Trong bối cảnh đại dương toàn cầu đang đối mặt với nhiều sức ép – từ biến đổi khí hậu, ô nhiễm nhựa đến sự mất cân bằng sinh học – ngành hàng hải đang bước vào một cuộc chuyển đổi mang tính cách mạng. Không chỉ là trung tâm logistics, các cảng biển đang dần trở thành những “hệ sinh thái xanh thứ cấp”, nơi kết hợp công nghệ, kiến trúc và sinh học nhằm phục hồi môi trường biển.
Từ “xâm lấn” sang “hòa nhập” với thiên nhiên
Theo phân tích từ Marine Biodiversity Observation Network Canada (MBON Canada), trong nhiều thập kỷ, các công trình hạ tầng ven biển thường mang tính áp đặt và phá vỡ sinh cảnh tự nhiên – với kè bê tông, tường chắn nước, và khu vực nạo vét làm mất đi lớp nền đáy giàu dinh dưỡng. T
uy nhiên, xu hướng mới hiện nay là “xây dựng cùng tự nhiên” (Building with Nature) – tức là biến chính những hạ tầng đó trở thành nơi cư trú và phục hồi cho sinh vật biển.
Một ví dụ điển hình đến từ cảng Rotterdam (Hà Lan) – cảng biển lớn nhất châu Âu – nơi đã và đang tích hợp các giải pháp sinh thái như rạn nhân tạo và hệ thống tường chắn được thiết kế có cấu trúc phức tạp, tạo điều kiện cho hàu, rong biển và cá nhỏ sinh sống.
Dự án này, do nhóm nghiên cứu Hà Lan phối hợp với các tổ chức môi trường quốc tế thực hiện, đã chứng minh rằng các giải pháp thân thiện với đại dương không làm giảm hiệu quả vận hành cảng, mà còn tăng độ bền và khả năng chống chịu trước xói mòn và mực nước biển dâng.
Công nghệ bê tông sinh học và “tường chắn sống”
Tại Sydney (Úc), nhóm Living Seawalls từ Viện Khoa học Biển đã đi đầu trong việc triển khai các mô-đun tường chắn biển sinh học. Thay vì sử dụng bê tông phẳng – vốn cản trở sinh vật bám vào – các mô-đun này được thiết kế dạng vảy cá hoặc dạng hốc rạn, giúp mô phỏng lại các cấu trúc tự nhiên như đá ngầm hay rạn san hô.
Chỉ trong vòng vài năm sau lắp đặt, các đoạn tường này ghi nhận mức độ đa dạng sinh học tăng hơn 30%, với sự xuất hiện trở lại của nhiều loài cá, tôm và nhuyễn thể bản địa.
Theo tiến sĩ Melanie Bishop – người đứng đầu dự án – việc ứng dụng các thiết kế sinh học không chỉ có ý nghĩa phục hồi sinh thái, mà còn góp phần chống chịu trước thiên tai như sóng lớn hay nước biển dâng.
Vigo: Cảng biển “sống” tại Tây Ban Nha
Tại thành phố cảng Vigo (Tây Ban Nha), dự án “Living Ports” do ECOncrete triển khai đã áp dụng công nghệ bê tông sinh thái cho hơn 330 m² cấu trúc kè biển, đồng thời lắp đặt hơn 100 đơn vị “CoastaLock™” – những khối cấu trúc tạo hang và hốc cho sinh vật cư trú. Đây là một phần của sáng kiến được tài trợ bởi Chương trình Horizon 2020 của Liên minh châu Âu.
Đặc biệt, tại cảng Vigo còn có một đài quan sát dưới nước mang tên “Nautilus”, giúp du khách và nhà nghiên cứu theo dõi trực tiếp hoạt động sinh học diễn ra trên các bề mặt “xanh” này.
Dữ liệu thu được đang được phân tích bởi nhóm khoa học tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, nhằm đánh giá hiệu quả sinh học và carbon của cảng sinh thái.
Tương lai là cảng xanh – carbon thấp – công nghệ cao
Xu hướng chuyển mình của các cảng biển không dừng lại ở tái tạo sinh học. Các cảng như Los Angeles, Singapore và Hamburg đang phát triển mạnh mô hình “Green Ports” – cảng xanh, thân thiện với môi trường. Những cảng này trang bị hệ thống shore-to-ship power, tức là cung cấp điện từ bờ cho tàu khi neo đậu, giảm phát thải khí nhà kính và tiếng ồn dưới nước – yếu tố ảnh hưởng lớn đến cá voi và cá heo.
Ngoài ra, các cảng xanh hiện đại còn tích hợp năng lượng tái tạo, hệ thống tái chế chất thải tại chỗ, và đặc biệt là sử dụng xe điện, cần cẩu tự động và công nghệ cảm biến môi trường để giảm tác động sinh thái trong toàn bộ chuỗi vận hành.
Cảng biển như “nhà máy sinh học”
Một hướng đi mới đang được thử nghiệm ở một số cảng tại châu Âu và Trung Đông là biến các công trình cảng thành khu vực hấp thụ CO₂ và lọc nước biển tự nhiên. Các đơn vị như Biohut – dạng “chuồng cá” bằng vật liệu tái chế – được lắp đặt tại bến tàu để làm nơi sinh sản cho cá non, góp phần tái tạo nguồn lợi thủy sản địa phương. Tại UAE, cảng Khalifa hiện đã lắp đặt hàng chục Biohut cho vùng nước gần cảng.
Nghiên cứu từ MBON Canada cũng cho thấy các cảng có cấu trúc sinh học như vậy có thể giảm phát thải carbon gián tiếp đến 20%, nhờ cải thiện hệ sinh thái và giảm nhu cầu nạo vét thường xuyên.
Sự tham gia của cộng đồng và khoa học công dân
Điểm nổi bật khác của xu hướng này là khuyến khích người dân, học sinh và tình nguyện viên tham gia giám sát sinh học tại cảng. Tại San Diego, các cảng hợp tác với tổ chức phi lợi nhuận và startup về công nghệ biển, cho phép cộng đồng sử dụng thiết bị đo độ mặn, pH, oxy hòa tan để theo dõi chất lượng nước.
Đây không chỉ là hoạt động giáo dục, mà còn tạo ra dữ liệu quý giá cho nghiên cứu và quản lý môi trường, đồng thời làm tăng mối liên kết giữa cư dân đô thị với biển – vốn đang bị thu hẹp do đô thị hóa.
Cảng biển của tương lai là cảng “sống”
Từ châu Âu, châu Úc đến Bắc Mỹ, một xu hướng rõ ràng đang hình thành: cảng biển không còn là nơi chỉ vận chuyển hàng hóa, mà trở thành điểm gắn kết giữa công nghiệp, sinh học và cộng đồng. Khi được thiết kế thông minh, cảng có thể trở thành nơi chữa lành đại dương – hồi sinh đa dạng sinh học, giảm phát thải, và giúp con người sống gần hơn với biển theo cách bền vững nhất.
Như nhóm nghiên cứu từ MBON Canada nhận định: “Chúng ta không cần chọn giữa phát triển và bảo tồn – chúng ta có thể làm cả hai, nếu biết lắng nghe tự nhiên và thiết kế vì tự nhiên”.
Duy Mạnh
