Cuộc đua ‘đường sắt xanh’

Một số quốc gia phát triển trên thế giới hướng tới “phủ xanh” các tuyến đường sắt bằng năng lượng Mặt trời và các nguồn năng lượng tái tạo khác.

Người Ai Cập cổ đại phát minh robot đầu tiên trên thế giới cách đây 4.000 năm Công nghệ mới của Australia giúp nông dân bảo quản rau quả Doanh nghiệp sản xuất đổi mới ra sao để không bị thay thế?

Đoàn tàu chạy bằng năng lượng hydro của Đức. (Nguồn: PV Magazine)

Xu hướng chuyển đổi này giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide (CO₂) của mạng lưới đường sắt, góp phần bảo vệ môi trường, hạn chế những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu.

Đường sắt từ năng lượng Mặt trời

Ngày 1/4, công ty đường sắt hàng đầu Nhật Bản Tokyu Railway bắt đầu chuyển các chuyến tàu chạy qua Shibuya và một số ga sang sử dụng năng lượng Mặt trời hoặc các nguồn năng lượng tái tạo khác. Điều này có nghĩa là lượng khí thải CO₂ của mạng lưới đường sắt khổng lồ của Tokyu bao gồm bảy tuyến tàu hỏa và một tuyến xe điện hiện ở mức 0. Thậm chí, hệ thống chiếu sáng, các máy bán đồ uống tự động và màn hình camera an ninh tại các tuyến đường sắt này cũng hoàn toàn được “phủ xanh”.

Mạng lưới đường sắt Tokyu kéo dài hơn 100km, phục vụ 2,2 triệu người đi lại mỗi ngày. Tokyu là công ty đường sắt đầu tiên ở xứ hoa anh đào đạt mục tiêu khí thải CO₂ bằng 0, mức giảm khí thải của công ty này tương đương với lượng khí thải trung bình hàng năm của 56.000 hộ gia đình Nhật Bản.

Công ty điện lực Tokyo cho biết, các nguồn năng lượng tái tạo để vận hành các chuyến tàu Tokyu bao gồm năng lượng Mặt trời, gió, thủy điện và địa nhiệt.

Nhật Bản hiện là quốc gia phát thải CO₂ lớn thứ sáu trên thế giới và đang đặt mục tiêu trung hòa CO₂ vào năm 2050. Theo Viện chính sách năng lượng bền vững (một tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận có trụ sở tại Tokyo) hiện nay, khoảng 20% lượng điện của Nhật Bản đến từ các nguồn năng lượng tái tạo, thua xa so với 84% của New Zealand. New Zealand thậm chí còn đặt mục tiêu sử dụng 100% năng lượng tái tạo vào năm 2035.

Tại châu Á, ngành đường sắt Ấn Độ nỗ lực khai thác tiềm năng to lớn từ năng lượng Mặt trời. Từ năm 2017, lần đầu tiên ở New Delhi, nước này đã đưa vào thử nghiệm tàu hỏa chạy bằng năng lượng Mặt trời. Việc sử dụng năng lượng Mặt trời trong ngành đường sắt giúp Ấn Độ giảm thiểu phụ thuộc vào nguồn dầu diesel nhập khẩu tốn kém. Dự án này cũng được kỳ vọng sẽ đem lại những tác động tích cực đến môi trường.

Theo Cục đường sắt Ấn Độ, các tuyến đường sắt chạy bằng năng lượng Mặt trời có thể giúp nước này tiết kiệm khoảng 124.000 Rupee (khoảng hơn 1.500 USD) trên mỗi toa tàu một năm. Lượng giảm tiêu thụ dầu diesel có thể lên đến 90 nghìn lít và lượng khí thải CO₂ cũng giảm hơn 200 tấn mỗi năm.

Ngành đường sắt Ấn Độ cũng đang tiến hành triển khai một số tuyến tàu hỏa chạy bằng khí thiên nhiên nén tại tiểu bang Delhi. Đây cũng là giải pháp hữu hiệu để tiết kiệm nhiên liệu và chi phí.

Ứng dụng từ năng lượng sạch

Nếu thế kỷ XX là thời đại của kinh tế năng lượng hóa thạch, chủ yếu sử dụng dầu, thì thế kỷ XXI mở ra kỷ nguyên của năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường, điển hình là hydro. Điện được cung cấp từ pin nhiên liệu hydro được sử dụng cho động cơ của nhiều phương tiện giao thông, tạo ra thế hệ phương tiện giao thông mới hoàn toàn không phát thải.

Tháng 8/2018, Đức trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới đưa vào hoạt động thử nghiệm một tuyến đường sắt chạy hoàn toàn bằng hydro, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực vận tải đường sắt “xanh”.

Theo tính toán của các chuyên gia, 1kg nhiên liệu hydro có thể hoạt động tương tự như khoảng 4,5 kg dầu diesel. Các đoàn tàu hydro không tạo ra khí thải và có tiếng ồn nhỏ, chỉ có hơi nước và nước ngưng tụ thoát ra từ ống xả với vận tốc tối đa 140 km/h và chở được khoảng 300 hành khách mỗi lượt và vận hành trong khoảng 1.000km. Các trạm tiếp nhiên liệu hydro được xây ven tuyến đường.

Ngày 24/8/2022, Tập đoàn công nghiệp lớn Alstom của Pháp đã bàn giao 14 đoàn tàu trị giá 93 triệu USD cho bang Lower Saxony của Đức. Đội tàu này sẽ thay thế các đầu máy diesel và sẽ được triển khai trên tuyến đường sắt dài khoảng 100 km kết nối bốn thành phố Bremerhaven, Bremervoerde, Buxtehude và Cuxhaven gần Hamburg. Tuyến đường sắt chạy bằng hydro được kỳ vọng giúp giảm khoảng 4.400 tấn khí thải CO₂ mỗi năm.

Tàu chạy bằng nhiên liệu hydro đã trở thành một phương tiện để “xanh hóa” ngành đường sắt, thay thế dầu diesel vốn vẫn cung cấp năng lượng cho 20% hành trình di chuyển ở Đức.

Sự thành công của công nghệ chạy tàu bằng hydro ở Đức đã thu hút nhiều sự quan tâm của các nước phát triển.

Tháng 6/2019, Vương quốc Anh cho ra mắt “Hydroflex”, tàu chạy bằng hydro đầu tiên của nước này tại Trung tâm Công nghệ đường sắt Quinton, một cơ sở thử nghiệm gần thị trấn Stratford-upon-Avon.

Các kỹ sư chế tạo Hydroflex thuộc Đại học Birmingham và Công ty đường sắt Porterbrook của Anh cho rằng, năng lượng hydro có thể là câu trả lời cho việc giảm thiểu CO2 mà không phải mất nhiều chi phí điện khí hóa cơ sở hạ tầng đường sắt (ước tính kinh phí để điện khí hóa một km đường ray có thể tiêu tốn từ 965 nghìn đến 1,3 triệu USD). Tuy nhiên, các đoàn tàu chạy bằng hydro lại ít tốn kém vì chúng không yêu cầu kinh phí đại tu và bảo dưỡng lớn, một yếu tố đặc biệt có lợi trên các tuyến đường dài.

Hiện nay, theo Viện Kỹ thuật cơ khí Anh, nước này đã có 42% hạ tầng đường sắt được điện khí hóa, sẵn sàng để các đoàn tàu sử dụng nguồn năng lượng sạch đi vào hoạt động.

Cuối năm 2019, Mỹ tham gia “cuộc đua”. Chuyến tàu chạy bằng hydro đầu tiên của Mỹ mang tên “Flirt” được Cơ quan Giao thông vận tải hạt San Bernardino đặt hàng thuộc Dự án đường sắt chở khách Redlands, nối liền khoảng cách 14,5 km giữa thành phố Redlands và ga Metrolink của hạt San Bernardino.

Đoàn tàu có thể chở tới 108 hành khách và chạy với tốc độ tối đa 130 km/giờ. Đây là sự kiện đánh dấu mốc quan trọng cho ngành đường sắt Mỹ trong việc áp dụng công nghệ không phát thải.