Cải tiến tàu biển sang sử dụng khí amoniac để giảm phát thải CO2

Công ty công nghiệp nặng Samsung (Samsung Heavy) thông báo đã được DNV, một công ty quản lý rủi ro và đảm bảo chất lượng tàu của Na Uy, cấp phép trên nguyên tắc (AIP) cho thiết kế cơ bản của hãng về các tàu chở dầu chạy bằng khí đốt tự nhiên hóa lỏng (LNG) hoặc diesel có khả năng cải tiến thành tàu chạy bằng nhiên liệu amoniac.

Thông báo của Samsung Heavy nêu rõ thiết kế này sẽ hữu ích cho các chủ tàu muốn cải tiến tàu chở dầu chạy bằng LNG hoặc diesel của họ thành những tàu chạy bằng amoniac, nhiên liệu thay thế dùng cho tàu biển để giảm phát thải khí CO2.

Tàu biển có thể sử dụng khí aminoac làm nhiên liệu thay cho LNG và diesel. (Ảnh minh hoạ)

Trước đó, hồi tháng 9/2020, Samsung Heavy cũng đã được Lloyd's Register, một công ty quản lý rủi ro và đảm bảo chất lượng của Anh, cấp phép thực hiện cải tiến các tàu của hãng chạy bằng khí amoniac.

Hiện Samsung Heavy “ấp ủ” kế hoạch thương mại hóa tàu chở dầu A-Max chạy bằng khí amoniac vào năm 2024 bằng cách phát triển hệ thống cung cấp nhiên liệu amoniac độc lập và thiết kế chi tiết cho các con tàu.

Các tàu chở dầu A-Max thường có trọng tải từ 85.000 đến 125.000 tấn. Đây là loại tàu có nhu cầu tiêu thụ cao nhất và khả thi nhất về mặt kinh tế so với các tàu chở dầu khác.

Amoniac có nhiều đặc tính nổi trội để có thề được lựa chọn làm nguồn cung năng lượng cho tàu thủy. Nhiên liệu không màu này không phát thải ra CO2 khi bị đốt cháy. Amoniac rất phong phú và phổ biến, có thể được tạo ra bằng cách sử dụng năng lượng điện tái tạo, nước và không khí. Cả pin nhiên liệu (fuel cell) và động cơ đốt trong đều có thể sử dụng amoniac. Không giống như hydro, amoniac không cần phải được lưu trữ trong các bồn chứa áp suất cao hoặc ở nhiệt độ rất thấp. Amoniac có mật độ năng lượng gấp 10 lần pin lithium-ion. Vì những lý do nêu trên, amoniac đang được ưa chuộng trong ngành vận tải biển toàn cầu - một guồng máy trị giá nhiều tỉ USD cần nhiên liệu sạch hơn để cung cấp năng lượng cho các tàu vận tải chuyên chở hàng hóa và nguyên, nhiên, vật liệu phục vụ cả thế giới. Các công ty vận tải biển đang tìm kiếm các giải pháp nhiên liệu thay thế thân thiện với môi trường và khí hậu hơn so với dầu mỏ để cung cấp năng lượng để đẩy những con tàu khổng lồ hoạt động dài ngày trên biển.

Theo Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO), vận tải biển đóng góp gần 3% lượng khí thải CO2 hàng năm. Trong năm 2018, IMO đã nhất trí thông qua chiến lược cắt giảm 50% lượng phát thải từ tàu biển vào năm 2050 so với mức của năm 2008 . Để đạt được mục tiêu đó, yêu cầu đặt ra là phải phát triển nhanh chóng và rộng rãi các lựa chọn thay thế nhiên liệu dầu mỏ truyền thống và các thiết kế mới cho các loại tàu khác nhau.

Các chủ tàu và các nhà phân tích trong ngành hàng hải cho biết họ kỳ vọng amoniac sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc khử carbon cho các tàu biển. Nhưng thực tế hiện nay chưa có tàu biển nào được trang bị để có thể sử dụng nhiên liệu amoniac. Bên cạnh đó, trên thế giới hầu như chưa có nguồn cung cấp amoniac tái tạo (hay thường được gọi là  amoniac "xanh") được sản xuất bằng phương pháp trung tính carbon. Hiện tại, hầu hết amoniac là sản phẩm của quá trình sử dụng nhiều carbon, chủ yếu được sử dụng để sản xuất phân bón và hóa chất.

Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành hàng hải cho rằng việc hoán cải hoặc trang bị lại cho đội tàu vận tải biển toàn cầu sẽ cực kỳ tốn kém. Các nhà nghiên cứu ước tính sẽ phải cần tới 1,4 nghìn tỉ USD để đạt được mục tiêu giảm phát thải của IMO. Và việc loại bỏ hoàn toàn phát thải trong vận tải biển sẽ cần thêm 500 tỉ USD, theo một nghiên cứu vào tháng 01/2020 của một hội đồng chuyên gia hàng hải.

Tuy nhiên, để vận tải biển hoạt động bằng nhiên liệu amoniac trở thành hiện thực, một số vấn đề cần phải được nghiên cứu giải quyết thỏa đáng. Các nhà sản xuất và kỹ sư phải vượt qua các rào cản kỹ thuật và các vấn đề an toàn chính trong thiết kế động cơ sử dụng amoniac và pin nhiên liệu amoniac. Các nhà khai thác cảng và các nhà cung ứng nhiên liệu phải xây dựng cơ sở hạ tầng “cấp nhiên liệu” rộng lớn để các tàu có thể nạp đầy các bể chứa amoniac ở bất cứ cảng đến nào. Các công ty năng lượng và chính phủ sẽ cần đầu tư nhiều vào năng lực năng lượng mặt trời, gió và các năng lượng tái tạo khác để sản xuất đủ amoniac xanh cho hàng nghìn con tàu.

Trên toàn cầu, tàu biển tiêu thụ ước tính khoảng 300 triệu tấn nhiên liệu hàng năm. Do mật độ năng lượng của amoniac bằng một nửa so với nhiên liệu dầu mỏ truyền thống, các nhà sản xuất amoniac sẽ cần cung cấp lượng amoniac lỏng gấp đôi và các tàu sẽ cần phải có các bể chứa lớn hơn, dẫn đễn khả năng làm giảm sức chở hàng của tàu.

Nguồn