Chuyển đổi năng lượng là xu hướng tất yếu, nhưng ngành hàng hải lại đối mặt với nhiều thách thức hơn so với ô tô hay năng lượng tái tạo. Việc áp dụng nhiên liệu thay thế trong ngành hàng hải không chỉ là giải pháp kỹ thuật, mà còn là cam kết dài hạn liên quan đến chính sách, hạ tầng và rủi ro thương mại. Vậy các hãng tàu và nhà đóng tàu đang chuẩn bị như thế nào cho hành trình xanh hóa này?

Trong bối cảnh toàn cầu đang thúc đẩy chuyển đổi năng lượng, vận tải biển lại là lĩnh vực khó khử carbon hơn nhiều so với ô tô hay năng lượng tái tạo. Trong khi tỷ lệ xe điện tăng từ 0,7% năm 2015 lên 22% vào năm 2024 và năng lượng mặt trời đã tăng trưởng gấp sáu lần về tỷ trọng điện toàn cầu, thì ngành hàng hải vẫn chậm chân hơn do đặc thù đội tàu có tuổi thọ dài hàng thập kỷ, chi phí đầu tư cực lớn và phải tuân thủ những quy định an toàn nghiêm ngặt. Chính vì vậy, việc thay đổi nhiên liệu trong ngành này không chỉ đơn giản là một bước tiến kỹ thuật, mà còn là chiến lược dài hạn gắn liền với chính sách quốc tế, hạ tầng tiếp nhiên liệu và cả rủi ro thương mại.

Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã đặt ra mục tiêu giảm phát thải đầy tham vọng, bao gồm giảm 20% khí nhà kính vào năm 2030, 70% vào năm 2040 và hướng tới phát thải ròng bằng không vào năm 2050 so với mốc 2008. Những mục tiêu này không thể chỉ đạt được bằng cách cải thiện hiệu suất vận hành tàu, mà cần đến sự tham gia của các loại nhiên liệu xanh trong vận tải biển. Trong đó, hydro và amoniac nổi lên như hai ứng viên sáng giá nhờ khả năng vận hành không phát thải CO₂ từ “tank-to-wake” và hạn chế tối đa các chất gây ô nhiễm không khí. Xu hướng này ngày càng trở nên cấp thiết khi tiêu chuẩn phát thải ngày một chặt chẽ, chi phí tuân thủ gia tăng và các nhà đầu tư ngày càng quan tâm đến yếu tố ESG trong ngành vận tải biển.

Hiện nay, hydro hàng hải đang được thí điểm trên những tàu nhỏ như phà và tàu kéo, thường kết hợp với pin nhiên liệu để tối ưu hiệu quả. Trong khi đó, amoniac (ammonia marine fuel) được nghiên cứu cho các tàu viễn dương như tàu hàng rời hay tàu chở khí. Hàng chục tàu “ammonia-ready” đã được đặt đóng, đồng thời các hãng chế tạo động cơ cũng đang phát triển công nghệ tương thích với hydro và amoniac, dự kiến sớm thương mại hóa trong vài năm tới. Tuy chưa có tàu viễn dương nào vận hành hoàn toàn bằng hai loại nhiên liệu này, nhưng nền tảng kỹ thuật và khung pháp lý đang từng bước hình thành, mở ra triển vọng mới cho quá trình decarbonization shipping.

Tuy nhiên, nhiên liệu thay thế trong ngành hàng hải cũng đặt ra những thách thức an toàn lớn. Hydro có đặc tính dễ cháy, nguy cơ rò rỉ cao và yêu cầu lưu trữ ở áp suất lớn hoặc nhiệt độ cực thấp, khiến việc quản lý trở nên phức tạp. Ngược lại, amoniac ít cháy hơn nhưng lại cực độc, chỉ một rò rỉ nhỏ cũng có thể đe dọa tính mạng thủy thủ đoàn, chưa kể tính ăn mòn vật liệu. Điều này đòi hỏi tàu phải được thiết kế chuyên biệt, trang bị hệ thống thông gió, phát hiện rò rỉ và thoát hiểm hiện đại, đồng thời thủy thủ đoàn phải được đào tạo bài bản để có thể vận hành và xử lý sự cố một cách an toàn.

Để quá trình áp dụng được thành công, ngành hàng hải cần một hệ sinh thái đồng bộ, bao gồm khung pháp lý rõ ràng từ IMO, thiết kế tàu thích ứng với dung tích bồn nhiên liệu lớn, công nghệ động cơ và lưu trữ trưởng thành hơn, cùng với lực lượng thuyền viên có kỹ năng chuyên sâu. Hiện nay, các loại nhiên liệu này chưa nằm trong IGF Code và ít nhất đến năm 2028, tàu chạy hydro và amoniac vẫn phải được phê duyệt qua cơ chế Alternative Design Approval (ADA), vốn yêu cầu chứng minh tính an toàn tương đương với tàu truyền thống.

Một ví dụ điển hình là Hanwha, tập đoàn đang tiên phong phát triển các giải pháp hàng hải không phát thải. Hanwha đã hợp tác với Baker Hughes để phát triển tuabin khí chạy 100% amoniac, được ABS phê duyệt cho ứng dụng trên tàu chở LNG. Bên cạnh đó, hệ thống pin nhiên liệu hydro công suất 200kW do Hanwha Aerospace phát triển cũng đã được DNV chứng nhận. Đáng chú ý, Hanwha còn giới thiệu công nghệ lưu trữ năng lượng bằng immersion cooling đầu tiên trên thế giới, được cả DNV và Đăng kiểm Hàn Quốc chứng nhận, góp phần tăng cường an toàn vận hành. Bằng việc kết hợp năng lực đóng tàu, chế tạo động cơ và phát triển công nghệ lưu trữ, Hanwha đang tạo nên nền tảng toàn diện để thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang đội tàu không phát thải.