Tạm biệt "Ferrynoia": Công nghệ hàng hải xanh đang thay đổi ngành vận tải thủy

Tạm biệt "Ferrynoia": Công nghệ hàng hải xanh đang thay đổi ngành vận tải thủy

Tại New York, chiếc phà công cộng kết hợp điện và dầu đầu tiên của bang mang tên Harbor Charger đang chuẩn bị cho mùa hè đầu tiên vận hành trọn vẹn, chở hành khách giữa bến South Ferry và đảo Governors Island. Đây là một bước tiến lớn trong việc áp dụng công nghệ xanh vào giao thông đường thủy, nơi việc giảm thiểu khí thải từng được coi là một thách thức khó khăn.

"Rất nhiều hoạt động của chúng tôi trên đảo tập trung vào giải trí công cộng, khám phá thiên nhiên và nghệ thuật," Clare Newman, chủ tịch và CEO của Quỹ ủy thác Governors Island chia sẻ. "Chiếc Harbor Charger phản ánh cả ba trụ cột đó, với ý tưởng rằng chính chuyến đi bằng thuyền cũng là một phần của trải nghiệm tại đảo Governors."

Harbor Charger là kết quả của sự hợp tác giữa nhóm thiết kế Elliott Bay Design (Seattle) và nhà máy đóng tàu Conrad (Louisiana) với chi phí 33 triệu USD. Con tàu này nhanh hơn 66% so với người tiền nhiệm là chiếc Lt. Samuel S. Coursen gần 70 năm tuổi - vốn tiêu thụ khoảng 420 gallon nhiên liệu mỗi ngày. Với khả năng hoàn thành chuyến đi một chiều chỉ trong 10 phút, Harbor Charger dự kiến sẽ cắt giảm ít nhất 600 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm.

Về mặt kỹ thuật, con tàu có khả năng chở 1.200 hành khách và 30 phương tiện, sử dụng 22 gói pin lithium-ion của Siemens Energy kết hợp với máy phát điện dự phòng chạy dầu. Newman cho biết mục tiêu là tạo ra một hình mẫu cho công nghệ tốt nhất lớp, và bà đã nhận được nhiều yêu cầu từ các thành phố khác quan tâm đến việc điện khí hóa các phương tiện đường thủy công cộng của họ.

Thách thức trong việc phi carbon hóa

Lịch sử cho thấy vận tải biển là một trong những lĩnh vực khó giảm thiểu carbon nhất, do vật lý của việc di chuyển các thân tàu nặng qua các đường thủy dày đặc. Ngoài việc đào tạo thủy thủ đoàn chuyển từ bánh lái truyền thống sang bảng điều khiển kỹ thuật số giống như trò chơi điện tử, người vận hành phà phải học cách bảo trì, sửa chữa và sạc các phương tiện này.

Một khái niệm thú vị được nhắc đến là "Ferrynoia" (nỗi lo về phà) - nỗi sợ hãi của một số cư dân đảo rằng lỗi phần mềm hoặc một cell pin hỏng có thể làm tê liệt phương tiện giao thông mà họ dựa vào để đi khám bệnh, mua thực phẩm và đưa con đến trường.

Tuy nhiên, các phà hybrid-điện mang lại nhiều lợi ích: nhanh hơn, yên tĩnh hơn và chi phí bảo trì thấp hơn do hệ thống truyền động đơn giản hơn. Harbor Charger có thể hoạt động hoàn toàn bằng pin lên đến 90 phút trước khi chuyển sang chế độ hybrid, giúp tiết kiệm khoảng 200.000 USD chi phí nhiên liệu mỗi năm. Khi các trạm sạc nhanh bên bến được lắp đặt trong tương lai, con tàu sẽ ngừng sử dụng dầu hoàn toàn, tiết kiệm thêm 800 tấn CO2 mỗi năm.

San Francisco và tương lai của phà tốc độ cao

Tại bờ Tây, hệ thống phà Vịnh San Francisco (San Francisco Bay Ferry) đang chuẩn bị tung ra chiếc phà hành khách chạy hoàn toàn bằng pin tốc độ cao đầu tiên của Mỹ. Con tàu sẽ sử dụng các trạm sạc điện chuyên dụng tại một số bến tàu, lấy điện từ lưới điện của thành phố.

Chiếc tàu điện đầu tiên của San Francisco với sức chứa 150 hành khách dự kiến bắt đầu phục vụ vào đầu năm 2027, thực hiện chuyến đi 8 phút từ tòa nhà Ferry Building trung tâm đến đảo Treasure Island. Thomas Hall, giám đốc vận hành và trải nghiệm khách hàng của San Francisco Bay Ferry, cho biết: "Đảo từng tổ chức nhiều lễ hội, nhưng việc di chuyển đến và đi từ đảo rất khó khăn. Chúng tôi sẽ có chỗ ngồi kiểu phòng chờ, chỗ để xe đạp và khu vực ngắm cảnh ngoài trời trên phà."

Được hỗ trợ bởi khoản tài trợ liên bang 55 triệu USD, cơ quan này đang mua một số lượng tàu catamaran và phà chạy bằng pin để kết nối các trung tâm thành phố với các khu dân cư ven nước mới nổi như Mission Bay và Treasure Island. Năm chiếc tàu này, tất cả đều được đặt tên thông qua bỏ phiếu công khai, đại diện cho các giai đoạn đầu của mục tiêu xây dựng một đội tàu hoàn toàn không phát thải vào năm 2035.

Hall mong đợi một trải nghiệm thư giãn hơn cho cả người đi làm và khách tham quan, ngay cả khi thiết kế tàu loại bỏ các quầy bar truyền thống để lấy không gian cho chỗ ngồi và kho chứa. "Chúng tôi chỉ không nghĩ rằng những chuyến đi nhanh hơn sẽ biện minh cho trọng lượng và nhân sự bổ sung cần thiết," ông nói. "Thay vào đó, bạn sẽ có thể nghe âm thanh của nước và có thể trò chuyện mà không cần hét lên."

Công nghệ tiên tiến từ Đan Mạch và Thụy Điển

Hệ thống hybrid-điện của Harbor Charger và các tàu catamaran chạy bằng pin của San Francisco chỉ là một vài cách để tàu thuyền chuyển đổi sang điện. Các thành phố trên khắp thế giới đang sử dụng pin nhiên liệu hydro, năng lượng gió và tàu cánh ngầm để di chuyển người đi làm, du khách và cư dân qua các đường thủy của họ.

Tại Đan Mạch, chiếc e-ferry Ellen nắm giữ kỷ lục thế giới về khoảng cách xa nhất được một chiếc phà hành khách điện chạy bằng một lần sạc pin. Con tàu có thể di chuyển 22 hải lý giữa các đảo Ærø và Als ở miền nam Đan Mạch, tiết kiệm ước tính 2.250 tấn CO2 mỗi năm bằng cách sử dụng điện được tạo ra từ năng lượng gió.

Trong khi đó, các phà tại Stockholm bỏ qua hoàn toàn sức cản của nước bằng công nghệ cánh ngầm (hydrofoil). Mẫu P-12 của nhà sản xuất tàu thuyền Thụy Điển Candela sử dụng các cánh dưới nước điều khiển bằng máy tính để nâng thân vỏ carbon fiber hoàn toàn ra khỏi mặt nước khi vượt quá tốc độ 16 hải lý. Điều này làm giảm lực cản và cắt giảm 80% mức tiêu thụ năng lượng. Vì nó "bay" trên mặt nước thay vì đẩy qua nước, P-12 có thể di chuyển nhanh hơn tàu truyền thống và có thể hoạt động ở các khu vực hạn chế gây sóng.

Candela đã thử nghiệm công nghệ cánh ngầm của mình tại Washington, DC, nơi các cơ quan chức năng được cho là đang cân nhắc sử dụng nó để vận chuyển người đi làm qua sông Potomac và Anacostia.

Cuối cùng, Quỹ ủy thác Governors Island cũng hy vọng sẽ điện khí hóa hoàn toàn chiếc phà của mình trong tương lai. "Chúng tôi đã chọn bắt đầu bằng một con tàu công nghệ lai," Newman nói, "nhưng chúng tôi cảm thấy mạnh mẽ rằng mình cần đầu tư và đóng con tàu với đủ dung lượng lưu trữ pin để có thể chạy hoàn toàn bằng điện một ngày nào đó."