Hành trình 1.200 km: Hàn Quốc mở kỷ nguyên mới cho tàu hỏa hydrogen lỏng

Ngày: 31 tháng 7, 2026, Annie Nguyễn

Viện Nghiên cứu Đường sắt Hàn Quốc (KRRI) vừa công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực giao thông đường sắt sạch: phát triển thành công hệ thống cung cấp và lưu trữ hydrogen lỏng (LH₂) tích hợp ngay trên tàu, có thể tăng gấp đôi quãng đường vận hành của tàu hydrogen. Với công nghệ mới, tàu hỏa chạy bằng hydrogen lỏng dự kiến có thể đạt quãng đường hơn 1.200 km cho mỗi lần nạp nhiên liệu, giải quyết bài toán tầm hoạt động vốn là một trong những rào cản lớn nhất cho thương mại hóa phương tiện này.

Hệ thống mới được KRRI phát triển đánh dấu sự khác biệt căn bản so với công nghệ hydrogen khí (CGH₂) hiện tại. Hydrogen lỏng được làm lạnh đến nhiệt độ cực thấp -253°C, thể tích nhỏ hơn 1/800 lần so với dạng khí, cho phép lưu trữ một lượng lớn nhiên liệu hơn trong cùng một khoang chứa. Điểm đột phá của hệ thống KRRI nằm ở thiết kế tích hợp, gộp các chức năng như lưu trữ, hóa hơi và điều chỉnh áp suất vào một module duy nhất, thay vì các khối riêng biệt như trước đây. Nhờ đó, hệ thống giảm được 10% thể tích và 5% trọng lượng. Sử dụng vật liệu Kevlar cho bồn chứa giúp tăng độ bền và khả năng cách nhiệt, trong khi hệ thống hóa hơi tận dụng nhiệt môi trường và nhiệt thải từ pin nhiên liệu để nâng cao hiệu suất, thay vì chỉ dùng điện trở, qua đó giảm phụ tải ký sinh.

Hệ thống này được thiết kế để vận hành song song bốn pin nhiên liệu 100 kW, cung cấp tổng công suất 380-400 kW, tương đương với nhu cầu của các đầu máy diesel hiện tại. KRRI đã tích hợp đầy đủ hệ thống với pin nhiên liệu, bộ DC-DC, gói pin và thiết bị tải để thử nghiệm trên mặt đất. Công nghệ hóa hơi tận dụng nhiệt thải và áp suất tự tạo (PBU) cho phép vận hành ổn định mà không cần máy bơm hydrogen lỏng đắt tiền. Dự kiến, các chuyến thử nghiệm tích hợp trên tàu điện hydrogen sẽ được thực hiện vào năm 2026 để xác minh hiệu suất thực tế.

Bối cảnh phát triển này nằm trong chiến lược đồng bộ của Chính phủ Hàn Quốc. Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng và Giao thông (MOLIT) đã đầu tư 32,1 tỷ won (khoảng 24,6 triệu USD) cho dự án phát triển tàu hydrogen, với mục tiêu bắt đầu thử nghiệm từ cuối năm 2027 và thương mại hóa vào năm 2028. MOLIT đã xác định hai tuyến đường sắt không điện khí hóa ở phía bắc Seoul để chạy thử các đoàn tàu hydrogen. Do chưa có quy định cụ thể cho hydrogen lỏng, KRRI đã tiến hành các thử nghiệm trong khuôn khổ "cơ chế thử nghiệm đặc biệt" (regulatory sandbox) và đã được Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng và Tổng công ty Khí đốt Hàn Quốc phê duyệt các kế hoạch quản lý an toàn.

Sự hợp tác giữa các viện nghiên cứu, chính phủ và khu vực tư nhân là điểm mấu chốt. KRRI đã hợp tác với các công ty như Woojin Industrial Systems, Hyundai Rotem và Parity để phát triển hệ thống và pin nhiên liệu. Startup Parity đã nhận được 13 tỷ won (khoảng 10 triệu USD) đầu tư để phát triển công nghệ hydrogen lỏng, không chỉ cho đường sắt mà còn cho máy bay và xe cộ. Ngoài ý nghĩa về thời gian và an ninh năng lượng, phát triển hydrogen lỏng còn có tiềm năng chuyển đổi các đoàn tàu diesel cũ thành phương tiện không phát thải. Quãng đường hoạt động dài hơn giúp hydrogen lỏng trở thành ứng viên sáng giá cho vận tải đường dài, vốn khó thực hiện bằng pin hay hydrogen khí. Mặc dù vẫn còn những thách thức về quy định và hạ tầng, việc chuyển sang hydrogen lỏng có thể tạo ra một bước đột phá thực sự, đưa Hàn Quốc trở thành một trong những quốc gia tiên phong trong lĩnh vực đường sắt sạch.