Kỳ quan "tàu lớn nhất thế giới" dài hơn tháp Eiffel, nhấc bổng giàn khoan

Giữa biển, việc tháo dỡ một giàn khoan nặng hàng chục nghìn tấn thường là bài toán kéo dài nhiều tháng. Công trình phải được chia thành nhiều phần, lần lượt cắt, nâng và đưa vào bờ bằng những tàu chuyên dụng.

Pioneering Spirit ra đời đã thay đổi quy trình ấy. Thay vì “xẻ nhỏ” công trình, con tàu có thể tiến sát giàn khoan, ôm lấy phần thượng tầng rồi nhấc toàn bộ kết cấu khỏi chân đế chỉ trong một lần.

Được tập đoàn Allseas (Thụy Sĩ) gọi là tàu xây dựng lớn và đa năng nhất thế giới, Pioneering Spirit dài 382m, rộng gần 124m. Nếu đặt thẳng đứng, thân tàu sẽ vượt chiều cao 324m tính cả ăng-ten của tháp Eiffel.

Tổng dung tích của tàu đạt 403.342GT. Khi hoạt động ở mớn nước lớn nhất, lượng giãn nước của Pioneering Spirit có thể đạt khoảng một triệu tấn.

Ý tưởng chế tạo cỗ máy nâng nguyên khối này được Allseas đưa ra từ năm 1987, nhưng phải mất gần ba thập niên mới hiện thực hóa. Tàu được đóng tại Hàn Quốc với tổng chi phí ước tính gần 3 tỷ USD.

Bí mật trong phần mũi tách đôi

Nhìn từ trên cao, Pioneering Spirit giống hai thân tàu khổng lồ được ghép song song. Ở phía trước là một khoảng trống dài 122m, rộng 59m. Thiết kế khác thường này cho phép tàu tiến vào hai bên của giàn khoan, để công trình nằm giữa phần mũi.

Sau khi ổn định vị trí bằng hệ thống định vị động, các dầm nâng nằm ngang được đưa xuống dưới phần thượng tầng. Tàu điều chỉnh lượng nước trong các két dằn để thay đổi độ nổi, từng bước tiếp nhận tải trọng của công trình.

Với trọng tải toàn phần 403.342 tấn, đây là con tàu lớn nhất từng được chế tạo. Và với chiều rộng 124 mét, nó còn rộng hơn hầu hết các tàu sân bay.

Giai đoạn cuối được thực hiện bằng hệ thống nâng nhanh và bù chuyển động. Công nghệ này hạn chế ảnh hưởng từ sóng biển, giúp tách phần thượng tầng khỏi chân đế trong thời gian ngắn.

Theo Allseas, hệ thống hiện có thể lắp đặt hoặc tháo dỡ nguyên khối phần thượng tầng nặng tới 60.000 tấn. Hệ thống nâng ở đuôi tàu có khả năng xử lý phần chân đế thép, hay còn gọi là “jacket”, nặng tới 20.000 tấn. Ngoài nhiệm vụ nâng hạ, con tàu còn có thể lắp đặt đường ống dưới biển với sức căng đường ống lên tới 2.000 tấn.

Pioneering Spirit còn sở hữu hệ thống định vị động với 12 bộ đẩy phương vị. Thay vì phải thả neo, tàu có thể tự động điều chỉnh lực đẩy để duy trì vị trí giữa điều kiện sóng, gió và dòng chảy phức tạp.

Khả năng nâng nguyên khối giúp giảm số lượng công việc phải thực hiện giữa biển. Phần lớn hoạt động tháo dỡ, phân loại và tái chế có thể chuyển vào bờ, nơi điều kiện làm việc thuận lợi và dễ kiểm soát hơn.

Một trong những nhiệm vụ làm nên tên tuổi của Pioneering Spirit diễn ra năm 2017, khi tàu đưa phần thượng tầng nặng khoảng 24.000 tấn của giàn Brent Delta khỏi Biển Bắc trong một lần nâng.

Tháng 7/2024, con tàu tiếp tục lập kỷ lục khi tháo dỡ phần thượng tầng Brent Charlie nặng 31.000 tấn. Theo Allseas, đây là kết cấu thượng tầng ngoài khơi nặng nhất từng được nâng nguyên khối.

Công trình sau đó được đưa tới cơ sở tháo dỡ tại Hartlepool, đông bắc nước Anh. Đơn vị thực hiện đặt mục tiêu tái chế hơn 97% vật liệu, tương đương tỷ lệ đạt được với các giàn Brent Delta, Bravo và Alpha trước đó.

Sau một thập niên hoạt động, Pioneering Spirit đã đưa hơn 250.000 tấn kết cấu dầu khí hết vòng đời từ Biển Bắc vào bờ để tháo dỡ và tái chế, theo số liệu của Allseas.

Từ giàn khoan dầu khí đến những “trạm điện” giữa biển

Vai trò của con tàu không còn giới hạn trong lĩnh vực dầu khí. Khi các quốc gia châu Âu đẩy nhanh phát triển điện gió ngoài khơi, những trạm biến áp và trạm chuyển đổi điện trên biển ngày càng lớn, đặt ra nhu cầu mới đối với ngành vận tải và xây dựng hàng hải.

Các trạm này tiếp nhận điện do nhiều tuabin tạo ra, nâng điện áp và truyền năng lượng vào đất liền qua hệ thống cáp ngầm. Với những dự án quy mô hàng gigawatt, phần thượng tầng của trạm điện có thể nặng hàng chục nghìn tấn.

Năm 2021, Pioneering Spirit thực hiện nhiệm vụ đầu tiên cho ngành điện gió khi vận chuyển và lắp đặt trạm biến áp của dự án Saint-Nazaire ngoài khơi Pháp. Một năm sau, tàu tiếp tục lắp đặt trạm chuyển đổi DolWin Kappa công suất 900MW tại Biển Bắc.

Con tàu hiện được lựa chọn để vận chuyển và lắp đặt hai trạm biến áp Gennaker West và Gennaker East trên vùng biển Baltic của Đức. Mỗi phần thượng tầng dài khoảng 61m, rộng 34m và sẽ được đặt lên kết cấu chân đế sử dụng móng hút.

Theo Skyborn Renewables, dự án nằm cách bán đảo Fischland-Darß-Zingst khoảng 15km, gồm 63 tuabin thuộc lớp công suất 15MW. Tổng công suất tối đa đạt 976,5MW và dự kiến vận hành vào cuối năm 2028.

Khi hoàn thành, Gennaker có thể sản xuất khoảng 4TWh điện mỗi năm, tương đương nhu cầu sử dụng của khoảng một triệu hộ gia đình. Đây được kỳ vọng là dự án điện gió ngoài khơi lớn nhất vùng biển Baltic của Đức.

Không trực tiếp lắp đặt các tuabin của Gennaker, Pioneering Spirit đảm nhiệm hai mắt xích đặc biệt quan trọng: chân đế và phần thượng tầng của các trạm biến áp.

Khả năng vận chuyển, nâng và đặt những cấu kiện lớn trong ít chiến dịch hơn được kỳ vọng rút ngắn thời gian làm việc trên biển, đồng thời giảm mức độ phụ thuộc vào thời tiết.

Để tối ưu năng lực vận tải cho những dự án điện gió thế hệ mới, Allseas đang đóng tàu vận chuyển bán chìm Grand Tour. Tàu dự kiến được bàn giao trong quý I/2028, sở hữu boong hàng dài 180m, rộng 57m và được thiết kế để lọt chính xác vào khoảng trống ở mũi Pioneering Spirit.

Nhờ đó, những trạm điện khổng lồ được chế tạo tại châu Á hoặc châu Âu có thể chuyển trực tiếp từ Grand Tour sang Pioneering Spirit để lắp đặt ngoài khơi. Hệ thống động lực 24MW của tàu mới cũng được chuẩn bị để có thể sử dụng methanol và e-methanol trong tương lai.