Theo báo cáo năm 2019 của tư vấn kỹ thuật Arup, dân số toàn cầu dự kiến sẽ đạt khoảng 9,5 tỷ người vào năm 2050, 75% dân số sẽ sống ở các thành phố. Arup ước tính dân số đô thị toàn cầu đang tăng với tốc độ hai người mỗi giây, tạo ra 172.000 cư dân thành phố mới mỗi ngày. Ngoài châu Âu và Nhật Bản dân số có xu hướng giảm thì dự kiến 90% các thành phố và siêu đô thị của thế giới sẽ tăng trưởng dân số.
Để phục vụ nhu cầu đi lại của các thành phố, khu vực và siêu đô thị đang phát triển nhanh chóng, giao thông công cộng hiệu quả là yếu tố bắt buộc. Ô tô không thể hấp thụ sự gia tăng quá nhanh của dân số mà đường sắt, tàu điện sẽ phải gánh vác công việc nặng nhọc này, trong đó vai trò chủ lực thuộc về đường sắt tốc độ cao.
Đường sắt có thể nhanh đến mức nào?
Những mẫu tàu viên đạn đang là cơn sốt trên khắp châu Âu, châu Á, với những tuyến đường sắt tốc độ cao mới được xây dựng ở các quốc gia như Pháp, Đức, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Nhật Bản và đặc biệt là Trung Quốc, nơi mạng lưới tốc độ cao sẽ đạt 50.000 km vào năm 2025.
Trong nhiều thập kỷ qua, các quốc gia phát triển như Pháp, Nhật Bản, Trung Quốc đã kết luận rằng lợi ích của việc vận hành tàu cao tốc trên 200 km/h vượt trội hơn nhiều so với chi phí bảo trì và năng lượng mà họ phải chịu.
Giờ đây, các đối thủ nặng ký về tốc độ là Nhật Bản và Trung Quốc đang vượt ra khỏi công nghệ "thép trên thép" để phát triển các đoàn tàu có tốc độ lên đến 600 km/h bằng công nghệ từ trường (maglev). Khái niệm về tàu siêu tốc di chuyển dọc theo đường ray đệm từ được coi là tương lai của du lịch trong hơn 50 năm nữa. Tuy nhiên, hiện tại công nghệ này vẫn trong giai đoạn thử nghiệm và mới chỉ hiện diện ở một tuyến tàu điện nối trung tâm thành phố với sân bay ở Thượng Hải.
Tất nhiên, công nghệ này sẽ sớm không còn là lý thuyết, bởi Nhật Bản đang đầu tư 9.000 tỷ yên vào dự án Chuo Shinkansen, đỉnh cao của hơn 40 năm phát triển maglev. Được khởi công xây dựng năm 2014, dự kiến hoàn thành giai đoạn một (Tokyo - Nagoya) vào năm 2027. Quãng đường dài hơn 286 km nối Tokyo với Nagoya sẽ chỉ mất 40 phút di chuyển, quãng đường hơn 500 km từ Thủ đô xuống Osaka chỉ còn mất 67 phút.
Tàu viên đạn Fuxing của Trung Quốc có thể đạt vận tốc 400 km/hTàu không người lái
Việc đưa công nghệ maglev vượt ra khỏi Trung Quốc và Nhật Bản đến các nơi khác trên thế giới có thể rất khó bởi chi phí khổng lồ và sự thiếu đồng bộ với các hạ tầng đường sắt hiện có. Ở các quốc gia khác, tàu điện ngầm, xe điện và các tuyến đường sắt đô thị đang góp phần lớn trong việc giải quyết tình trạng tắc nghẽn và ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, với dân số liên tục gia tăng, nhiều quốc gia cần sớm nâng cấp mạng lưới đường sắt của mình để không quá tải.
Do đó, nhiều quốc gia đang đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ tàu tự hành và có vẻ hình ảnh những con tàu tự di chuyển sẽ sớm trở nên phổ biến trong thập niên này. Trung Quốc đang dẫn đầu về công nghệ đường sắt không người lái trong những năm gần đây, bao gồm việc giới thiệu các chuyến tàu tự hành tốc độ cao duy nhất trên thế giới, vận tốc 300 km/h nối Bắc Kinh với các điểm tổ chức Thế vận hội mùa đông 2022. Nhật Bản cũng đang thử nghiệm loại tàu cao tốc tự lái từ nhà ga đến kho bảo dưỡng, giải phóng sức người để tập trung cho các chuyến tàu doanh thu cao hơn.
Để đảm bảo an toàn cho các chuyến tàu không người lái hoạt động trên các tuyến đường sắt hỗn hợp chở cả hành khách lẫn hàng hóa, người ta ứng dụng IoT (Internet vạn vật). Robot thông minh sẽ đóng vai trò lớn trong việc kiểm tra cơ sở hạ tầng đường hầm, cầu và bảo trì các hạ tầng cũ.
Tàu đệm từ chạy thử nghiệm ở Tsuru, Nhật Bản ngày 3/12/2021Thay thế động cơ diesel
Thực hiện mục tiêu về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc, nhiều quốc gia đã cam kết loại bỏ các đoàn tàu chạy bằng động cơ diesel vào năm 2050. Ở châu Âu và nhiều nơi ở châu Á, hầu hết các tuyến đường sắt bận rộn nhất đều đã được điện khí hóa nhưng tỷ lệ chưa đồng đều. Ở Thụy Sĩ, gần 100% tàu chạy bằng điện, ở Anh thấp hơn 50% còn một số nước đang phát triển thậm chí còn gần như bằng không. Ở Bắc Mỹ, động cơ diesel chiếm vị trí tối cao, đặc biệt là trên các tuyến đường sắt vận chuyển hàng hóa.
Ở một số quốc gia, hydro được kỳ vọng để cắt giảm khí thải đường sắt trong tương lai. Khí hydro có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các động cơ điện. Hãng chế tạo tàu hỏa Pháp Alstom hiện đang dẫn đầu công nghệ này với tàu điện chạy bằng hydro Coradia iLint chở những hành khách đầu tiên vào năm 2018, mở đường cho các phiên bản thương mại hiện đang được chế tạo ở một số quốc gia châu Á.
Tương lai của đường sắt sẽ thế nào?
Công nghệ kỹ thuật số cũng sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng, từ việc đặt vé đến đặt chỗ và lên kế hoạch cho toàn bộ hành trình từ cửa đến cửa. Ông Naren Shaam, Giám đốc điều hành và người sáng lập của công ty cung cấp dịch vụ du lịch Omio, trụ sở Berlin cho biết: "Người tiêu dùng sẽ đi du lịch nhiều hơn bao giờ hết. Chúng tôi đã thấy lượng đặt phòng tăng 150% kể từ tháng 1/2022 và chúng tôi cần cung cấp các dịch vụ kỹ thuật số để giúp hành khách có thể di chuyển những hành trình dài, xuyên biên giới bằng tàu hỏa một cách liền mạch. Thực tế đại dịch đã đẩy nhanh xu hướng này. Chúng tôi đã chứng kiến sự thay đổi bền vững từ đặt vé tàu tại ki-ốt sang qua thiết bị di động."
Trong vòng 5 năm tới, các nền tảng đặt tour du lịch trực tuyến sẽ cho phép khách du lịch nhập địa điểm xuất phát và điểm đến của họ, sau đó, nền tảng sẽ tự động vạch ra lộ trình ngắn nhất, giá cả phải chăng nhất và thân thiện với môi trường nhất để đến đích, kết hợp nhiều phương thức vận tải và các nhà cung cấp khác nhau khi cần thiết. Một cú nhấp chuột sẽ cho phép họ mua một vé duy nhất cho toàn bộ hành trình đó.
Đến năm 2050, đường sắt chở khách và hàng hóa sẽ trở thành “xương sống” của mạng lưới giao thông. Với sự hỗ trợ về chính trị và kỹ thuật cần thiết, đường sắt cũng sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong du lịch quốc tế, cung cấp một giải pháp thay thế chất lượng cao cho đường bộ và đường hàng không chặng ngắn.
Trong tương lai gần, nguồn vốn đầu tư đường sắt trên toàn thế giới vẫn sẽ chủ yếu hướng đến các tuyến đường sắt ‘thép trên thép’ thông thường. Không có lý do gì để nghi ngờ rằng điều này sẽ tiếp tục xác định tương lai của du lịch đường sắt trong những thập kỷ tới, giống như nó đã làm trong gần 200 năm qua.
Tại Việt Nam, theo Quy hoạch đường sắt thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến 2050, từ nay đến năm 2030 sẽ đầu tư xây dựng mới tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam, trong đó ưu tiên triển khai đầu tư trước đoạn Hà Nội - Vinh, Nha Trang - TP.HCM. Nguồn vốn trong giai đoạn này cần khoảng hơn 112.000 tỷ đồng.
Theo Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam Bộ GTVT đã trình Thủ tướng Chính phủ, dự án đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam dài 1.559 km chạy dọc hành lang Bắc - Nam, nối Hà Nội và TP.HCM. Tốc độ thiết kế đoàn tàu 350 km/h, tốc độ khai thác 320 km/h; được xây dựng để chuyên khai thác vận tải hành khách, còn đường sắt quốc gia hiện nay sẽ được cải tạo để phục vụ vận tải hàng hóa.
Theo tính toán của tư vấn, với tốc độ khai thác 320 km/h, sẽ chỉ mất khoảng 1 giờ đi từ Hà Nội đến Vinh, trong khi thời gian di chuyển bằng đường hàng không sẽ mất khoảng 3 giờ bao gồm thời gian tiếp cận, chờ đợi và di chuyển. Thời gian di chuyển bằng đường sắt tốc độ cao trên chặng Hà Nội - Nha Trang là 4,2 giờ, trong khi thời gian đi máy bay là khoảng 4,5 giờ; chặng Hà Nội - TP.HCM là 5,5 giờ, dài hơn máy bay chỉ 1 giờ. Với giá vé được tính toán ở mức khoảng 75% giá vé bình quân máy bay, cộng với tính thuận tiện, đúng giờ và an toàn thì tính cạnh tranh với đường hàng không khá cao.