Năng lượng gió trở lại: Tàu chở hàng toàn cầu quay về dùng buồm

Ngành vận tải biển thương mại đã rời xa buồm trong hơn một thế kỷ. Nhưng giờ đây, gió đang quay trở lại — không phải để biến tàu chở hàng hiện đại thành thuyền buồm, mà để cùng vận hành song song với động cơ truyền thống, giúp tiết kiệm nhiên liệu mỗi khi điều kiện thời tiết cho phép.

Từ thử nghiệm niche đến phân khúc thực sự

Theo Hiệp hội Vận tải Gió Quốc tế (International Windship Association), hơn 100 tàu thương mại lớn hiện đã được trang bị hệ thống đẩy bằng gió hiện đại, tương đương hơn 5 triệu tấn trọng tải (deadweight tons). Con số này vẫn còn rất nhỏ so với tổng đội tàu toàn cầu, nhưng các con tàu đang ngày càng lớn hơn, chủ tàu quen thuộc hơn và các dự án tham vọng hơn.

Năm 2026 đã mang đến nhiều dấu hiệu cho thấy động lực đẩy bằng gió đang vượt qua giai đoạn trình diễn. Một trong những bước tiến lớn nhất đến từ Maersk khi hãng này lên kế hoạch lắp đặt buồm rotor cao 35 mét trên một trong những tàu container 8.700 TEU của mình, dự kiến thử nghiệm từ năm 2027 trên các tuyến dịch vụ xuyên Đại Tây Dương thường lệ. Đây được kỳ vọng là dự án lắp đặt buồm rotor đầu tiên trên tàu container.

Tàu container Maersk được trang bị buồm rotor 35 mét của Anemoi Marine Technologies

Buồm rotor hoạt động như thế nào?

Buồm rotor trông giống những hình trụ thẳng đứng khổng lồ hơn là cánh buồm truyền thống. Chúng quay khi gió thổi qua, tạo lực nâng khí động học nhờ hiệu ứng Magnus và sinh ra lực đẩy giúp giảm tải cho động cơ tàu.

Ý tưởng này đã có tuổi đời hơn một thế kỷ, nhưng các hệ thống điều khiển và vật liệu hiện đại đã khiến nó trở nên khả thi trên những con tàu có quy mô mà trước đây khó có thể tưởng tượng.

Tàu Sohar Max của Vale — một trong những tàu chở quặng lớn nhất thế giới với trọng tải 400.000 dwt — đã được lắp đặt năm buồm rotor cao 35 mét. Hệ thống này được kỳ vọng cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu tới 6%. Vale cũng đang lên kế hoạch sử dụng buồm rotor trên các tàu chở quặng siêu lớn chạy bằng ethanol trong tương lai.

Tàu Sohar Max của Vale được lắp đặt năm buồm rotor

Tiếp theo là các tàu chở dầu. Hai tàu VLCC đang được đóng cho Idemitsu Tanker (Nhật Bản) dự kiến sẽ nhận buồm rotor của Norsepower khi đưa vào vận hành năm 2028, đưa động lực đẩy bằng gió đến với một trong những loại tàu lớn nhất đang hoạt động.

Vận tải LNG có thể không còn xa. Korean Register, HD Hyundai Heavy Industries, BAR Technologies và Cơ quan Đăng kiểm Liberia gần đây đã công bố kế hoạch nghiên cứu một tàu chở LNG 174.000 mét khối được trang bị WindWings của BAR Technologies. Thiết kế này dịch chuyển khối nhà ở của tàu về phía trước, tạo không gian cho các cánh buồm cứng lớn trên boong. Nếu động lực đẩy bằng gió có thể hoạt động trên tàu LNG — một trong những loại tàu tinh vi và có lịch trình chặt chẽ nhất trong vận tải thương mại — thì cơ sở để công nghệ này tiến vào dòng chính sẽ càng được củng cố.

Không chỉ hỗ trợ động cơ

Không phải dự án nào cũng chỉ nhằm hỗ trợ động cơ. Tàu Neoliner Origin của Pháp, được bàn giao năm 2025, sử dụng hai cột buồm sợi carbon cao 76 mét mang khoảng 3.000 mét vuông diện tích buồm, với gió được thiết kế để trở thành nguồn đẩy chính xuyên Đại Tây Dương. Con tàu ro-ro dài 136 mét này có thể chở ô tô, container và hàng hóa khác giữa châu Âu và Bắc Mỹ.

Tàu Neoliner Origin rời xưởng đóng tàu RMK ở Thổ Nhĩ Kỳ để thử nghiệm trên biển

Airbus cũng đang áp dụng cách tiếp cận tương tự với thế hệ tàu ro-ro mới được thiết kế để vận chuyển linh kiện máy bay xuyên Đại Tây Dương, kết hợp động lực đẩy bằng gió, nhiên liệu thay thế và tối ưu hóa lộ trình. Kết quả là sự pha trộn kỳ lạ giữa cũ và mới: một số chuỗi cung ứng tiên tiến nhất thế giới đang bắt đầu dựa vào một trong những nguồn động lực lâu đời nhất của ngành hàng hải.

Buồm cũng đang thay đổi nhanh chóng

Một số hệ thống dùng hình trụ quay. Những hệ thống khác trông giống cánh máy bay gắn thẳng đứng trên boong. eSAIL của Bound4blue sử dụng lực hút để tăng lực nâng khí động học, trong khi các nhà phát triển khác làm việc với cánh cứng, cánh tự động và hệ thống buồm mềm. Maersk Tankers đã triển khai hệ thống eSAIL trên một nhóm tàu chở dầu MR, trong khi tàu chở nước ép Atlantic Orchard được trang bị bốn buồm hút khí cao 26 mét.

Trong hầu hết trường hợp, thủy thủ đoàn không còn đứng trên boong để điều chỉnh buồm bằng tay. Các hệ thống được tự động hóa cao, tự điều chỉnh dựa trên tốc độ gió, hướng gió, tốc độ tàu và hướng đi. Phần mềm định tuyến thời tiết cũng có thể giúp tàu thay đổi hướng đi một chút để đón nhiều gió hơn mà không làm gián đoạn lịch trình đáng kể.

Sự tích hợp này đang trở nên ngày càng quan trọng. Na Uy gần đây đã khởi động chương trình WINTEGRATE, quy tụ các công ty gồm Kongsberg Maritime, DNV, Odfjell, Norsepower và bound4blue. Mục tiêu là ngừng coi động lực đẩy bằng gió như một thiết bị độc lập gắn thêm vào tàu, mà tích hợp nó với động cơ, pin, hệ thống quản lý năng lượng và lập kế hoạch hành trình. Sự chuyển dịch này có thể là yếu tố then chốt cho tương lai của công nghệ.

Vật lý không đổi, nhưng kinh tế đã thay đổi

Các nguyên lý vật lý đằng sau động lực đẩy bằng gió không hề thay đổi. Điều thay đổi là kinh tế. Các chủ tàu đang chịu áp lực ngày càng lớn trong việc giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải, trong khi nhiều loại nhiên liệu carbon thấp vẫn đắt đỏ, khan hiếm hoặc chưa sẵn có ở quy mô lớn. Gió, so với chúng, là miễn phí.

Gió còn mang lại một điều tương đối hiếm có trong nỗ lực khử carbon của ngành hàng hải: một công nghệ thường có thể được trang bị lại (retrofit) cho những tàu đã vào hoạt động.

Mức tiết kiệm phụ thuộc rất nhiều vào loại tàu, tuyến đường và thời tiết. Các ước tính trong ngành thường đặt mức tiết kiệm nhiên liệu cho dự án retrofit ở khoảng một chữ số đến đầu hai chữ số phần trăm, trong khi những tàu được thiết kế chuyên biệt xung quanh động lực đẩy bằng gió có thể đạt được nhiều hơn nữa. Nghe có vẻ không mang tính cách mạng, nhưng trên một tàu viễn dương lớn đốt hàng nghìn tấn nhiên liệu mỗi năm, ngay cả mức tiết kiệm khiêm tốn cũng có thể cộng dồn nhanh chóng.

Vẫn còn nhiều hạn chế

Gió không thể đoán trước. Buồm chiếm không gian trên boong. Hệ thống cần chịu được thời tiết khắc nghiệt, ăn mòn và các hoạt động xếp dỡ hàng hóa. Cầu tàu, cần cẩu và bến bãi có thể hạn chế chiều cao hoặc vị trí lắp đặt thiết bị. Một số tuyến đường cũng phù hợp với động lực đẩy bằng gió hơn nhiều so với những tuyến khác.

Quy định pháp lý cũng đang theo sau. Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã bắt đầu xây dựng hướng dẫn an toàn tạm thời cho động lực đẩy bằng gió và các hệ thống hỗ trợ bằng gió, với hướng dẫn đầu tiên dự kiến ra mắt vào cuối thập kỷ này.

Điều quan trọng nhất có thể là sự thay đổi trong tư duy

Ngành công nghiệp giờ đây đã có thứ mà chỉ vài năm trước còn thiếu: kinh nghiệm vận hành thực tế. Tàu chở dầu, tàu chở hàng rời, tàu ro-ro và tàu chở hàng tổng hợp đang tích lũy thời gian hoạt động thương mại với các hệ thống này. Các xưởng đóng tàu đang học cách lắp đặt chúng. Các tổ chức đăng kiểm đang viết quy định xung quanh chúng. Các nhà sản xuất đang mở rộng quy mô sản xuất.

Điều đó không có nghĩa là vận tải biển thương mại đang quay trở lại thời kỳ buồm. Động cơ vẫn sẽ thiết yếu cho lịch trình, điều động, thời tiết xấu và hoạt động cảng. Nhiều tàu cũng sẽ dựa vào nhiên liệu thay thế, pin và các công nghệ hiệu quả khác. Gió sẽ chỉ trở thành một phần nữa trong hỗn hợp động lực đẩy.

Và đó có thể là thay đổi quan trọng nhất. Sau hơn một thế kỷ cố gắng thoát khỏi sự phụ thuộc vào gió, ngành hàng hải đang bắt đầu nhận ra rằng chẳng có lý do gì để bỏ qua nguồn năng lượng miễn phí khi nó đang thổi đúng hướng.

Với các đội tàu container và hàng rời hoạt động thường xuyên trên các tuyến Á-Âu và xuyên Thái Bình Dương — trong đó Việt Nam là mắt xích quan trọng với các cảng như Cát Lái, Cái Mép-Thị Vải — xu hướng này có thể mở ra cơ hội mới cho ngành đóng tàu và cảng biển trong nước, đồng thời góp phần giảm chi phí nhiên liệu và khí thải cho chuỗi cung ứng xuất khẩu.