Công ty tư vấn và phát triển năng lượng hạt nhân Hà Lan - ULC-Energy cùng công ty kỹ thuật và thiết kế tàu biển C-Job Naval Architects đã thực hiện một nghiên cứu đối với tàu Newcastlemax - phân loại tàu chở hàng rời có chiều rộng tối đa 50 m, chiều dài tổng thể tối đa 300 m và là loại tàu biển lớn nhất có thể cập cảng Newcastle, Úc với tổng trọng tải 185.000 tấn. Họ đã so sánh một tàu Newcastlemax chạy bằng năng lượng hạt nhân với 2 con tàu cùng loại, một chiếc chạy dầu có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp (VLSFO) và chiếc còn lại dùng nhiên liệu amoniac xanh. Kết quả cho thấy:
Việc thay đổi về cấu trúc và gia cố an toàn cần thiết để tích hợp lò phản ứng hạt nhân không ảnh hưởng nhiều đến sức chứa hàng hóa của tàu chở hàng rời Newcastlemax.
Ngoài ra, hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân cũng mang lại chi phí vận hành/mỗi tấn hàng hóa thấp nhất, thấp hơn đáng kể so với tàu dùng nhiên liệu VLSFO hay amoniac xanh. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho một con tàu dùng năng lượng hạt nhân cao hơn nhưng đổi lại là chi phí nhiên liệu thấp, có thể thực hiện các hành trình dài hơn, nhanh hơn, rẻ hơn và đặc biệt là giảm khí thải nhà kính.
Nghiên cứu cũng cho thấy tàu Newcastlemax chạy bằng hạt nhân phát thải khí nhà kính gần như bằng 0, thấp hơn cả tàu chạy bằng khí amoniac xanh và điều này chứng minh tiềm năng hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân có thể hỗ trợ cho các mục tiêu giảm phát thải carbon trong tương lai của ngành công nghiệp vận tải tàu biển.
Việc thay đổi về cấu trúc và gia cố an toàn cần thiết để tích hợp lò phản ứng hạt nhân không ảnh hưởng nhiều đến sức chứa hàng hóa của tàu chở hàng rời Newcastlemax.
Ngoài ra, hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân cũng mang lại chi phí vận hành/mỗi tấn hàng hóa thấp nhất, thấp hơn đáng kể so với tàu dùng nhiên liệu VLSFO hay amoniac xanh. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho một con tàu dùng năng lượng hạt nhân cao hơn nhưng đổi lại là chi phí nhiên liệu thấp, có thể thực hiện các hành trình dài hơn, nhanh hơn, rẻ hơn và đặc biệt là giảm khí thải nhà kính.
Nghiên cứu cũng cho thấy tàu Newcastlemax chạy bằng hạt nhân phát thải khí nhà kính gần như bằng 0, thấp hơn cả tàu chạy bằng khí amoniac xanh và điều này chứng minh tiềm năng hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân có thể hỗ trợ cho các mục tiêu giảm phát thải carbon trong tương lai của ngành công nghiệp vận tải tàu biển.
Một thiết kế hệ thống đẩy dùng năng lượng hạt nhân cho tàu container.
Dù vậy, hệ thống đẩy dùng năng lượng hạt nhân sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức như giấy phép, vận hành và nhiều vấn đề khác trước khi có thể được thương mại hóa. ULC-Energy cho biết hầu hết các thiết kế lò phản ứng hạt nhân dành cho tàu biển đều đang trong giai đoạn ý tưởng nên không dễ để ước tính chi phí đầu tư ban đầu cho một con tàu như vậy. Tuy nhiên mọi thứ sẽ trở nên rõ ràng hơn một khi các dự án lò phản ứng hoàn thành.
C-Job cho biết chi phí lắp đặt lò phản ứng hạt nhân có thể sẽ khiến các công ty khai thác tàu biển phải suy nghĩ. Tuy nhiên điều này có thể được bù đắp bởi chi phí vận hành về sau sẽ thấp hơn đáng kể so với các hệ thống đẩy truyền thống và thực tế là lò phản ứng có thể được sử dụng trong suốt thời gian vận hành tàu, có thể kéo dài thời gian sử dụng của một con tàu hoặc tái sử dụng trên con tàu tiếp theo.
Ngành vận tải biển tiêu thụ khoảng 350 triệu tấn nhiên liệu hóa thạch mỗi năm và chiếm khoảng 3% tổng lượng khí thải carbon toàn cầu. Vào tháng 7 năm ngoái, thông qua Tổ chức hàng hải quốc tế, ngành vận tải biển đã phê duyệt các mục tiêu mới về giảm phát thải khí nhà kính nhằm đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào khoảng năm 2050.
ULC-Energy là công ty vừa thành lập vào năm 2021 tại Hà Lan với chuyên môn tư vấn và phát triển năng lượng hạt nhân. ULC-Energy tin rằng năng lượng hạt nhân có thể mang lại những lợi ích mà không một loại năng lượng nào có thể so sánh khi nói về độ tin cậy, tính kinh tế và tác động môi trường trong quá trình sản xuất năng lượng.
Song song với nghiên cứu nói trên, hồi tháng 2 ULC-Energy cũng đã hoàn thành một nghiên cứu do công ty khai thác mỏ BHP ủy quyền nhằm xác định khả năng sử dụng công nghệ hạt nhân dân dụng để cấp năng lượng cho các tàu biển thương mại. Nghiên cứu này đã so sánh đặc điểm chính của nhiều thiết kế lò phản ứng hạt nhân dân dụng khác nhau trước các yêu cầu cần thỏa mãn để có thể sử dụng trong vận tải hàng hải thương mại. Nghiên cứu cũng đánh giá một loạt các vấn đề về quy định, vận hành và thách thức thương mại chẳng hạn như khả năng cập cảng, giấy phép, phân loại tàu, chi phí vốn, đào tạo và chứng nhận thủy thủ.
C-Job Naval Architest là một công ty thiết kế tàu biển chuyên về kiến trúc hàng hải, tích hợp hệ thống và công nghệ nhiên liệu thay thế. C-Job hướng đến mục tiêu thúc đẩy tính bền vững và hiệu quả trong ngành hàng hải bằng việc ứng dụng các thiết kế và công nghệ tiên tiến.
Vào năm 2022, C-Job đã công bố một nghiên cứu cho thấy các tàu biển trọng tải lớn có tiềm năng lớn nhất đối với hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân. Trong nghiên cứu này, C-Job đã khảo sát 4 tình huống sử dụng lò phản ứng hạt nhân gồm tàu gồm tàu chở hàng rời, tàu container, tàu chuyên chở chất lỏng và các công trình ngoài khơi. Các hạng mục chính đã được phân tích bao gồm khối lượng và thể tích của hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống sản sinh năng lượng. Kết quả cho thấy là dù lớp bảo vệ chắn xung quanh lò phản ứng chiếm một phần đáng kể về khối lượng và thể tích của lò phản ứng hạt nhân nhưng trong hầu hết các trường hợp, lò phản ứng hạt nhân vẫn nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn so với hệ thống chạy bằng diesel thông thường.
Quảng cáo
Cũng qua nghiên cứu này, C-Job đã xác định được lò phản ứng muối nóng chảy (MSR) có tiềm năng sử dụng cao nhất về lâu dài. Sự kết hợp giữa đặc tính an toàn bị động do không phân hạch, phản ứng đốt cháy cao và chu kỳ bán rã của thorium khiến nó phù hợp nhất đối với các ứng dụng hàng hải. Với thorium thì thời gian tồn tại của chất thải hạt nhân cũng ngắn hơn rất nhiều so với uranium, 300 năm so với 10 ngàn năm. So với các hệ thống dùng nhiên liệu truyền thống thì lò phản ứng hạt nhân dùng thorium cắt giảm đến 98% khí thải CO2 và các loại khí thải khác như Sox, PM và NOx cũng bị triệt tiêu hoàn toàn. Nghiên cứu của C-Job cũng nhận định mặc dù chi phí vốn cao nhưng lò phản ứng hạt nhân mang lại hiệu quả về mặt chi phí trong vòng từ 5 đến 15 năm tùy thuộc vào chi phí nhiên liệu và đặc điểm hoạt động của tàu.
Offshore Energy; ULC Energy; C-Job Naval Architects
Xem thêm:
[Video] Hạt nhân: tương lai của năng lượng tái tạo
Chúng ta ngày càng dùng điện hơn cho máy lạnh, máy tính, máy rửa chén, robot hút bụi lau nhà… một trong những nguồn năng lượng mà con người vẫn phụ thuộc vào đó là nhiệt năng, đó chính là nguyên nhân chính dẫn đến việc trái đất nóng lên.
tinhte.vn
