Nhiên liệu xanh sử dụng khắp các đại dương: Cách mà ngành đóng tàu có thể giúp khử cacbon trên thế giới
Bởi Toru Kitamura
Trong tiếng Nhật, tính từ ‘aoi’ có thể có nghĩa là cả màu xanh lá cây và màu xanh lam. Nếu các nhà đóng tàu Nhật Bản muốn tồn tại - và thậm chí phát triển - trong một ngành công nghiệp bị thống trị bởi các đối thủ khổng lồ của Trung Quốc và Hàn Quốc, họ cũng phải kết hợp màu xanh lá cây và xanh lam: thứ nhất, bằng cách phát triển những con tàu có thể vận chuyển bằng không nhiên liệu carbon; và thứ hai, bằng cách làm cho những con tàu đó thân thiện hơn với môi trường, đặc biệt bằng cách điều chỉnh chúng để chạy bằng những loại nhiên liệu mới đó.
Tôi tin rằng điều này hoàn toàn có thể xảy ra với kinh nghiệm và công nghệ tiên tiến của chúng tôi. Tại Mitsubishi Shipbuilding, chúng tôi đã hạ thủy tàu hơn 100 năm. Chúng tôi là một trong những nhà sản xuất tàu chuyên dụng lớn nhất Nhật Bản, từ tàu tuần tra của Cảnh sát biển đến một số loại tàu nghiên cứu đến phà chở hàng và chở khách hiện đại. Hơn nữa, chúng ta có thể tiếp cận các công nghệ nền tảng của toàn bộ Tập đoàn Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI) - chẳng hạn như chuyên môn của tập đoàn này trong lĩnh vực Thu giữ, Lưu trữ và Sử dụng Carbon (CCUS). Tương lai của chúng tôi là một nhà cung cấp công nghệ và tích hợp hệ thống hàng hải chứ không chỉ là một người đóng thuyền.
Một mắt xích quan trọng trong chuỗi giá trị CO2
Một trong những dự án thú vị nhất của chúng tôi là ‘CO2L-BLUE’, một chất vận chuyển carbon dioxide. Tàu sân bay LCO2 đầu tiên có chiều dài 72 mét và dung tích thùng chứa 1.450 mét khối, dành riêng cho CCUS hiện đang được phát triển tại nhà máy đóng tàu của chúng tôi ở Shimonoseki để hạ thủy vào năm 2023.
Ngoài ra, một “chất mang LCO2 / Amoniac”, có thể vận chuyển cả LCO2 và amoniac, đang được phát triển. Ví dụ, trên hành trình ra nước ngoài từ một quốc gia xuất khẩu năng lượng đến Nhật Bản, nó sẽ vận chuyển amoniac, dùng trong công nghiệp hoặc chuyển hóa thành hydro khi đến nơi. Trong hành trình trở về, nó sẽ mang theo CO2 được thu giữ tại các nhà máy điện ở Nhật Bản và hóa lỏng trên đất liền, sau đó có thể được lưu trữ hoặc sử dụng trong ngành công nghiệp bên ngoài Nhật Bản. Việc tàu sẽ được tải đầy đủ trên cả hai hành trình, điều mà hầu hết các tàu chở dầu và tàu chở hàng không có, là rất tích cực cho tính kinh tế của dự án này.
Quan trọng nhất, chất mang LCO2 / Amoniac sẽ tạo thành một liên kết quan trọng trong chuỗi giá trị CO2 mới nổi bao gồm thu giữ, lưu trữ, vận chuyển và sau đó là lưu trữ hoặc sử dụng vĩnh viễn - chúng tôi gọi đây là “CO2NTAIN”, “CO2NNECT” và “CO2NVERT” , với tàu sân bay LCO2 của chúng tôi là phần giữa.
Ai sẽ sở hữu CO2 khi nó đi qua chuỗi giá trị này; giá của nó sẽ là bao nhiêu ở mỗi giai đoạn; và liệu các chính phủ có phải đưa ra các biện pháp khuyến khích hay không vẫn còn là những câu hỏi còn bỏ ngỏ. Nhưng tôi tin rằng những vấn đề này sẽ được giải quyết và sự phát triển của một chuỗi giá trị như vậy sẽ góp phần có ý nghĩa vào việc chống lại biến đổi khí hậu.
Amoniac / Chất mang CO2 hóa lỏng
Nhiên liệu sạch của tương lai
Chuyển sang quá trình khử cacbon của chính ngành vận tải biển, công bằng mà nói đây là một trong những lĩnh vực thách thức nhất. Trung tâm Maersk Mc-Kinney Moeller về vận chuyển Zero Carbon của Đan Mạch ước tính rằng 100.000 tàu thương mại trên thế giới tiêu thụ khoảng 300 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm và chịu trách nhiệm cho 3% lượng khí thải CO2 toàn cầu.
Đáp lại, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), cơ quan của Liên hợp quốc chịu trách nhiệm vận chuyển hàng hải, đã đặt mục tiêu giảm ít nhất một nửa lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của ngành vào năm 2050. Nhưng nhiều chuyên gia lo ngại điều này dường như không thực tế nếu xét trong hơn 20 năm. tuổi thọ của hầu hết các tàu và do đó thời gian dẫn đầu cần thiết để khử cacbon trong toàn bộ đội tàu.
Tuy nhiên, có thể đạt được tiến bộ đáng kể. Những con tàu mà chúng tôi đang đóng tại Shimonoseki ngày nay yêu cầu ít hơn 20% nhiên liệu so với 10 năm trước vì chúng tôi sử dụng động lực học chất lỏng máy tính và các kỹ thuật khác để cải tiến thiết kế: hình dạng thân tàu hầu như thay đổi hàng ngày. Cũng có thể giảm lượng khí thải bằng cách tối ưu hóa các tuyến đường và thay đổi tốc độ.
Tuy nhiên, lợi nhuận lớn nhất sẽ đến từ nhiên liệu carbon thấp và không. Hiện tại, 10-20% đơn đặt hàng tàu mới đã chuyển từ dầu biển nặng sang khí đốt tự nhiên hóa lỏng, tạo ra ít CO2 hơn đáng kể và thực tế không có oxit lưu huỳnh. Hệ thống CCS trên tàu, mà MHI cũng đang phát triển, có khả năng loại bỏ hầu như khí thải CO2 và carbon có thể được giảm tải khi tàu quay trở lại cảng.
Ngoài ra, các tàu đường ngắn như phà ven biển và thậm chí cả tàu du lịch có thể được cung cấp năng lượng bằng pin lưu trữ khổng lồ (sạc bằng năng lượng tái tạo) và cuối cùng là pin nhiên liệu hydro. Các tàu container và tàu chở dầu lênh đênh trên biển khơi nên chuyển sang hệ thống động lực chạy bằng amoniac hoặc metanol. Các nhà cung cấp động cơ hàng hải hàng đầu, chẳng hạn như ở Đức, Thụy Sĩ và Phần Lan, đang hứa hẹn sẽ có động cơ amoniac đầu tiên vào năm 2024 - hoạt động nhanh chóng theo các tiêu chuẩn của ngành vận tải biển!
Thách thức và cơ hội
Có rất nhiều thách thức kỹ thuật vẫn phải vượt qua do những nhiên liệu này khó xử lý và lưu trữ. Nhưng công nghệ của chúng tôi đang phát triển nhanh chóng. Tôi nhận thấy những trở ngại lớn hơn trong việc giảm chi phí và mở rộng sản xuất đến khối lượng yêu cầu, cũng như xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết cấu trúc trên đất liền. Điều đó sẽ đòi hỏi sự hỗ trợ của chính phủ và sự hợp tác liền mạch giữa nhiều công ty.
Tuy nhiên, tôi cũng nhận thấy cơ hội cho các nhà máy đóng tàu Nhật Bản như MHI đóng vai trò hàng đầu trong việc giải quyết những vấn đề này dựa trên chuyên môn công nghệ của chúng tôi và thực tế là chúng tôi đang lấy lại khả năng cạnh tranh so với các đối thủ châu Á. Chúng ta có thể hồi sinh lĩnh vực đóng tàu của Nhật Bản và đồng thời khử cacbon trên thế giới.
