Nếu VinSpeed làm đường sắt tốc độ cao Bắc Nam: những thách thức công nghệ nào đang chờ đợi?

[Khánh Phạm]

Công ty Cổ phần Đầu tư và Phát triển Đường sắt cao tốc VinSpeed vừa chính thức nộp hồ sơ đăng ký đầu tư siêu dự án đường sắt cao tốc Bắc – Nam, với tham vọng hoàn thành vào năm 2030 và đặt nền móng cho ngành công nghiệp đường sắt hiện đại tại Việt Nam.

Dự án không chỉ là một bước đi hưởng ứng mạnh mẽ Nghị quyết số 57-NQ/TW về thúc đẩy khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo, hay Nghị quyết 68-NQ/TW về phát triển kinh tế tư nhân, mà còn thể hiện tinh thần dấn thân phụng sự quốc gia – một dự án tầm vóc hàng chục tỷ USD mang dấu ấn tư nhân Việt Nam.

Tổng mức đầu tư dự kiến lên tới hơn 1.560 nghìn tỷ đồng (tương đương 61,35 tỷ USD), trong đó VinSpeed cam kết thu xếp 20% vốn, phần còn lại đề xuất vay từ Nhà nước không lãi suất trong thời hạn 35 năm. Nếu được chấp thuận, đây sẽ là một trong những dự án hạ tầng quy mô lớn nhất từng được khởi động bởi một doanh nghiệp Việt Nam, vượt xa cả các siêu đô thị hay tổ hợp sản xuất hiện hữu.

Thế nhưng, con đường phía trước không trải thảm đỏ. Dự án đường sắt tốc độ cao không đơn thuần là việc dựng ray, đóng tà vẹt hay kéo dây điện. Đây là một bài toán công nghệ phức hợp ở đẳng cấp thế giới – nơi mà từng milimet ray, từng nhịp cầu, từng thuật toán điều khiển cũng đều phải đạt độ chính xác tuyệt đối.

Nếu VinSpeed thực sự bước vào lĩnh vực này, điều đó có nghĩa là họ phải vượt qua hàng loạt rào cản về công nghệ lõi – từ chế tạo đoàn tàu khí động học siêu nhẹ, thi công đường ray không mối nối trên nền địa chất yếu, tới làm chủ hệ thống điều khiển tự động, bảo trì thông minh bằng AI và đảm bảo an toàn năng lượng trên cả nghìn km vận hành tốc độ 350 km/h.

Những công nghệ cốt lõi nào Vinspeed phải làm chủ nếu được giao làm đường sắt Bắc Nam?​

Để vận hành một hệ thống đường sắt tốc độ cao đạt 350 km/h, không chỉ cần xây dựng hạ tầng theo chuẩn quốc tế, mà còn đòi hỏi sự đồng bộ về ít nhất 8 nhóm công nghệ then chốt. Trong đó, không nhóm nào có thể dễ dàng nhập khẩu trọn vẹn và áp dụng nguyên xi tại Việt Nam – nơi địa chất, khí hậu, trình độ công nghiệp và thói quen vận hành còn rất khác biệt.

Đoàn tàu siêu nhẹ khí động học​

Mỗi đoàn tàu tốc độ cao dài khoảng 200 – 400 m, nặng hàng trăm tấn, nhưng vẫn phải đạt mức tiêu thụ năng lượng tối ưu và vận hành ổn định ở tốc độ vượt 300 km/h. Điều này đòi hỏi:
- Vỏ tàu làm từ hợp kim nhôm siêu nhẹ hoặc vật liệu composite carbon đắt đỏ.
- Thiết kế khí động học phức tạp nhằm giảm lực cản không khí và tránh hiện tượng sóng áp suất khi tàu xuyên hầm.
- Công nghệ giảm rung – cách âm chính xác tới từng chi tiết liên kết giữa bogie và thân tàu.

Nếu chỉ nhập khẩu đoàn tàu hoàn chỉnh, chúng ta sẽ lệ thuộc tuyệt đối vào nhà cung cấp về sửa chữa, nâng cấp, và không thể nội địa hóa sau này.

Đường ray liền khối không mối nối​

Khác với đường ray truyền thống, đường sắt cao tốc sử dụng ray hàn liền khối (CRTS III hoặc tương đương), đặt trên nền bê tông không đá ballast, yêu cầu sai số thi công <1 mm trên đoạn dài hàng chục km. Địa chất Việt Nam – với nền đất yếu, ngập mặn, đứt gãy phức tạp – khiến thi công đường ray kiểu này đặc biệt khó khăn.

Nếu không làm chủ được công nghệ nền đường và dầm cầu ứng suất trước, nguy cơ lún lệch hoặc đứt gãy sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn hệ thống.

Hệ thống tín hiệu và điều khiển tự động (CBTC, ETCS cấp 2 trở lên)​

Ở tốc độ 350 km/h, khoảng cách hãm khẩn cấp lên tới 4–5 km, đòi hỏi tín hiệu không dây thay vì đèn cơ học. Các hệ thống hiện đại sử dụng:
- Truyền tín hiệu qua cáp quang và GSM-R (hoặc 5G rail).
- Hệ thống điều khiển trung tâm ATP/ATO/ATS tích hợp AI để tự động hóa vận hành, chống va chạm, định vị thời gian thực.

Đây là lĩnh vực cực kỳ nhạy cảm – nếu phụ thuộc vào nhà cung cấp nước ngoài, Việt Nam sẽ không thể kiểm soát an ninh vận hành cũng như năng lực can thiệp khi xảy ra sự cố quy mô lớn.

Hệ thống cung cấp và chuyển đổi điện năng​

Một đoàn tàu tốc độ cao tiêu thụ khoảng 12–18 MW điện, và toàn tuyến có thể cần công suất trên 1.000 MW. Điều này đòi hỏi:
- Trạm biến áp chuyên dụng cách nhau 30–50 km.
- Cáp truyền tải điện cao áp kéo dọc tuyến.
- Hệ thống điều chỉnh điện áp – tần số ổn định tránh sụt áp đột ngột khi tàu tăng tốc hoặc phanh.

Lưới điện quốc gia hiện chưa được thiết kế để cấp điện liên tục cho một tuyến dài hàng nghìn km vận hành ở mức tiêu thụ công suất như vậy, nhưng điều này có thể thay đổi trong chục năm tới, khi điện hạt nhân phát triển.

An toàn hạ tầng: cầu, hầm, tường chắn và công trình phụ trợ​

Trên 1.500 km tuyến đường sẽ có hàng trăm cầu cạn, cầu vượt sông và hầm xuyên núi. Công nghệ thi công cần đảm bảo:
- Không rung, không lún trong 50 năm, kể cả với địa hình trũng, đồi dốc hoặc vùng bùn lầy.
- Cách âm cộng đồng bằng tường chắn, mái vòm hoặc thảm tiêu âm – một yêu cầu bắt buộc để bảo vệ dân cư dọc tuyến.

Việt Nam chưa từng thi công cầu hoặc hầm cho tốc độ 350 km/h, nên nếu không hợp tác đúng đối tác hoặc không làm chủ thiết kế – giám sát, rủi ro nứt gãy sẽ rất lớn.

Công nghệ bảo trì chủ động bằng AI và cảm biến​

Với tốc độ cao và khối lượng lớn, mọi sai số nhỏ đều có thể gây tai nạn thảm khốc. Do đó, các tuyến đường sắt hiện đại đều áp dụng:
- Cảm biến dọc ray và tàu để đo rung, mỏi, nhiệt độ, độ lệch.
- Phân tích dự báo hỏng hóc bằng trí tuệ nhân tạo (predictive maintenance), giảm tối đa bảo trì thủ công.

Nếu không đầu tư đồng bộ hệ thống cảm biến và AI từ đầu, chi phí bảo trì sẽ tăng gấp 3–5 lần sau 10 năm.

Trung tâm điều hành và mô phỏng toàn tuyến​

Phải có hệ thống mô phỏng vận hành toàn tuyến (digital twin), giúp thử nghiệm các kịch bản: dừng đột ngột, tắc nghẽn, sập trạm điện, cháy hầm, động đất… trước khi triển khai thực tế.

Đây là năng lực mà chỉ một số quốc gia như Nhật, Pháp, Đức mới có thể tự phát triển. Việt Nam nếu không liên kết viện nghiên cứu trong nước hoặc đầu tư học hỏi bài bản, sẽ khó có trung tâm vận hành tối ưu.

Hệ sinh thái công nghiệp phụ trợ đi kèm​

Từ nhà máy đúc ray, trạm sửa tàu, robot kiểm tra bánh xe đến đào tạo nhân sự kỹ thuật cao – tất cả đều là phần không thể thiếu để đảm bảo dự án không chỉ "xây xong" mà còn "sống được".

Nếu không tạo ra cú hích phát triển ngành công nghiệp phụ trợ nội địa, dự án sẽ mãi cần nhập khẩu linh kiện với giá cao và không thể mở rộng về sau.

Trong kỷ nguyên mà khoa học công nghệ là động lực chủ đạo, đường sắt tốc độ cao không chỉ là bài toán kỹ thuật, mà còn là thước đo năng lực nội sinh của một quốc gia. Câu hỏi đặt ra lúc này là: VinSpeed – và xa hơn, hệ sinh thái công nghiệp Việt Nam – liệu đã sẵn sàng chinh phục giới hạn công nghệ của thế giới? #ĐườngsắttốcđộcaoBắcNam