Các ca nô chạy bằng điện không thải khí xả trực tiếp, do đó ngăn chặn việc phát thải các oxit nitơ (NOx) và các hạt nhỏ li ti vào những khu vực đại dương nhạy cảm. Tuy nhiên, động cơ diesel lại khác – các nghiên cứu cho thấy khoảng 1,5 đến 3 phần trăm nhiên liệu của chúng thực tế bị rò rỉ xuống các tuyến đường thủy theo báo cáo từ Portland State năm 2024. Điều này đồng nghĩa với việc các hóa chất gây hại cho các rạn san hô và thảm cỏ biển cũng bị đổ ra môi trường. Nhìn vào bức tranh tổng thể hơn, một nghiên cứu gần đây đăng trên tạp chí Quản lý Đại dương và Ven biển năm 2025 đã chỉ ra một điều khá ấn tượng: ca nô điện giảm được khoảng hai phần ba lượng khí thải carbon dioxide trong toàn bộ vòng đời sản phẩm so với các mẫu ca nô diesel truyền thống.
Ca nô tuần tra chạy diesel thải ra 8,3 kg CO2 mỗi hải lý – cao hơn hơn ba lần so với mức 2,1 kg của các mẫu chạy điện sử dụng lưới điện từ nguồn năng lượng tái tạo. Các hệ thống đẩy bằng tia nước điện cũng loại bỏ hoàn toàn các nguồn gây ô nhiễm chính:
Sự chuyển đổi này làm giảm đáng kể sự suy thoái cả trong khí quyển và dưới nước, đặc biệt ở các khu vực nhạy cảm về sinh thái.
| Đường mét | Tàu phản lực điện | Tàu tuần tra diesel |
|---|---|---|
| Phát thải CO2 (20 năm) | 480 tấn | 1.260 tấn |
| Chi phí vận hành | $0,18/nm | $0,54/nm |
| Tần suất bảo trì | ít hơn 40% lần sửa chữa | Bảo dưỡng theo quý |
Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn, các hệ thống điện đạt được sự cân bằng về chi phí trong vòng 5—7 năm nhờ chi phí năng lượng và bảo trì thấp hơn.
Hoạt động êm ái của các tàu phản lực điện làm giảm thiểu sự xáo trộn hành vi ở các loài nhạy cảm với âm thanh như bò biển và cá đang sinh sản. Các khu vực biển được bảo vệ sử dụng đội tàu tuần tra điện báo cáo:
Các cơ quan ven biển chuyển đổi sang đội xe điện cũng đã chứng kiến mức giảm 58% chi phí khắc phục sự cố tràn nhiên liệu, cho phép tái phân bổ nguồn lực vào công tác phục hồi môi trường sống.
Việc chuyển sang ca nô phản lực điện đang thay đổi cách chúng tôi thực hiện tuần tra trên biển vì chúng tạo ra ít tiếng ồn dưới nước hơn nhiều, thứ gây làm phiền sinh vật biển. Các ca nô diesel thông thường phát ra khoảng 85 đến 100 decibel khi di chuyển ở tốc độ bình thường, trong khi các ca nô điện chỉ tạo ra khoảng 68 đến 72 dB. Mức này thực tế thấp hơn ngưỡng 85 dB – ngưỡng mà phần lớn sinh vật biển bắt đầu bị căng thẳng. Một báo cáo gần đây từ tổ chức Giảm Thiểu Tiếng Ồn Công Nghiệp năm 2024 cho thấy động cơ điện có thể giảm tiếng ồn lên đến hai phần ba so với động cơ diesel truyền thống. Âm thanh mà chúng tạo ra gần giống như mưa rơi nhẹ trên mặt nước, khiến chúng thân thiện hơn nhiều đối với sinh vật đại dương.
Động vật có vú biển phải đối mặt với những rủi ro nghiêm trọng khi mức độ tiếng ồn duy trì trên 120 dB trong thời gian dài, điều này có thể gây tổn thương vĩnh viễn đến thính giác của chúng. Cá cũng bị ảnh hưởng, thường rời khỏi các khu vực sinh sản quan trọng khi tiếng ồn đạt khoảng 90 dB. Hệ thống truyền động điện tạo ra sự khác biệt lớn ở đây. Lấy ví dụ về loài bò biển, những sinh vật hiền hòa này có thể tiếp tục thói quen ăn uống bình thường ngay cả khi tàu thuyền đi qua cách đó chỉ 200 mét. Điều này hoàn toàn khác biệt so với động cơ diesel truyền thống, nơi hầu hết sinh vật biển thường tránh xa trong bán kính khoảng 1,2 km.
Dữ liệu hydrophone cho thấy tàu phản lực điện giảm ô nhiễm tiếng ồn tần số thấp 93%trong dải tần 10—500 Hz—dải tần quan trọng cho việc truyền tải tiếng kêu của cá voi. Trong các khu bảo vệ bò biển ở Florida, giám sát âm thanh đã ghi nhận tăng 41% tần suất trao đổi âm thanh giữa cá con và cá mẹ kể từ khi đội tuần tra chuyển sang sử dụng động cơ điện vào năm 2022.
Đội Tuần Tra Ven Biển Bờ Đông đã ghi nhận một sự giảm 72% các vụ cá heo dạt bờ cấp tính trong vòng hai năm sau khi chuyển sang sử dụng thuyền phản lực điện. Các nhà khoa học cho rằng sự cải thiện này là do loại bỏ tiếng ồn xoáy bọt chân vịt gây mất định hướng dưới 200 Hz, vốn trước đây làm ảnh hưởng đến khả năng định vị bằng sóng siêu âm của cá heo trong các thời điểm thủy triều thay đổi.
Các pin lithium-sắt-phosphate (LiFePO4) hiện đại nay đạt mật độ năng lượng trên 180 Wh/kg, cho phép hoạt động liên tục trong 8 giờ. Nghiên cứu gần đây xác nhận hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt 92% trong hệ truyền động điện được tối ưu hóa—cao hơn 40% so với các hệ thống cũ. Thiết kế pin mô-đun cho phép thay thế nóng trong lúc kiểm tra tại bến, giảm thời gian ngừng hoạt động của các đơn vị tuần tra phản ứng nhanh.
Động cơ đẩy điện hoạt động với hiệu suất khoảng 78 đến 85 phần trăm bất kể tốc độ vận hành, điều này vượt trội so với các động cơ đốt trong cũ chỉ đạt hiệu suất từ 25 đến 40 phần trăm. Sự khác biệt thực sự nổi bật khi xem xét các hoạt động ở tốc độ thấp, phổ biến trong công tác giám sát. Động cơ diesel tiêu tốn khoảng hai phần ba lượng nhiên liệu dưới dạng nhiệt năng bị lãng phí trong những tình huống này. Ngoài ra còn có các hệ thống truyền động điện trực tiếp. Những hệ thống này giảm thiểu tổn thất cơ học vì không cần hộp số, từ đó tiết kiệm thêm từ 12 đến 15 phần trăm hiệu suất ngay tại đó. Điều này lý giải vì sao ngày càng nhiều đơn vị chuyển sang sử dụng công nghệ này.
Hiện tại, hầu hết các loại pin có thể đáp ứng khoảng 90 phần trăm các chuyến tuần tra dọc theo bờ biển trong phạm vi 75 hải lý. Tuy nhiên, khi thực hiện những hành trình dài hơn ngoài khơi vượt quá 100 hải lý, vấn đề trở nên phức tạp vì các loại pin hiện tại đơn giản là không đủ công suất. Theo báo cáo ngành gần đây từ Safefly Aero năm 2023, nhiều đơn vị vận hành vẫn cần sử dụng hệ thống lai (hybrid) cho những nhiệm vụ dài ngày nơi mà việc dừng để tiếp nhiên liệu là không khả thi. Trong tương lai, các thiết kế pin thể rắn mới đang được phát triển có thể tăng dung lượng lưu trữ năng lượng lên gấp ba lần vào khoảng năm 2028. Nếu các nguyên mẫu này đạt được như kỳ vọng của các nhà nghiên cứu, chúng có thể cuối cùng đạt được phạm vi hoạt động tương đương với các tàu chạy diesel truyền thống, mặc dù có lẽ phải mất thêm vài năm nữa trước khi điều này trở thành hiện thực trên diện rộng.
Ít hơn 15 phần trăm các cảng trên thế giới thực sự có những điểm sạc công suất cao từ 150 kW trở lên, cần thiết để đưa tàu thuyền nhanh chóng trở lại hoạt động. Người ta đang bàn luận về việc lắp đặt các trạm sạc một chiều công suất lớn 500 kW tại khoảng 200 địa điểm trọng điểm vào khoảng năm 2026. Các trạm sạc mới này có thể sạc đầy 80 phần trăm pin trong vòng chưa đến một giờ, điều này khá ấn tượng khi bạn nghĩ về nó. Tuy nhiên, vấn đề thực sự đang kìm hãm tiến độ? Chúng ta vẫn chưa xây dựng đủ số lượng điểm sạc như vậy. Thiếu hạ tầng phù hợp, việc áp dụng rộng rãi các tàu tuần tra chạy điện trên toàn bộ hoạt động hàng hải tiếp tục là thách thức lớn ở mọi nơi.
Tàu tuần tra lai điện cung cấp lộ trình chuyển đổi thực tế cho các cơ quan đang hướng tới tàu phản lực điện bằng cách tích hợp động cơ đốt trong với hệ thống truyền động điện, các phương tiện lai đạt được mức phát thải thấp hơn 25—40% so với tàu chỉ dùng diesel, đồng thời duy trì tính linh hoạt trong vận hành tại các khu vực chưa có mạng lưới sạc phát triển (Torreglosa et al. 2022).
Ba công nghệ chính giúp giảm phát thải trên các tàu tuần tra lai:
Các thử nghiệm thực tế cho thấy những tính năng này có thể giảm thời gian hoạt động của động cơ đốt trong lên đến 60% trong các chuyến tuần tra định kỳ, như đã được ghi nhận trong các nghiên cứu về điện khí hóa ven biển.
Một đánh giá năm 2023 đối với 12 đơn vị tuần tra ven biển châu Âu đã cho thấy những cải thiện đáng kể:
| Đường mét | Hiệu suất lai | Diesel Cơ bản |
|---|---|---|
| CO2 trên mỗi hải lý | 2.1 kg | 3.8 kg |
| Nitơ Oxit (NOx) | 18 g | 42 g |
| Chi phí nhiên liệu mỗi giờ | $23 | $41 |
Các đơn vị báo cáo lượng phát thải hạt nhỏ giảm 72% ở các khu vực sinh thái trọng yếu như rạn san hô và nơi làm tổ của chim biển, phù hợp với mục tiêu của Thỏa thuận Xanh EU về phát thải từ đội tàu hoạt động gần bờ.
Các cơ quan quản lý trên toàn thế giới đang tăng cường siết chặt giới hạn phát thải đối với tàu tuần tra trong những năm gần đây. IMO đã đặt mục tiêu giảm lượng khí thải từ tàu thuyền xuống bốn mươi phần trăm trước năm 2030. Và kể từ năm ngoái, hơn mười lăm quốc gia có đường bờ biển đã bắt đầu yêu cầu một tỷ lệ nhất định tàu cảnh sát của họ phải chạy bằng điện thay vì nhiên liệu diesel. Tất cả điều này nằm trong bức tranh tổng thể được vạch ra bởi Thỏa thuận Paris về các thực hành bền vững trên biển. Để khuyến khích tuân thủ, các cảng hiện nay áp dụng mức phí thấp hơn và thời gian xử lý nhanh hơn khi các phương tiện chạy bằng điện đi vào khu vực biển bị hạn chế nơi bảo vệ môi trường là mối quan tâm hàng đầu.
Theo sáng kiến "Fit for 55" trong khuôn khổ Thỏa thuận Xanh của EU, có yêu cầu giảm lượng khí thải từ ngành hàng hải ít nhất 55% trước cuối thập kỷ này, điều này tự nhiên ảnh hưởng đến cách các quốc gia trong khối đưa ra quyết định mua sắm. Khi kết hợp với chiến lược mới về khí nhà kính năm 2023 của Tổ chức Hàng hải Quốc tế, chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi rõ rệt trong ưu tiên. Khoảng hai phần ba (khoảng 68%) các cơ quan hàng hải trên khắp châu Âu đã bắt đầu ưu tiên lựa chọn các phương án chạy điện hoặc hybrid khi đến lúc thay thế các tàu tuần tra cũ. Nhìn vào các báo cáo gần đây về chi tiêu quốc phòng năm 2024 cũng cho thấy một điều thú vị: gần một nửa (khoảng 42%) tổng số tiền dành cho an ninh bờ biển trong EU hiện nay đang được đầu tư vào công nghệ đẩy bằng động cơ điện. Trọng tâm ở đây không chỉ nhằm cắt giảm khí thải mà còn đảm bảo các tàu này có thể hoạt động một cách yên tĩnh tại những khu vực mà việc bảo tồn động vật hoang dã là mối quan tâm lớn.
Các ưu đãi chính thúc đẩy việc áp dụng trên toàn cầu bao gồm:
Quỹ NOx của Na Uy là ví dụ điển hình về việc thực hiện chính sách thành công, hoàn trả 60% chi phí tàu điện cho các đơn vị cảnh sát biển và đạt tỷ lệ điện khí hóa đội tàu lên tới 90% kể từ năm 2021.
Ca nô phản lực điện giảm đáng kể lượng khí thải, bao gồm NOx và CO2, đồng thời có nguy cơ rò rỉ nhiên liệu thấp hơn và không xả nước làm mát hay dầu bôi trơn. Điều này khiến chúng thân thiện với môi trường hơn, đặc biệt ở các khu vực biển nhạy cảm.
Tàu chạy bằng điện tạo ra ít tiếng ồn dưới nước hơn, giảm thiểu sự xáo trộn đối với sinh vật biển. Chúng hoạt động ở mức độ ồn dưới ngưỡng thường gây căng thẳng cho động vật biển, mang lại lợi ích sinh thái.
Thiếu cơ sở hạ tầng sạc điện tại các cảng và hạn chế về dung lượng pin cho các nhiệm vụ kéo dài là những thách thức lớn. Hơn nữa, cần có các khoản đầu tư đáng kể để mở rộng cơ sở hạ tầng và phát triển các hệ thống lai trong giai đoạn chuyển tiếp.
Có, nhiều quốc gia hiện đang cung cấp các ưu đãi như tín dụng thuế, trợ cấp cơ sở hạ tầng và ưu tiên vận hành, hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang các công nghệ điện trong hoạt động hàng hải.
Tin Tức Nổi Bật
Chúng tôi luôn hướng tới việc làm bùng nổ ngành công nghiệp bằng sự sáng tạo không ngừng, đồng thời mang lại cho khách hàng giá trị sử dụng cao. Havospark luôn coi đổi mới là nguyên tắc hàng đầu trong phát triển sản phẩm.
501, Tòa nhà 1, Tòa nhà Boying, Số 18 Đường Qingshuihe Third, Cộng đồng Qingshuihe, Phường Qingshuihe, Quận Luohu, Thâm Quyến
Bản quyền © Shenzhen Hoverstar Innovations Technology Co., Ltd. Đã được bảo lưu. Chính sách bảo mật
EN
