Sự chuyển mình của Trung Quốc từ một quốc gia có hạ tầng đường sắt lạc hậu thành một cường quốc sở hữu mạng lưới đường sắt cao tốc lớn nhất hành tinh là một trong những kỳ tích công nghệ ấn tượng nhất của thế kỷ 21.
Tính đến cuối năm 2014, Trung Quốc đã vận hành hơn 19.369 km đường sắt cao tốc, con số này lớn hơn tổng chiều dài của tất cả các quốc gia khác trên thế giới cộng lại.
Tuy nhiên, đằng sau những con số khổng lồ và những đoàn tàu mang tên "Phục Hưng" (Fuxing) tự hào là sản phẩm trí tuệ thuần túy của người Trung Quốc, vẫn có cái bóng quá lớn đứng sau họ cho đến tận bây giờ: Siemens.
Giới quan sát cho rằng, sự thành công của Trung Quốc ngày nay có góp phần không nhỏ đến từ Siemens. Là một mắt xích không thể thiếu, Siemens không chỉ là nhà cung cấp linh kiện, mà còn là nguồn cảm hứng đã đặt những viên gạch nền móng đầu tiên. Thậm chí cả khi đạt đến đỉnh cao, Trung Quốc vẫn phải tiếp tục học hỏi và sử dụng công nghệ của tập đoàn đến từ Đức.
Nhưng khách quan mà nói, Trung Quốc không sao chép đơn thuần mà họ "tiêu hóa và hấp thụ" công nghệ một cách có hệ thống, đồng thời có những sáng tạo của riêng mình.
Những bước chân chập chững
Lịch sử đường sắt Trung Quốc không bắt đầu bằng những con tàu hình viên đạn hiện đại. Giấc mơ đường sắt cao tốc hiện đại thực sự nhen nhóm từ chuyến thăm Nhật Bản của cố lãnh đạo Đặng Tiểu Bình vào năm 1978.
Khi ngồi trên tàu Shinkansen, ông đã vô cùng ấn tượng và đặt ra mục tiêu hiện đại hóa hệ thống giao thông quốc gia.
Đến đầu thập niên 1990, các nhà hoạch định chính sách bắt đầu thảo luận về việc xây dựng tuyến đường sắt cao tốc nối Bắc Kinh và Thượng Hải. Vào thời điểm năm 1993, tốc độ tàu hỏa trung bình của Trung Quốc chỉ đạt mức nghèo nàn là 48 km/h, khiến ngành đường sắt liên tục mất thị phần vào tay đường bộ và hàng không.
Trước khi tìm đến các đối tác nước ngoài như Siemens, Trung Quốc đã có một giai đoạn dài nỗ lực tự thân thông qua sáu chiến dịch "Tăng tốc" từ năm 1997 đến 2007. Các chiến dịch này tập trung vào việc nâng cấp đường ray hiện có, điện khí hóa, giảm độ cong của tuyến đường và lắp đặt ray hàn liền. Song song với đó là các dự án thử nghiệm nội địa như đoàn tàu Lanjian (Blue Arrow) năm 2001 và Zhonghua Zhi Xing (China Star) năm 2002.
Mặc dù "China Star" đã đạt được những cột mốc tốc độ nhất định, nhưng về mặt vận hành thương mại, nó là một thất bại. Sự thiếu ổn định trong hệ thống điều khiển và công nghệ vật liệu đã khiến giới lãnh đạo đường sắt Trung Quốc nhận ra rằng: Nếu muốn tiến nhanh, họ không thể tự đi một mình từ con số không. Đây chính là thời điểm chiến lược "công nghệ đổi thị trường" ra đời.
Bước ngoặt mang tên Siemens
Để thực hiện mục tiêu này, Trung Quốc đã tận dụng vị thế là thị trường đường sắt tiềm năng nhất thế giới để buộc các "ông lớn" quốc tế phải chuyển giao những bí mật công nghệ cốt lõi nhất.
Trong cuộc đấu thầu lịch sử năm 2004 cho dự án đường sắt tốc độ trên 200 km/h, bốn tập đoàn hàng đầu thế giới đã tham gia: Alstom (Pháp), Kawasaki (Nhật Bản), Bombardier (Canada) và Siemens (Đức). Ban đầu, Siemens đã giữ một thái độ khá cứng rắn. Do đưa ra mức giá quá cao và không sẵn lòng chia sẻ toàn bộ công nghệ, Siemens là công ty duy nhất bị loại trong đợt thầu năm 2004.
Tuy nhiên, trước sức hút của một thị trường trị giá hàng tỷ đô la, Siemens không thể đứng ngoài cuộc lâu. Sang năm 2005, tập đoàn Đức đã thực hiện một bước đi chiến lược khi tái cấu trúc đội ngũ đàm phán, hạ giá thành và quan trọng nhất là chấp nhận chuyển giao công nghệ sâu rộng cho đối tác Trung Quốc là CNR (nay là CRRC).
Thỏa thuận này quy định Siemens sẽ cung cấp 60 đoàn tàu cao tốc dựa trên nền tảng Velaro nổi tiếng, trong đó chỉ có 3 chiếc đầu tiên được sản xuất tại Đức, 57 chiếc còn lại phải được chế tạo ngay tại nhà máy Đường Sơn, Trung Quốc.
Đây chính là khoảnh khắc mà "DNA" của Siemens bắt đầu thấm sâu vào hệ thống đường sắt cao tốc Trung Quốc. Siemens không chỉ bán tàu; họ đã huấn luyện 1.000 kỹ sư Trung Quốc, mở ra cánh cửa để các chuyên gia bản địa thấu hiểu triết lý thiết kế cơ khí chính xác của người Đức.
Trung Quốc đã học được gì từ Siemens?
Danh tiếng của đường sắt cao tốc Trung Quốc ngày nay được xây dựng dựa trên dòng tàu CRH3 (China Railway High-speed 3). Thực tế, CRH3 chính là phiên bản cải tiến của Siemens Velaro CN, một biến thể của dòng ICE 3 lừng danh đang vận hành tại Đức. Để tạo nên danh tiếng hiện nay, Trung Quốc đã học hỏi và tích hợp những thành phần then chốt từ Siemens.
Giá chuyển hướng là bộ phận quan trọng nhất quyết định độ ổn định và an toàn khi tàu chạy ở tốc độ cao. Siemens đã chuyển giao công nghệ của dòng giá chuyển hướng SF 500, được thiết kế để chịu được tốc độ lên tới 350 km/h.
Trung Quốc đã học cách thiết kế khung thép cường độ cao có khả năng chịu đựng nhiệt độ cực hạn và rung động mạnh. Hệ thống giảm chấn thủy lực và lò xo khí nén giúp tàu duy trì sự êm ái ngay cả khi đi qua các đoạn cong.
Về mặt cải tiến, các kỹ sư Trung Quốc đã tinh chỉnh các thông số lò xo và tỷ số truyền động để phù hợp với tải trọng trục 17 tấn, thấp hơn tiêu chuẩn quốc tế để giảm thiểu áp lực lên đường ray và hạ thấp chi phí bảo trì.
Hệ thống truyền động của Siemens là một kiệt tác về điện tử công suất. Trung Quốc đã tiếp nhận công nghệ biến tần IGBT-VVVF (Insulated Gate Bipolar Transistor - Variable Voltage Variable Frequency) và mô-tơ cảm ứng xoay chiều 3 pha. Khả năng điều khiển công suất kéo cực lớn (lên tới 18,4 MW cho đoàn tàu 16 toa) một cách mượt mà.
Siemens cũng cung cấp các bộ biến tần làm mát bằng nước, giúp duy trì hiệu suất ổn định trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt từ -40 đến 40 độc C. Điều này cực kỳ quan trọng đối với một quốc gia có địa lý đa dạng như Trung Quốc.
Hệ thống điều khiển và thông tin tàu SIBAS 32C của Siemens đóng vai trò là bộ não điều khiển toàn bộ các chức năng của tàu, từ việc tăng tốc đến quản lý năng lượng và chẩn đoán lỗi.
Hệ thống này cho phép tích hợp công nghệ "bản sao kỹ thuật số" hiện đại, giám sát hành trình của tàu trong thời gian thực thông qua hàng ngàn cảm biến.
Tốc độ cao đòi hỏi độ an toàn tuyệt đối. Siemens đã cung cấp hệ thống điều khiển vận hành dựa trên tiêu chuẩn ETCS Level 2 của châu Âu.
Hệ thống này tự động kiểm soát tốc độ tàu dựa trên thông tin nhận được từ các thiết bị đặt dọc đường ray, đảm bảo rằng nếu lái tàu không phản ứng kịp thời trước các biển báo nguy hiểm, tàu sẽ tự động phanh lại.
Dễ dàng nhận thấy, các dòng tàu CRH380BL – những đoàn tàu lập kỷ lục tốc độ thế giới 487,3 km/h – thực chất vẫn mang trong mình bộ gen kỹ thuật của Siemens nhưng đã được người Trung Quốc "ép xung" để đạt được những giới hạn mới.
Những sáng tạo từ Trung Quốc
Không thỏa mãn với việc chỉ là nơi lắp ráp cho phương Tây, Trung Quốc đã thực hiện một chiến lược mà các chuyên gia gọi là "đi tắt đón đầu". Sau khi mua được bản quyền công nghệ từ Siemens, Alstom, Kawasaki và Bombardier, Trung Quốc không chọn đi theo một hệ thống duy nhất. Họ quyết định kết hợp những ưu điểm tốt nhất từ cả bốn nguồn lực để tránh bị lệ thuộc hoàn toàn vào một quốc gia.
Oppo ra mắt điện thoại vượt trội hơn cả iPhone lẫn Samsung ở Việt Nam: Đắt thế này thì xứng đáng hay "ảo giá"?Trong giai đoạn 2008-2011, các công ty Trung Quốc như CNR và CSR (nay sáp nhập thành CRRC) đã huy động hàng chục viện nghiên cứu và trường đại học để mổ xẻ các công nghệ đã nhập khẩu. Họ sử dụng kỹ thuật đảo ngược để hiểu sâu về vật liệu và phần mềm điều khiển, từ đó cải tiến tốc độ chạy tàu vượt ra ngoài các thông số thiết kế ban đầu của nhà sản xuất gốc.
Năm 2009, một tình huống gây tranh cãi đã xảy ra khi Siemens công bố một dự án cung cấp 100 tàu cho tuyến Bắc Kinh - Thượng Hải. Tuy nhiên, Bộ Đường sắt Trung Quốc đã bất ngờ phủ nhận thỏa thuận này, tuyên bố rằng dự án sẽ sử dụng công nghệ của chính Trung Quốc.
Cuối cùng, CNR giành được hợp đồng trị giá 5,7 tỷ USD, trong khi Siemens bị đẩy xuống vị trí nhà cung cấp linh kiện với giá trị chỉ khoảng 1 tỷ USD. Đây là minh chứng rõ nhất cho việc "học trò" đã bắt đầu tự đi trên đôi chân của mình và cạnh tranh trực tiếp với "thầy".
Sự xuất hiện của dòng tàu Fuxing (Phục Hưng) vào năm 2017 đánh dấu việc Trung Quốc hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật riêng, không còn phụ thuộc vào các tiêu chuẩn nước ngoài. Dòng tàu này không chỉ nhanh hơn mà còn có tuổi thọ thiết kế lên đến 30 năm (so với 20 năm của các dòng CRH cũ) và giảm đáng kể lực cản khí động học.
Tuy nhiên, ngay cả ở dòng Fuxing hiện đại nhất, các chuyên gia vẫn nhận thấy sự hiện diện của các thành phần then chốt từ Siemens. Tại sao vậy?
Tại sao đến giờ Trung Quốc vẫn cần Siemens?
Dù đã là nhà sản xuất thiết bị đường sắt lớn nhất thế giới, Trung Quốc vẫn duy trì một mối quan hệ đối tác chiến lược với Siemens. Có nhiều lý do thực tế đằng sau sự lựa chọn này.
Mặc dù Trung Quốc rất giỏi về cơ khí và sản xuất quy mô lớn, nhưng trong các lĩnh vực tinh vi như chip bán dẫn công suất cao và thuật toán điều khiển thời gian thực, Siemens vẫn giữ một khoảng cách công nghệ nhất định. Các bộ biến tần của Siemens được đánh giá là có độ tin cậy và hiệu suất cực cao, giúp giảm chi phí vận hành trong suốt vòng đời của tàu.
Khi Trung Quốc muốn xuất khẩu công nghệ đường sắt cao tốc ra thế giới, việc tích hợp các linh kiện của Siemens giúp sản phẩm của họ dễ dàng đạt được các chứng chỉ an toàn quốc tế, đặc biệt là tại các thị trường khó tính ở châu Âu hay Đông Nam Á. Siemens là một thương hiệu toàn cầu với lịch sử hơn 150 năm, sự hiện diện của họ trong một dự án mang lại niềm tin về mặt kỹ thuật cho các chủ đầu tư.
Hiện nay, mối quan hệ giữa Siemens và ngành đường sắt Trung Quốc đã chuyển sang một giai đoạn mới: hợp tác cùng có lợi. Siemens không chỉ bán linh kiện cho Trung Quốc, mà do áp lực về năng lực sản xuất, tập đoàn Đức đôi khi còn phải mua lại các linh kiện chất lượng cao từ chính CNR để cung cấp cho các dự án khác trên thế giới.
Tôi mở 10 tab cùng lúc trên 6 trình duyệt web để xem cái nào nhẹ nhất: Một cái tên bất ngờ thắng cả ChromeSiemens cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ Trung Quốc đạt được các mục tiêu phát triển bền vững. Thông qua khung DEGREE, Siemens giúp các nhà cung cấp Trung Quốc giảm dấu chân carbon trong quá trình sản xuất thiết bị đường sắt. Điều này cho thấy Siemens không chỉ là nguồn cảm hứng về tốc độ, mà còn là người dẫn dắt về công nghệ xanh trong ngành vận tải.
Nhìn lại hành trình hơn 20 năm phát triển của đường sắt cao tốc Trung Quốc, có thể khẳng định rằng Siemens chính là nguồn cảm hứng và là khởi nguồn quan trọng nhất cho sự bay cao của ngành công nghiệp này.
Việc Trung Quốc vẫn tiếp tục sử dụng công nghệ và linh kiện của Siemens không phải là biểu hiện của sự yếu kém, mà là một sự lựa chọn thông minh để duy trì tính ổn định, an toàn và uy tín quốc tế. Siemens, với vai trò là người tiên phong, đã cung cấp những chuẩn mực khắt khe nhất về kỹ thuật, trong khi Trung Quốc cung cấp một môi trường thực nghiệm khổng lồ và năng lực sản xuất vô song.
