Động cơ đốt trong chạy hydro thay vì pin nhiên liệu: thử nghiệm tại Augsburg

Ngày 8/3/2026

Một nhóm kỹ sư tại Augsburg (Đức) đã đạt được một bước tiến quan trọng trong công nghệ hàng hải khi vận hành thành công động cơ tàu thủy bốn kỳ chạy hoàn toàn bằng hydro (100% hydrogen) trên băng thử nghiệm nghiên cứu.

Thử nghiệm này là một phần của dự án nghiên cứu HydroPoLEn, nhằm phát triển các hệ thống động lực tàu biển không phát thải carbon và đánh giá khả năng sử dụng hydro như nhiên liệu cho ngành vận tải biển trong tương lai.

Điểm đáng chú ý là dự án lựa chọn động cơ đốt trong chạy hydro (Hydrogen Internal Combustion Engine – H2 ICE) thay vì công nghệ pin nhiên liệu hydro (fuel cell) vốn thường được xem là giải pháp chính cho năng lượng hydro.

Hai hướng công nghệ hydro cho tàu biển

Hiện nay có hai cách chính để sử dụng hydro làm nhiên liệu cho tàu:

1. Pin nhiên liệu hydro (Hydrogen Fuel Cell)

Pin nhiên liệu tạo ra điện thông qua phản ứng điện hóa giữa hydro và oxy.

Quá trình này:

không có quá trình đốt cháy
không phát thải CO₂
sản phẩm phụ chủ yếu là nước

Do đó, pin nhiên liệu thường được xem là công nghệ “zero-emission” thực sự.

Tuy nhiên, hệ thống fuel cell có nhiều hạn chế:

chi phí cao
hệ thống phức tạp
yêu cầu vật liệu hiếm (platinum catalyst)
độ bền trong môi trường hàng hải vẫn đang được nghiên cứu

2. Động cơ đốt trong chạy hydro (Hydrogen ICE)

Đây là cách tiếp cận khác: sử dụng động cơ piston truyền thống nhưng thay nhiên liệu bằng hydro.

Hydro được trộn với không khí và đốt trong buồng đốt tương tự như động cơ xăng.

Ưu điểm của giải pháp này:

có thể tận dụng công nghệ động cơ hiện có
chi phí phát triển thấp hơn
dễ tích hợp vào tàu hiện tại
bảo trì quen thuộc với ngành hàng hải

Do hydro không chứa carbon nên không tạo ra CO₂ khi đốt cháy.

Tuy nhiên vẫn có thể phát sinh NOx do phản ứng với nitơ trong không khí.

Tại sao dự án Augsburg chọn động cơ đốt trong?

Theo các kỹ sư trong dự án, lựa chọn H2 ICE thay vì fuel cell có một số lý do chiến lược:

1. Tận dụng hạ tầng động cơ hiện có

Phần lớn tàu biển hiện nay sử dụng động cơ đốt trong.
Việc chuyển sang hydro ICE giúp:

giữ lại thiết kế động cơ
chỉ cần điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu
giảm chi phí chuyển đổi.

2. Độ tin cậy trong môi trường hàng hải

Động cơ piston:

đã được kiểm chứng hàng trăm năm
chịu tải tốt
dễ sửa chữa trên biển.

Fuel cell vẫn đang trong giai đoạn triển khai hạn chế trong ngành hàng hải.

3. Chi phí đầu tư thấp hơn

Fuel cell:

hệ thống phức tạp
vật liệu đắt
cần pin và hệ thống điện.

Hydrogen ICE đơn giản hơn nhiều về cấu trúc.

Thử nghiệm tại Augsburg

Băng thử nghiệm tại Augsburg đã được nâng cấp để:

xử lý nhiên liệu hydro
kiểm tra quá trình cháy hydro
tối ưu hóa hiệu suất động cơ.

Một động cơ thử nghiệm chạy hoàn toàn bằng hydro đã được vận hành thành công trên băng thử, đánh dấu bước tiến mới trong nghiên cứu động lực tàu biển không carbon.

Mục tiêu dài hạn của dự án là:

phát triển động cơ thương mại
phục vụ tàu chở khách và tàu thương mại
góp phần giảm phát thải CO₂ trong vận tải biển.

Bối cảnh: áp lực giảm phát thải của ngành hàng hải

Ngành vận tải biển hiện chiếm khoảng 3% lượng phát thải CO₂ toàn cầu.

Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đặt mục tiêu:

phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Do đó ngành đang thử nghiệm nhiều nhiên liệu mới:

hydro
ammonia
methanol
nhiên liệu tổng hợp

Hydro được xem là một trong những lựa chọn tiềm năng nhất vì có thể tạo ra từ điện tái tạo (green hydrogen).

Ví dụ thực tế của tàu chạy hydro

Một số dự án đã triển khai:

MV Hydrotug 1: tàu kéo sử dụng động cơ đốt trong chạy hydro kết hợp diesel.
Các tàu du lịch mới dự kiến sử dụng pin nhiên liệu hydro để tạo điện trên tàu.

Điều này cho thấy ngành hàng hải vẫn đang thử nghiệm nhiều hướng công nghệ khác nhau.

Ý nghĩa của thử nghiệm Augsburg

Thử nghiệm này cho thấy một khả năng quan trọng:

Hydro có thể được sử dụng trực tiếp trong động cơ truyền thống.

Điều này mở ra con đường chuyển đổi năng lượng ít tốn kém hơn so với việc thay toàn bộ hệ thống động lực sang pin nhiên liệu.

Nói cách khác, thay vì chờ công nghệ fuel cell hoàn thiện, ngành hàng hải có thể:

chuyển sang hydro nhanh hơn
sử dụng hạ tầng động cơ hiện có
giảm phát thải carbon trong giai đoạn chuyển tiếp.

✅ Kết luận

Cuộc thử nghiệm tại Augsburg cho thấy động cơ đốt trong chạy hydro có thể trở thành một giải pháp trung gian quan trọng trong quá trình khử carbon của ngành hàng hải.

Trong tương lai, ngành vận tải biển có thể phát triển theo nhiều hướng song song:

Hydrogen fuel cells cho tàu không phát thải hoàn toàn
Hydrogen ICE cho giải pháp chuyển đổi nhanh và chi phí thấp hơn

Sự cạnh tranh giữa hai công nghệ này có thể quyết định hình dạng của hệ thống năng lượng hàng hải trong những thập kỷ tới.