Vận chuyển không phát thải: ở đâu có ý chí
Có những lời thì thầm về một chương trình khử cacbon toàn cầu cho khối nguyên khối cổ xưa là ngành vận tải biển - nhưng liệu công nghệ này có sẵn sàng để chuyển tàu chở dầu kịp thời không?
Tàu container tại cảng Oakland, California, Hoa Kỳ, ngày 8 tháng 3 năm 2023. (Ảnh của Justin Sullivan/Getty Images)
Vận chuyển hàng hải chiếm gần 3% lượng phát thải khí nhà kính (GHG) toàn cầu - tương đương với lượng phát thải của Đức. Khoảng 85% lượng khí thải của ngành xuất phát từ vận chuyển quốc tế; vận chuyển hàng hóa bằng tàu container, tàu chở hàng rời và tàu chở dầu. Mặc dù vận tải biển đã trở nên tiết kiệm năng lượng hơn trong thập kỷ qua, lượng khí thải từ ngành này có thể tăng tới 30% so với mức của năm 2008 vào năm 2050 khi nhu cầu về hàng hóa quốc tế tăng lên. Net-zero shipping từ lâu dường như là một giấc mơ xa vời.
“Ở cấp độ toàn cầu, chúng ta đang thảo luận tốt về một gigatonne CO2 mỗi năm; chúng ta đang nói về 100.000 con tàu,” Faig Abbasov, giám đốc vận chuyển của tổ chức phi chính phủ Vận tải & Môi trường (T&E) có trụ sở tại Brussels cho biết. “Đưa ngành này về mức 0 ròng vào năm 2050 sẽ là một thách thức lớn.”
Tuy nhiên, động lực đang tăng lên đằng sau chương trình nghị sự toàn cầu nhằm khử cacbon cho lĩnh vực này. Tại cuộc họp mới nhất của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), cơ quan quản lý vận tải biển của Liên Hợp Quốc, tại London vào tháng 12 năm 2022, một tập thể đa dạng gồm các nền kinh tế phát triển và mới nổi – bao gồm cả Nigeria, Chile và Việt Nam – đã tham gia kêu gọi một ngành- rộng lưới-zero mục tiêu.
Nội dung đối tác
Các hệ thống công nghệ độc lập truyền thống đang nhường chỗ cho các hệ sinh thái, trong đó sự hợp tác mở ra giá trị mới cho doanh nghiệp và người tiêu dùng. Giờ đây, khi thị trường tiếp tục phát triển và các doanh nghiệp phải đối mặt với những thách thức hiện đại, hệ sinh thái kinh doanh đang phát triển các chiến lược để theo kịp. Các…
Nhóm chiến dịch Seas at Risk cho biết rõ ràng hiện nay có đa số các quốc gia ủng hộ mục tiêu không có ròng vào năm 2050, mang lại hy vọng rằng mục tiêu này có thể được thống nhất tại cuộc họp tiếp theo của IMO vào tháng 6. Đó sẽ là một bước đột phá lớn đối với một ngành công nghiệp đang bị tàn phá bởi sự chia rẽ, quan liêu và các nhóm lợi ích cố thủ, nhưng ngay cả khi ý chí chính trị về vận chuyển bằng 0 xuất hiện, chúng ta có biết làm thế nào để đạt được điều đó không?
Nhiên liệu không phát thải: “đi chệch hướng”
Lượng khí thải vận chuyển bao gồm bốn yếu tố: trọng lượng của hàng hóa được vận chuyển, khoảng cách mà hàng hóa di chuyển, lượng nhiên liệu cần thiết để một tấn sản phẩm di chuyển 1 km và lượng carbon thải ra trong quá trình sản xuất và sử dụng nhiên liệu đó – được gọi là “cường độ cacbon” của nhiên liệu.
Mặc dù tàu điện chạy bằng pin đang được phát triển để vận chuyển trong khoảng cách ngắn, nhưng trọng tâm chính của việc khử cacbon nói chung cho toàn ngành là điểm cuối cùng – loại nhiên liệu được sử dụng và cường độ cacbon của nó. Vấn đề là nhiên liệu không phát thải như hydro xanh và amoniac vẫn chưa được đưa vào nguồn cung cấp nhiên liệu và dự kiến sẽ không được sản xuất với số lượng đủ để tăng trưởng vượt mốc một con số sớm nhất là trước năm 2030. Các loại nhiên liệu không phát thải khác để vận chuyển bao gồm nhiên liệu dựa trên carbon tổng hợp được làm từ hydro xanh và CO2 thu được, chẳng hạn như chất lỏng Fischer Tropsch và e-methanol.
Johan Byskov Svendsen, giám đốc chương trình tại Trung tâm vận chuyển không carbon Mærsk Mc-Kinney Møller, cho biết: “Động cơ metanol đã có, nhưng động cơ amoniac vẫn đang được phát triển,” cho biết trong một hội thảo trực tuyến về vận chuyển xanh gần đây do tổ chức tư vấn RMI tổ chức. “Để bắt đầu khử cacbon nhanh chóng, các con tàu sẽ phải bắt đầu sử dụng metanol trong thời gian ngắn và chuyển sang sử dụng amoniac trong thời gian dài hơn. Trong 50 năm nữa, amoniac có thể sẽ là nhiên liệu chiến thắng và metanol sẽ được sử dụng cho các mục đích thích hợp.” Công ty khởi nghiệp Amogy của Hoa Kỳ đang đặt mục tiêu hạ thủy con tàu không khí thải, chạy bằng amoniac đầu tiên trên thế giới vào cuối năm 2023.
Các kịch bản phù hợp với lộ trình 1,5°C chỉ ra rằng 5–17% nhiên liệu vận chuyển hàng hải sẽ không phát thải vào năm 2030 và 84–93% vào năm 2050. Ngành này sẽ cần 5,5 triệu tấn hydro xanh hàng năm vào năm 2030, Theo Alex Hewitt, Giám đốc điều hành của nhà phát triển hydro xanh toàn cầu CWP Global và là chủ tịch hiện tại của Green Hydrogen Catapult, cần khoản đầu tư từ 120 tỷ đô la đến 150 tỷ đô la. “Và chúng ta sẽ cần gấp 15–20 lần con số đó vào năm 2050,” ông nói thêm. “Các dự án quy mô lớn mất khoảng 8 năm để hoàn thành, vì vậy chúng sẽ chỉ bắt đầu được đưa vào hoạt động vào cuối thập kỷ này.”
Theo Phòng thí nghiệm Thay đổi Hệ thống (SCL), một sáng kiến hợp tác do Viện Tài nguyên Thế giới và Quỹ Trái đất Bezos, có khoảng 200 dự án thử nghiệm và trình diễn đang phát triển nhiên liệu không khí thải. Do thiếu triển khai, SCL đã phân loại quá trình chuyển đổi nhiên liệu không phát thải là “đi chệch hướng”. Tuy nhiên, nó đang đi đúng hướng và nếu các dự án đang phát triển nhanh chóng đưa ra thị trường và các đòn bẩy chính sách được điều chỉnh phù hợp, thì có thể có sự tăng trưởng nhanh chóng trong việc hấp thụ nhiên liệu, SCL cho biết.
Svendsen nói: “Những nhiên liệu thay thế này chưa phải là hàng hóa tiêu chuẩn.
trước khi có thể đưa ra quyết định đầu tư cuối cùng."
Tuy nhiên, những lời nói cơ bản của Svendsen nằm ở một bí quyết 22 đang theo đuổi nhiều chương trình nghị sự về khử cacbon theo ngành trong nền kinh tế toàn cầu: ai nên thực hiện bước đầu tiên? Abbasov nói: “Các chủ tàu luôn phàn nàn rằng không có sẵn nhiên liệu sạch và đôi khi họ sẽ thêm vào, 'với giá cả phải chăng'. “Mặt khác, các nhà cung cấp nhiên liệu cho biết họ đã sẵn sàng sản xuất nhiên liệu – một khi họ nhận được tín hiệu rằng chúng sẽ được các chủ tàu mua.”
Ông nói thêm: “Hiện tại tôi đang đứng về phía các nhà cung cấp nhiên liệu nhiều hơn. Theo phân tích của T&E, việc chạy tàu bằng hydro tái tạo có tác động tối thiểu đến giá của hàng hóa tiêu dùng được vận chuyển, giúp bác bỏ hiệu quả những tuyên bố của ngành vận tải biển rằng các biện pháp đầy tham vọng nhằm làm xanh ngành này sẽ khiến người tiêu dùng tăng giá quá mức.
Gã khổng lồ vận tải biển của Đức Hapag-Lloyd đặt mục tiêu trung lập với khí hậu vào năm 2045 và giảm 30% lượng khí thải GHG vào năm 2030. Chuyên gia vận tải đường biển này thảo luận với các nhà cung cấp năng lượng về việc đảm bảo đủ nhiên liệu thay thế cho nhu cầu của mình, theo người quản lý tính bền vững của công ty, Martin Koepke .
Ông nói: “Một số nhà cung cấp năng lượng còn mới đối với thế giới hàng hải, vì vậy vẫn còn những câu hỏi về các vấn đề như cách chúng tôi sẽ bổ sung nhiên liệu mới cho tàu. “Sau đó là cơ sở hạ tầng; ví dụ, chúng ta có thể lưu trữ nhiên liệu mới ở đâu trong các cảng?”
Các tuyến đường thay thế cho vận chuyển bằng không
Tuy nhiên, nhiên liệu không phát thải không phải là cách tiếp cận duy nhất để khử cacbon trong vận chuyển. Có nhiều cách khác để giảm lượng khí thải của ngành, tất cả những cách này sẽ phải góp phần nếu ngành này đạt mức 0 ròng vào giữa thế kỷ. Một trong những cách tiếp cận như vậy bao gồm việc trang bị thêm cho tàu để chúng sử dụng ít nhiên liệu hơn, chẳng hạn như bổ sung "mũi hình củ" nhô ra để giảm sức cản của sóng, đồng thời nâng cấp chân vịt và thân tàu của tàu để cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Nhiều tàu cũng sẽ cần trang bị thêm để sử dụng nhiên liệu không phát thải.
Abbasov nói: “Có thể trang bị thêm tùy thuộc vào tuổi của con tàu, nhưng nó có thể tốn kém. Trước mắt, ông nhận thấy các công nghệ mới sẽ được triển khai chủ yếu khi đội tàu đổi mới, nhưng trong trung và dài hạn cần có sự can thiệp về chính sách “vì nếu chỉ dựa vào việc đổi mới đội tàu, chúng ta sẽ không bao giờ đạt được con số không vận chuyển vào năm 2050”.
Ngoài ra còn có các công nghệ mới cho phép tàu tận dụng sức gió tốt hơn. Các xi lanh quay được gọi là cánh quạt Flettner và cánh buồm diều khổng lồ khai thác năng lượng gió để đẩy tàu thuyền. Điều này có thể cắt giảm 10% mức sử dụng nhiên liệu và khi được kết hợp với các chương trình máy tính mô hình hóa tốc độ và hướng gió, tàu có thể tối ưu hóa tuyến đường của mình và tiết kiệm thêm 10% nhiên liệu. Người khổng lồ về hàng hóa Cargill, một trong những công ty cho thuê tàu biển lớn nhất thế giới, sẽ chạy thử một tàu chở hàng khô có hai buồm gió chở hàng vào cuối năm nay.
Một cách đơn giản khác để cắt giảm khí thải gần như ngay lập tức là cho tàu chạy với tốc độ chậm hơn. Chúng di chuyển càng nhanh thì càng cần nhiều năng lượng; đi chậm hơn là một trong những cách hiệu quả nhất và ngay lập tức để cắt giảm sử dụng nhiên liệu. Điều này có thể xảy ra một cách tự nhiên do giá nhiên liệu cao, nhưng để đạt được lợi ích sẽ cần phải có quy định về giới hạn tốc độ tàu. Phân tích từ T&E cho thấy rằng có thể cắt giảm một phần ba lượng khí thải vận chuyển bằng cách cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, với phần lớn lợi ích đó đến từ việc "xả hơi chậm". Giảm 10% tốc độ sẽ giảm khoảng 30% lượng khí thải.
“Năm 2019 đã có một đề xuất yêu cầu IMO quy định giới hạn tốc độ, nhưng IMO đã từ chối vì ngành này kiên quyết phản đối – đặc biệt là các tàu chở container,” Abbasov nhớ lại. “Tốc độ là một phần trong mô hình kinh doanh của họ: càng đi nhanh, họ càng vận chuyển được nhiều hàng hóa.”
Cuối cùng, có khái niệm về “năng lượng trên bờ”: tàu có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu tại cảng bằng cách tắt động cơ và thay vào đó kết nối với lưới điện địa phương. Điện bên bờ đi kèm với lợi thế giảm ô nhiễm nhiên liệu ở các thành phố ven biển và Na Uy, Hoa Kỳ và Trung Quốc đã đi đầu với các chương trình hỗ trợ thuận lợi của chính phủ.
Abbasov cho biết điện trên bờ có thể giảm đáng kể 7% lượng khí thải vận chuyển liên quan đến tàu tại bến, nhưng các cảng sẽ cần được trang bị các trạm sạc lớn và lưới điện sẽ cần có đủ công suất để đáp ứng nhu cầu bổ sung lớn có thể. được “tương đương với các thành phố nhỏ”.
Một bài báo năm 2020 phân tích tiềm năng của năng lượng điện trên bờ ở Châu Âu đã ước tính rằng có thể tránh được lượng khí thải 3 Mt CO2 hàng năm nếu nhu cầu điện phụ trợ của tàu tại bến được cung cấp từ hỗn hợp điện hiện tại của lưới điện quốc gia. Điều này tương đương với mức giảm trung bình 2,2% lượng khí thải vận chuyển tổng thể và sẽ yêu cầu 0,2% (6,4 TWh) công suất phát điện hiện tại của Khu vực kinh tế Châu Âu và Vương quốc Anh.
“[Nhưng] lý do chính mà điều này vẫn chưa xảy ra cho đến nay là vì việc mua điện từ lưới điện đắt hơn so với việc đốt dầu nhiên liệu nặng bẩn trên tàu,” Abbasov nói. “Điều đó sẽ vẫn còn như vậy bạn
trừ khi bạn làm cho nhiên liệu hóa thạch đắt hơn hoặc chỉ buộc tàu kết nối với lưới điện khi ở cảng.” Liên minh Châu Âu và California đang đưa ra các quy định thực thi việc sử dụng điện trên bờ.
“Khoảnh khắc Tesla vận chuyển”
Có một số vấn đề kỹ thuật cản trở con đường chuyển sang vận chuyển bằng 0 vào năm 2050. Các công nghệ này đã có sẵn hoặc sẽ sẵn sàng kịp thời – nếu có ý chí thương mại hoặc chính trị sử dụng chúng. Abbasov nói: “Những gì chúng tôi thấy là thiếu công việc chính trị để đưa ra các chính sách điều chỉnh sự mất cân bằng thị trường có lợi cho công nghệ xanh.
Koepke thừa nhận: “Đó là một công việc rất phức tạp. “Chúng tôi cần nhiều hơn là cộng đồng vận chuyển; chúng tôi cần các cảng, chúng tôi cần các nhà cung cấp năng lượng, các nhà cung cấp neo [để tất cả làm việc cùng nhau.]”
Có lẽ điều cần thiết nhất là các khu vực pháp lý đẩy mạnh và chịu trách nhiệm về khí thải vận chuyển. Ví dụ, EU có kế hoạch điều chỉnh lượng khí thải của các tàu cập cảng của mình. Khối đang đưa ngành vận tải biển vào thị trường carbon tuân thủ của mình, Hệ thống giao dịch khí thải của EU và có một luật riêng, Quy định hàng hải của EU về nhiên liệu, sẽ yêu cầu tất cả các tàu chuyển sang sử dụng nhiên liệu thay thế trên hành trình đến các cảng của EU. Abbasov nói: “Tôi gọi đó là khoảnh khắc Tesla được vận chuyển. “Quy định đó sẽ cách mạng hóa ngành vận tải biển.”
Tuy nhiên, Abbasov tỏ ra lạc quan về cơ hội đạt được một chương trình vận chuyển bằng không ròng hiệu quả từ IMO: tổ chức này đang cố gắng đạt được sự đồng thuận từ 191 quốc gia có lợi ích, năng lực kinh tế và khả năng rất khác nhau. “Có quá nhiều đầu bếp trong bếp,” anh nói.
Tuy nhiên, khoảng 84% tổng số tàu cập cảng ở Liên minh Châu Âu, Trung Quốc hoặc Hoa Kỳ. Nếu Trung Quốc và Hoa Kỳ đi theo sự dẫn dắt của EU và đưa ra các quy định tương tự để thúc đẩy vận chuyển xanh hơn, thì điều đó sẽ đạt được khối lượng quan trọng một cách hiệu quả để các quy tắc được áp dụng trên toàn cầu.
