Vận tải biển quốc tế vận chuyển hơn 80% thương mại toàn cầu cho các quốc gia và cộng đồng trên toàn thế giới. Vận chuyển bằng đường biển là phương thức vận tải quốc tế hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất đối với hầu hết các loại hàng hóa. Vận tải biển cung cấp một phương tiện đáng tin cậy, chi phí thấp để vận chuyển hàng hóa, tạo thuận lợi cho thương mại và giúp tạo ra sự thịnh vượng giữa các quốc gia và dân tộc.
Thế giới dựa vào ngành vận tải biển quốc tế an toàn, bảo mật và hiệu quả, và là một thành phần thiết yếu của bất kỳ chương trình nào của quốc gia nào nhằm tăng trưởng kinh tế xanh bền vững trong tương lai.
Thúc đẩy vận tải biển xanh, sạch và phát triển hàng hải bền vững là một trong những ưu tiên lớn của IMO trong những năm tới. Do đó, hiệu quả năng lượng, công nghệ mới và đổi mới, giáo dục và đào tạo hàng hải, an ninh hàng hải, quản lý giao thông hàng hải và phát triển cơ sở hạ tầng hàng hải.
Nhân kỷ niệm ngày hàng hải thế giới (29/9/2022) với chủ đề “Công nghệ mới cho ngành vận tải biển được xanh hơn), bài viết xin được phân tích một số giải pháp kỹ thuật đang được phát triển và có tính ứng dụng cao góp phần kiểm soát và giảm phát thải ô nhiễm từ hoạt động của tàu biển:
1. Sử dụng nhiên liệu khí, nhiên liệu sạch
Theo thống kê [1,2], lượng nhiên liệu các tàu biển tiêu thụ hàng năm giai đoạn 2019-2020 khoảng trên 200 triệu tấn, đóng góp vào khoảng 11% tổng lượng phát thải khí CO2 trong các hoạt động vận tải.
Figure 1 Lượng nhiên liệu tiêu thụ hàng năm của các tàu biển giai đoạn 2019-2020
Figure 2 Tỷ lệ phát thải CO2 từ vận tải biển so với các loại hình vận tải khác
Năm 2018, IMO đã thông qua nghị quyết về mục tiêu và tầm nhìn đến năm 2050, trong đó các mục tiêu chính là:
• Cắt giảm ít nhất một nửa lượng phát thải khí nhà kính hàng năm từ vận tải biển quốc tế vào năm 2050, so với mức của năm 2008 và hướng tới loại bỏ hoàn toàn lượng phát thải khí nhà kính từ vận tải biển càng sớm càng tốt trong thế kỷ này.
• Dự kiến giảm cường độ carbon (bằng cách giảm phát thải CO2 trên tấn hàng hóa vận chuyển), ít nhất là 40% vào năm 2030 và theo đuổi nỗ lực hướng tới 70% vào năm 2050, tính so với năm 2008.
Ở phương diện nhiên liệu tàu biển, xu hướng đã và đang được thực hiện hiện nay gồm:
Sử dụng nhiên liệu khí: Trong những năm gần đây, sử dụng nhiên liệu khí (LNG, LPG…) cho động cơ diesel lai chân vịt tàu biển trở thành xu hướng mới và bắt đầu được trang bị trên các loại tàu thương mại khác như tàu container, tàu hàng rời, thay vì chỉ sử dụng trên các tàu chở ga như trước đây. Các động cơ ME-GI, ME-GA hay X-DF là các động cơ sử dụng nhiên liệu kép (duel fuel) đã chứng minh được khả năng giảm phát thải ô nhiễm.
Figure 3 Chỉ số thiết kế hiệu quả năng lượng trên các động cơ ME-GI so với yêu cầu của IMO
Sử dụng nhiên liệu sạch: Nhiều loại nhiên liệu sạch đã được đưa vào sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ diesel lai chân vịt tàu biển, ví dụ Methanol, Ammnonia, Hydrogen.
2. Sử dụng các công nghệ mới
- Sử dụng điện bờ: Hiện nay, tại rất nhiều cảng trên thế giới, khi tàu cập cảng, tiêu thụ điện trên tàu sẽ được lấy từ điện bờ. Giải pháp này cắt giảm được lượng khí thải do đốt nhiên liệu tại các máy phát điện trên tàu, giảm ô nhiễm vùng không khí khu vực cảng và lân cận, góp phần bảo vệ môi trường xung quanh cảng. Tuy nhiên, giải pháp này cũng đòi hỏi những giải pháp kỹ thuật và hạ tầng, như khả năng cung cấp với tải lớn, thiết bị kết nối linh hoạt và tin cậy bởi điện lưới trên các tàu không giống nhau.
Figure 4 Hệ thống thiết bị kết nối với điện bờ khi tàu cập cảng
- Sử dụng các giải pháp công nghệ giảm tiêu thụ nhiên liệu:
• Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện- điện tử thông minh để tối ưu quá trình cháy của nhiên liệu và nâng cao hiệu suất của động cơ.
• Hệ thống tận dụng nhiệt khí xả để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiệt từ nhiên liệu.
Figure 5 Hệ thống tận dụng nhiệt khí xả từ động cơ diesel lai chân vịt (tua bin khí xả lai máy phát điện)
• Sử dụng nguồn năng lượng sạch thay thế hoặc hỗ trợ năng lượng từ đốt nhiên liệu liệu hóa thạch: Năng lượng mặt trời, năng lượng từ gió.
Figure 6 Các tấm hấp thụ năng lượng mặt trời trên mặt boong tàu
Figure 7 Tàu chở hàng trang bị các cánh buồm
- Sử dụng các giải pháp giảm phát thải ô nhiễm không khí:
• Hệ thống tháp lọc loại bỏ ô xít lưu huỳnh (Exhaust Gas Cleaning System - Scrubber)
Figure 8 hệ thống tháp lọc vệ sinh khí xả từ động cơ (loại hệ thống hở và hệ thống kín)
• Các giải pháp giảm phát thải NOx: Sử dụng thiết bị lọc NOx từ khí xả (SCR) hoặc sử dụng phương pháp tuần hoàn khí xả trở lại đường gió nạp (EGR).
Figure 9 Hệ thống lọc NOx từ khí xả (SCR)
Figure 10 Hệ thống tuần hoàn khí xả trở lại đường gió nạp (EGR)
Kết luận:
Những minh chứng về biến đổi khí hậu không chỉ còn nằm trong các dự đoán mà đã và đang trực tiếp tác động đến các quốc gia, mới đây nhất là trận lũ lụt lịch sử tại khiến 1/3 Pakistan chìm trong nước, hơn 30 triệu người bị ảnh hưởng. Các giải pháp công nghệ, nguồn nhiên liệu sạch là những giải pháp bền vững góp phần tạo nên ngành vận tải biển xanh, sạch hơn.
Nguồn:
1. https://www.statista.com/statistics/1266963/amount-of-fuel-consumed-by-s...
2. https://www.statista.com/statistics/1185535/transport-carbon-dioxide-emi...
- Log in to post comments