khí thải nhà kính từ ngành vận tải biển ít nhất 50% vào năm 2050 so với mức năm 2008, và hướng tới khử carbon hoàn toàn.

Một trong những quy định quan trọng nhất của IMO ảnh hưởng đến ngành vận tải biển là giới hạn hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu hàng hải xuống còn 0,5%, giảm từ mức 3,5% trước đó. Quy định này được thiết kế để giảm lượng khí thải oxit lưu huỳnh.

Công ước khung Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC) thúc đẩy các hành động toàn cầu để giảm khí thải carbon và bảo vệ khí hậu. Các hội nghị COP của UNFCCC thường bàn về các biện pháp và cam kết mới liên quan đến ngành vận tải biển và các ngành khác.

Những sáng kiến đang được đưa ra nhằm hướng tới xanh hóa ngành vận tải biển.

Tại Liên Minh Châu Âu (EU), từ năm 2024, ngành vận tải biển sẽ phải tham gia vào Hệ thống giao dịch khí thải (ETS), nghĩa là các công ty sẽ phải mua "quyền phát thải" hay "giấy phép phát thải" carbon. EU cũng đang triển khai nhiều chính sách và chương trình để thúc đẩy phát triển công nghệ xanh và thực hành bền vững trong ngành vận tải biển.

Tại khu vực Đông Bắc Á, Trung Quốc đang đầu tư mạnh vào công nghệ xanh cho ngành vận tải biển, bao gồm phát triển tàu chạy bằng điện và nhiên liệu thay thế. Nhật Bản đã công bố các kế hoạch để thúc đẩy tàu chở hàng sử dụng nhiên liệu sạch hơn và cải thiện hiệu quả năng lượng.

Thông qua các cơ quan như Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA), Mỹ đang thúc đẩy các quy định và sáng kiến nhằm giảm ô nhiễm và thúc đẩy công nghệ xanh trong ngành vận tải biển.

6 Nhóm tàu sẽ trở thành trọng điểm đổi mới hàng hải năm 2030

Ngành hàng hải đang đối mặt với nhiều thách thức gia tăng do sự tăng trưởng dân số và đô thị hóa. Sự gia tăng này đặt áp lực lớn lên cơ sở hạ tầng và dịch vụ hàng hải, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nơi biến đổi khí hậu có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề hiện có.

Sự phát triển kinh tế của các quốc gia đang phát triển như Trung Quốc và Ấn Độ, với GDP dự kiến sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030, sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu về năng lượng toàn cầu. Nhu cầu năng lượng gia tăng này sẽ đặt thêm áp lực lên dịch vụ và cơ sở hạ tầng hàng hải.

Theo nhận định của nhóm tác giả tại Khoa Nghiên cứu Hàng hải, Đại học Malaysia Terengganu trên Tạp chí Cleaner Engineering and Technology (2023), ngành hàng hải sẽ trải qua những thay đổi đáng kể do quá trình số hóa, làm biến đổi chuỗi cung ứng và tạo ra cơ hội kinh doanh mới. Tuy nhiên, việc đạt được vận tải biển bền vững vẫn là một thách thức lớn vì vận tải biển kém thân thiện môi trường so với các phương thức vận chuyển khác.

Ngành vận tải biển đang đối mặt với nhiều thách thức nhưng cũng mở ra cơ hội cho đổi mới đột phá và triển vọng tích cực.

Theo dự báo, 6 nhóm tàu tự động và tự hành; tàu thông minh, đội tàu và cảng thông minh; tàu nội địa xanh; tàu linh hoạt cho nhiệm vụ ven biển và ngoài khơi; tàu và hệ thống phát thải thấp; tàu hành khách an toàn và thích ứng cho nhiệm vụ ven biển, ngoài khơi và nội địa sẽ trở thành trọng điểm của đổi mới hàng hải vào năm 2030.

Theo đó, tàu thông minh và tự lái sẽ cải thiện quá trình quản lý đội tàu, an toàn và hiệu quả, trong khi giảm chi phí vận hành. Tàu xanh và linh hoạt sẽ được thiết kế để giảm ô nhiễm và thích ứng với các tuyến đường khác nhau. Các tàu phát thải thấp sẽ cách mạng hóa hoạt động tàu biển, tạo ra một ngành công nghiệp an toàn, bền vững và hiệu quả hơn.

Các nghiên cứu cho thấy rằng sự kết nối với các phương thức vận chuyển khác, chẳng hạn như đường thủy nội địa, có thể trở nên liền mạch. Tàu thông minh dự kiến sẽ kết nối với các cảng thông minh, giảm tắc nghẽn và thời gian chờ đợi, đồng thời cải thiện hiệu quả hoạt động. Sự phát triển của tàu tự hành và tự động sẽ cải thiện hiệu quả năng lượng và linh hoạt trong hoạt động.

Việc giảm carbon hóa ngành hàng hải toàn cầu dự kiến mang lại cơ hội tạo ra tới 4 triệu công việc xanh vào năm 2050, theo Global Maritime Forum. Khi ngành này chuyển hướng sang các thực hành thân thiện môi trường hơn, nhu cầu về nhiên liệu điện dự kiến sẽ vượt quá 500 triệu tấn vào năm 2040. Sự chuyển đổi này sẽ cần thêm 2 terawatt (TW) công suất phát điện từ năng lượng tái tạo, cùng với khoản đầu tư cơ sở hạ tầng ước tính lên tới 3,2 triệu bảng Anh.

Khoản đầu tư vốn lớn cần thiết cho quá trình chuyển đổi này sẽ chủ yếu tạo ra việc làm trong những năm 2030. Những công việc này sẽ hỗ trợ phát triển và mở rộng cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo. Phần lớn các công việc xanh này có khả năng tập trung tại các nước ở bán cầu Nam, nơi có điều kiện đặc biệt thuận lợi cho sản xuất nhiên liệu xanh.