Hoạt động vận tải đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống xã hội và kinh tế toàn cầu, vận chuyển hàng hóa và hành khách giữa các khu vực, tạo điều kiện phát triển kinh tế và thúc đẩy hội nhập quốc tế. Trong hơn một thế kỷ qua, các phương tiện vận tải gắn liền với nhiên liệu hóa thạch và động cơ đốt trong. Tuy nhiên, tương lai đang định hình lại các phương tiện vận tải theo xu hướng bền vững, số hóa cùng nhiều công nghệ mới như hệ thống tự hành, sử dụng động cơ điện và hydro,...
Hoạt động vận tải đề cập đến các hệ thống, phương thức vận tải (đường bộ, đường sắt; đường thủy; hàng không) và cơ sở hạ tầng được thiết kế để hỗ trợ, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển hành khách và hàng hóa. Việc đổi mới và phát triển công nghệ giúp các phương thức vận tải trở nên hiệu quả và bền vững hơn, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, tăng cường kết nối toàn cầu và đảm bảo yêu cầu tiếp cận công bằng với các cơ hội.
Ba phương thức vận tải chính thường được sử dụng nhất là: vận tải đường bộ, vận tải đường biển và vận tải đường hàng không.
- Vận tải đường bộ: sử dụng các phương tiện thô sơ và xe cơ giới, tàu hỏa,… để di chuyển theo mạng lưới đường bộ, đường sắt. Vận tải đường bộ là một hoạt động không thể thiếu trong cuộc sống, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại và hoạt động thương mại, từ các khu vực đông dân cư, đến những khu vực xa xôi hẻo lánh.
- Vận tải đường thủy: sử dụng tàu và phà để vận chuyển hàng hóa và hành khách qua các vùng nước, trên các tuyến đường biển để kết nối các khu vực khác nhau trên thế giới. Vận tải đường biển cho phép vận chuyển khối lượng hàng hóa lớn, với chi phí hiệu quả, trên những khoảng cách xa nên đã trở thành xương sống của mạng lưới thương mại toàn cầu.
- Vận tải đường hàng không: sử dụng máy bay, trực thăng, máy bay không người lái để vận chuyển người và hàng hóa giữa các vị trí cách xa nhau thông qua các sân bay. Nhờ đạt được tốc độ cao, vận tải hàng không trở thành một trong những phương thức di chuyển đường dài nhanh nhất và là dịch vụ thiết yếu khi cần tối ưu thời gian và tăng kết nối toàn cầu.
Ba phương thức vận tải nêu ở trên đã và đang trải qua quá trình đổi mới sâu sắc, thúc đẩy bởi nhu cầu của thị trường và những tiến bộ công nghệ quan trọng.
Đổi mới công nghệ cho các phương thức vận tải
Theo Báo cáo “Technology Trends: Future of Transportation”, thông qua phân tích các ấn phẩm khoa học, sáng chế, báo cáo xu hướng thị trường và chiến lược phát triển của chính phủ các quốc gia, WIPO đã chỉ ra 2 xu hướng công nghệ lớn được ứng dụng trong các phương thức vận tải đang trên đà tăng trưởng là Tính bền vững và Số hóa. Trong đó, Tính bền vững có 2 xu hướng chính là Động cơ bền vững (Sustainable Propulsion) và Tự động hóa và tuần hoàn (Automation and Circularity); còn Số hóa có 2 xu hướng chính là Truyền thông và an ninh (Communication and Security) và Giao diện người – máy (Human–Machine Interface). Cũng theo WIPO, phân tích dữ liệu sáng chế cho thấy các công nghệ này đang có tốc độ phát triển nhanh chóng, đặc biệt là Động cơ bền vững và Truyền thông và an ninh.
Tình hình công bố sáng chế của 4 xu hướng công nghệ ứng dụng trong các phương thức vận tải, giai đoạn 2000-2023
(Nguồn: Technology Trends: Future of Transportation (WIPO, 2025))
- Động cơ bền vững (Sustainable Propulsion): đề cập đến việc phát triển các công nghệ giúp giảm tác động của giao thông đến môi trường bằng cách sử dụng các hệ thống động cơ sạch hơn, hiệu quả hơn như động cơ điện, pin nhiên liệu hydro và các nguồn năng lượng thay thế khác. Sự chuyển dịch sang các động cơ bền vững được thúc đẩy bởi nhu cầu giảm phát thải khí nhà kính và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Các công nghệ trong nhóm này đang được phát triển để cung cấp năng lượng cho các phương tiện trên bộ, tàu thủy, máy bay và thậm chí cả tàu vũ trụ với tác động tối thiểu đến môi trường. Sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng sáng chế ở lĩnh vực này cho thấy phản ứng tích cực của các quốc gia trong việc phát triển các hệ thống động cơ phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững, trước những thách thức về môi trường toàn cầu.
- Tự động hóa và tuần hoàn (Automation and Circularity): kết hợp hai khía cạnh quan trọng của giao thông hiện đại: Tự động hóa, giúp tăng cường hiệu quả và giảm chi phí vận hành; và Tuần hoàn, tập trung vào việc sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên, với những cải tiến trong về polymer sinh học và quy trình tái chế, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường, phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững. Xu hướng này bao gồm những tiến bộ trong các hệ thống tự động, hậu cần do AI điều khiển và các hoạt động sản xuất bền vững.
- Truyền thông và an ninh (Communication and Security): là công nghệ thiết yếu để các hệ thống giao thông hiện đại hoạt động an toàn và hiệu quả. Những cải tiến như cảm biến LiDAR, mạng 5G, giao tiếp từ phương tiện đến mọi thứ (vehicle-to-everything - V2X) và cơ sở hạ tầng thành phố thông minh, cho phép trao đổi dữ liệu thời gian thực, cùng với các biện pháp an ninh mạng và công nghệ mã hóa dữ liệu, rất quan trọng đối với sự phát triển của lái xe tự động và quản lý giao thông thông minh.
- Công nghệ Giao diện người – máy (Human-Machine Interface - HMI): tập trung vào các công nghệ điều khiển tương tác giữa con người và hệ thống giao thông. Khi công nghệ giao thông trở nên phức tạp hơn, nhu cầu về giao diện trực quan, thân thiện với người dùng ngày càng tăng. Xu hướng này bao gồm các cải tiến trong bảng điều khiển, màn hình cảm ứng, điều khiển bằng giọng nói và hệ thống thực tế tăng cường giúp nâng cao trải nghiệm của người dùng. Công nghệ HMI được thiết kế lấy người dùng làm trung tâm, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện nhận thức về tình huống, giảm tải nhận thức và đảm bảo rằng người dùng có thể vận hành các hệ thống ngày càng phức tạp một cách dễ dàng.
Xu hướng ứng dụng và chuyển đổi công nghệ trong các phương thức vận tải
Từ cơ sở dữ liệu sáng chế của EconSight/IFI Claims, WIPO đã thống kê số lượng các họ sáng chế được công bố của bốn xu hướng công nghệ theo ba phương thức vận tải chính, tính đến tháng 10/2024. Tổng quan cho thấy, Động cơ bền vững là công nghệ được cấp bằng sáng chế nhiều nhất trong vận tải đường bộ và đường thủy, trong khi công nghệ Truyền thông và an ninh dẫn đầu trong vận tải đường hàng không.
Vận tải đường bộ là phương thức được sử dụng lớn nhất và cũng được nghiên cứu nhiều nhất trong lĩnh vực vận tải. Kể từ năm 2000, đã có hơn 906.000 họ sáng chế trong lĩnh vực vận tải đường bộ, chiếm khoảng 82% tổng số sáng chế liên quan đến công nghệ vận tải tương lai. Trong đó, Động cơ bền vững là lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhất, với hơn 553.000 họ sáng chế từ năm 2000 đến 2023, kế đến là công nghệ Truyền thông và an ninh với hơn 440.000 họ sáng chế. Vận tải đường hàng không là phương thức lớn thứ hai về mặt nghiên cứu, với khoảng 132.000 họ sáng chế được công bố từ năm 2000 đến 2023, trong đó công nghệ Truyền thông và an ninh là xu hướng công nghệ được nghiên cứu nhiều nhất. Số lượng sáng chế trong lĩnh vực vận tải đường thủy thấp hơn đáng kể so với hai lĩnh vực đường bộ và hàng không, khi chỉ có gần 47.000 họ sáng chế. Các lĩnh vực nghiên cứu chính trong vận tải đường thủy là Động cơ bền vững và công nghệ Truyền thông và an ninh.
Số lượng họ sáng chế và tỷ lệ của 4 xu hướng công nghệ trong mỗi phương thức vận tải, giai đoạn 2000-2023
(Nguồn: Technology Trends: Future of Transportation (WIPO, 2025))
Các nghiên cứu về xu hướng công nghệ Tự động hóa và tuần hoàn cũng có ý nghĩa quan trọng trong vận tải đường bộ và đường hàng không. Các họ sáng chế của công nghệ này chiếm 12% trong tổng số họ sáng chế trong lĩnh vực vận tải đường bộ và chiếm 14% trong lĩnh vực vận tải đường hàng không.
So với các xu hướng công nghệ khác, nghiên cứu về công nghệ Giao diện người – máy vẫn còn tương đối hạn chế, nhất là trong vận tải đường biển. Tuy nhiên, công nghệ Giao diện người – máy đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong vận tải hàng không và đường bộ, với tỷ lệ lần lượt là 6% và 8% trong tổng số họ sáng chế trong các phương thức này liên quan đến Giao diện người – máy.
Để đánh giá mức độ tăng trưởng của sáng chế, trong Báo cáo “Technology Trends: Future of Transportation”, thay vì tập trung vào giá trị tốc độ tăng trưởng sáng chế, WIPO đã đề xuất khái niệm mới - Chỉ số động lực sáng chế WIPO (WIPO Patent Momentum Indicator), bằng cách tính toán điểm cho mỗi nhóm (Xu hướng công nghệ - Phương thức vận tải) trong tổ hợp 12 nhóm, phản ánh cả mức độ hoạt động cấp bằng sáng chế và động lực tăng trưởng trong những năm gần đây, để xác định những công nghệ có tác động lớn nhất đến sự đổi mới. Chỉ số động lực sáng chế của WIPO cho thấy Động cơ bền vững, Tự động hóa và Tuần hoàn và công nghệ Truyền thông và an ninh trong vận tải đường bộ có động lực sáng chế cao nhất.
Chỉ số động lực sáng chế WIPO cho thấy những công nghệ có tác động lớn đến sự đổi mới trong 3 phương thức vận tải, giai đoạn 2018 - 2023
(Nguồn: Technology Trends: Future of Transportation (WIPO, 2025))
Nhằm đánh giá mức độ trưởng thành của từng xu hướng công nghệ trong từng phương thức vận tải, WIPO cũng đưa ra một dạng biểu đồ trực quan Ma trận độ trưởng thành đổi mới (Innovation Maturity Matrix). Ma trận này nhóm tất cả các họ sáng chế về công nghệ tương lai của các phương thức vận tải tương ứng, cùng với tính mới nhất của chúng. Trong đó, Cường độ đổi mới được đo bằng số lượng tuyệt đối các họ sáng chế đã công bố, Mức độ gần đây tương đối đo lường mức độ gần đây nhất của các đơn xin cấp bằng sáng chế, được tính bằng cách lấy trung bình có trọng số của các đơn xin cấp bằng sáng chế, với trọng số cao hơn được dành cho các sáng chế được nộp trong những năm gần đây hơn.
Ma trận độ trưởng thành đổi mới cho cho thấy xu hướng công nghệ tương lai của các phương thức vận tải, giai đoạn 2010 - 2023
(Nguồn: Technology Trends: Future of Transportation (WIPO, 2025))
Công nghệ Truyền thông và an ninh cho vận tải đường bộ và hàng không, công nghệ Tự động hóa và tuần hoàn và công nghệ Giao diện người – máy cho vận tải đường bộ đã được xác định là các chủ đề nóng hiện nay, đều có số lượng bằng sáng chế lớn và đã ghi nhận mức tăng trưởng mạnh trong những năm gần đây. Ngoài ra, có 4 xu hướng công nghệ thuộc nhóm mối quan tâm mới nổi, có số lượng họ bằng sáng chế ít hơn nhưng đang trên đà tăng trưởng (bao gồm công nghệ Tự động hóa và tuần hoàn cho vận tải đường thủy và hàng không, công nghệ Truyền thông và an ninh và công nghệ Giao diện người – máy trong vận tải đường thủy). Ngược lại, tính mới của các công nghệ Động cơ bền vững trong cả 3 phương thức vận tải đều thấp, cho thấy sự chậm lại trong quá trình phát triển sáng tạo mới cho các công nghệ này.
Xu hướng đổi mới công nghệ chính trong các phương thức vận tải tại Việt Nam
Đổi mới công nghệ trong các phương thức vận tải tại Việt Nam đang trong quá trình thực hiện chuyển đổi, chủ yếu và dễ nhận thấy nhất là các xu hướng liên quan đến công nghệ Động cơ bền vững.
Các phương tiện vận tải ở Việt Nam rất đa dạng, bao gồm xe thô sơ, xe cơ giới, tàu hỏa, tàu thủy và máy bay. Các phương tiện có động cơ vẫn sử dụng chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu), tuổi thọ phương tiện cao và công nghệ lạc hậu, khiến việc tiêu thụ năng lượng và phát thải ra môi trường luôn ở mức cao. Trong báo cáo kiểm kê phát thải được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2020, mức phát thải của phương tiện trong lĩnh vực giao thông vận tải năm 2014 là 30,5 MtCO2 và dự kiến tăng lên 88,1 MtCO2 vào năm 2030 tại kịch bản cơ sở.
Từ những thực trạng đã nêu, Ban Chấp hành Trung ương Đảng khoá XI đã đưa ra những định hướng ban đầu về phát triển kinh tế xanh - Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 13/6/2013 về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường. Yêu cầu về việc xây dựng nền kinh tế xanh, kinh tế tuần hoàn, thân thiện với môi trường được xác định rõ trong định hướng phát triển đất nước giai đoạn 2021-2030, tại Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XIII và tiếp tục được khẳng định tại Kết luận số 81-KL/TW ngày 4/6/2024 của Bộ Chính trị về tiếp tục thực hiện Nghị quyết Trung ương 7 (Khoá XI) về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.
Ngoài ra, để thực hiện các cam kết của Việt Nam tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc năm 2021 (COP26), góp phần thúc đẩy cơ cấu lại nền kinh tế gắn với đổi mới mô hình tăng trưởng theo hướng hiện đại, ngày 7/6/2022, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 687/QĐ-TTg về Phê duyệt Đề án Phát triển kinh tế tuần hoàn ở Việt Nam, trong đó đặt ra mục tiêu “Giảm cường độ năng lượng trên GDP ít nhất 15% so với năm 2014 và đưa phát thải ròng về “0” vào năm 2050”. Cũng trên cơ sở nội dung trên, ngày 22/7/2022, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 876/QĐ-TTg về phê duyệt Chương trình hành động trong chuyển đổi năng lượng xanh, giảm phát thải khí các bon và khí mê-tan của ngành Giao thông vận tải, trong đó đặt ra mục tiêu “Phấn đấu đến năm 2050, 100% các phương tiện giao thông vận tải sử dụng năng lượng điện và năng lượng xanh”. Theo đó, chương trình hành động đã đưa ra các giải pháp cụ thể cho 5 chuyên ngành giao thông vận tải quốc gia và giao thông đô thị, bao gồm: phát triển hệ thống đường sắt đô thị, đường sắt tốc độ cao, đường sắt quốc gia điện khí hoá, phát triển cảng xanh và lộ trình chuyển đổi phương tiện sang sử dụng điện và năng lượng xanh.
Kết quả thực hiện sau 2 năm triển khai Quyết định số 876/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã được thảo luận tại Tọa đàm "Phát triển giao thông xanh: Thách thức và giải pháp thu hút nguồn lực đầu tư”, do Bộ Giao thông vận tải phối hợp với các đơn vị, tổ chức quốc tế thực hiện. Theo đó, Việt Nam đã đạt được một số thành quả ban đầu khi xây dựng thành công tuyến đường sắt đô thị tại hai thành phố lớn là Hà Nội và TP.HCM, triển khai được hàng trăm xe buýt điện, hàng chục nghìn ô tô điện, xe máy điện đang vận hành khắp cả nước. Tuy nhiên, cần phải tiếp tục xây dựng, hoàn thiện cơ chế chính sách để khuyến khích người dân, doanh nghiệp chuyển đổi phương tiện xanh và phương thức phát triển hạ tầng năng lượng đi kèm, giúp các nội dung Quyết định số 876/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ được triển khai một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.
Duy Sang
----------------------------------------
Mời các bạn đón đọc tiếp "Phần 2: Xu hướng đổi mới công nghệ trong phương thức vận tải đường bộ" trong ấn phẩm Thông tin chuyên đề KH,CN&ĐMST số 05/2025.
----------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính:
[1] Quyết định số 687/QĐ-TTg ngày 07/06/2022 của Thủ tướng Chính phủ về Phê duyệt Đề án Phát triển kinh tế tuần hoàn ở Việt Nam.
[2] Quyết định số 876/QĐ-TTg ngày 22/07/2022 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chương trình hành động trong chuyển đổi năng lượng xanh, giảm phát thải khí các-bon và khí mê-tan của ngành giao thông vận tải.
[3] Phạm Thị Huế, Lưu Thị Thu Hà, Trần Nguyên Hà. (2023). Thực trạng, xu hướng và đề xuất giải pháp phát triển kinh tế tuần hoàn đối với ngành Giao thông vận tải tại Việt Nam. Tạp chí Môi trường, 46-50.
[4] Quang Hưng. (2025). Phát triển giao thông “xanh” để xây dựng nền kinh tế “xanh”. https://nhandan.vn/phat-trien-giao-thong-xanh-de-xay-dung-nen-kinh-te-xanh-post826021.html
[5] WIPO. (2025). WIPO Technology Trends: Future of Transportation. WIPO.