Đường sắt cao tốc là giải pháp thay thế hiệu quả nhất thay cho hàng không cho hành trình dài tới 1.120km. Kể từ những năm 1980, hàng trăm tỷ USD được đầu tư vào các tuyến đường sắt cao tốc, công suất lớn trên khắp châu Âu và châu Á, trong đó đi đầu là hệ thống Shinkansen của Nhật Bản và TGV của Pháp.

Trong thập kỷ qua, Trung Quốc vươn lên trở thành quốc gia số một trong phát triển đường sắt cao tốc. Bắc Kinh cho xây dựng mạng lưới đường sắt mới dài 38.000 km tới mọi nơi trên đất nước.

Tây Ban Nha, Đức, Italy, Bỉ và Anh đang mở rộng mạng lưới đường sắt châu Âu và những quốc gia khác sẽ tiếp tục mở rộng vào những năm 2030. Năm 2018, châu Phi khai thác tuyến đường sắt cao tốc đầu tiên Al-Boraq ở Morocco. Ai Cập dự kiến khai trương tuyến đầu tiên trước khi thập niên 2020 kết thúc.

Hàn Quốc, Arab Saudi, Đài Loan cũng mở nhiều tuyến đường cao tốc. Ấn Độ, Thái Lan, Nga và Mỹ nằm trong nhóm các quốc gia cam kết xây dựng các tuyến đường sắt mới, nơi tàu sẽ di chuyển giữa các thành phố lớn với tốc độ hơn 250 km/h.

Tàu đệm từ Thượng Hải

Tàu đệm từ Thượng Hải. Đây là tàu chở khách nhanh nhất thế giới, đồng thời là tuyến duy nhất trên thế giới sử dụng công nghệ đệm từ thay vì bánh xe chạy trên đường ray thép. Tuyến đường kết nối sân bay Phố Đông ở Thượng Hải với ga Long Dương ở trung tâm thành phố, với tốc độ tối đa 460 km/h, vượt qua hành trình 30 km trong 7 phút 30 giây.

Dựa theo công nghệ của Đức, các toa tàu di chuyển dọc theo đường sắt trên cao với nam châm cực mạnh mang lại cảm giác êm ái cho hành khách. Sử dụng kinh nghiệm sau hơn 10 năm vận hành, Trung Quốc hiện tự phát triển công nghệ tàu đệm từ với vận tốc lên tới 600 km/h và đặt tham vọng phát triển mạng lưới đường sắt đệm từ khắp đất nước, trong đó có tuyến Hàng Châu - Thượng Hải.

Chuyến tàu CR400 Phục Hưng

Ngoài mạng lưới đường sắt cao tốc dài nhất thế giới, Trung Quốc hiện có các chuyến tàu theo lịch trình nhanh nhất hành tinh. Chuyến tàu CR400 Phục Hưng vận hành thương mại ở tốc độ tối đa 350 km/h nhưng có thể lên tới 420 km/h khi thử nghiệm. Tàu Phục Hưng phát triển từ thế hệ tàu cao tốc cũ dựa theo công nghệ nhập khẩu từ châu Âu và Nhật Bản.

Tàu dài 16 toa, sức chứa tối đa 1.200 hành khách, tích hợp nhiều tính năng như thiết bị giải trí tại chỗ, màn hình cửa kính thông minh, sạc không dây, "cabin thông minh", thậm chí có cả tàu được thiết kế hoạt động trong thời tiết khắc nghiệt và vận hành tự động.

Các chuyến CR400 nhanh nhất đang được triển khai trên các tuyến chính là Bắc Kinh - Thượng Hải - Hongkong và Bắc Kinh - Cáp Nhĩ Tân.

ICE

ICE (Tàu tốc hành nội đô), là thương hiệu nổi tiếng thế giới của Đức, gồm một nhóm các loại tàu cao tốc triển khai trên nhiều tuyến đường.

ICE3 hay còn gọi là White Worm (Sâu trắng), là dòng tàu nhanh nhất với tốc độ 330 km/h, được vận hành từ những năm 1999. Tàu được chế tạo để vận hành trên tuyến cao tốc Cologne - Frankfurt dài 180 km, rút ngắn thời gian đi lại giữa hai thanh phố từ 2,5 tiếng xuống 62 phút năm 2002.

Tốc độ hoạt động bình thường của tàu là 300 km/h, nhưng ICE3 có thể tăng tốc lên 330 km/h khi trễ giờ. Vận tốc tối đa đạt 228 km/h khi thử nghiệm. Chìa khóa vận hành ICE3 là 16 động cơ điện lắp đặt ở toàn bộ đoàn tàu dài 8 toa, công suất 11.000 mã lực.

Đội tàu ICE3 vận hành khắp nước Đức và một số tuyến quốc tế, kết nối các thành phố lớn của Đức với Paris, Amsterdam và Bussels. Thiết kế này cũng được sử dụng làm cơ sở phát triển dòng tàu cao tốc Velaro của Siemens, dòng tàu bán cho Tây Ban Nha, Nga, Thổ Nhĩ Kỳ, Trung Quốc và Eurostar để xây dựng các tuyến tàu vận tải quốc tế thế hệ thứ hai.

Tàu TGV

Nước Pháp từ lâu đã nổi tiếng với những chuyến tàu cao tốc lên tới 574,8 km/h thiết lập từ năm 2007. Với tốc độ 15m/s, gần gấp đôi tốc độ vận hành theo lịch trình bình thường, dịch vụ đường sắt TGV của Pháp được thế giới công nhận là nhà tiên phong trên lĩnh vực đường sắt cao tốc.

Ngành đường sắt Pháp từng bước vượt qua giới hạn tốc độ của tàu bình thường từ Thế Chiến II, phá vỡ kỷ lục năm 1955 là 331 km/h, năm 1981 là 380 km/h, năm 1990 là 515,3 km/h.

Ngày nay, các chuyến tàu tốc độ cao kết nối Paris với Lyon, Marseille, Bordeaux, Nantes, Strasbourg, Lille, Brussels và London, với các chuyến tàu lên tới 320 km/h. Trong 40 năm qua, mạng lưới đường sắt mở rồng, nhiều thế hệ tàu cao tốc mới ra đời.

Những đoàn tàu TGV màu cam đại diện thập niên 1980 đã nhường chỗ cho các đoàn tàu Duplex tiên tiến công suất cao, hoạt động ở các nước láng giềng như Đức, Thụy Sĩ, Tây Ban Nha. TGV-M, thế hệ tàu hai tầng, đang được thử nghiệm và dự kiến vận hành từ năm 2024.

Pháp cũng thành công xuất khẩu công nghệ đường sắt cao tốc ra khắp thế giới. Công nghệ TGV được bán cho Tây Ban Nha, Hàn Quốc, Đài Loan, Morocco, Italy và Mỹ trong suốt 30 năm qua.

Tàu Shinkansen

Nhật Bản giới thiệu ra thế giới khái niệm mới về đường sắt cao tốc vào năm 1964 và tiếp tục là quốc gia dẫn đầu toàn cầu, vượt qua giới hạn tốc độ, công suất và độ an toàn trên các tuyến Shinkansen.

Đa số tàu Shinkansen đang vận hành với tốc độ tối đa 300 km/h, riêng "Tàu viên đạn" E5 thuộc Đường sắt Đông Nhật Bản chạy với tốc độ 320 km/h trên tuyến Tohoku Shinkansen từ phía bắc Tokyo tới Shin-Aomori.

Mỗi đoàn tàu có 731 ghế ngồi và 32 động cơ cảm ứng điện, tổng công suất 12.900 mã lực. Tàu chế tạo bằng hợp kim nhôm nhẹ, sử dụng hệ thống treo chủ động cho phép tàu vượt qua khúc cua với vận tốc cao hơn.

Mũi tàu dài, được thiết kế nhằm giảm tiếng ồn tạo ra mỗi khi tàu đi qua đường hầm ở tốc độ cao. Tàu được giới thiệu từ năm 2011 và tới năm 2016 đã triển khai trên các tuyến ở phía bắc Aomori, kết nối với Honshu, hòn đảo chính của Nhật, bằng đường hầm Seikan dài 54 km dưới eo biển Tsugaru.

Tàu Al-Boraq

Tuyến đường sắt cao tốc đầu tiên và duy nhất tới nay ở châu Phi bắt đầu vận hành từ tháng 11/2018, nối thành phố cảng Tangier với Casablanca ở Morocco.

Chuyến tàu được đặt tên là Al-Boraq, theo tên vật cưỡi mặt người, thân ngựa và có cánh của nhà tiên tri Muhammad. Đây là tuyến đường hoạt động trong giai đoạn một của kế hoạch phát triển mạng lưới đường sắt tốc độ cao dài 1.500 km của Morocco.

Các toa tàu TGV Euroduplex do Pháp chế tạo hoạt động với tốc độ lên tới 320 km/h trên tuyến đường dài 186 km nối Tangier và Kenitra. Kế hoạch hai tỷ USD cũng nâng cấp tuyến đường sắt dài 137 km hiện có giữa Rabat và Casablanca để vận hành tàu tốc độ cao hơn, giảm thời gian hành trình từ 4 tiếng 45 phút xuống còn hai tiếng 10 phút.

Sau khi tuyến đường sắt mới ddeesn Casablanca hoàn thành, thời gian di chuyển sẽ giảm xuống còn 90 phút. Al-Boraq cũng giữ kỷ lục về tốc độ đường sắt ở châu Phi. Trong lần thử nghiệm năm 2017 trước khi vận hành thương mại, một trong 12 đoàn tàu do Alstom chế tạo đạt tốc độ gần 357 km/h trên tuyến mới, gấp đôi tốc độ của mọi chuyến tàu tốc độ cao nhất đang vận hành khắp lục địa châu Phi.

Tàu S-103

Tây Ban Nha gia nhập các quốc gia có tàu cao tốc từ năm 1992, sử dụng công nghệ TGV nhập khẩu của Pháp. Kể từ đó, họ bắt đầu phát triển hệ thống tàu siêu tốc riêng và xây dựng mạng lưới đường sắt chuyên dụng dài nhất châu Âu, tỏa ra từ Madrid tới Seville, Malaga, Valencia, Galicia và Barcelona.

AVE, viết tắt của Tốc độ cao Tây Ban Nha, cũng có nghĩa là chim trong tiếng Tây Ban Nha, vận hành thương mại ở tốc độ tối đa 310 km/h. Niềm tự hào của Tây Ban Nha là các đoàn tàu S-102 Tago, S-103 Velaro, thế hệ gần giống tàu ICE3 của Đức nhưng mạnh hơn.

S-103 đạt tốc độ tối đa 350 km/h, sức chứa 404 ghế ngồi, kết nối hai thành phố lớn nhất Tây Ban Nha cùng hệ thống tàu cao tốc Talgo S-102. Tháng 7/2006, một đoàn tàu S-103 đã lập kỷ lục vận tốc 404 km/h, lập kỷ lục thế giới khi đó với tàu chở khách thương mại.

Suốt nhiều thập kỷ, đường sắt Tây Ban Nha nổi tiếng hay trễ giờ, chạy chậm, nhưng 30 năm qua, AVE đã thay đổi, mở rộng hệ thống đường sắt tới mọi ngóc ngách của đất nước. Công ty này đang đối mặt thách thức từ hai đối thủ mới được đường sắt quốc gia Pháp và Italy hậu thuẫn. Ouigo Espana đưa ra lựa chọn tàu cao tốc giá rẻ, sử dụng tàu TGV của Pháp, còn Iryo triển khai tàu Mũi tên đỏ của Italy nhắm đến dịch vụ cao cấp.

Đường sắt tốc độ cao của Hàn Quốc

Từ năm 2004, Hàn Quốc mở rộng mạng lưới đường sắt cao tốc nhanh chóng, bỏ qua những tuyến đường cũ ở địa hình hiểm trở làm chậm thời gian di chuyển và không có tính cạnh tranh.

Bắt đầu bằng tuyến Seoul - Busan năm 2004, các chuyến tàu KTX có thể vận hành với tốc độ lên tới 330 km/h dù giới hạn bình thường là 305 km/h. Tàu KTX-I thế hệ đầu tiên dựa theo công nghệ TGV của Pháp, đã giảm thời gian di chuyển tuyến Seoul - Busan từ hơn 4 tiếng xuống còn hai tiếng 15 phút.

Hàn Quốc cùng Nhật Bản, Pháp và Trung Quốc 4 nước trên thế giới phát triển tàu đường sắt khả năng chạy tốc độ hơn 420 km/h. Mẫu tàu thế hệ mới HEMU-430X đạt tốc độc 521,4 km/h vào những năm 2013, phá kỷ lục cũ của Hàn Quốc là 352,4 km/h do tàu KTX HSR-350x thế hệ hai thiết lập.

Những mẫu tàu mới nhất sử dụng công nghệ Hàn Quốc tự phát triển, có khoang tàu đóng kín bằng áp suất, lắp kính ba lớp giảm tiếng ổn và loại cảm giác khó chịu khi đi vào đường hầm.

Với tối đa hai chuyến khởi hành mỗi tiếng trên các tuyến đường chính và đoàn tàu lên tới 20 toa, KTX là hệ thống giao thông công cộng tốc độ cao vận chuyển hàng trăm triệu lượt hành khách mỗi năm. Tàu KTX cũng vận hành các tuyến nối Seoul với Gwangju, Mokpo và Yeosu ở phía nam đất nước, nối Gangneung ở phía đông bắc, nơi đăng cai Thế vận hội Mùa đông Pyeongchang năm 2018.

Tàu Mũi tên Đỏ

Tàu Mũi tên Đỏ của công ty đường sắt quốc gia Italy bắt đầu vận hành từ năm 2017 khi đối thủ tung ra sản phẩm mới. Tàu đạt tốc độ tối đa 400 km/h, công suất 10.000 mã lực, vận tốc chở khách tối đa theo giấy phép là 360 km/h.

Đoàn tàu dài 200 m, sức chứa 457 ghế theo 4 hạng vé, từ tiêu chuẩn tới cao cấp. Hạng cao nhất chỉ có 10 ghế ngả và phục vụ ăn uống tại chỗ. Các dịch vụ của Mũi tên Đỏ hoạt động khắp mạng lưới đường sắt tốc độ cao hình chữ T của Italy, nối Turin, Milan và Venice ở phía bắc với Bologna, Florence, Rome và Naples.

Hệ thống đường sắt cao tốc ở Arab Saudi

Nắng nóng, bão cát không phải là môi trường hoạt động lý tưởng cho tàu điện cao tốc, nhưng Công ty Đường sắt Cao tốc Haramain của Arab Saudi vẫn hoạt động, kết nối thánh địa Mecca và Medina với vận tốc 300 km/h.

Công ty sử dụng 35 đoàn tàu Talgo do Tây Ban Nha chế tạo, được điều chỉnh để phù hợp với địa hình và khí hậu sa mạc lên tới 50 độ C. Tàu chỉ mất hai tiếng để vận chuyển hành khách trên quãng đường 459 km.

Mỗi đoàn tàu có 13 toa, sức chứa 417 hành khách, công suất 60 triệu hành khách mỗi năm. Kể từ khi vận hành năm 2018, tuyến đường sắt này đã trở thành dịch vụ phổ biến để di chuyển giữa Medina và Mecca, tuyến đường mất 10 tiếng di chuyển bằng ôtô.