Đánh chìm 448 khối bê tông khổng lồ nặng 15.000 tấn xuống biển để xây siêu cảng tự động lớn nhất thế giới: Rộng bằng 3.300 sân bóng đá, công suất 65 triệu container/năm

Singapore đang đẩy nhanh việc mở rộng siêu cảng Tuas, dự án được xem là một trong những công trình cảng biển lớn nhất hành tinh với tham vọng tập trung toàn bộ hoạt động logistics container của quốc gia này vào một đầu mối duy nhất.

Một trong những hạng mục ấn tượng nhất của dự án là hệ thống 448 caisson (khối bê tông rỗng dùng trong công trình cảng biển), tạo thành các bức tường cầu cảng khổng lồ.

Đây không phải những khối bê tông đặc được thả xuống biển, mà là các cấu kiện kỹ thuật được chế tạo sẵn, sau đó vận chuyển đến vị trí xây dựng, đặt lên nền đáy biển đã được xử lý và cố định để tạo thành bức tường cảng liên tục. Mỗi caisson cao tương đương một tòa nhà khoảng 10 tầng, nặng khoảng 15.000 tấn.

Ở giai đoạn đầu, Singapore đã lắp đặt 221 caisson, tạo nên 8,6km tường cảng. Giai đoạn hai bổ sung thêm 227 caisson, hình thành thêm 9,1km bờ cảng. Tổng cộng, hai giai đoạn đầu tạo nên khoảng 17,7km tường cảng.

Những kết cấu này vừa đóng vai trò là cầu tàu để tàu container cập bến, vừa giữ đất lấn biển phía bên trong.

Biến biển thành đất liền

Để xây dựng siêu cảng Tuas, Singapore áp dụng công nghệ lấn biển quy mô lớn.

Quy trình bao gồm nạo vét đáy biển, gia cố nền đất yếu, xây dựng hệ thống tường chắn rồi bơm vật liệu san lấp nhằm tạo ra các khu đất mới.

Riêng giai đoạn đầu đã cải tạo 414ha, trong đó 294ha là diện tích đất mới được tạo ra từ biển.

Toàn bộ dự án tiêu tốn khoảng 34 triệu giờ lao động với sự tham gia của hơn 450 doanh nghiệp.

Các bến cảng được thiết kế theo dạng "ngón tay" vươn ra biển, giúp tăng chiều dài cầu cảng mà không cần mở rộng toàn bộ đường bờ.

Độ sâu khu vực neo đậu được thiết kế để tiếp nhận những tàu container có mớn nước tới 21m, thuộc nhóm lớn nhất thế giới hiện nay.

Đã vận hành từ năm 2021

Singapore công bố kế hoạch xây dựng cảng Tuas từ năm 2012. Công tác lấn biển của giai đoạn đầu bắt đầu vào tháng 2/2015 và hoàn thành cuối năm 2021.

Những chuyến tàu đầu tiên cập cảng từ tháng 12/2021, trước khi dự án chính thức khánh thành vào tháng 9/2022. Đến tháng 1/2025, cảng đã có 11 bến đi vào hoạt động.

Trong năm 2026, Singapore dự kiến đưa thêm 4 bến mới vào khai thác.

Khi giai đoạn đầu hoàn tất vào năm 2027, cảng sẽ có 21 bến nước sâu, đạt công suất khoảng 20 triệu TEU/năm. Sau khi hai giai đoạn đầu hoàn thành, tổng công suất sẽ vượt 40 triệu TEU/năm.

Hai giai đoạn cuối dự kiến hoàn thành trong thập niên 2040, khi toàn bộ hoạt động container của Singapore được chuyển về Tuas.

Xe tự hành, mạng 5G và AI điều hành cảng

Điểm nổi bật của Tuas Port là mức độ tự động hóa rất cao.

Hệ thống xe điện tự hành AGV sẽ vận chuyển container giữa cầu cảng, bãi chứa và khu logistics mà không cần tài xế.

Trong bãi container, các cẩu tự động đảm nhiệm việc xếp dỡ hàng hóa. Nhiều thiết bị có thể được giám sát và điều khiển từ xa.

Toàn bộ hệ thống được kết nối bằng mạng 5G riêng, cho phép phương tiện, cẩu, cảm biến và trung tâm điều hành trao đổi dữ liệu gần như theo thời gian thực.

Tại trung tâm điều khiển, nhân viên có thể giám sát đồng thời nhiều thiết bị thông qua màn hình, camera và hệ thống cảm biến thay vì phải trực tiếp vận hành từng máy móc.

AI tối ưu toàn bộ hoạt động logistics

Singapore cũng tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) vào vận hành cảng.

AI sẽ phân tích lịch trình tàu, vị trí container, lưu lượng phương tiện và năng lực thiết bị để tối ưu hóa việc xếp dỡ.

Nếu một container được đặt sai vị trí, nhiều container khác có thể phải di chuyển để lấy nó ra, làm phát sinh thời gian và chi phí.

Các thuật toán AI giúp giảm số lần di chuyển không cần thiết, đồng thời điều phối lộ trình xe tự hành nhằm hạn chế ùn tắc trong cảng.

Singapore cũng phát triển mô hình Digital Twin (bản sao số), cho phép mô phỏng toàn bộ hoạt động của cảng trong môi trường ảo trước khi áp dụng vào thực tế.

Dù tự động hóa ở mức rất cao, cảng Tuas vẫn cần đội ngũ kỹ sư, chuyên gia công nghệ, nhân viên bảo trì, an ninh, điều độ hàng hải và lập kế hoạch logistics.

Hướng tới trung hòa carbon vào năm 2050

Ngoài năng suất, siêu cảng Tuas còn được định hướng trở thành cảng xanh.

Các bến cảng sử dụng cẩu chạy điện cùng xe AGV điện thay cho phương tiện chạy diesel.

Theo Cơ quan Hàng hải và Cảng biển Singapore, xe AGV điện giúp giảm khoảng 50% lượng phát thải carbon so với các phương tiện bốc dỡ truyền thống.

Đơn vị vận hành PSA đặt mục tiêu đưa cảng Tuas đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Kế hoạch bao gồm lưới điện thông minh, hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, các tòa nhà tiết kiệm điện và thiết bị cảng sử dụng điện hoàn toàn.

Tuy nhiên, mục tiêu này chỉ áp dụng đối với hoạt động của cảng, không bao gồm lượng khí thải phát sinh từ các tàu biển cập bến.

Đến tháng 2/2025, cảng Tuas đã xử lý lũy kế 10 triệu TEU, dù phần lớn số bến theo quy hoạch vẫn chưa được đưa vào khai thác.

Khi hoàn thành toàn bộ vào những năm 2040, cảng Tuas được kỳ vọng sẽ trở thành trung tâm trung chuyển container tự động lớn nhất thế giới, củng cố vị thế của Singapore như một trong những đầu mối logistics quan trọng nhất toàn cầu.