Năng lượng hạt nhân- Lời giải mới cho bài toán giảm phát thải ngành vận tải biển?

Liệu đây có phải là lối thoát khả thi cho ngành vận tải biển vốn đang bị xem là “người khổng lồ phát thải thầm lặng” của nền kinh tế toàn cầu?

Ngày 21/7/1959, sự kiện ra mắt con tàu NS Savannah tại Mỹ đã đánh dấu bước ngoặt lịch sử khi lần đầu tiên một tàu hàng thương mại được trang bị lò phản ứng hạt nhân thay vì động cơ diesel. Thời điểm đó, năng lượng hạt nhân được xem là biểu tượng của thời đại mới - nguồn năng lượng "sạch", “vô tận” và “tương lai”.

“GIẤC MƠ HẠT NHÂN” MỘT THỜI CỦA NGÀNH HÀNG HẢI BỊ LỤI TÀN

Giữa thập niên 1960, Savannah đã di chuyển khắp thế giới như một sứ giả của “năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình”. Lò phản ứng nước áp lực (PWR) của tàu giúp tạo ra hơi nước quay tuabin, vận hành chân vịt và phát điện - công nghệ tiên tiến bậc nhất thời đó.

Savannah có thể đi vòng quanh Trái đất tới 14 lần chỉ với một lần nạp nhiên liệu, trong khi các tàu hàng ngày nay chạy bằng dầu chỉ đủ cho một chuyến đi dài. Về lý thuyết, đây là giấc mơ hoàn hảo: không phát thải, không cần tiếp nhiên liệu thường xuyên, tiết kiệm chi phí vận hành, và tăng tốc độ di chuyển.

Tuy nhiên, “giấc mơ hạt nhân” ấy nhanh chóng tàn lụi. Chi phí đầu tư ban đầu của NS Savannah lên tới 46 triệu USD (tương đương khoảng 500 triệu USD hiện nay), trong khi chi phí vận hành hàng năm cần 2 triệu USD trợ cấp của chính phủ. Thêm vào đó, tàu có dung tích hàng hóa nhỏ, đòi hỏi thủy thủ đoàn được đào tạo đặc biệt, và bị hạn chế cập cảng do lo ngại an toàn phóng xạ...

Đến năm 1970, NS Savannah chính thức “nghỉ hưu”, chấm dứt thí nghiệm táo bạo đầu tiên về thương mại hóa năng lượng hạt nhân trên biển. Sau đó, chỉ có ba tàu hạt nhân thương mại khác được chế tạo - Otto Hahn (Đức), Mutsu (Nhật Bản) và Sevmorput (Nga) - nhưng tất cả đều không đạt được thành công kinh tế. Hai chiếc đầu đã bị cải tạo lại thành tàu chạy dầu, còn chiếc cuối cùng cũng sắp bị loại biên.

ÁP LỰC KHỔNG LỒ TỪ MỤC TIÊU NET ZERO, GIẢM PHÁT THẢI NGÀNH VẬN TẢI BIỂN

Theo thống kê của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), ngành vận tải biển toàn cầu phát thải lượng CO₂ tương đương cả nước Nhật Bản mỗi năm - khoảng 2,5% tổng lượng phát thải toàn cầu.

Nguồn phát thải chính đến từ dầu nhiên liệu hạng nặng (bunker oil), loại dầu đặc sệt, chứa nhiều lưu huỳnh và kim loại nặng, để lại hậu quả lớn cho cả khí hậu lẫn sức khỏe con người.

Trong khi đó, nhu cầu vận tải biển vẫn tăng liên tục do thương mại toàn cầu phục hồi và thương mại điện tử bùng nổ. Để đạt mục tiêu Net Zero vào năm 2050, IMO buộc các quốc gia và doanh nghiệp vận tải phải tái cấu trúc toàn bộ mô hình năng lượng của tàu hàng.

Để cải thiện hiệu quả năng lượng, giảm phát thải trong ngành hàng hải, có nhiều giải pháp đã được đề xuất. Đầu tiên, E-methanol, amoniac xanh và hydro hóa lỏng được xem là hướng đi tiềm năng nhưng chi phí sản xuất vẫn còn cao.

Thứ hai, pin điện và công nghệ hybrid rất phù hợp cho các tàu nhỏ hoặc các tuyến đường ngắn, nhưng lại không đủ khả năng hoạt động cho các tàu viễn dương.

Cuối cùng, công nghệ gió hỗ trợ (wind-assist) có thể giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu, nhưng không thể thay thế hoàn toàn nguồn năng lượng chính.

Trong bối cảnh đó, năng lượng hạt nhân - từng bị lãng quên suốt nửa thế kỷ - đang được nhắc lại như một “ứng viên bất ngờ” có thể giúp tàu biển đạt phát thải bằng 0.

LỢI THẾ VƯỢT TRỘI CỦA TÀU HÀNG HẠT NHÂN

Theo Giáo sư Jan Emblemsvåg, Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU), người dẫn dắt dự án nghiên cứu NuProShip, tàu hàng chạy bằng lò phản ứng hạt nhân “không phát thải CO₂, không cần tiếp nhiên liệu, và có thể hoạt động trong nhiều năm liền.”

Một lò phản ứng hạt nhân nhỏ có thể chứa năng lượng tương đương hàng triệu lít dầu diesel, nhưng chiếm ít không gian hơn nhiều. Điều này mở ra khả năng tàu hoạt động liên tục hàng năm trời mà không cần ghé cảng tiếp nhiên liệu, giảm đáng kể chi phí logistics.

Hơn nữa, nếu áp dụng công nghệ mới, chi phí nhiên liệu có thể thấp hơn khoảng 40% so với dầu nặng, theo tính toán sơ bộ của nhóm NuProShip. Lò phản ứng nhỏ, chế tạo hàng loạt, dễ bảo trì - những yếu tố này giúp năng lượng hạt nhân dần trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế.

Sự trở lại của “tàu hạt nhân” hiện nay gắn liền với sự phát triển của lò phản ứng thế hệ IV (Generation IV) - công nghệ được kỳ vọng sẽ khắc phục hoàn toàn các rủi ro từng khiến năng lượng hạt nhân bị e ngại.

Khác với các lò phản ứng PWR truyền thống phải “can thiệp chủ động” khi có sự cố, các lò thế hệ mới có cơ chế tự động an toàn (failsafe) - nghĩa là nếu xảy ra trục trặc, hệ thống tự động dừng lại mà không cần con người điều khiển.

Theo ông Mark Tipping, chuyên gia đến từ Lloyd’s Register, “các công nghệ hiện đang được nghiên cứu trong lĩnh vực hàng hải hoàn toàn khác biệt so với những hệ thống cũ của thập niên 1960-1970. Những công nghệ mới này nhỏ gọn, an toàn và ít rủi ro hơn.”

Chính yếu tố “an toàn hơn và tin cậy hơn” này đang khiến nhiều chuyên gia tin rằng tàu hạt nhân thương mại có thể tái xuất trong thập niên 2030, nếu các khung pháp lý được cập nhật kịp thời.

NHỮNG RÀO CẢN, THÁCH THỨC CHƯA DỄ VƯỢT QUA

Dù tiềm năng to lớn nhưng hiện nay vẫn chưa có một con tàu hàng hạt nhân thương mại nào được chế tạo mới. Thách thức lớn nhất không nằm ở công nghệ, mà ở hành lang pháp lý, bảo hiểm và tâm lý xã hội.

Trong cuộc họp tháng 6/2025, IMO đã thống nhất cập nhật bộ quy tắc về tàu dân sự sử dụng năng lượng hạt nhân - vốn ban hành từ năm 1981 và chỉ áp dụng cho lò PWR cũ.

Tuy nhiên, quá trình này sẽ mất nhiều năm, do cần đánh giá lại toàn diện các rủi ro. Cụ thể như nếu tàu chìm, làm thế nào để ngăn nhiên liệu hạt nhân rò rỉ ra biển? Làm sao để ngăn vật liệu phóng xạ bị khủng bố hoặc cướp biển chiếm đoạt? Xử lý chất thải phóng xạ như thế nào để đảm bảo an toàn môi trường biển?

Song song đó, các công ty bảo hiểm, cơ quan đăng kiểm, và cảng biển quốc tế cũng cần điều chỉnh quy định riêng trước khi cho phép tàu hạt nhân cập cảng. Quá trình này có thể kéo dài hơn cả việc thiết kế và đóng tàu - khiến mốc “đưa tàu hạt nhân ra khơi vào đầu thập niên 2030” vẫn còn khá xa vời.

Bên cạnh yếu tố kỹ thuật và kinh tế, tâm lý e ngại của công chúng với năng lượng hạt nhân cũng là rào cản lớn. Những ký ức về các sự cố như Chernobyl (1986) hay Fukushima (2011) vẫn khiến nhiều quốc gia và người dân cảnh giác với bất kỳ hình thức ứng dụng nào của hạt nhân, dù là trên đất liền hay ngoài khơi.

Tuy vậy, trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với cuộc khủng hoảng khí hậu sâu sắc, việc cân nhắc lại vai trò của năng lượng hạt nhân - bao gồm cả trong lĩnh vực hàng hải - là điều khó tránh khỏi.

Giống như năng lượng hạt nhân trong sản xuất điện đang dần được nhìn nhận lại như “nguồn năng lượng sạch ổn định”, tàu hạt nhân có thể trở thành một phần của chiến lược khử carbon toàn cầu, nếu được kiểm soát và vận hành an toàn.

Dù còn nhiều tranh cãi nhưng một điều rõ ràng là: nếu nhân loại muốn đạt Net Zero vào năm 2050, chúng ta không thể bỏ qua bất kỳ giải pháp nào, kể cả những giải pháp từng thất bại trong quá khứ. Như Giáo sư Emblemsvåg nhận định: “Năng lượng hạt nhân có thể không phải là lời giải duy nhất, nhưng chắc chắn là một mảnh ghép quan trọng trong hành trình đưa ngành vận tải biển tiến tới tương lai không carbon.”