Tây Ban Nha xây dựng tàu hỏa hydro cao tốc đầu tiên trên thế giới – Công nghệ đường sắt chạy bằng hydro
Công nghệ đường sắt chạy bằng hydro bắt đầu cách đây khoảng 20 năm với các thí nghiệm của Nhật Bản và một đầu máy xe lửa ngầm nhỏ của Hoa Kỳ sử dụng pin nhiên liệu để không phải ngừng hoạt động để sạc pin. Kể từ đó, sức kéo đường sắt điện hóa hydro đã phát triển thành xe điện, tàu hỏa đi lại và liên tỉnh, và đầu máy xe lửa chuyển mạch và chở hàng.
Đầu năm nay, gã khổng lồ xây dựng tàu hỏa Tây Ban Nha, Patentes Talgo SL hay chỉ là “Talgo,” đã tiến hành đưa tàu thủy lực— tàu điện thủy lực —qua vạch đích. Talgo của Tây Ban Nha chuẩn bị xây dựng những đoàn tàu thủy lực tốc độ cao đầu tiên, được công ty tư vấn kỹ thuật Ineco vinh danh là mạng lưới đường sắt cao tốc hiệu quả nhất châu Âu vào tháng 11 năm ngoái. Đây sẽ là một thành tựu nữa của Tây Ban Nha. Liệu đây có phải là khởi đầu cho quá trình chuyển đổi rộng rãi hơn sang đường sắt chạy bằng hydro? Và những bánh răng nào cần phải chuyển động để biến điều này thành hiện thực?
Talgo không phải là lần đầu tiên Tây Ban Nha tham gia vào hydrrail. Năm 2006, Tiến sĩ Carlos Navas, khi đó là Giám đốc kỹ thuật của công ty khởi nghiệp hydrrail, NTDA Energìa, đã tham dự Hội nghị Hydrail quốc tế lần thứ hai tại Đan Mạch. Ngay sau đó, ông đã mở một văn phòng NTDA Energìa tại Raleigh, Bắc Carolina. Sau đó, tại Brussels, ông đứng đầu Dự án chung về pin nhiên liệu và hydro của Cộng đồng châu Âu. Năm 2008, Tiến sĩ Navas đã tổ chức Hội nghị Hydrail quốc tế lần thứ tư tại Valencia. Một trong những xe điện hydrrail đầu tiên đã được trình diễn tại miền Bắc Tây Ban Nha bởi tuyến đường sắt khổ hẹp FEVE vào năm 2011.
Dự án của Talgo sẽ giới thiệu khả năng vận chuyển bằng hydro. Trong thế giới thủy lực, “tốc độ cao” đánh dấu sự tương đương với việc phát triển từ các thiết bị bóng bán dẫn được nối bằng tay sang các chip tích hợp.
Stan Thompson , Đồng sáng lập của Mooresville Hydrail Initiative giải thích
“Hầu hết những người tiên phong về đường sắt thủy lực trong giới học thuật và ngành đường sắt đều không ngờ rằng đường sắt thủy lực tốc độ cao lại xuất hiện sớm như vậy,”
“Yếu tố giới hạn quy mô với hydrrail là lượng hydro có thể mang theo để tạo ra năng lượng điện cung cấp năng lượng cho phương tiện. Một phương tiện đường sắt hoặc tàu hỏa càng nặng và nhanh thì càng khó để lưu trữ đủ hydro trên tàu để di chuyển đủ nhanh và đủ xa.”
OHC được phát minh tại St. Petersburg, Nga, vào đầu những năm 1880. Hiện đã 144 năm tuổi, nó đã được sử dụng lâu hơn khoảng hai mươi năm so với toàn bộ lịch sử đường sắt hơi nước của Mỹ.
OHC đã được chứng minh và bền bỉ. Nơi nó đã được triển khai, nó có khả năng sẽ tiếp tục được sử dụng cho đến khi chi phí vốn để tân trang lại hoặc chi phí nhân công cao để bảo trì biện minh cho việc thay thế nó bằng hệ thống thủy lực không dây.
Nhưng có hai lý do chính khiến OHC, mặc dù có nhiều ưu điểm, vẫn không được sử dụng ở khắp mọi nơi: nó xấu và rất tốn kém.
Thompson giải thích
“Ở những thành phố, nơi hàng tỷ đô la đã được chi ra để chôn hệ thống điện và thông tin liên lạc khỏi tầm nhìn, các cột OHC, thanh giằng và dây điện cao thế chỉ còn là những thứ lạc hậu, phản cảm,”
“Yếu tố chính hạn chế việc triển khai OHC là chi phí vốn và bảo trì cao. Trên thực tế, chi phí cho toa xe OHC thấp hơn một chút so với thiết bị chạy bằng dầu diesel hoặc thủy lực tự cung cấp năng lượng”, ông nói. “Nhưng chi phí cho nhà máy cố định cần thiết để cung cấp năng lượng cho động cơ kéo trên xe là rất lớn”.
Để so sánh, một trạm nạp hydro bên đường ray có thể tốn hai triệu đô la; rất nhiều—nhưng nó cung cấp năng lượng cho toàn bộ tuyến đường. Cùng chi phí đó cho OHC chỉ cung cấp điện cho khoảng 900 feet đường ray. Và, sau khi lắp đặt, chi phí bảo trì OHC lên tới khoảng 150.000 đô la cho mỗi dặm mỗi năm.
Vì vậy, điện khí hóa đòi hỏi rất nhiều lưu lượng giao thông và doanh thu để có thể chi trả được. Điều đó chuyển thành mật độ dân số cao, đó là lý do tại sao hầu hết mạng lưới đường sắt của Châu Âu có thể biện minh cho việc điện khí hóa.
Trung Quốc cũng có mật độ dân số cao và cho đến gần đây, nền kinh tế đang bùng nổ cho phép họ chi 37.900 km đường sắt cao tốc OHC. Nhưng nếu đường sắt cao tốc của Talgo cho phép Thế giới mới "không cần dây", nó có thể đóng vai trò là chất xúc tác cho việc áp dụng thêm tàu chạy bằng hydro.
Với chỉ 90 người trên một mét vuông, Tây Ban Nha là quốc gia có mật độ dân số thấp nhất ở Tây Âu, ngoại trừ Ireland. So sánh 90 người/Km2 của Tây Ban Nha với 233 người/Km2 của Đức, với 277 người/Km2 của Vương quốc Anh hoặc với 121 người/Km2 của Pháp, và không có gì ngạc nhiên khi Tây Ban Nha và Talgo muốn trở thành quốc gia đầu tiên ở châu Âu phát triển dịch vụ đường sắt thủy lực tốc độ cao không phát thải carbon.
Nhưng với mật độ chỉ 90/Km2 , dân số Tây Ban Nha thực sự đông đúc khi so sánh với 37 người/Km2 của Hoa Kỳ hoặc 4,2 người/Km2 của Canada . Ý chí của Tây Ban Nha trong việc giải quyết vấn đề kỹ thuật mật độ H2 theo thể tích khó khăn có thể thay đổi hoàn toàn trò chơi điện khí hóa cho những không gian tương đối rộng mở của Hoa Kỳ và Canada.
Vào thời kỳ đỉnh cao năm 1930, quá trình điện khí hóa đường ray của Hoa Kỳ đạt đỉnh ở khoảng 3.100 dặm đường ray. Ngày nay, con số đó giảm xuống còn khoảng 1.778 dặm. Nhưng tổng lượng đường ray của Hoa Kỳ cũng giảm đáng kể: khoảng 140.000 dặm, so với 249.000 dặm vào năm 1930 khi tàu hỏa—không phải máy bay hay đường cao tốc liên bang—là phương tiện chính để di chuyển liên thành phố.
Dân số tăng; mối quan ngại về khí hậu; tình trạng tắc nghẽn nhà ga sân bay; sự phản đối việc mở rộng sân bay; sự quan tâm đến việc lái xe giảm sút; và sự phát triển của các cộng đồng liên đô thị đều làm tăng sức hấp dẫn của mạng lưới đường sắt cao tốc và khu vực kết nối của Hoa Kỳ.
Tàu chạy bằng pin nhiên liệu hydro đầu tiên của Hoa Kỳ đã khai trương vào năm nay giữa San Bernardino và Redlands, California. Tàu FLIRT San Bernardino của hãng sản xuất tàu thủy Stadler của Thụy Sĩ đã đạt kỷ lục thế giới là 3.000km mà không cần tiếp nhiên liệu.
Thompson của Sáng kiến Mooresville Hydrail, đơn vị bắt đầu tích hợp các nỗ lực của những người tiên phong trong lĩnh vực đường sắt chạy bằng hydro quốc tế vào năm 2005 cho biết,
“Nếu OHC có thể được thay thế bằng nguồn điện trên tàu, đường sắt cao tốc sẽ sớm xuất hiện và được triển khai rộng rãi hơn nhiều,”
“Talgo sắp đưa Hydrail về đích.”
“Trong nhiều năm,” Thompson nói ,
“Các chuyên gia đường sắt cho rằng tàu thủy chở hàng không thể tiếp cận được vì không thể đưa đủ H2 lên tàu .
Hiện nay, Canadian Pacific Kansas City và CSX Railway đã thông báo rằng họ sẽ bán các bộ dụng cụ đường sắt khác để chuyển đổi đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel sang chạy bằng hydro.”
Thompson đã đặt ra thuật ngữ nghệ thuật “hydrrail” vào năm 2003 để chứng minh rằng việc đưa hydro vào ngành đường sắt là một sự thay đổi lớn tương đương với việc thay thế hơi nước bằng dầu diesel trong những năm 1920-1940.
Tây Ban Nha xây dựng tàu thủy cao tốc đầu tiên trên thế giới – Công nghệ đường sắt chạy bằng hydro
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
