Hydro làm hệ thống động lực trên tàu biển — Đánh giá thực tế về LH₂, CH₂ và LOHC
Ngày 5 tháng 2 năm 2026
Hydro có thể đóng vai trò trong quá trình khử carbon ngành hàng hải, nhưng chỉ trong những ứng dụng được xác định rõ và kiểm soát chặt chẽ. Hydro không phải là nhiên liệu “vạn năng” cho tàu biển. Trên thực tế, các giới hạn về kỹ thuật và vật lý thường mâu thuẫn với những thông điệp mang tính tiếp thị đơn giản hóa.
Hydro có thể và không thể làm gì cho ngành vận tải biển
1. Hydro hóa lỏng (LH₂)
-
Mật độ năng lượng theo khối lượng: ~120 MJ/kg
-
Mật độ năng lượng theo thể tích: ~8–9 MJ/L
-
Yêu cầu lưu trữ ở nhiệt độ –253°C, cách nhiệt phức tạp và quản lý bay hơi chủ động
-
Chuỗi hiệu suất: điện → hóa lỏng → pin nhiên liệu → động lực ≈ 20–25%
-
Phù hợp cho phà ven bờ, tàu cảng và tải phụ trợ
-
Không khả thi cho tàu viễn dương do hạn chế thể tích và độ phức tạp hệ thống
(theo các đánh giá của DNV, IEA và IMO)
2. Hydro nén (CH₂)
-
Mật độ năng lượng theo khối lượng: ~120 MJ/kg
-
Mật độ năng lượng theo thể tích: ~5–6 MJ/L ở 700 bar
-
Đòi hỏi bồn áp suất cao, ảnh hưởng lớn đến thiết kế thân tàu và phân bố trọng lượng
-
Có thể tiếp nhiên liệu nhanh nhưng hạ tầng cảng còn rất hạn chế
-
Chỉ phù hợp cho tuyến ngắn với tần suất tiếp nhiên liệu cao; không phù hợp cho hành trình dài
3. Chất mang hydro hữu cơ lỏng (LOHC)
-
Hydro được liên kết hóa học trong chất mang lỏng, lưu trữ ở điều kiện thường
-
Mật độ năng lượng hiệu dụng: ~20–30 MJ/kg (quy đổi theo hydro)
-
An toàn hơn và tương thích với bồn nhiên liệu thông thường
-
Yêu cầu quá trình hydro hóa và khử hydro với hiệu suất khoảng 50–60%
-
Có tiềm năng cho tàu tầm trung, nhưng còn hạn chế bởi tổn thất năng lượng và mức độ thương mại hóa sớm
Nhận định chính
-
Hạn chế thể tích: Là rào cản lớn nhất đối với LH₂ và CH₂ trong vận tải biển viễn dương
-
An toàn và lưu trữ: Hệ thống nhiệt độ cực thấp và áp suất cao đòi hỏi thiết kế riêng biệt và phê duyệt nghiêm ngặt
-
Tổn thất hiệu suất: Tổn thất chuỗi năng lượng lớn, dao động từ ~20% đến ~60% tùy loại chất mang
Khả năng áp dụng theo loại tàu
-
Tàu cảng và phà ven bờ: LH₂, CH₂ và LOHC đều khả thi nhờ tuyến ngắn và vận hành kiểm soát
-
Tàu dịch vụ ngoài khơi: LH₂ và LOHC khả thi; CH₂ bị hạn chế do bồn áp suất cao
-
Tàu viễn dương (container, tàu hàng rời, tàu dầu):
LH₂ và CH₂ không khả thi làm nhiên liệu chính; LOHC chỉ khả thi về mặt lý thuyết nhưng bị giới hạn bởi hiệu suất và độ trưởng thành công nghệ
Khuyến nghị thực tiễn
-
Triển khai hydro ngay: Phà ven bờ, tàu cảng, nguồn điện phụ trợ cho tàu lai hybrid
-
Không nên sử dụng hydro: Là nhiên liệu chính cho tàu viễn dương
-
Ưu tiên R&D:
-
Thiết kế và tích hợp bồn chứa
-
Quản lý bay hơi và nhiệt
-
So sánh pin nhiên liệu và động cơ đốt trong
-
Hạ tầng tiếp nhiên liệu và logistics cảng
-
Góc nhìn cạnh tranh
-
Ngộ nhận phổ biến: Hydro sẽ thay thế diesel trong toàn bộ ngành vận tải biển
-
Thực tế kỹ thuật: Hydro chủ yếu là chất mang năng lượng đầu nguồn, phục vụ pin nhiên liệu hoặc làm nguyên liệu cho amoniac và methanol. Việc áp dụng cho tàu viễn dương bị giới hạn bởi các quy luật vật lý, không chỉ bởi chính sách.
-
Cách tiếp cận dựa trên phân tích hệ thống và hiệu suất giúp phân biệt giải pháp khả thi với “hype” công nghệ.
Kết luận
Hydro chỉ phát huy hiệu quả trong khử carbon hàng hải khi loại tàu, vật lý lưu trữ và mô hình vận hành được lựa chọn phù hợp. Việc áp dụng có chọn lọc LH₂, CH₂ hoặc LOHC là điều kiện tiên quyết để tránh những sai lệch tốn kém và kém hiệu quả trong hệ thống động lực tàu biển.
