Vận chuyển khó khăn về khí hậu và khó dọn dẹp - những cải tiến này có thể giúp cắt giảm lượng khí thải

hình ảnh Vận chuyển là nguyên nhân gây ra một phần lớn lượng khí thải toàn cầu. William William / Unsplash, CC BY

Tàu chở hơn 80% thương mại thế giới và họ phụ thuộc nhiều vào một số ít thân thiện với môi trường nhất nhiên liệu vận chuyển có sẵn.

Không có giải pháp rẻ, phổ biến nào có thể làm giảm lượng khí thải carbon làm nóng hành tinh của ngành vận tải biển - trên thực tế, vận tải biển được coi là một trong những ngành khó khử cacbon nhất trên hành tinh - nhưng một số đổi mới thú vị đang được thử nghiệm ngay bây giờ.

Là một giáo sư kiến ​​trúc hải quân và kỹ thuật hàng hải, Tôi làm việc về hệ thống điều khiển và đẩy tàu, bao gồm điện khí hóa, pin và pin nhiên liệu. Với sự chú ý tập trung vào biến đổi khí hậu trong tuần này khi các nhà lãnh đạo thế giới gặp nhau tại hội nghị thượng đỉnh G-7 và các nhà đàm phán thảo luận về khí thải vận chuyển tại cuộc họp của Liên hợp quốc. Tổ chức Hàng hải Quốc tế, chúng ta hãy xem xét những gì có thể xảy ra và một số nhiên liệu và công nghệ có khả năng xác định tương lai của ngành.

Vấn đề khí hậu vận chuyển

Vận chuyển là cách rẻ nhất để di chuyển nguyên liệu thô và hàng rời. Điều đó đã mang lại cho nó cả tác động kinh tế to lớn và lượng khí thải carbon lớn.

Ngành công nghiệp phát ra khoảng 1 tỷ tấn carbon dioxide mỗi năm - gần 3% lượng khí thải toàn cầu, theo IMO, một cơ quan chuyên môn của Liên hợp quốc gồm 174 quốc gia thành viên đặt ra tiêu chuẩn cho ngành này. Nếu vận tải biển là một quốc gia, nó sẽ được xếp hạng giữa Nhật Bản và Đức là quốc gia đóng góp lớn thứ sáu vào lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu. Moreover, nearly 70% of ships' emissions occur within 250 miles (400 kilometers) of land, meaning it also has an impact on air quality, especially for port cities.

hkujfghyiu

Đổi mới công nghệ, ngoài các chính sách, sẽ là yếu tố quan trọng để đạt được vận chuyển các-bon thấp hoặc không phát thải. Các viện nghiên cứu hàn lâm, phòng thí nghiệm chính phủ và các công ty hiện đang thử nghiệm điện khí hóa; nhiên liệu không hoặc carbon thấp như hydro, khí tự nhiên, amoniac và nhiên liệu sinh học; và các nguồn điện thay thế như pin nhiên liệu và năng lượng mặt trời, gió và sóng. Mỗi thứ đều có ưu và nhược điểm riêng.

Tại sao điện khí hóa tàu lại quan trọng

Cũng giống như trên đất liền, điện khí hóa là một trong những chìa khóa để làm sạch khí thải của ngành công nghiệp. Nó cho phép các động cơ hoạt động bằng nhiên liệu hóa thạch có thể được thay thế bằng các công nghệ sản xuất điện thay thế hoặc thu nhỏ và sửa đổi để vận hành ít phát thải. Nó cũng cho phép tàu kết nối với nguồn điện khi ở trong cổng, giảm lượng khí thải từ việc chạy không tải.

Điện khí hóa tàu thủy và lai hóa là xu hướng quan trọng đối với cả tàu thương mại và tàu quân sự. Điện khí hóa một con tàu có nghĩa là thay thế các hệ thống cơ khí truyền thống của nó bằng các hệ thống điện. Một số đội tàu đã điện khí hóa động cơ đẩy và xếp dỡ hàng hóa. Mặt khác, hệ thống năng lượng hybrid tích hợp các cơ chế tạo ra năng lượng khác nhau, chẳng hạn như động cơ và pin, để tận dụng các đặc tính bổ sung của chúng.

Tôi coi điện khí hóa sâu hơn và kết hợp rộng hơn là chiến lược cốt lõi để đạt được vận chuyển xanh.

Cần trục xếp các container vận chuyển lên tàu cập cảng. Các tàu có thể kết nối với nguồn điện trong cảng có thể tránh được việc đốt nhiên liệu tạo ra khí nhà kính và ô nhiễm. Ernesto Velázquez / Unsplash, CC BY

Các cơ hội to lớn cũng tồn tại để cải thiện hoạt động của đội tàu hiện có - và giảm sử dụng nhiên liệu - thông qua tự động hóa và kiểm soát thời gian thực. Cảm biến tiên tiến, trí tuệ nhân tạo và máy học có thể giúp tàu “nhìn”, “suy nghĩ” và “hành động” tốt hơn để cải thiện hiệu quả và giảm lượng khí thải.

Nhiên liệu xanh hơn cho các chuyến đi biển

Chuyển sang các nguồn nhiên liệu xanh và sạch hơn sẽ là điều cần thiết để khử cacbon trong ngành vận tải biển.

Hầu hết các nhà máy điện trên tàu hiện nay đều dựa trên động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu dầu nặng giá rẻ. Những đổi mới trong thiết kế động cơ diesel và tuabin khí trên biển và xử lý khí thải đã làm giảm lượng khí thải độc hại. Tuy nhiên, hầu hết các “quả trĩu cành” đã được thu hoạch, chỉ còn rất ít chỗ để cải thiện đáng kể các nguồn điện truyền thống.

Trọng tâm hiện nay là phát triển các nguồn nhiên liệu sạch hơn và các công nghệ phát điện thay thế hiệu quả hơn.

Nhiên liệu carbon thấp hoặc bằng không, chẳng hạn như khí tự nhiên, amoniac và hydro, được dự đoán là nguồn năng lượng chủ đạo cho vận chuyển trong tương lai. Amoniac dễ vận chuyển và bảo quản, và nó có thể được sử dụng trong động cơ đốt trong và pin nhiên liệu nhiệt độ cao. Nhưng tôi thích khinh khí, nó phần lớn vẫn được làm bằng nhiên liệu hóa thạch. Nó cũng độc hại. Cả hai đều có tiềm năng được sản xuất bằng nước và năng lượng tái tạo bằng cách sử dụng điện phân, nhưng công nghệ không carbon vẫn đang ở giai đoạn đầu và tốn kém.

Những nhiên liệu này đã bắt đầu thay thế nhiên liệu diesel nặng trong một số phân khúc hàng hải, chủ yếu là các dự án trình diễn và với tốc độ chậm hơn mức cần thiết. Chi phí và cơ sở hạ tầng vẫn là những rào cản lớn.

Năng lượng tái sinh, Chẳng hạn như gió, hệ mặt trời và năng lượng sóng, cũng đầy hứa hẹn. Tích hợp các nguồn tái tạo làm giải pháp năng lượng hiệu quả và đáng tin cậy cho các tàu viễn dương là một thách thức khác mà các nhà phát triển đang nghiên cứu.

Vận chuyển khó khăn về khí hậu và khó dọn dẹp - những cải tiến này có thể giúp cắt giảm lượng khí thải

Cung cấp năng lượng cho tàu bằng pin nhiên liệu và pin

Pin nhiên liệu và pin cũng hứa hẹn là công nghệ sản xuất điện thay thế.

Thông qua các phản ứng điện hóa, pin nhiên liệu tạo ra năng lượng điện theo cách thức sạch và hiệu quả cao, khiến chúng trở nên rất hấp dẫn đối với các phương tiện giao thông. Pin nhiên liệu được vận hành với hydro tinh khiết hoặc khí cải cách, ngoại trừ pin nhiên liệu nhiệt độ cao có thể sử dụng khí tự nhiên hoặc amoniac làm nhiên liệu.

Với cơ sở hạ tầng nhiên liệu hiện có, hầu hết các dự án trình diễn pin nhiên liệu hàng hải ngày nay phải tích trữ hydro lỏng hoặc sử dụng các hệ thống trên tàu để chuyển đổi khí tự nhiên hoặc nhiên liệu khác thành khí tổng hợp giàu hydro. Cơ sở hạ tầng để lưu trữ hydro phải được phát triển để áp dụng rộng rãi công nghệ pin nhiên liệu.

Công nghệ pin rất cần thiết cho quá trình điện khí hóa, ngay cả đối với những con tàu có động cơ đốt trong là động cơ chính của chúng. Nó cũng có những thách thức độc đáo của riêng nó. Ngoài việc đảm bảo pin an toàn và đáng tin cậy - bạn không muốn xảy ra hỏa hoạn hoặc mất điện ở giữa biển - độ chắc chắn và tính linh hoạt là cần thiết để cung cấp năng lượng cho các hoạt động như xếp dỡ hàng hóa và hoạt động tàu kéo.

Đầu tư vào tương lai

Năm 2018, Ủy ban Bảo vệ Môi trường Biển của Tổ chức Hàng hải Quốc tế đặt mục tiêu giảm cường độ carbon của đội tàu toàn cầu ít nhất 40% vào năm 2030 và cắt giảm một nửa lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính vào năm 2050 so với mức năm 2008. Nó được mong đợi chấp nhận các yêu cầu bắt buộc phản ánh những mục tiêu dài hạn đó tại cuộc họp ngày 10-17 tháng 2021 năm XNUMX.

Những mục tiêu đó là quan trọng, nhưng chúng để lại thời hạn để hành động tốt trong tương lai.

Các quốc gia và một số công ty vận chuyển đang khuyến nghị chuyển đổi nhanh hơn. Vào đầu tháng XNUMX, chính phủ Đan Mạch, Na Uy và Hoa Kỳ, cùng với Diễn đàn Hàng hải Toàn cầu và Trung tâm Vận chuyển Không Carbon Mærsk Mc-Kinney Møller, đã công bố một Sứ mệnh vận chuyển không phát thải để cố gắng mở rộng quy mô và triển khai các giải pháp hàng hải xanh mới nhanh hơn.

Hãng vận tải khổng lồ AP Møller-Maersk cho biết họ có thể hỗ trợ thuế carbon $ 150 cho mỗi tấn carbon dioxide để khuyến khích nhiều đổi mới hơn và quá trình chuyển đổi nhanh hơn, mặc dù những người khác trong ngành lập luận rằng một loại thuế như vậy sẽ gần gấp đôi chi phí nhiên liệu trong boongke và vận chuyển hàng hóa đắt hơn rất nhiều, với hậu quả trong toàn bộ nền kinh tế toàn cầu.

Tôi tin rằng tầm nhìn rộng lớn về vận chuyển không phát thải có thể thành hiện thực nếu các cộng đồng thiết kế tàu và vận hành đội tàu phối hợp với các nhà hoạch định chính sách, ngành hậu cần và các cộng đồng học thuật và kỹ thuật trong ngành để tìm ra giải pháp.

Đây là thời điểm thú vị để làm việc trong lĩnh vực giải pháp năng lượng và điện cho vận tải biển. Công nghệ phát triển ngày nay sẽ có tác động biến đổi, không chỉ đối với ngành công nghiệp hàng hải mà còn đối với xã hội.

Giới thiệu về Tác giả

Jing Sun, Giáo sư và Chủ nhiệm Bộ môn, Kiến trúc Hải quân và Kỹ thuật Hàng hải, Đại học Michigan
 

Sách liên quan

Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu

của Paul Hawken và Tom Steyer
9780143130444Trước nỗi sợ hãi và sự thờ ơ lan rộng, một liên minh quốc tế gồm các nhà nghiên cứu, chuyên gia và nhà khoa học đã cùng nhau đưa ra một loạt các giải pháp thực tế và táo bạo cho biến đổi khí hậu. Một trăm kỹ thuật và thực hành được mô tả ở đây, một số người nổi tiếng; một số bạn có thể chưa bao giờ nghe nói Chúng bao gồm từ năng lượng sạch đến giáo dục các cô gái ở các nước thu nhập thấp hơn đến các hoạt động sử dụng đất kéo carbon ra khỏi không khí. Các giải pháp tồn tại, có hiệu quả kinh tế và các cộng đồng trên toàn thế giới hiện đang ban hành chúng với kỹ năng và quyết tâm. Có sẵn trên Amazon

Thiết kế các giải pháp khí hậu: Hướng dẫn chính sách cho năng lượng carbon thấp

của Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Với những tác động của biến đổi khí hậu đã gây ra cho chúng ta, nhu cầu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu là không kém phần cấp bách. Đó là một thách thức khó khăn, nhưng các công nghệ và chiến lược để đáp ứng nó vẫn tồn tại ngày nay. Một bộ nhỏ các chính sách năng lượng, được thiết kế và thực hiện tốt, có thể đưa chúng ta vào con đường hướng tới một tương lai các-bon thấp. Hệ thống năng lượng rất lớn và phức tạp, vì vậy chính sách năng lượng phải được chú trọng và tiết kiệm chi phí. Phương pháp tiếp cận một kích thước phù hợp với tất cả đơn giản là sẽ không hoàn thành công việc. Các nhà hoạch định chính sách cần một nguồn lực rõ ràng, toàn diện để vạch ra các chính sách năng lượng sẽ có tác động lớn nhất đến tương lai khí hậu của chúng ta và mô tả cách thiết kế tốt các chính sách này. Có sẵn trên Amazon

Đây Changes Everything: Chủ nghĩa tư bản vs khí hậu

bởi Naomi Klein
1451697392In Đây Changes Everything Naomi Klein lập luận rằng biến đổi khí hậu không chỉ là vấn đề khác được nộp gọn gàng giữa thuế và chăm sóc sức khỏe. Đó là một báo động kêu gọi chúng tôi sửa chữa một hệ thống kinh tế đã làm chúng tôi thất bại theo nhiều cách. Klein xây dựng một cách tỉ mỉ trường hợp làm thế nào để giảm lượng khí thải nhà kính một cách ồ ạt là cơ hội tốt nhất của chúng tôi để đồng thời giảm bất bình đẳng, tưởng tượng lại các nền dân chủ bị phá vỡ của chúng tôi và xây dựng lại nền kinh tế địa phương bị cắt đứt. Cô vạch trần sự tuyệt vọng về ý thức hệ của những người từ chối biến đổi khí hậu, những ảo tưởng lộn xộn của những người theo chủ nghĩa địa lý và sự thất bại bi thảm của quá nhiều sáng kiến ​​xanh chính thống. Và cô ấy chứng minh chính xác lý do tại sao thị trường không khắc phục được và không thể khắc phục khủng hoảng khí hậu mà thay vào đó sẽ làm mọi thứ tồi tệ hơn, với các phương pháp khai thác cực kỳ nghiêm trọng và gây tổn hại về mặt sinh thái, kèm theo chủ nghĩa tư bản thảm họa tràn lan. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

 

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Conversation

BẠN CŨNG CÓ THỂ THÍCH

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
by Bart Johnson, Giáo sư Kiến trúc Cảnh quan, Đại học Oregon
Một đám cháy rừng bùng cháy trong khu rừng núi khô nóng quét qua thị trấn Cơn sốt vàng ở Greenville, California, vào ngày 4 tháng XNUMX,…
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
by Alvin Lin
Tại Hội nghị thượng đỉnh về khí hậu của Nhà lãnh đạo vào tháng XNUMX, Tập Cận Bình cam kết rằng Trung Quốc sẽ “kiểm soát chặt chẽ nhiệt điện than…
Một chiếc máy bay thả chất chống cháy đỏ vào đám cháy rừng khi các nhân viên cứu hỏa đậu dọc con đường nhìn lên bầu trời màu cam
Mô hình dự đoán đợt cháy rừng kéo dài 10 năm, sau đó suy giảm dần
by Hannah Hickey-U. Washington
Nhìn vào tương lai dài hạn của cháy rừng dự đoán một đợt bùng phát cháy rừng ban đầu kéo dài khoảng một thập kỷ,…
Nước trong xanh bao quanh bởi cỏ trắng chết chóc
Bản đồ theo dõi 30 năm tuyết tan khắc nghiệt trên khắp Hoa Kỳ
by Mikayla Mace-Arizona
Một bản đồ mới về các hiện tượng tuyết tan khắc nghiệt trong 30 năm qua làm rõ các quá trình thúc đẩy quá trình tan chảy nhanh chóng.
Biển băng trắng trong làn nước xanh với mặt trời lặn phản chiếu trong nước
Các khu vực đóng băng của Trái đất đang thu hẹp lại 33 nghìn dặm vuông mỗi năm
by Đại học Texas A & M
Tầng đông lạnh của Trái đất đang thu hẹp lại 33,000 dặm vuông (87,000 km vuông) mỗi năm.
Một dãy người nói chuyện nam và nữ trước micrô
234 nhà khoa học đã đọc hơn 14,000 bài nghiên cứu để viết báo cáo khí hậu IPCC sắp tới
by Stephanie Spera, Trợ lý Giáo sư Địa lý và Môi trường, Đại học Richmond
Tuần này, hàng trăm nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đang hoàn thiện một báo cáo đánh giá tình trạng toàn cầu…
Một con chồn nâu với cái bụng trắng nằm trên tảng đá và nhìn qua vai
Một khi những con chồn thông thường đang làm một hành động biến mất
by Laura Oleniacz - Bang NC
Ba loài chồn, từng phổ biến ở Bắc Mỹ, có khả năng bị suy giảm, bao gồm một loài được coi là…
Nguy cơ lũ lụt sẽ tăng lên khi nhiệt độ khí hậu tăng cường
by Tim Radford
Một thế giới ấm hơn sẽ là một thế giới ẩm ướt hơn. Sẽ có thêm nhiều người đối mặt với nguy cơ lũ lụt cao hơn khi các con sông dâng cao và đường phố thành phố…

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.