การขับเคลื่อนด้วยพลังงานลมคือการลดการใช้เชื้อเพลิงของเรือบรรทุกสินค้าโดยใช้ใบเรือหรืออุปกรณ์ดักจับลมอื่นๆ ในอดีต ใบเรือเป็นวิธีการหลักในการขับเคลื่อนเรือแต่เมื่อมีการคิดค้นเครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์ดีเซลใบเรือจึงถูกนำมาใช้สำหรับการแล่นเรือเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจเท่านั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยต้นทุนเชื้อเพลิงที่สูงขึ้นและการให้ความสำคัญกับการลดการปล่อยมลพิษมากขึ้น จึงมีความสนใจเพิ่มมากขึ้นในการใช้พลังงานลมเพื่อขับเคลื่อนเรือพาณิชย์

อุปสรรคสำคัญในการนำเทคโนโลยีลดคาร์บอนมาใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานลม มักถูกกล่าวถึงในแวดวงวิชาการและอุตสาหกรรม คือความพร้อมของเงินทุน ในด้านหนึ่ง ผู้ให้กู้ด้านการขนส่งทางเรือได้ลดภาระผูกพันโดยรวมลง^{[ 1 ]}ในขณะที่ในอีกด้านหนึ่ง โครงการสร้างเรือใหม่ที่มีคาร์บอนต่ำ รวมถึงโครงการปรับปรุงเรือเก่า ต้องใช้เงินทุนมากกว่าปกติ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}ดังนั้น ความพยายามในการวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนารูป แบบธุรกิจ เศรษฐกิจแบบแบ่งปันและการเช่าซื้อซึ่งผลประโยชน์จากการลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล รวมถึงผลกำไรจากค่าเผื่อคาร์บอนหรือการลดภาษี จะถูกแบ่งปันระหว่างผู้ใช้ ผู้ให้บริการเทคโนโลยี และผู้ประกอบการ^{[ 5 ] [ 6 ]}

วิธีการทางกลในการแปลงพลังงานจลน์ของลมให้เป็นแรงขับเคลื่อนสำหรับเรือเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน เรือในยุคแรกๆ ที่ออกแบบมาเพื่อการแล่นเรือใบเป็นหลักนั้น ออกแบบโดยคำนึงถึงใบเรือเป็นสำคัญ แต่เรือพาณิชย์ในปัจจุบันออกแบบโดยคำนึงถึงสินค้าที่บรรทุกเป็นหลัก จึงต้องการพื้นที่ดาดฟ้าที่กว้างขวางและอุปกรณ์เหนือศีรษะให้น้อยที่สุดเพื่ออำนวยความสะดวกในการขนถ่ายสินค้า อีกปัจจัยหนึ่งในการออกแบบระบบขับเคลื่อนด้วยใบเรือสำหรับเรือพาณิชย์คือ เพื่อให้เกิดความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ระบบนั้นต้องไม่ต้องการลูกเรือจำนวนมากเกินไป และต้องไม่กระทบต่อเสถียรภาพของเรือ เมื่อพิจารณาเกณฑ์การออกแบบเหล่านี้แล้ว จึงมีแนวคิดหลักสี่ประการที่เกิดขึ้นมาเป็นแบบอย่างชั้นนำสำหรับการขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม ได้แก่แนวคิดใบเรือปีกระบบSolidSailใบเรือว่าวและโรเตอร์ Flettner

เนื่องจากราคาน้ำมันที่สูงขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 รัฐบาลสหรัฐฯ จึงได้มอบหมายให้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของการใช้พลังงานลมช่วยในการขับเคลื่อนเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิงของเรือในกองเรือพาณิชย์ของสหรัฐฯการศึกษานี้ได้พิจารณาการออกแบบหลายแบบและสรุปว่าใบเรือปีกจะเป็นแบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ตัวเลือกใบเรือปีกที่ศึกษานั้นประกอบด้วยระบบอัตโนมัติของใบเรือแข็งขนาดใหญ่ ซึ่งมักจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า รองรับโดยเสาทรงกระบอก ใบเรือเหล่านี้จะเป็นแบบสมมาตร ซึ่งจะช่วยให้การจัดการน้อยที่สุดในการรักษาทิศทางของใบเรือสำหรับมุมลมที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่า เรือบรรทุกสินค้าขนาดเล็กได้รับการติดตั้งระบบนี้เพื่อประเมินผลประโยชน์ด้านเชื้อเพลิงที่แท้จริง โดยผลลัพธ์ที่ได้คือ คาดว่าจะประหยัดเชื้อเพลิงของเรือได้ระหว่าง 15 ถึง 25% ^{[ 7 ]}

SolidSailเป็น เทคโนโลยี ขับเคลื่อนด้วยลมที่ออกแบบมาสำหรับเรือขนาดใหญ่ พัฒนาโดยChantiers de l'Atlantiqueในเมืองแซงต์-นาแซร์ประเทศฝรั่งเศส ระบบนี้ใช้ใบเรือแข็งที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตและระบบใบเรือแบบเอียง ทำให้สามารถใช้พลังงานลมแบบไฮบริดหรือแบบหลักในการขับเคลื่อนเรือพาณิชย์และเรือสำราญได้^{[ 8 ]} ปัจจุบันมีการใช้ SolidSailจำนวน 3 ยูนิตสำหรับระบบขับเคลื่อนของเรือใบที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา (ณ ปี 2026) คือOrient Express Corinthianซึ่งสามารถพึ่งพาการขับเคลื่อนด้วยพลังงานลมเพียงอย่างเดียวได้ในสภาวะที่เหมาะสม^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

แนวคิดเรื่องใบเรือว่าวได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยการปล่อยว่าวขนาดใหญ่จากหัวเรือ โดยใช้แรงดึงที่เกิดจากว่าวช่วยดึงเรือผ่านน้ำ แนวคิดอื่นๆ ที่ได้รับการสำรวจคือการออกแบบให้ชุดว่าวสามารถดึงออกและหดกลับสลับกันไปบนรอก เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ว่าวที่ใช้ในระบบนี้คล้ายกับว่าวที่นักเล่นไคท์บอร์ด ใช้เพื่อความบันเทิง แต่มีขนาดใหญ่กว่ามาก การออกแบบนี้ยังช่วยให้ผู้ใช้สามารถขยายขนาดได้โดยการปล่อยว่าวหลายตัวเรียงซ้อนกัน

ในปี 2012 แนวคิดการใช้ว่าวเป็นรูปแบบการขับเคลื่อนด้วยลมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในเรือพาณิชย์ ส่วนใหญ่เป็นเพราะต้นทุนต่ำในการติดตั้งระบบนี้กับเรือที่มีอยู่แล้ว โดยมีการรบกวนโครงสร้างที่มีอยู่ให้น้อยที่สุด ระบบนี้ยังช่วยให้สามารถทำงานอัตโนมัติได้มาก โดยใช้การควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อกำหนดมุมและตำแหน่งของว่าวที่เหมาะสม การใช้ว่าวช่วยให้สามารถดักจับลมได้ที่ระดับความสูงมากขึ้น ซึ่งความเร็วลมจะสูงกว่าและสม่ำเสมอกว่า^{[ 12 ]}ระบบนี้ถูกนำไปใช้กับเรือหลายลำ โดยที่โดดเด่นที่สุดในปี 2009 คือ เรือ MS  Beluga Skysailsซึ่งเป็นเรือสินค้าที่กองบัญชาการขนส่งทางทะเลของกองทัพสหรัฐฯ เช่า เหมาลำเพื่อประเมินข้ออ้างเรื่องประสิทธิภาพและความเป็นไปได้ในการติดตั้งระบบนี้กับเรือลำอื่น^{[ 13 ]}

การออกแบบที่สี่ที่พิจารณาคือใบพัดเฟลตเนอร์ (Flettner rotor ) นี่คือทรงกระบอกขนาดใหญ่ที่ติดตั้งตั้งตรงบนดาดฟ้าเรือและหมุนด้วยกลไก ผลของการหมุนของพื้นที่สัมผัสกับลมที่พัดผ่านรอบๆ จะสร้างแรงผลักดันที่ใช้ในการขับเคลื่อนเรือ ใบพัดเฟลตเนอร์ถูกคิดค้นขึ้นในทศวรรษ 1920 และมีการใช้งานอย่างจำกัดนับตั้งแต่นั้นมา ในปี 2010 เรือบรรทุกสินค้าขนาด 10,000 ตัน ได้ติดตั้งใบพัดเฟลตเนอร์สี่ตัวเพื่อประเมินบทบาทในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง นับตั้งแต่นั้นมา เรือบรรทุกสินค้าหลายลำและเรือเฟอร์รี่โดยสารหนึ่งลำได้ติดตั้งใบพัดดังกล่าว

พารามิเตอร์เดียวของโรเตอร์เฟลตเนอร์ที่ต้องควบคุมคือความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ ซึ่งหมายความว่าวิธีการขับเคลื่อนด้วยลมนี้ต้องการการป้อนข้อมูลจากผู้ปฏิบัติงานน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับใบเรือว่าว โรเตอร์เฟลตเนอร์มักให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับขนาดของใบเรือหรือว่าว เมื่อเทียบกับขนาดของโรเตอร์และสภาพลมที่พัดอยู่^{[ 14 ]}

ตัวอย่างการติดตั้งโรเตอร์ Flettner ในปี 2018 ได้แก่:

• เรือเฟอร์รี่Viking Graceกลายเป็นเรือโดยสารลำแรกที่มีใบพัด^{[ 15 ]}
• เรือบรรทุกน้ำมันMaersk Pelicanได้รับการดัดแปลงให้มีใบพัดสองตัว^{[ 16 ] [ 17 ]}
• เรือบรรทุกสินค้าเทกองขนาดใหญ่พิเศษMV Afrosได้รับใบพัดสี่ใบ ซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายไปด้านข้างได้ในระหว่างการปฏิบัติงานในท่าเรือ^{[ 18 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของกลไกช่วยขับเคลื่อนทั้งสามนี้จะอยู่ที่ประมาณ 15–20% ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ ณ ปี 2552 บริษัทเดินเรือยังลังเลที่จะติดตั้งอุปกรณ์ที่ยังไม่ได้ทดสอบ^{[ 19 ]}ณ ปี 2562 มีโครงการริเริ่มหลายโครงการที่กำลังศึกษาความเป็นไปได้ของการขับเคลื่อนด้วยลมที่คุ้มค่าสำหรับเรือพาณิชย์ รวมถึง แนวคิด Oceanbird ของสวีเดน สำหรับการใช้ใบเรือปีก^{[ 9 ]}โครงการ Wind Challenger ของญี่ปุ่น^{[ 11 ]}และสมาคมประสานงานหลายแห่ง^{[ 11 ]}

• รายชื่อเรือใบขนาดใหญ่

• อะควา ซิตี้เรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่ปี 1984 ที่ติดตั้งเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม
• อุซึกิ ไพโอเนียร์เรือบรรทุกสินค้าเทกองปี 1985 ที่ติดตั้งเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม
• Neoliner Origin คือ เรือเฟอร์รี่โร-โรที่ขับเคลื่อนด้วยใบเรือ โดยมีใบ เรือ SolidSailสองชุด ออกแบบมาสำหรับการค้าข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก
• ไพ็กซิส โอเชียน เรือบรรทุกสินค้าเทกองที่ได้รับการดัดแปลงติดตั้งเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม
• ไวกิ้ง เกรซ เรือสำราญที่ใช้ใบพัดช่วยในการขับเคลื่อน
• วินด์เซิร์ฟ เรือสำราญที่ใช้พลังงานลมช่วยในการเดินทาง

• เทอร์โบเซลล์  – ระบบขับเคลื่อนเรือประเภทหนึ่ง
• DynaRig  – รูปแบบการติดตั้งอุปกรณ์เรือใบสมัยใหม่
• SolidSail – ระบบขับเคลื่อนแบบใหม่สำหรับเรือขนาดใหญ่
• เรือที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน
• ระบบขับเคลื่อนทางทะเลด้วยพลังงานนิวเคลียร์
• ระบบขับเคลื่อนภายใน
• ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบบูรณาการ
• ระบบขับเคลื่อนแบบผสมผสานระหว่างพลังงานนิวเคลียร์และไอน้ำ
• ระบบขับเคลื่อนท้ายเรือ
• ระบบขับเคลื่อนทางทะเล
• ระบบขับเคลื่อนที่ไม่ขึ้นกับอากาศ