Bài báo khoa học Truy cập mở Tập 15, Số 05, tr. 33-40

Tổng quan về tích hợp năng lượng tái tạo cho cảng biển và hạ tầng giao thông ven biển: Kinh nghiệm quốc tế và định hướng nghiên cứu cho Việt Nam

Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Văn Thắng

  • Nguyễn Mạnh Hùng Tác giả liên hệ
Ngày xuất bản
15/9/2026
DOI
https://doi.org/10.55228/j.uth.150504

Tóm tắt

Trước yêu cầu giảm phát thải ngày càng nghiêm ngặt của Tổ chức Hàng hải quốc tế và cam kết trung hòa carbon của Việt Nam, cảng biển và vận tải ven biển buộc phải chuyển dịch cơ cấu năng lượng. Bài viết tổng hợp 51 công trình công bố trong giai đoạn 2010–2026 theo ba nhóm giải pháp: điện bờ và lưới điện nhỏ tại cảng; hệ đẩy hỗ trợ bằng gió cùng tối ưu tuyến theo thời tiết cho tàu; năng lượng dòng triều và sóng cho hạ tầng hàng hải. Tổng hợp cho thấy nhiều công nghệ đã đủ hoàn thiện để triển khai, song hiệu quả thực tế phụ thuộc chặt vào nguồn năng lượng tại chỗ, cơ cấu điện lưới và cách vận hành của từng cảng, nên không thể áp dụng rập khuôn. Bài viết đề xuất bốn hướng nghiên cứu ưu tiên cho Việt Nam: xây dựng dữ liệu năng lượng ở quy mô công trình; phát triển thiết bị phù hợp chế độ gió và dòng chảy từng khu vực; tối ưu vận hành đội tàu ven biển; và tích hợp hệ thống có xét biến động theo gió mùa.

Từ khóa

  • Cảng xanh
  • Năng lượng tái tạo
  • Khử carbon hàng hải
  • Năng lượng biển
  • Giao thông vận tải ven biển

Tài liệu tham khảo

[1] International Maritime Organization, 2023 IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships, IMO, London, 2023.

[2] E. A. Bouman, E. Lindstad, A. I. Rialland, A. H. Strømman, "State-of-the-art technologies, measures, and potential for reducing GHG emissions from shipping – A review," Transportation Research Part D: Transport and Environment, vol. 52, pp. 408–421, 2017. DOI: 10.1016/j.trd.2017.03.022.

[3] I. I. Laskar, H. Dowlatabadi, A. Giang, "Expert assessments of maritime shipping decarbonization pathways by 2030 and 2050," Earth's Future, vol. 13, e2024EF005255, 2025. DOI: 10.1029/2024EF005255.

[4] A. S. Alamoush, F. Ballini, A. I. Ölçer, "Ports' technical and operational measures to reduce greenhouse gas emission and improve energy efficiency: A review," Marine Pollution Bulletin, vol. 160, 111508, 2020. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111508.

[5] Thủ tướng Chính phủ, Quyết định số 500/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021–2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII), Hà Nội, 2023.

[6] Tổng cục Thống kê, Niên giám thống kê Việt Nam 2022, Nhà xuất bản Thống kê, Hà Nội, 2023.

[7] World Bank, Offshore Wind Roadmap for Vietnam, World Bank, Washington DC, 2021.

[8] T. N. Do, P. Burke, H. N. Nguyen, I. Overland, B. Suryadi, A. Swandaru, Z. Yurnaidi, "Vietnam's solar and wind power success: Policy implications for the other ASEAN countries," Energy for Sustainable Development, vol. 65, pp. 1–11, 2021. DOI: 10.1016/j.esd.2021.09.002.

[9] L. Zhang, Q. Zeng, L. Wang, "How to achieve comprehensive carbon emission reduction in ports? A systematic review," Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, no. 5, 715, 2024. DOI: 10.3390/jmse12050715.

[10] M. J. Page, J. E. McKenzie, P. M. Bossuyt et al., "The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews," BMJ, vol. 372, n71, 2021. DOI: 10.1136/bmj.n71.

[11] N. N. Abu Bakar, N. Bazmohammadi, J. C. Vasquez, J. M. Guerrero, "Electrification of onshore power systems in maritime transportation towards decarbonization of ports: A review of the cold ironing technology," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 178, 113243, 2023. DOI: 10.1016/j.rser.2023.113243.

[12] T. Zis, R. J. North, P. Angeloudis, W. Y. Ochieng, M. G. H. Bell, "Evaluation of cold ironing and speed reduction policies to reduce ship emissions near and at ports," Maritime Economics & Logistics, vol. 16, pp. 371–398, 2014. DOI: 10.1057/mel.2014.6.

[13] J. Qi, S. Wang, C. Peng, "Shore power management for maritime transportation: Status and perspectives," Maritime Transport Research, vol. 1, 100004, 2020. DOI: 10.1016/j.martra.2020.100004.

[14] Z. Tan, Q. Liu, J. Song, H. Wang, Q. Meng, "Ship choice and shore-power service assessment for inland river container shipping networks," Transportation Research Part D: Transport and Environment, vol. 94, 102805, 2021. DOI: 10.1016/j.trd.2021.102805.

[15] L. Sun, P. Ding, Y. Xiong, W. Liu, Z. Hu, "Carbon emission reduction of shore power from power energy structure in China," Frontiers in Marine Science, vol. 9, 1077289, 2022. DOI: 10.3389/fmars.2022.1077289.

[16] R. Tang, Z. Wu, X. Li, "Optimal operation of photovoltaic/battery/diesel/cold-ironing hybrid energy system for maritime application," Energy, vol. 162, pp. 697–714, 2018. DOI: 10.1016/j.energy.2018.08.048.

[17] I. Sadek, M. Elgohary, "Assessment of renewable energy supply for green ports with a case study," Environmental Science and Pollution Research, vol. 27, pp. 5547–5558, 2020. DOI: 10.1007/s11356-019-07150-2.

[18] M. Parhamfar, I. Sadeghkhani, A. M. Adeli, "Towards the application of renewable energy technologies in green ports: Technical and economic perspectives," IET Renewable Power Generation, vol. 17, pp. 3120-3132, 2023. DOI: 10.1049/rpg2.12811.

[19] C. Qing, N. Tai, F. Fan et al., "Optimal operation of the green port system considering the multiport power electronic transformer in day-ahead markets," Frontiers in Energy Research, vol. 11, 2023. DOI: 10.3389/fenrg.2023.1120636.

[20] A. Moros-Daza, A. Moros-Marcillo, C. A. Pacheco-Bustos, "Greening seaports: Evaluating impacts and policies for renewable energy systems," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 213, 115475, 2025. DOI: 10.1016/j.rser.2025.115475.

[21] R. Philipp, G. Prause, E. O. Olaniyi, F. Lemke, "Towards green and smart seaports: Renewable energy and automation technologies for bulk cargo loading operations," Environmental and Climate Technologies, vol. 25, pp. 650–665, 2021. DOI: 10.2478/rtuect-2021-0049.

[22] Ç. Iris, J. S. L. Lam, "A review of energy efficiency in ports: Operational strategies, technologies and energy management systems," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 112, pp. 170–182, 2019. DOI: 10.1016/j.rser.2019.04.069.

[23] T. Hossain, M. Adams, T. R. Walker, "Role of sustainability in global seaports," Ocean & Coastal Management, vol. 202, 105435, 2021. DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2020.105435.

[24] W. Y. Yap, T. Notteboom, "Renewable energy options for seaport cargo terminals with application to mega port Singapore," Maritime Business Review, vol. 9, no. 4, pp. 294–310, 2024. DOI: 10.1108/MABR-12-2023-0083.

[25] V. Paulauskas, D. Paulauskas, A. Markauskas, "Port green transformation factors assessment," Journal of Marine Science and Engineering, vol. 13, no. 5, 929, 2025. DOI: 10.3390/jmse13050929.

[26] A. Alzahrani, I. Petri, Y. Rezgui, A. Ghoroghi, "Decarbonisation of seaports: A review and directions for future research," Energy Strategy Reviews, vol. 38, 100727, 2021. DOI: 10.1016/j.esr.2021.100727.

[27] M. Kolodziejski, M. Sosnowski, "Review of wind-assisted propulsion systems in maritime transport," Energies, vol. 18, no. 4, 897, 2025. DOI: 10.3390/en18040897.

[28] T. Chou, V. Kosmas, M. Acciaro, K. Renken, "A comeback of wind power in shipping: An economic and operational review on the wind-assisted ship propulsion technology," Sustainability, vol. 13, no. 4, 1880, 2021. DOI: 10.3390/su13041880.

[29] R. Lu, J. W. Ringsberg, " Ship energy performance study of three wind-assisted ship propulsion technologies including a parametric study of the Flettner rotor technology," Ships and Offshore Structures, vol. 15, no. 3, pp. 249-258, 2019. DOI: 10.1080/17445302.2019.1612544.

[30] A. Čalić, Z. Jurić, M. Katalinić, "Impact of wind-assisted propulsion on fuel savings and propeller efficiency: A case study," Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, no. 11, 2100, 2024. DOI: 10.3390/jmse12112100.

[31] C. Li, W. Guo, J. Wang, "Green hydrogen for maritime decarbonization," Carbon Neutralization, vol. 5, e70128, 2026. DOI: 10.1002/cnl2.70128.

[32] C. K. Jin, J. H. Choi, C. H. Lee, M. H. Kim, "Sustainable maritime decarbonization: A review of hydrogen and ammonia as future clean marine energies," Sustainability, vol. 17, no. 24, 11364, 2025. DOI: 10.3390/su172411364.

[33] H. Wang, X. Lang, W. Mao, "Voyage optimization combining genetic algorithm and dynamic programming for fuel/emissions reduction," Transportation Research Part D: Transport and Environment, vol. 90, 102670, 2021. DOI: 10.1016/j.trd.2020.102670.

[34] Y. Zhao, Y. Fan, J. Zhou, H. Kuang, "Bi-objective optimization of vessel speed and route for sustainable coastal shipping under the regulations of emission control areas," Sustainability, vol. 11, no. 22, 6281, 2019. DOI: 10.3390/su11226281.

[35] S. Kuhlemann, K. Tierney, "A genetic algorithm for finding realistic sea routes considering the weather," Journal of Heuristics, vol. 26, pp. 801–825, 2020. DOI: 10.1007/s10732-020-09449-7.

[36] A. Kytariolou, N. Themelis, "Weather routing optimisation for ships with wind-assisted propulsion," Journal of Marine Science and Engineering, vol. 14, no. 2, 148, 2026. DOI: 10.3390/jmse14020148.

[37] D. S. Coles, T. A. A. Adcock, A. Cornett, C. H. Jo, H. Liu, J. Miles, P. G. Novo, J. Thiébot, "A review of global tidal stream energy resources," Proceedings of the Royal Society A, vol. 481, no. 2328, 20240841, 2025. DOI: 10.1098/rspa.2024.0841.

[38] D. Coles, A. Angeloudis, D. Greaves et al., "A review of the UK and British Channel Islands practical tidal stream energy resource," Proceedings of the Royal Society A, vol. 477, 20210469, 2021. DOI: 10.1098/rspa.2021.0469.

[39] A. F. O. Falcão, "Wave energy utilization: A review of the technologies," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 14, no. 3, pp. 899–918, 2010. DOI: 10.1016/j.rser.2009.11.003.

[40] A. F. O. Falcão, J. C. C. Henriques, "Oscillating-water-column wave energy converters and air turbines: A review," Renewable Energy, vol. 85, pp. 1391–1424, 2016. DOI: 10.1016/j.renene.2015.07.086.

[41] C. W. Zheng, C. Y. Li, J. Pan, M. Y. Liu, L. L. Xia, "An overview of global ocean wind energy resource evaluations," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 53, pp. 1240–1251, 2016. DOI: 10.1016/j.rser.2015.09.063.

[42] C. W. Zheng, C. Y. Li, "Variation of the wave energy and significant wave height in the China Sea and adjacent waters," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 43, pp. 381–387, 2015. DOI: 10.1016/j.rser.2014.11.001.

[43] C. W. Zheng, J. Pan, J. X. Li, "Assessing the China Sea wind energy and wave energy resources from 1988 to 2009," Ocean Engineering, vol. 65, pp. 39–48, 2013. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2013.03.006.

[44] V. Ramos, R. Carballo, M. Álvarez, M. Sánchez, G. Iglesias, "A port towards energy self-sufficiency using tidal stream power," Energy, vol. 71, pp. 432–444, 2014. DOI: 10.1016/j.energy.2014.04.098.

[45] V. K. Mai, B. T. Nguyen, V. L. Tran et al., Assessment of the Technical Potential of Offshore Wind Energy in Viet Nam, UNDP Vietnam, Hanoi, 2023.

[46] T. N. Do, P. J. Burke, L. Hughes, T. D. Thi, "Policy options for offshore wind power in Vietnam," Marine Policy, vol. 141, 105080, 2022. DOI: 10.1016/j.marpol.2022.105080.

[47] S. T. Le, T. H. Nguyen, "The development of green ports in emerging nations: A case study of Vietnam," Sustainability, vol. 15, no. 18, 13502, 2023. DOI: 10.3390/su151813502.

[48] T. Y. Pham, P. N. Nguyen, "Estimating and controlling ship emissions for green port development: The case of Hai Phong Port, Vietnam," International Journal of Sustainable Transportation, vol. 20, no. 7, pp. 689-700, 2026. DOI: 10.1080/15568318.2026.2613293.

[49] H. Hersbach, B. Bell, P. Berrisford et al., "The ERA5 global reanalysis," Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 146, pp. 1999–2049, 2020. DOI: 10.1002/qj.3803.

[50] G. Gualtieri, "Reliability of ERA5 reanalysis data for wind resource assessment: A comparison against tall towers," Energies, vol. 14, no. 14, 4169, 2021. DOI: 10.3390/en14144169.

[51] R. Zhai, C. Huang, W. Yang, L. Tang, W. Zhang, "Applicability evaluation of ERA5 wind and wave reanalysis data in the South China Sea," Journal of Oceanology and Limnology, vol. 41, pp. 495–517, 2023. DOI: 10.1007/s00343-022-2047-8.

Bài báo khác trong số này