Công nghệ nào cho đường sắt cao tốc Bắc - Nam?

Trong giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi, liên danh tư vấn TEDI-TRICC-TEDISOUTH (đơn vị được Bộ GTVT ủy quyền) đã đưa ra nhiều công nghệ cho dự án Đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam để các chuyên gia và nhà quản lý cùng nghiên cứu, lựa chọn.

Kiểu loại tàu, kích cỡ đường ray, công nghệ động lực... là những vấn đề cần nghiên cứu đi đến thống nhất trước khi trình dự án cho Quốc hội phê duyệt.

Tiếp tục "kỷ nguyên" đường ray

Khi đặt vấn đề xây hệ thống đường sắt tốc độ cao ở Việt Nam, liên danh tư vấn đã liệt kê các kiểu loại tàu cao tốc phổ biến trên thế giới.

Bên cạnh loại tàu cao tốc chạy trên ray (tốc độ 200-350 km/h), trên thế giới hiện có 2 công nghệ tàu cao tốc khác là tàu Maglev chạy trên đệm từ trường và tàu Hyperloop chạy trong ống.

Tàu Maglev chạy trên đệm từ trường có vận tốc 400 - 600 km/h (tương đương tốc độ máy bay), được nghiên cứu từ năm 1968 tại Mỹ. Tàu không có bánh mà chạy trên đệm từ giúp giảm tối đa ma sát. Do chi phí cao và phát sinh sự cố về an toàn, đến nay chỉ có 3 nước đang vận hành khai thác tàu Maglev là Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc.

Nhật Bản đã thử nghiệm tàu Maglev được 17 năm và đang đầu tư xây dựng tuyến Tokyo tới Nagoya, dự kiến năm 2027 đưa vào khai thác.

Tàu Hyperloop chạy trong ống có vận tốc từ 900 đến 1.200 km/h. Tàu chạy trong ống sẽ giảm tối đa lực cản của môi trường xung quanh, nhờ đó tốc độ có thể nhanh hơn máy bay. Tuy nhiên trên thế giới mới có UAE và Mỹ thử nghiệm loại tàu này, mức độ an toàn và tính hiệu quả vẫn cần thời gian dài để kiểm chứng.

Sau cùng, loại tàu cao tốc chạy trên đường ray với tốc độ 200 - 350 km/h được liên danh tư vấn kiến nghị lựa chọn do có lịch sử nghiên cứu hơn 50 năm, có mức độ an toàn và hiệu quả vận tải cao, phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Lựa chọn công nghệ động lực phân tán

Theo tư vấn, hiện có hai xu hướng công nghệ cho tàu tốc độ cao chạy trên ray là công nghệ động lực tập trung (áp dụng ở Pháp, Đức, Hàn Quốc) và công nghệ động lực phân tán (áp dụng ở Nhật, Trung Quốc,...).

Sau khi nghiên cứu, so sánh, liên danh tư vấn đề xuất lựa chọn đoàn tàu động lực phân tán (EMU). Công nghệ này được đánh giá có nhiều ưu điểm hơn như hệ số an toàn, sức chở lớn, tiêu thụ ít điện năng... đang là xu hướng được nhiều nước phát triển lựa chọn.

Hệ thống động lực phân tán là loại công nghệ không sử dụng sức kéo - đẩy tập trung ở hai đầu đoàn tàu mà phân bổ đều trên các toa xe được gắn động cơ. Hệ thống này được áp dụng trên các đoàn tàu Shinkansen (Nhật Bản), ICE3 (Đức),... 

Công nghệ động lực tập trung (dùng 2 lực kéo - đẩy ở đầu và đuôi tàu) có ưu điểm là ít gây tiếng ồn, việc bảo trì bớt tốn kém. Nhưng nhược điểm là tải trọng trục của thiết bị cấp lực cho đoàn tàu quá nặng. Loại hình này đã được áp dụng tại các nước châu Âu như Pháp, Đức, Bỉ, Hà Lan...

Nhanh hơn nhưng an toàn hơn

Theo đề xuất của liên danh tư vấn, đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam sẽ có 2 làn ray thay vì 1 làn như đường sắt cũ. Chiều rộng mỗi làn ray là 1.435 mm, rộng hơn 435 mm so với đường ray cũ. Đây là yếu tố quan trọng để tăng vận tốc và độ an toàn của đoàn tàu khi di chuyển.

Tốc độ chạy tàu theo thiết kế là 350 km/h, tốc độ khai thác là 320 km/h. Trong khi đó, tốc độ của tàu Bắc - Nam hiện nay chỉ khoảng 70 - 90 km/h.

Hiện tại, thời gian chạy tàu nhanh nhất từ Hà Nội đến Vinh là 5 tiếng 30 phút. Nếu sử dụng tàu tốc độ cao, thời gian giảm xuống còn 1 tiếng 20 phút. Đoạn TP.HCM - Nha Trang đang chạy với thời gian 8 tiếng, sau khi có đường sắt TĐC sẽ giảm xuống còn 1 tiếng 35 phút.

Một thay đổi có tính đột phá là toàn tuyến đường sắt mới sẽ được xây dựng độc lập, không giao cắt với đường bộ. 60% quãng đường đi trên cầu cạn, 10% đi trong hầm, 30% còn lại là đi trên mặt đất có rào chắn.

Điều này làm giảm tối đa các vụ tai nạn tại điểm giao cắt giữa đường sắt và đường bộ như hiện nay.

Mới đây, liên danh tư vấn TEDI-TRICC-TEDISOUTH đã có báo giữa kỳ về kết quả nghiên cứu tiền khả thi Dự án đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam.

Theo báo cáo, tuyến đường sắt sẽ có chiều dài 1.545 km, xuất phát từ Hà Nội đến TP.HCM, qua 20 tỉnh thành với 23 nhà ga.

Tuyến đường sắt được chia thành 4 đoạn: Hà Nội - Vinh (282 km),  Vinh - Đà Nẵng (432 km), Đà Nẵng - Nha Trang (472 km) và Nha Trang - TP HCM (363 km).

Tổng mức đầu tư dự kiến là 58,71 tỷ USD. Các đoạn ưu tiên (Hà Nội - Vinh và Nha Trang - TP.HCM) dự kiến đưa vào khai thác năm 2032, các đoạn còn lại đưa vào khai thác từ 2040-2045.

Tuyến đường sắt được xây mới hoàn toàn, chạy song song với đường sắt cũ. Có một số đột phá về công nghệ so với đường sắt cũ như khổ ray lớn hơn (1.435 mm), tốc độ vượt trội (350 km/h), sử dụng hoàn toàn công nghệ động lực phân tán thay cho đầu kéo chạy dầu diesel. 

Theo Ngọc Tân (Tri Thức Trực Tuyến)