Trong một thời gian dài, động cơ diesel luôn là nguồn năng lượng chính cho các tàu đánh bắt xa bờ. Nhưng cùng với sự gia tăng của chi phí nhiên liệu, các yêu cầu về bảo vệ môi trường ngày càng cao và sự trưởng thành của công nghệ pin, hệ thống động cơ hybrid đang dần thâm nhập vào ngành công nghiệp đánh bắt.
So với các tàu thương mại, tàu cá viễn dương cần phải đáp ứng đồng thời nhiều nhu cầu năng lượng khác nhau như đi biển, đánh bắt, chế biến và bảo quản đông lạnh. Do đó, trọng tâm khám phá của ngành hiện nay không phải là thay thế hoàn toàn động cơ diesel, mà là thông qua hệ thống pin để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và nâng cao hiệu quả vận hành của tàu.
Động cơ hybrid tiến vào các tàu đánh bắt
Trong những năm gần đây, các tàu đánh bắt mới được đóng ở châu Âu đã bắt đầu áp dụng các giải pháp hybrid. So với các tàu diesel truyền thống, thế hệ tàu cá mới không còn chỉ đơn thuần theo đuổi công suất lớn hơn, mà là tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu thông qua hệ thống quản lý năng lượng.
Tàu lưới kéo/lưới vây mới của Na Uy, Trønderbas, là một trường hợp đại diện cho xu hướng này.
Con tàu này được bàn giao vào năm 2025, dài 73 m, rộng 16 m, do xưởng đóng tàu Westcon Yards của Na Uy chế tạo. Tàu sử dụng hệ thống động cơ hybrid kết hợp giữa động cơ diesel và pin lưu trữ năng lượng, được trang bị một động cơ chính 7.020kW và một bộ pin 1.243kWh, có thể lựa chọn các chế độ năng lượng khác nhau tùy theo từng tình huống hoạt động.
Theo giới thiệu của xưởng đóng tàu, Trønderbas có thể chuyển đổi giữa chế độ diesel, chế độ hybrid diesel-điện và chế độ chạy bằng pin. Thông qua việc sử dụng hệ thống pin để cắt giảm phụ tải đỉnh, tàu có thể giảm tần suất sử dụng máy phát điện và tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng. Trong điều kiện vận hành tối ưu, mức tiêu thụ nhiên liệu của tàu có thể giảm tới 20%.
Ngoài việc hỗ trợ đẩy tàu, hệ thống pin còn tham gia vào các công đoạn vận hành. Trønderbas được trang bị hệ thống tời điện, trong quá trình vận hành có thể thu hồi một phần năng lượng và đưa trở lại vào pin, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể.
Con tàu này còn có cái gọi là "chế độ dỡ cá xanh". Khi cập cảng để dỡ cá, tàu có thể vận hành bằng pin và điện bờ, giảm việc động cơ diesel phải hoạt động liên tục, từ đó giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải tại cảng.
Thế hệ tàu cá mới tìm kiếm hướng nâng cấp năng lượng
Ngoài giải pháp hybrid diesel + pin, một số tàu đánh bắt lớn thế hệ mới cũng bắt đầu tìm hiểu hướng đi kết hợp giữa nhiên liệu ít carbon và pin.
Ví dụ, tàu lưới vây lớn Sunny Lady là một trường hợp điển hình. Con tàu này dài 86,5 m, rộng 18 m, sử dụng hệ thống hybrid kết hợp giữa động cơ khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) và pin, thông qua việc kết hợp nhiên liệu ít carbon và công nghệ lưu trữ năng lượng để nâng cao hiệu quả vận hành.
Tàu được trang bị hệ thống pin 1.024kWh và một bình chứa LNG 350 m3. So với động cơ diesel truyền thống, LNG có thể giảm một phần khí thải gây ô nhiễm, trong khi hệ thống pin có thể tối ưu hóa việc quản lý công suất đỉnh của tàu và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
Khác với Trønderbas, Sunny Lady đại diện cho một hướng đi khác là sử dụng nhiên liệu thay thế để giảm phát thải carbon, đồng thời cải thiện việc quản lý năng lượng của tàu thông qua hệ thống pin.
Những trường hợp này cho thấy, việc nâng cấp năng lượng cho các tàu đánh bắt lớn trong tương lai có thể sẽ không dựa vào một công nghệ duy nhất, mà là thông qua sự kết hợp của nhiều nguồn năng lượng như diesel, pin, LNG... để nâng cao tính kinh tế và sự linh hoạt.
Động cơ hybrid là hướng nâng cấp cho thế hệ tàu cá mới
Đối với các doanh nghiệp đánh bắt, sức hấp dẫn lớn nhất của công nghệ hybrid không chỉ đơn thuần là thuộc tính bảo vệ môi trường, mà là việc giảm chi phí vận hành lâu dài. Các tàu cá viễn dương hiện đại ngoài hệ thống đẩy, còn cần cung cấp năng lượng ổn định cho các thiết bị đánh bắt, hệ thống thủy lực, thiết bị chế biến cá và hệ thống bảo quản đông lạnh.
Động cơ diesel truyền thống có hiệu suất thấp hơn ở một số trạng thái vận hành tải thấp, trong khi hệ thống pin có thể đảm nhận một phần nhu cầu năng lượng tức thời, giúp động cơ duy trì hoạt động ở hiệu suất cao hơn, đồng thời giảm tiêu thụ nhiên liệu không cần thiết.
Trong những năm gần đây, các tàu cá mới được đóng ở các nước Bắc Âu đang không ngừng tìm kiếm các giải pháp nâng cấp năng lượng. Do quy mô đội tàu đánh bắt ở đây lớn, chu kỳ hoạt động dài, đồng thời phải đối mặt với chi phí nhiên liệu cao và áp lực giảm phát thải, các hệ thống động cơ hybrid, pin lưu trữ năng lượng và quản lý năng lượng thông minh đã dần trở thành một hướng đi quan trọng trong thiết kế tàu mới.
Tuy nhiên, đối với các tàu đánh bắt xa bờ, việc điện khí hóa hoàn toàn vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức lớn. Do tàu cần phải hoạt động xa cảng trong thời gian dài và phải vận hành đồng thời nhiều hệ thống như đẩy, đánh bắt, chế biến và làm lạnh, các loại pin dung lượng lớn ở giai đoạn hiện tại vẫn khó có thể thay thế hoàn toàn nhiên liệu truyền thống.
Do đó, trong một thời gian dài sắp tới, các tàu cá viễn dương có nhiều khả năng sẽ áp dụng con đường năng lượng hỗn hợp "nhiên liệu truyền thống + pin hỗ trợ", ví dụ như kết hợp diesel và pin, hoặc kết hợp các loại nhiên liệu ít carbon như LNG với hệ thống pin.
Từ hệ thống diesel + pin của Trønderbas, đến giải pháp LNG + pin của Sunny Lady, công nghệ năng lượng mới đang dần thâm nhập vào lĩnh vực đánh bắt xa bờ. Cùng với sự trưởng thành của công nghệ pin và việc ứng dụng các loại nhiên liệu ít carbon ngày càng mở rộng, động cơ hybrid có thể sẽ trở thành một hướng nâng cấp quan trọng cho thế hệ tàu đánh bắt mới trong tương lai.
