ความลับใต้รางรถไฟ: สวิตเซอร์แลนด์ทุ่มสุดตัวเพื่อช่วยโลก

(แดน ทรี) - สวิตเซอร์แลนด์มีชื่อเสียงด้านนาฬิกา ช็อกโกแลต และรถไฟ ปัจจุบันสวิตเซอร์แลนด์กำลังได้รับความสนใจจากความคิดริเริ่มอันกล้าหาญ นั่นคือการเปลี่ยนทางรถไฟให้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ นี่คือทางออกสำหรับพลังงานสะอาดที่ไม่ต้องใช้ที่ดินหรือไม่

สวิตเซอร์แลนด์ซึ่งเป็นประเทศที่ขึ้นชื่อในเรื่องทัศนียภาพธรรมชาติที่สวยงามและอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าที่แม่นยำ กำลังเผชิญกับความท้าทายด้านพลังงานที่สำคัญ กลยุทธ์ด้านพลังงานปี 2050 มีเป้าหมายที่จะยุติการใช้พลังงานนิวเคลียร์ (ซึ่งปัจจุบันคิดเป็นประมาณ 37% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด) ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลนำเข้า และเพิ่มสัดส่วนของพลังงานหมุนเวียนอย่างมีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตาม การขยายแหล่งพลังงานหมุนเวียนแบบดั้งเดิม เช่น พลังงานน้ำ ซึ่งเกือบจะใช้ศักยภาพเต็มที่แล้ว หรือพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมขนาดใหญ่ ต้องเผชิญกับอุปสรรคมากมาย ตั้งแต่ข้อจำกัดด้านพื้นที่ กระบวนการอนุญาตอันยาวนานที่อาจต้องใช้เวลานานมากกว่า 20 ปีสำหรับโครงการพลังงานหมุนเวียน ไปจนถึงข้อกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อภูมิประเทศ โดยเฉพาะในพื้นที่สูงที่ยังคงความบริสุทธิ์

ในปี 2023 ผู้มีสิทธิลงคะแนนเสียงของสวิสยังปฏิเสธข้อเสนอในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนภูเขา ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความใส่ใจของสาธารณชนต่อโครงการที่มีความเสี่ยงที่จะส่งผลกระทบต่อความงดงามของธรรมชาติ

ในบริบทนี้ โซลูชันนวัตกรรมที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่แล้วจึงกลายเป็นแนวทางที่มีแนวโน้มดี ทางรถไฟซึ่งมีเครือข่ายกว้างขวาง (ประมาณ 5,317 กม. ในสวิตเซอร์แลนด์) กลายเป็น "เหมืองทอง" ที่มีศักยภาพ แนวคิดในการผสานแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับรางรถไฟนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่โดยสิ้นเชิง เนื่องจากมีโครงการที่คล้ายกันอยู่ในระหว่างดำเนินการหรือกำลังทดสอบในระดับเล็กในเยอรมนี อิตาลี ฝรั่งเศส ญี่ปุ่น และอินเดีย

อย่างไรก็ตาม Sunways อ้างว่าเทคโนโลยีของตนเป็น “เทคโนโลยีแรกของโลก ” ที่มีระบบแผงโซลาร์เซลล์แบบถอดออกได้ซึ่งสามารถติดตั้งบนรางรถไฟที่ใช้งานได้โดยไม่รบกวนการจราจร “ความสามารถในการมีรถไฟผ่านโดยไม่ส่งผลกระทบต่อระบบแบตเตอรี่ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ” Joseph Scuderi ซีอีโอของ Sunways กล่าว

เทคโนโลยีซันเวย์และ “พรมพลังงาน”: ถอดรหัสความแตกต่าง

โครงการ Sunways ซึ่งเริ่มต้นจากแนวคิดของผู้ก่อตั้ง Joseph Scuderi ในปี 2020 ขณะที่กำลังรอรถไฟที่ Renens ได้รับความสนใจและการสนับสนุนจากหน่วยงานนวัตกรรมของสวิส (Innosuisse) และบริษัทพันธมิตร 12 แห่งอย่างรวดเร็ว คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์และสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือความสามารถในการ "ปลดเร็ว"

แผงโซลาร์เซลล์มาตรฐาน (ในระยะนำร่อง 48 แผง แผงละ 385 วัตต์) ติดอยู่กับกลไกพิเศษที่ช่วยให้สามารถ “วาง” แผงโซลาร์เซลล์ในช่องว่างระหว่างราง 2 รางด้วยรถไฟพิเศษที่พัฒนาโดยบริษัทบำรุงรักษาราง Scheuchzer SA รถไฟนี้สามารถติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ได้มากถึง 1,000 ตารางเมตรต่อวัน ซึ่งถือเป็นอัตราที่น่าประทับใจ จึงรับประกันได้ว่าสามารถติดตั้งได้ในระดับใหญ่

เมื่อต้องมีการบำรุงรักษาราง ซึ่งเป็นงานประจำและจำเป็น ระบบแบตเตอรี่สามารถถอดออกและติดตั้งใหม่ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งถือเป็นการแก้ไขปัญหาใหญ่ที่สุดประการหนึ่งในการรวมพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง ถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือโซลูชันแบบติดตั้งถาวรหรือแบบรวมรางนอน ซึ่งยากต่อการบำรุงรักษามากกว่า

Sunways เริ่มทดสอบเทคโนโลยีใหม่เมื่อต้นปีนี้บนเส้นทางรถไฟที่มีอยู่ใกล้เมือง Buttes ในรัฐ Neuchâtel ทางตะวันตกของสวิตเซอร์แลนด์ (ภาพถ่าย: Sunways)

โครงการนำร่องในแคว้นเนอชาแตล ซึ่งตั้งอยู่บนรางรถไฟยาว 100 เมตร ใกล้กับสถานีบัตต์ มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 18 กิโลวัตต์ และคาดว่าจะผลิตไฟฟ้าได้ 16,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี เพียงพอสำหรับใช้ในครัวเรือนประมาณ 4-6 ครัวเรือน ต้นทุนการลงทุนสำหรับโครงการระยะนี้คือ 585,000 ฟรังก์สวิส (ประมาณ 700,000 ดอลลาร์สหรัฐ)

ในระยะเริ่มต้น ไฟฟ้าจะถูกป้อนเข้าสู่ระบบไฟฟ้าสาธารณะในพื้นที่แทนที่จะจ่ายโดยตรงให้กับรถไฟ เนื่องจากความซับซ้อนในการรวมเข้ากับเครือข่ายไฟฟ้าสำหรับรถไฟโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เป้าหมายในระยะยาวของ Sunways คือการจ่ายไฟฟ้าโดยตรงให้กับรถไฟ โดยมุ่งหวังให้รถไฟสามารถพึ่งพาตนเองได้เกือบสมบูรณ์

ปัญหา เศรษฐกิจ และความท้าทายทางการเงิน: ความฝันอันยิ่งใหญ่จะเป็นจริงได้หรือไม่?

ศักยภาพทางทฤษฎีของเทคโนโลยี Sunways นั้นมีมหาศาล

หากแผงโซลาร์เซลล์ครอบคลุมโครงข่ายรถไฟของสวิตเซอร์แลนด์ทั้งหมด (ยกเว้นอุโมงค์) คาดว่าจะผลิตไฟฟ้าได้ 1 TWh ต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับ 2% ของความต้องการไฟฟ้าทั้งหมดของประเทศ และเพียงพอสำหรับครัวเรือนประมาณ 300,000 ครัวเรือน แม้ว่าตัวเลขนี้จะดูน้อยนิดเมื่อพิจารณาในภาพรวม แต่มีความสำคัญในบริบทของความพยายามของสวิตเซอร์แลนด์ในการกระจายแหล่งจ่ายและลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้า โดยเฉพาะในช่วงฤดูหนาว

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของโครงการยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน ต้นทุนเริ่มต้นค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับฟาร์มโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่บนพื้นดิน Sunways คาดว่าเมื่อนำไปใช้ในการผลิตและติดตั้งในระดับขนาดใหญ่ ต้นทุนจะลดลงอย่างมาก

ทีมวิจัยอิสระจากออสเตรเลียและบังกลาเทศได้ตรวจสอบการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ใกล้กับทางรถไฟในบังกลาเทศ และคำนวณว่าต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ย (LCOE) อาจสูงถึง 0.052 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงภายใต้สภาพท้องถิ่น ในขณะเดียวกัน Sunways ประเมินต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ยสำหรับรุ่น "พรม" ไว้ที่ประมาณ 0.12 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่ถือว่ามีการแข่งขันในอุตสาหกรรม

ความท้าทายไม่ได้อยู่ที่ต้นทุนการผลิตและการติดตั้งเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีต้นทุนการบำรุงรักษา โดยเฉพาะการทำความสะอาดพื้นผิวแบตเตอรี่จากสิ่งสกปรก จารบีจากรถไฟ และเศษขยะต่างๆ ที่ต้องคำนวณอย่างรอบคอบอีกด้วย Sunways ได้คิดค้นโซลูชันที่ใช้แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติที่ติดตั้งบนรถไฟ

นอกจากนี้ ความทนทานของแผงโซลาร์เซลล์ในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกจากรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 150 กม./ชม. (แม้ว่ารถไฟทดสอบจะวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดเพียง 70 กม./ชม.) ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพในการลงทุน โดยซันเวย์ยืนยันว่าแผงโซลาร์เซลล์ของตนมีความทนทานมากกว่ามาตรฐานและสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมเหล่านี้ได้

การระดมทุนสำหรับโครงการขนาดใหญ่ก็ถือเป็นความท้าทายเช่นกัน ปัจจุบันโครงการนี้ได้รับการสนับสนุนจาก Innosuisse และพันธมิตรเอกชน หากต้องการขยายขนาด Sunways จะต้องดึงดูดนักลงทุนรายใหญ่ โดยอาจใช้รูปแบบ Energy-as-a-Service (EaaS) ซึ่งได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งจะช่วยลดภาระต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นสำหรับบริษัทขนส่งทางรถไฟ

โครงการ “ปูพรมโซลาร์เซลล์” บนรางรถไฟมีความหมายมากในบริบทความพยายามของสวิตเซอร์แลนด์ในการกระจายแหล่งพลังงานและลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้า (ภาพถ่าย: Sunways)

การเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคและสิ่งแวดล้อม: จากความสงสัยสู่ความเป็นจริง

เส้นทางสู่ใบอนุญาตนักบินของซันเวย์ไม่ใช่เรื่องง่าย ในตอนแรก สำนักงานคมนาคมกลางแห่งสวิตเซอร์แลนด์ (FOT) ปฏิเสธที่จะให้ใบอนุญาตในปี 2023 เนื่องจากกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยและผลกระทบต่อการบำรุงรักษาระบบรถไฟ ซันเวย์ใช้เวลา 10 เดือนในการสร้างและทดสอบต้นแบบ รวมถึงให้การประเมินความปลอดภัยเพิ่มเติมจากผู้เชี่ยวชาญอิสระเพื่อโน้มน้าวใจ FOT

ข้อกังวลหลักๆ ได้แก่:

ความปลอดภัยในการทำงาน: ความเสี่ยงต่อแสงสะท้อนจากแผงโซลาร์เซลล์สำหรับคนขับรถไฟ บริษัท Sunways แก้ไขปัญหานี้ด้วยการใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบ “Full Black” ที่มีการเคลือบสารป้องกันแสงสะท้อน และวิเคราะห์แสงสะท้อนสำหรับแต่ละโครงการ

ความทนทานและประสิทธิภาพ: ผลกระทบของการสั่นสะเทือน สิ่งสกปรก ไขมัน และเศษวัสดุบนพื้นผิวแบตเตอรี่ คาดว่าระบบทำความสะอาดอัตโนมัติและการออกแบบแบตเตอรี่ที่ทนทานยิ่งขึ้นจะช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้

ผลกระทบจากสภาพอากาศ: หิมะและน้ำแข็งสามารถลดประสิทธิภาพการทำงานในฤดูหนาวได้อย่างมาก Sunways กำลังพัฒนาระบบละลายน้ำแข็งอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม บริษัทเชื่อว่าประสิทธิภาพการทำงานในฤดูหนาวโดยทั่วไปจะต่ำ ซึ่งก็คล้ายกับระบบบนหลังคา

ผลกระทบต่อการบำรุงรักษาทางรถไฟ: การถอดประกอบอย่างรวดเร็วเป็นวิธีแก้ปัญหาหลัก แต่จำเป็นต้องมีการตรวจยืนยันประสิทธิภาพและต้นทุนของกระบวนการนี้ในการปฏิบัติการปฏิบัติงานขนาดใหญ่

ความเสี่ยงจากไฟไหม้และการแตกร้าวเล็กน้อย: สหภาพรถไฟนานาชาติ (UIC) ได้ออกมาเตือนเกี่ยวกับความเสี่ยงเหล่านี้แล้ว Sunways ยืนกรานว่าวัสดุของตนเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยสูง

เสียงรบกวน: มีข้อเสนอแนะว่าพื้นผิวแข็งของแผงอาจเพิ่มเสียงรบกวนเมื่อรถไฟวิ่งผ่าน ปัญหานี้จำเป็นต้องได้รับการประเมินในระหว่างการทดสอบ

โครงการนำร่องสามปีนี้จะเป็นโอกาสให้ Sunways ได้รวบรวมข้อมูลจากโลกแห่งความเป็นจริง ปรับปรุงเทคโนโลยี และสาธิตความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานของระบบ

โครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนรางรถไฟถือว่ายากต่อการบำรุงรักษา (ที่มา: Luigi Jorio, swissinfo)

รางพลังงานจะกลายเป็นบรรทัดฐานใหม่หรือไม่?

ความสำเร็จของซันเวย์ในสวิตเซอร์แลนด์อาจนำไปสู่การปฏิวัติพลังงานบนเส้นทางรถไฟทั่วโลก

“การใช้รางเพื่อผลิตไฟฟ้าถือเป็นแนวทางที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพ เพราะไม่จำเป็นต้องมีการเวนคืนที่ดิน ไม่รบกวนภูมิทัศน์ และสามารถนำไปใช้ได้อย่างรวดเร็วและมีต้นทุนต่ำ” ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานจาก CleanTechnica กล่าว

ความสนใจระดับนานาชาติครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลในการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งที่มีอยู่ให้กลายเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายอำนาจ ซึ่งจะช่วยลดข้อขัดแย้งในการใช้ที่ดิน ซึ่งเป็นปัญหาที่ยากแก่การแก้ไขมากขึ้นเรื่อยๆ

ผลการศึกษาวิจัยในสหราชอาณาจักรพบว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์จากทางรถไฟสามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของประเทศได้ถึง 8% ในทำนองเดียวกัน ผลการศึกษาวิจัยของ TÜV Rheinland สำหรับเยอรมนีพบว่าการใช้งานแผงโซลาร์เซลล์บนโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟและภายในทางรถไฟสามารถผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากถึง 2,940 กิกะวัตต์ชั่วโมงต่อปี ซึ่งตอบสนองความต้องการไฟฟ้าประจำปีของภาคส่วนทางรถไฟของประเทศได้มากกว่าหนึ่งในสี่

อย่างไรก็ตาม การขยายขนาดในระดับโลกจะต้องเผชิญกับความท้าทายมากมาย:

ความแตกต่างในมาตรฐานทางเทคนิคและกฎหมาย: แต่ละประเทศมีระบบรถไฟและกรอบกฎหมายของตนเอง

สภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย: ประสิทธิภาพแบตเตอรี่และความต้องการการบำรุงรักษาจะแตกต่างกันอย่างมากตามสภาพภูมิอากาศ

สภาพและประเภทของแทร็ก: เทคโนโลยีอาจไม่เหมาะกับแทร็กทุกประเภทหรือเส้นทางที่มีความหนาแน่นของการจราจรสูงมาก

ต้นทุนและการเข้าถึงเงินทุน: การลงทุนเริ่มต้นยังคงเป็นอุปสรรคในหลายตลาด

หากประสบความสำเร็จ โครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนรางรถไฟของสวิตเซอร์แลนด์อาจกลายเป็นต้นแบบของพลังงานหมุนเวียนอัจฉริยะสำหรับโลกได้ (ภาพถ่าย: Sunways)

โครงการนำร่อง Neuchâtel จะได้รับการติดตามและประเมินผลอย่างรอบคอบในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การทดสอบและการวิเคราะห์ด้านความปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับกระบวนการถอดประกอบแผง จะยังคงดำเนินการต่อไปเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของ FOT

โครงการริเริ่มของซันเวย์ซึ่งพัฒนาโดยร่วมมือกับสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส (EPFL) ไม่เพียงแต่เป็นโซลูชันทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังเป็นวิสัยทัศน์เชิงกลยุทธ์ที่โครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งและโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานสามารถบูรณาการเข้าด้วยกันอย่างกลมกลืน เพื่อสร้างการทำงานร่วมกัน “ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มระดับโลกในการลดการปล่อยคาร์บอนและเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงาน” นายสคูเดรีเน้นย้ำ

หากโครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนรางรถไฟของสวิตเซอร์แลนด์ประสบความสำเร็จ ไม่เพียงแต่จะนำมาซึ่งประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมให้กับประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นแบบอย่างและแรงบันดาลใจให้กับประเทศอื่นๆ ในการแสวงหาโซลูชันพลังงานหมุนเวียนอัจฉริยะที่ยั่งยืนและมีขนาดใหญ่ นับเป็นก้าวสำคัญที่น่าตื่นเต้นอย่างแท้จริงที่จะช่วยเปลี่ยนแปลงอนาคตของทั้งอุตสาหกรรมรถไฟและภาคส่วนพลังงานโลก

ที่มา: https://dantri.com.vn/kinh-doanh/bi-mat-duoi-duong-ray-thuy-si-choi-lon-de-cuu-hanh-tinh-20250618175202520.htm