Profast
Các tin tức bất động sản mới nhất được Profast cập nhật
Trong cấu trúc của nền kinh tế toàn cầu hóa, ngành vận tải biển đảm nhận chuyên chở hơn 90% khối lượng hàng hóa thương mại quốc tế. Từ nguyên liệu thô như than đá, quặng sắt, dầu mỏ, cho đến hàng tiêu dùng, thiết bị điện tử, tất cả đều vượt đại dương trên những siêu tàu container (ULCS), tàu chở dầu (VLCC) và tàu hàng rời khổng lồ. Để duy trì guồng máy vĩ đại này, Dầu nhiên liệu hàng hải (Marine Fuel hay Bunker Fuel) đóng vai trò là "dòng máu" cung cấp năng lượng sống còn. Việc cung cấp sản phẩm xăng dầu cho hàng hải, thường được gọi là hoạt động Bunkering, không chỉ đơn thuần là mua bán một mặt hàng năng lượng, mà là nền tảng của an ninh chuỗi cung ứng, tác động trực tiếp đến chi phí logistics và lạm phát toàn cầu.
Sự khác biệt cốt lõi giữa nhiên liệu hàng hải và nhiên liệu đường bộ nằm ở quy mô và đặc tính vật lý. Động cơ diesel hai kỳ tốc độ chậm (Two-stroke slow-speed diesel engines) trên các siêu tàu biển là những cỗ máy khổng lồ, cao bằng tòa nhà 4 tầng, được thiết kế để đốt những loại nhiên liệu cặn nặng nhất, đặc nhất và chứa nhiều tạp chất nhất mà quá trình tinh luyện dầu mỏ bỏ lại. Chính khả năng tiêu thụ loại "phế phẩm" này của nhà máy lọc dầu đã giúp vận tải biển trở thành phương thức chuyên chở có hiệu quả kinh tế cao nhất thế giới.
Quá trình hình thành nhiên liệu hàng hải bắt đầu tại tháp chưng cất phân đoạn của nhà máy lọc dầu. Khi dầu thô được gia nhiệt, các phân đoạn nhẹ (khí LPG, Naphtha) bay lên đỉnh tháp, tiếp theo là xăng, dầu hỏa (Kerosene/Jet A-1) và dầu Diesel (Gasoil). Phần còn lại chìm dưới đáy tháp, đặc quánh và đen ngòm, được gọi là Cặn chưng cất khí quyển (Atmospheric Residue). Nếu tiếp tục đưa phần cặn này vào tháp chưng cất chân không, ta thu được Cặn chưng cất chân không (Vacuum Residue). Các loại cặn này chính là nguyên liệu nền để pha chế ra Dầu nhiên liệu hàng hải hạng nặng (HFO - Heavy Fuel Oil).
Tuy nhiên, HFO không được bán trực tiếp từ đáy tháp cho tàu biển. Nó phải trải qua một nghệ thuật pha trộn phức tạp (Blending). Các nhà cung cấp sẽ pha trộn cặn nặng với các phân đoạn chưng cất nhẹ hơn (như Cutter stock hoặc Marine Gas Oil) để điều chỉnh độ nhớt, tỷ trọng và hàm lượng lưu huỳnh sao cho đạt đúng tiêu chuẩn quốc tế mà động cơ tàu yêu cầu. Một mẻ pha trộn sai lệch có thể dẫn đến hiện tượng kết tủa asphaltene, làm nghẹt toàn bộ hệ thống ống dẫn và bộ lọc trên tàu, gây ra tình trạng tàu chết máy giữa biển khơi (Loss of power).
Thị trường cung cấp nhiên liệu hàng hải vô cùng đa dạng, được phân loại dựa trên tính chất vật lý (chủ yếu là độ nhớt) và tính chất hóa học (chủ yếu là hàm lượng lưu huỳnh). Tiêu chuẩn toàn cầu chi phối việc phân loại này là ISO 8217 (Petroleum products - Fuels class F - Specifications of marine fuels).
Đây là dòng sản phẩm truyền thống và phổ biến nhất trong lịch sử hàng hải, thường được gọi chung là Dầu FO (Fuel Oil) hay Mazut. Đặc tính nổi bật của nó là độ nhớt động học rất cao ở nhiệt độ phòng (giống như nhựa đường). Để có thể bơm chuyển từ sà lan sang tàu, và từ két chứa của tàu vào buồng đốt, loại nhiên liệu này bắt buộc phải được gia nhiệt (Heating) bằng hệ thống hơi nước trên tàu lên đến nhiệt độ từ 130°C đến 150°C. Các loại phổ biến bao gồm:
Trái ngược với HFO, nhiên liệu chưng cất là dạng lỏng, trong suốt hoặc có màu hổ phách, không cần gia nhiệt trước khi đốt. Chúng đắt tiền hơn nhiều và được sử dụng chủ yếu cho các động cơ phụ (Auxiliary Engines - máy phát điện trên tàu), tàu chạy tuyến nội địa ven biển, hoặc khi tàu vận hành trong các vùng kiểm soát khí thải nghiêm ngặt.
Để tuân thủ các quy định môi trường mới nhất của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), các nhà cung cấp đã tung ra thị trường hai dòng sản phẩm mang tính cách mạng:
Việc cung cấp sản phẩm xăng dầu hàng hải phải tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn ISO 8217. Việc bơm một lô hàng không đạt chuẩn lên tàu có thể dẫn đến việc tàu bị lưu giữ (detention), hỏng hóc máy móc trị giá hàng triệu đô la, và các tranh chấp pháp lý phức tạp. Dưới đây là các thông số cốt lõi mà các kỹ sư hóa nghiệm (Surveyors) và máy trưởng (Chief Engineers) luôn phải kiểm tra:
Độ nhớt: Xác định độ đặc của nhiên liệu, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bơm và phun sương (atomization) vào buồng đốt. Nếu độ nhớt quá cao, nhiên liệu không thể cháy kiệt, tạo muội than. Nếu quá thấp, bơm cao áp sẽ bị mòn do mất màng bôi trơn. Việc gia nhiệt phải được điều chỉnh chính xác dựa trên độ nhớt thực tế của lô hàng cung cấp.
Tỷ trọng: Tỷ trọng giới hạn của nhiên liệu cặn thường là 991 kg/m³ đối với RMG 380. Tỷ trọng cực kỳ quan trọng không chỉ vì nó dùng để quy đổi thể tích ra khối lượng thương mại (tấn) khi thanh toán, mà còn vì nó quyết định hiệu quả của Máy lọc ly tâm (Purifier) trên tàu. Nếu nhiên liệu có tỷ trọng bằng hoặc cao hơn tỷ trọng của nước (1000 kg/m³), máy lọc ly tâm sẽ không thể tách nước ra khỏi dầu, dẫn đến nước lọt vào buồng đốt làm hỏng động cơ.
Đây là một trong những chỉ tiêu tử huyệt của Bunker Fuel. Trong quá trình lọc dầu (phân xưởng FCC), người ta sử dụng các hạt xúc tác (bao gồm Nhôm - Al và Silic - Si). Một lượng nhỏ các hạt này có thể lọt vào sản phẩm cặn HFO. Catalytic Fines cực kỳ cứng, có độ cứng tương đương kim cương. Nếu nhà cung cấp bán một lô hàng có hàm lượng Cat Fines vượt ngưỡng (tiêu chuẩn ISO quy định tối đa 60 mg/kg), và máy lọc trên tàu không loại bỏ hết, các hạt này sẽ lọt vào xilanh. Quá trình pít-tông trượt lên xuống sẽ biến các hạt này thành giấy nhám, cào xước nghiêm trọng vách xilanh và xéc-măng chỉ trong vài chục giờ vận hành, phá hủy cỗ máy hoàn toàn.
Điểm chớp cháy: Để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy trên tàu biển, Công ước SOLAS quy định điểm chớp cháy cốc kín của mọi loại nhiên liệu hàng hải (trừ một số trường hợp đặc biệt) không được thấp hơn 60°C. Nếu cung cấp nhiên liệu có điểm chớp cháy thấp hơn, tàu có nguy cơ nổ két chứa cao và vi phạm luật hàng hải quốc tế.
CCAI (Calculated Carbon Aromaticity Index): Là chỉ số đánh giá khả năng bắt cháy của nhiên liệu cặn dư (tương tự như chỉ số Cetane ở dầu Diesel). CCAI quá cao (ví dụ > 870) cảnh báo nhiên liệu có tính bắt cháy kém, thời gian trễ đánh lửa dài, gây ra hiện tượng gõ động cơ (engine knock) nghiêm trọng.
| Thông Số Kỹ Thuật (ISO 8217:2017/2024) | Nhiên Liệu Chưng Cất (MGO - DMA) | Nhiên Liệu Cặn (VLSFO / RMG 380) | Rủi Ro Nếu Vi Phạm Tiêu Chuẩn |
|---|---|---|---|
| Hàm lượng Lưu huỳnh (Sulfur) | Max 0.10% (Tùy vùng ECA) | Max 0.50% (Global Cap) | Tàu bị chính quyền cảng (PSC) bắt giữ, phạt tiền nặng, ô nhiễm môi trường. |
| Độ Nhớt (Viscosity) | 2.000 - 6.000 cSt @ 40°C | Lên đến 380 cSt @ 50°C | Kẹt bơm, cháy không kiệt, tổn hại hệ thống phun. |
| Điểm Chớp Cháy (Flash Point) | Min 60 °C | Min 60 °C | Nguy cơ cháy nổ trong hầm tàu, vi phạm quy định SOLAS. |
| Nước (Water) | - | Max 0.50 % V/V | Suy giảm nhiệt trị, tạo rỉ sét, thúc đẩy vi sinh vật phát triển. |
| Nhôm + Silic (Al + Si) | - | Max 60 mg/kg | Cào xước, mài mòn cực mạnh thành xilanh và vòng găng pít-tông. |
Trong suốt thế kỷ 20, ngành hàng hải đã thải ra hàng triệu tấn khí SOx (Oxit Lưu huỳnh) ra khí quyển mỗi năm do đốt nhiên liệu HSFO (lưu huỳnh lên tới 3.5%). SOx là nguyên nhân chính gây ra mưa axit tàn phá hệ sinh thái và gây bệnh hô hấp nghiêm trọng cho cư dân các khu vực cảng và ven biển. Để chấm dứt tình trạng này, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã thông qua Phụ lục VI của Công ước MARPOL, thiết lập một cột mốc lịch sử được gọi là IMO 2020.
Có hiệu lực từ ngày 01/01/2020, quy định này cấm mọi tàu biển trên toàn cầu sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh vượt quá 0.50%. Để tuân thủ, các hãng tàu có ba sự lựa chọn chiến lược: (1) Mua và sử dụng sản phẩm VLSFO (Chi phí mua nhiên liệu tăng cao nhưng không mất phí hoán cải tàu). (2) Lắp đặt hệ thống lọc khí xả (Exhaust Gas Cleaning Systems - Scrubbers) để tiếp tục đốt HSFO rẻ tiền (Tốn hàng triệu USD để lắp đặt thiết bị). (3) Đóng tàu mới sử dụng nhiên liệu sạch hoàn toàn như LNG (Khí tự nhiên hóa lỏng).
Bên cạnh giới hạn toàn cầu 0.5%, IMO còn thiết lập các khu vực đặc biệt nhạy cảm về môi trường gọi là Vùng Kiểm Soát Khí Thải (Emission Control Areas - ECA). Các vùng này hiện bao gồm Biển Baltic, Biển Bắc, Bờ biển Bắc Mỹ, Vùng biển Caribe thuộc Hoa Kỳ, và gần đây nhất là vùng biển Địa Trung Hải. Ngoài ra, Trung Quốc và Hàn Quốc cũng thiết lập các ECA nội địa. Khi bất kỳ tàu biển nào tiến vào ranh giới của vùng ECA, chúng bắt buộc phải chuyển đổi (Change-over) sang sử dụng nhiên liệu ULSFO hoặc MGO với hàm lượng lưu huỳnh không vượt quá 0.10%. Việc chuyển đổi từ dầu nóng (VLSFO) sang dầu lạnh (MGO) phải được thực hiện rất từ từ để tránh hiện tượng sốc nhiệt (thermal shock) làm kẹt các plunger của bơm cao áp.
Sự bùng nổ của VLSFO mang đến một bài toán đau đầu cho các nhà cung cấp sản phẩm xăng dầu và các máy trưởng. Do không có một công thức chung toàn cầu, VLSFO được pha trộn từ nhiều nguồn gốc khác nhau (từ dầu gốc parafinic đến aromatic). Khi một con tàu nhận nhiên liệu VLSFO tại Singapore, sau đó chạy sang Rotterdam và nhận tiếp một mẻ VLSFO khác, nếu trộn chung hai mẻ này trong cùng một két chứa, chúng có thể không tương thích (Incompatible). Phản ứng hóa học xảy ra sẽ làm các hạt Asphaltene vốn đang lơ lửng bị kết tủa thành một lớp bùn đặc quánh (Sludge), làm nghẹt toàn bộ hệ thống nhiên liệu và có thể dẫn đến mất khả năng điều động tàu trên biển. Do đó, các nhà cung cấp luôn khuyến cáo tàu phải tách biệt các lô VLSFO ở các két khác nhau.
Hoạt động cấp phát nhiên liệu cho tàu biển (Bunkering) là một nghệ thuật về hậu cần, đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa đất liền và trên biển, đối mặt với rủi ro tràn dầu và gian lận thương mại khổng lồ.
Suốt nhiều thập kỷ, ngành cung cấp nhiên liệu hàng hải chìm trong các vụ kiện tụng về sự thiếu hụt hàng hóa (Short shortage disputes). Nguyên nhân là phương pháp đo bằng thước dây (Sounding) dễ bị sà lan cấp dùng thủ thuật "Hiệu ứng Cappuccino" (Bơm khí nén vào dầu tạo bọt) làm tăng thể tích giả tạo. Dầu giao bán bằng Tấn, nhưng lại đo bằng Mét khối, do đó sự sai lệch về tỷ trọng và nhiệt độ tạo ra kẽ hở gian lận khổng lồ.
Để làm sạch thị trường, Cảng vụ Singapore (MPA) đã tiên phong bắt buộc 100% sà lan cấp dầu phải lắp đặt Đồng hồ đo lưu lượng khối lượng Coriolis (MFM). Thiết bị này đo trực tiếp khối lượng tịnh của chất lỏng đi qua ống chữ U dao động, loại bỏ hoàn toàn bọt khí (Aeration) và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hay tỷ trọng. Việc ứng dụng MFM đã minh bạch hóa thị trường, tiết kiệm hàng giờ đo đạc thủ công và bảo vệ tuyệt đối quyền lợi tài chính của người mua (Chủ tàu).
Ngành vận tải biển đang đứng trước áp lực giảm phát thải nhà kính (GHG) 50% vào năm 2050 và hướng tới Net Zero. Điều này buộc thị trường cung cấp sản phẩm xăng dầu hàng hải phải mở rộng sang các dạng năng lượng phi truyền thống.
LNG đang là "nhiên liệu cầu nối" (Transition fuel) mạnh mẽ nhất hiện nay. Các siêu tàu container chạy bằng động cơ Dual-Fuel có thể sử dụng LNG, giúp loại bỏ 100% SOx, giảm 85% NOx và giảm khoảng 20% CO2. Quá trình cung cấp LNG (LNG Bunkering) phức tạp hơn rất nhiều so với dầu FO, đòi hỏi sà lan chứa thiết bị làm lạnh siêu sâu (-162°C) và đường ống chuyển tải chân không (Cryogenic hoses) với các tiêu chuẩn an toàn (ESD) khắt khe tuyệt đối.
Tương lai dài hạn của hàng hải gọi tên các loại hóa chất xanh. Methanol Xanh (e-Methanol / Bio-Methanol) đang được các "ông lớn" như Maersk đặt cược. Lợi thế của Methanol là nó ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng, dễ dàng cải tạo hạ tầng sà lan và bồn chứa Bunker hiện tại để cung cấp. Ammonia (NH3) cũng là một ứng cử viên sáng giá vì không chứa nguyên tử Carbon (khi đốt không sinh ra CO2), nhưng lại đối mặt với thách thức cực lớn về tính độc hại cao đối với thủy thủ đoàn và sinh vật biển nếu xảy ra sự cố tràn đổ.
