Tàu phát điện

Tàu phát điện (Powership/Power ship) là một loại tàu thủy chuyên dụng, trên đó được lắp đặt một nhà máy điện hoàn chỉnh để hoạt động như một nguồn cung cấp điện năng di động. Được hoán cải từ các con tàu sẵn có, tàu phát điện có khả năng tự hành, là một loại cơ sở hạ tầng sẵn sàng sử dụng dành cho các quốc gia đang phát triển để kết nối trực tiếp vào lưới điện quốc gia tại những nơi cần thiết. Những con tàu phát điện không có động cơ tự hành, được gọi là sà lan phát điện (Power barges) là các nhà máy điện được lắp đặt trên boong tàu của một chiếc sà lan. Những thiết bị này đôi khi được gọi là "nhà máy điện nổi" hoặc "nhà máy điện lắp trên sà lan". Chúng ban đầu được phát triển trong Chiến tranh thế giới thứ hai từ tập đoàn General Electric cho Hội đồng Sản xuất Chiến tranh như một nguồn phát điện quy mô lớn có thể vận chuyển được. Các tàu phát điện hoặc sà lan phát điện có thể được trang bị một hoặc nhiều tuabin khí, động cơ đốt trong kiểu piston (động cơ diesel và động cơ gas), nồi hơi hoặc lò phản ứng hạt nhân để sản xuất điện. Bureau Veritas, một cơ quan chứng nhận quốc tế có kinh nghiệm giám sát cả đóng tàu và phát triển nhà máy điện, phân loại các nhà máy điện nổi này là "nhà máy điện phục vụ đặc biệt".

Lịch sử

Một trong những trường hợp sớm nhất sử dụng tàu thủy làm nhà máy điện là tàu . Trong đợt thiếu điện kéo dài 30 ngày vào mùa đông năm 1929 và 1930, các động cơ điện-tuabin của tàu sân bay này đã cung cấp điện năng cho thành phố Tacoma. Tàu  là một trong những tàu phát điện cố định đầu tiên. Nó được hoán cải vào năm 1931 bởi Công ty Đóng tàu và Đốc tàu Newport News ở Virginia cho Công ty Dịch vụ Công cộng New England tại Augusta, Maine. Ý tưởng này nảy đến với vị chủ tịch của công ty ở Augusta khi một trận bão mùa đông khắc nghiệt đã phá hủy rất nhiều đường dây truyền tải điện chính của New England. Vai trò của tàu Jacona là cập bến càng gần khu vực bị ảnh hưởng càng tốt và kết nối vào lưới điện địa phương để khôi phục nguồn điện. Trong những tháng mùa hè, Jacona sẽ kết nối vào lưới điện của các khu vực nghỉ mát, nơi nhu cầu điện cực thấp trong mùa thấp điểm và cực cao trong mùa nghỉ hè. Jacona được lắp đặt các nồi hơi hơi nước để vận hành hai máy phát điện, mỗi máy có công suất 10 MW.

Đã có thời điểm Hải quân Hoa Kỳ sử dụng các tàu ngầm của mình khi thảm họa xảy ra đối với cộng đồng địa phương làm sập lưới điện thương mại, điều này dẫn đến ý tưởng về tàu phát điện cho Hải quân Hoa Kỳ. Một tàu phát điện thời kỳ đầu của Hải quân Hoa Kỳ là tàu , vốn là một tàu hải quân cũ. Saranac là một tàu dầu hạm đội được đóng vào năm 1942 trước khi được hoán cải thành tàu phát điện sau Chiến tranh thế giới thứ hai để phục vụ trong Hải quân và Lục quân Hoa Kỳ. Năm 1957, nó được bán cho Tập đoàn Hugo Neu của Thành phố New York và sau đó được Công ty Thép và Kim loại Quốc tế sử dụng như một cơ sở điện lực ở nước ngoài. Năm 1959, nó được đổi tên thành Somerset. Con tàu lắp đặt lò phản ứng hạt nhân nổi đầu tiên là tàu MH-1A, được sử dụng tại khu vực kênh đào Panama từ năm 1968 đến năm 1975. Con tàu này (tên là Sturgis) đã bị ngừng hoạt động và tháo dỡ trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến 2019.

Trong suốt thập niên 1990, sà lan phát điện đã trở thành một cách phổ biến để cung cấp năng lượng cho các quốc gia đang phát triển, với các công ty xây dựng sà lan phát điện bao gồm các nhà cung cấp thiết bị như General Electric, Westinghouse, Wärtsilä, và MAN; và bởi các nhà phát triển như Smith Cogeneration, AES, GMR Vasavi, những đơn vị vận hành các nhà máy điện nổi cho khách hàng tại Thành phố New York (Hoa Kỳ), Khulna (Bangladesh), Cộng hòa Dominica, Brazil, Ecuador, Angola, Nigeria, Thái Lan, Effassu (Ghana), cũng như ở Philippines, Jamaica, Kenya và Malaysia. Các công ty kỹ thuật, mua sắm và xây dựng (EPC) như Power Barge Corporation, Waller Marine Inc, Hyundai, IHI Corporation và Mitsui cung cấp các chương trình xây dựng sà lan phát điện chạy tuabin khí, và Karadeniz Energy, MAN và Wärtsilä cung cấp các sà lan phát điện dùng động cơ tốc độ trung bình. Vào tháng 4 năm 2011, Waller Marine đã hoàn tất việc lắp đặt tại Venezuela hai sà lan phát điện nổi lớn vào một lưu vực đã được chuẩn bị sẵn tại Tacoa. Hai sà lan có công suất 171 MW, mỗi chiếc hỗ trợ một tuabin khí công nghiệp nhiên liệu kép GE 7FA, được kết nối vào lưới điện và sớm cung cấp nguồn điện cấp thiết cho Caracas. Power Barge Corporation gần đây đã bàn giao một sà lan phát điện tuabin khí 96 MW cho Angola, một sà lan phát điện Wartsila 72 MW cho Panama và một sà lan phát điện tuabin khí 105 MW cho Venezuela. Bắt đầu từ năm 2007 và hoàn thành vào năm 2018, Liên bang Nga đã xây dựng sà lan phát điện hạt nhân Akademik Lomonosov, được sử dụng để thay thế Nhà máy điện hạt nhân Bilibino đã cũ kỹ ở vùng Chukotka thuộc vùng Đông Bắc. Vào cuối tháng 5 năm 2020, nó bắt đầu hoạt động tại thành phố cảng Bắc Cực Pevek, cung cấp năng lượng cho các mỏ vàng và các khu định cư lân cận. Năm 2018, hai công ty Trung Quốc tuyên bố rằng họ sẽ đóng một đội tàu phát điện hạt nhân cho các đảo ở Biển Đông nhưng dự án đã bị đình chỉ vào tháng 5 năm 2023.

Tính kinh tế 
Tàu phát điện (trái ngược với sà lan phát điện) thường dựa trên các con tàu sẵn có được tái sử dụng để sản xuất điện. Việc sử dụng các tàu phát điện được đóng mới hoàn toàn cho mục đích này sẽ không có khả năng cạnh tranh với một sà lan phát điện được thiết kế chuyên dụng do chi phí xây dựng cao hơn. Các khu vực sinh hoạt của thủy thủ đoàn và hệ thống động lực thường không được sử dụng hết công suất trong thời gian vận hành nhà máy điện, vốn có thể kéo dài suốt tuổi thọ của nhà máy. Một số tàu phát điện được chế tạo gần đây là các tàu chở hàng rời cỡ lớn sẵn có, được lắp đặt các động cơ piston đã qua sử dụng và các động cơ diesel nhiên liệu kép cỡ lớn hiện đại chạy bằng dầu nặng hoặc khí tự nhiên để phát điện, cùng với các máy biến áp và bảng điều khiển điện. Những tàu phát điện duy nhất khác đều dựa trên các tàu hải quân của Hoa Kỳ.

Ưu điểm
Các sà lan phát điện và tàu phát điện mang lại một số lợi thế so với các loại hình nhà máy điện khác. Do tính cơ động, các tàu phát điện có thể được kết nối vào lưới điện địa phương để đáp ứng tạm thời nhu cầu bất cứ khi nào các nhà máy điện tại chỗ không đủ công suất hoặc việc xây dựng các nhà máy điện mới cần có thời gian. Trong khi đó, các động cơ nhiên liệu kép trên tàu có thể chạy bằng nhiên liệu lỏng hoặc khí. Sà lan và tàu phát điện có thể tận dụng bất kỳ cơ sở hạ tầng nào sẵn có tại địa điểm mà nó yêu cầu. Tàu phát điện và sà lan phát điện thường được coi là một giải pháp để lấp đầy khoảng trống trong một thời gian nhất định cho đến khi một nhà máy điện địa phương được xây dựng hoặc khi nhu cầu cao về cung cấp điện kết thúc. Ngày nay có hơn 75 sà lan phát điện đang được triển khai và vận hành trên khắp thế giới. Tỷ lệ sử dụng các sà lan phát điện là khoảng 95% với chỉ một hoặc hai sà lan phát điện có sẵn trên thị trường toàn cầu tại bất kỳ thời điểm nào. Công ty TNHH Tàu phát điện Karadeniz (Karadeniz Powership Co. Ltd.), kinh doanh dưới tên gọi Karpowership, một công ty con của Tập đoàn Năng lượng Karadeniz có trụ sở tại Thổ Nhĩ Kỳ, đã phát triển và thực hiện một dự án mang tên "Sức mạnh của Tình hữu nghị" (Power of Friendship) nhằm cung cấp tổng cộng 2.010 MW điện cho hơn mười quốc gia đang bị thiếu hụt năng lượng trầm trọng tại Trung Đông, Bắc Phi và Nam Á với mười con tàu khác nhau vào cuối năm 2010. Con tàu phát điện đầu tiên của dự án, có thể cung cấp 144 MW điện, đã đi vào hoạt động vào đầu năm 2010 ngoài khơi gần Basra ở phía đông nam Iraq, và con tàu phát điện thứ hai cũng đang trên đường đến cùng địa điểm đó.

Chú thích

Liên kết ngoài
 Fuel systems for powership (fuel saving, waste sludge, reduce the cost of operation) 
 Feature on floating power plants in Ghana.
Công nghiệp
Phát điện