Trong loạt bài viết trước về chủ đề đường sắt, ban biên tập technologyMAG đã chia sẻ các bài viết về hệ thống đường sắt tại một số quốc gia phát triển, trong đó có Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc – 3 quốc gia có ngành đường sắt phát triển nhất châu Á. Trong bài viết lần này, ban biên tập technologyMAG chia sẻ video của Railways Explained, giới thiệu một số thông tin về hệ thống đường sắt tại Đài Loan, một quốc gia châu Á khác, với diện tích tuy không lớn nhưng lại sở hữu năng lực khoa học kỹ thuật và hệ thống đường sắt tiên tiến.

Tổng quan về đường sắt tốc độ cao Đài Loan
Đường sắt tốc độ cao (HSR) đã làm thay đổi mạnh mẽ lĩnh vực vận tải hành khách trên toàn thế giới. Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản là những quốc gia đi đầu trong lĩnh vực này tại châu Á, cùng với đó là Đài Loan. Đường sắt tốc độ cao tại Đài Loan đã tái định hình việc đi lại trên toàn đảo, giúp hành trình trở nên nhanh hơn, hiệu quả hơn và thuận tiện hơn cho hàng triệu hành khách.

Trong năm 2023, đường sắt tốc độ cao Đài Loan đã vận chuyển hơn 70 triệu lượt hành khách, tương đương khoảng 200.000 hành khách mỗi ngày, với 151 chuyến tàu khai thác hàng ngày. Hệ thống này duy trì tỷ lệ đúng giờ trên 99% trong suốt nhiều năm vận hành. Một hành trình dài 350 km thường được hoàn thành chỉ trong thời gian khoảng 1 giờ 45 phút, với độ trễ hiếm khi vượt quá 5 phút.

Bối cảnh hình thành và nhu cầu phát triển
Mặc dù được chính thức khai thác từ năm 2007, ý tưởng xây dựng tuyến đường sắt tốc độ cao đã xuất hiện từ những năm 1970, trong giai đoạn tăng trưởng kinh tế nhanh chóng được gọi là “phép màu Đài Loan” (1). Khi đó, tình trạng quá tải trên đường bộ, đường sắt truyền thống và hàng không dọc hành lang giao thông phía tây đã trở nên nghiêm trọng, đe dọa làm chậm lại đà phát triển của khu vực.
(1) Phép màu Đài Loan hay Taiwan Miracle là cách gọi giai đoạn tăng trưởng kinh tế – công nghiệp hóa thần tốc của Đài Loan từ thập niên 1960 đến cuối thập niên 1990, khi một nền kinh tế nghèo tài nguyên, xuất phát điểm thấp đã vươn lên thành quốc gia công nghiệp phát triển, đặc biệt mạnh về sản xuất – công nghệ cao – xuất khẩu.

Trước bối cảnh này, chính phủ Đài Loan đã khởi động nghiên cứu khả thi về đường sắt tốc độ cao vào năm 1987 và hoàn thành vào năm 1990. Kết quả cho thấy HSR là giải pháp hiệu quả nhất, nhờ năng lực vận chuyển lớn, nhu cầu sử dụng đất thấp, tiết kiệm năng lượng đáng kể và mức độ ô nhiễm tối thiểu. Đến đầu những năm 1990, chính phủ phê duyệt kế hoạch triển khai tuyến đường dài 350 km chạy dọc phía tây đảo, kết nối Nangang và Zuoying, phục vụ gần 90% dân số Đài Loan, tương đương khoảng 20 triệu người.

Mô hình đầu tư và quá trình lựa chọn công nghệ
Tháng 11 năm 1994, Đài Loan thông qua luật khuyến khích đầu tư tư nhân vào các dự án hạ tầng, trong đó có đường sắt tốc độ cao. Đến tháng 10 năm 1996, chính phủ chính thức mời thầu dự án theo mô hình Xây dựng – Vận hành – Chuyển giao (Build – Operate – Transfer) hay còn gọi là BOT.

Quá trình đấu thầu có hai ứng viên lớn. Liên danh Taiwan HSR đề xuất công nghệ Eurotrain – sự hợp tác giữa Alstom, nhà sản xuất dòng tàu TGV của Pháp, và Siemens, nhà sản xuất dòng tàu ICE của Đức. Trong khi đó, liên danh Chunghwa HSR đưa ra phương án sử dụng công nghệ Shinkansen của Nhật Bản thông qua Liên danh Taiwan Shinkansen, với sự tham gia của các tập đoàn như Mitsubishi và Hitachi.

Tháng 9 năm 1997, Liên danh Taiwan HSR đưa ra mức giá thấp hơn và cam kết hoàn thành dự án với chi phí ròng bằng 0 đối với chính phủ, qua đó được chọn làm nhà thầu ưu tiên. Công ty Đường sắt tốc độ cao Đài Loan (Taiwan High Speed Rail Corporation – THSRC) được thành lập vào tháng 5 năm 1998, và hợp đồng BOT kéo dài 35 năm được ký kết với chính phủ vào tháng 7 cùng năm.

Tranh cãi về đoàn tàu và quyết định chuyển sang Shinkansen
Dự án sớm đối mặt với tranh cãi liên quan đến lựa chọn đoàn tàu. Năm 1999, khi THSRC gặp khó khăn trong việc huy động vốn, chính phủ Nhật Bản đã đưa ra các khoản vay ưu đãi với điều kiện sử dụng công nghệ Shinkansen. Bất chấp nỗ lực của Eurotrain nhằm cân bằng đề xuất tài chính, và trong bối cảnh vụ tai nạn tàu Eschede tại Đức năm 1998, THSRC cuối cùng quyết định chọn Shinkansen Series 700 làm đoàn tàu khai thác vào tháng 12 năm 1999.

Điều đáng chú ý là THSRC vẫn giữ nguyên cam kết áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật châu Âu, khiến các đoàn tàu Shinkansen phải được thiết kế và chế tạo riêng theo các tiêu chuẩn này. Eurotrain không chấp nhận quyết định đó và đã đệ đơn kiện đòi bồi thường 800 triệu USD. Sau quá trình trọng tài kéo dài, THSRC đồng ý chi trả 89 triệu USD tiền bồi thường vào năm 2004.

Hạ tầng và yêu cầu an toàn
Việc xây dựng tuyến đường sắt tốc độ cao Đài Loan bắt đầu vào tháng 5 năm 1999. Tuyến đường được thiết kế cho tốc độ tối đa lên đến 350 km/h, trong đó gần như toàn bộ 350 km được xây dựng với kết cấu đường không ballast, chỉ có một đoạn ngắn khoảng 3 km là ngoại lệ. Hệ thống sử dụng điện khí hóa 25 kV 60 Hz AC, cùng hệ thống tín hiệu và điều khiển tàu cho phép vận hành hai chiều theo tiêu chuẩn châu Âu.

Do Đài Loan thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão, động đất, mưa lớn, lũ lụt và sạt lở, an toàn hành khách và khả năng ứng phó khẩn cấp, đặc biệt với động đất, được đặt lên hàng đầu trong thiết kế. THSRC đã triển khai Hệ thống cảnh báo thảm họa (Disaster Warning System – DWS), gồm mạng lưới cảm biến dọc tuyến để phát hiện các sự kiện bất thường như động đất, gió mạnh, mưa lớn, lũ, sạt lở và xâm nhập trái phép. Khi phát hiện sự cố, DWS lập tức gửi tín hiệu về Trung tâm Điều hành để kích hoạt các biện pháp ứng phó như giảm tốc hoặc dừng tàu trong khu vực bị ảnh hưởng.

Kể từ khi đưa vào khai thác năm 2007, DWS đã chứng minh hiệu quả rõ rệt. Điển hình là trận động đất mạnh 6,4 độ vào ngày 4 tháng 3 năm 2010 tại miền nam Đài Loan, với tâm chấn cách Cao Hùng chỉ 17 km. Dù một đoàn tàu bị trật bánh nhẹ tại Tainan và sáu đoàn khác phải tạm dừng, sự cố không gây thương vong hay thiệt hại nghiêm trọng.

Xây dựng cầu cạn, hầm và bố trí ga
Khoảng 251 km, tương đương 73% chiều dài tuyến, được xây dựng trên các cầu cạn. Nổi bật nhất là cầu cạn Changhua – Kaohsiung dài 157 km, từng được ghi nhận là cây cầu dài thứ hai thế giới vào năm 2017. Các cầu này được thiết kế chống động đất, cho phép tàu dừng an toàn khi xảy ra chấn động và đảm bảo hư hỏng có thể sửa chữa được. Những cầu bắc qua các đới đứt gãy đã biết được thiết kế để chịu được chuyển động địa chất mà không gây sập đổ nghiêm trọng.

Bên cạnh đó, khoảng 61 km, tương đương 18% tuyến, chạy trong các đường hầm, bao gồm đoạn TRUPO dài 14 km tại Đài Bắc và 48 đường hầm khác với tổng chiều dài 46,3 km. Tuyến có 12 nhà ga, trong đó phần lớn các ga trung gian nằm ngoài khu vực trung tâm đô thị, nhưng được kết nối bằng xe buýt trung chuyển miễn phí, đường sắt truyền thống và hệ thống metro nhằm đảm bảo khả năng tiếp cận thuận tiện.

Đoàn tàu 700T và đặc điểm kỹ thuật
Các hạng mục xây dựng chính hoàn thành vào năm 2004, sau đó là việc bàn giao những đoàn tàu Shinkansen 700T đầu tiên. Các đoàn tàu này dựa trên Shinkansen Series 700 từng khai thác trên tuyến Sanyo và trước đó là Tokaido tại Nhật Bản, trong đó chữ T thể hiện phiên bản dành riêng cho Đài Loan. Tuy nhiên, do áp dụng các tiêu chuẩn an toàn châu Âu, 700T được trang bị nhiều tính năng bổ sung so với phiên bản Nhật Bản.

Hệ thống Điều khiển tàu tự động kỹ thuật số được tăng cường với chức năng kiểm soát hành trình, dừng ga tự động và thiết bị giám sát sự tỉnh táo của lái tàu, phát triển từ hệ thống trên Shinkansen Series 800. Bogie được trang bị hệ thống phát hiện mất ổn định, và pantograph có cơ chế tự động hạ pantograph phía sau khi phát hiện sự cố ở pantograph phía trước. Ngoài ra, tàu còn có các bộ phận hấp thụ va chạm ở tốc độ thấp và phanh đỗ.

Các đường hầm được xây dựng theo tiêu chuẩn châu Âu với tiết diện lớn hơn so với Nhật Bản, khiến mũi tàu phải được tối ưu khí động học cho tiết diện này, với chiều dài mũi ngắn hơn, khoảng 8 mét. Thiết kế mũi ngắn, cùng việc loại bỏ cửa sổ trượt và cửa phụ cho lái tàu, giúp tăng không gian dành cho hành khách.

Tốc độ khai thác tối đa được nâng từ 285 km/h của Series 700 lên 300 km/h tại Đài Loan. Mỗi đoàn tàu 700T gồm 12 toa, chia thành ba đơn vị động lực, mỗi đơn vị gồm ba toa động lực và một toa kéo, tổng chiều dài 304 mét và sức chứa tối đa 989 hành khách.

Vận hành thương mại và chi phí đầu tư
Các thử nghiệm chạy tàu bắt đầu vào tháng 1 năm 2005 trên đoạn Tainan – Kaohsiung, và đến tháng 10 cùng năm đã đạt kỷ lục tốc độ quốc gia 315 km/h. Toàn bộ 30 đoàn tàu được bàn giao trước năm 2006, và khai thác thương mại chính thức bắt đầu vào ngày 5 tháng 1 năm 2007 với tốc độ tối đa 300 km/h.

Chi phí xây dựng ban đầu của hệ thống được ước tính khoảng 15 tỷ USD, nhưng do chậm tiến độ, thay đổi công nghệ và các chi phí phát sinh, tổng mức đầu tư cuối cùng tăng lên khoảng 18 tỷ USD, bao gồm hạ tầng, nhà ga và đoàn tàu.

Thách thức tài chính và tái cơ cấu
Mặc dù đạt mốc 10 triệu hành khách chỉ sau 265 ngày vận hành và duy trì tỷ lệ đúng giờ trên 99%, THSRC đã đối mặt với nhiều khó khăn tài chính. Dự báo lưu lượng trong giai đoạn đấu thầu tỏ ra quá lạc quan, khi công ty cần hơn 140.000 hành khách mỗi ngày để hòa vốn, trong khi giai đoạn đầu chỉ đạt trung bình khoảng 87.000 hành khách mỗi ngày. Khoảng cách này, cùng với chi phí khấu hao và lãi vay cao, đã khiến THSRC gánh nợ lớn.

Áp lực tài chính còn gia tăng do phương pháp khấu hao trong mô hình BOT, khi thời gian khấu hao được gắn với thời hạn nhượng quyền thay vì vòng đời dài hơn nhiều của hạ tầng. Điều này làm tăng chi phí cố định ghi nhận cho các tài sản như đoàn tàu và công trình, đẩy tổng chi phí vận hành lên cao. Phải đến năm vận hành thứ ba, công ty mới đạt doanh thu hoạt động, và mất năm năm để tạo ra lợi nhuận ròng khiêm tốn.

Trước vai trò quan trọng của hệ thống, chính phủ Đài Loan đã can thiệp bằng gói hỗ trợ tài chính. Sau khi giảm vốn của nhà khai thác 60%, chính phủ bơm thêm 951 triệu USD vốn công, nâng tỷ lệ sở hữu từ khoảng 37% lên 64%, đồng thời kéo dài thời hạn nhượng quyền từ 35 lên 70 năm và chấm dứt mô hình BOT ban đầu.

Mở rộng mạng lưới và định hướng tương lai
Ngay cả sau gói cứu trợ, chính phủ vẫn tiếp tục cam kết phát triển hệ thống. Năm 2016, tuyến được kéo dài thêm 9 km đến Nangang, giúp tăng cường khả năng kết nối. Đến năm 2020, một tuyến mở rộng phía bắc từ Đài Bắc đến Yilan dài 56,4 km được phê duyệt, dự kiến rút ngắn thời gian di chuyển xuống chỉ 13 phút và đưa vào khai thác khoảng năm 2030. Năm 2023, chính phủ tiếp tục phê duyệt tuyến mở rộng phía nam dài 60,9 km về Pingtung, với kế hoạch hoàn thành và khai thác vào năm 2029.

Kết luận
Đường sắt tốc độ cao Đài Loan là một ví dụ điển hình cho thấy thành công của HSR không chỉ được quyết định bởi tốc độ hay công nghệ, mà là kết quả của một quá trình dài kết hợp giữa nhu cầu giao thông thực tế, lựa chọn kỹ thuật phù hợp, ưu tiên an toàn trong điều kiện tự nhiên khắc nghiệt và khả năng điều chỉnh chính sách khi mô hình tài chính ban đầu bộc lộ hạn chế. Dù từng trải qua nhiều tranh cãi, chậm trễ và áp lực tài chính, hệ thống này vẫn từng bước khẳng định vai trò xương sống trong hành lang giao thông phía tây Đài Loan, phục vụ hàng chục triệu hành khách mỗi năm với độ tin cậy rất cao.

Để xem các tin bài khác về “Đường sắt tốc độ cao”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Railway Explained