Geheimnisse unter den Gleisen: Die Schweiz setzt alles daran, den Planeten zu retten

(Dan Tri) – Die Schweiz, bekannt für Uhren, Schokolade und Züge, erregt nun mit einer kühnen Initiative Aufsehen: der Umwandlung von Bahnstrecken in Solarkraftwerke. Ist dies die Lösung für saubere Energie, die keine Fläche benötigt?

Die Schweiz, bekannt für ihre spektakulären Naturlandschaften und ihre Präzisionsindustrie, steht vor großen energiepolitischen Herausforderungen. Ihre Energiestrategie 2050 zielt darauf ab, die Kernenergie (die derzeit rund 37 % der gesamten Stromerzeugung ausmacht) schrittweise abzuschaffen, die Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen zu verringern und den Anteil erneuerbarer Energien deutlich zu erhöhen.

Die Erweiterung traditioneller erneuerbarer Energiequellen wie der Wasserkraft – deren Potenzial nahezu vollständig ausgeschöpft ist – oder der großflächigen Solar- und Windkraft steht jedoch vor vielen Hindernissen, von begrenzten Landressourcen über langwierige Genehmigungsverfahren, die für ein Projekt im Bereich erneuerbarer Energien mehr als 20 Jahre dauern können, bis hin zu Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Landschaft, insbesondere in unberührten Hochlandgebieten.

Im Jahr 2023 lehnten die Schweizer Stimmberechtigten sogar einen Vorschlag zur Installation von Solaranlagen an Berghängen ab und demonstrierten damit die Sensibilität der Öffentlichkeit gegenüber Projekten, die die natürliche Schönheit beeinträchtigen könnten.

In diesem Kontext erweisen sich innovative Lösungen, die bestehende Infrastruktur nutzen, als vielversprechender Ansatz. Die Eisenbahn mit ihrem weitverzweigten Netz (in der Schweiz rund 5.317 km) wird zu einer potenziellen „Goldgrube“. Die Idee, Solarmodule in Gleisanlagen zu integrieren, ist nicht völlig neu; zahlreiche ähnliche Projekte werden in Deutschland, Italien, Frankreich, Japan und Indien konzipiert oder im kleinen Maßstab getestet.

Sunways behauptet jedoch, seine Technologie sei eine Weltneuheit : ein abnehmbares Solarpanelsystem, das auf aktiven Bahngleisen installiert werden kann, ohne den Zugverkehr zu beeinträchtigen. „Die Möglichkeit, dass ein Zug vorbeifährt, ohne das Batteriesystem zu belasten, ist ein grundlegender Durchbruch“, so Joseph Scuderi, CEO von Sunways.

Sunways und die „Energieteppich“-Technologie: Den Unterschied entschlüsseln

Das Sunways-Projekt, dessen Idee Gründer Joseph Scuderi 2020 während einer Zugfahrt in Renens hatte, fand schnell die Aufmerksamkeit und Unterstützung der Schweizer Innovationsagentur Innosuisse und zwölf Partnerunternehmen. Das einzigartige und entscheidende Merkmal dieser Technologie ist ihre Schnellmontagefähigkeit.

Die Standard-Solarmodule (in der Pilotphase 48 Module à 385 W) sind an einem speziellen Mechanismus befestigt, der es ermöglicht, sie mithilfe eines von der Schienenwartungsfirma Scheuchzer SA entwickelten Spezialzugs in den Zwischenraum zweier Schienen „auszurollen“. Der Zug kann bis zu 1.000 Quadratmeter Module pro Tag installieren – eine beeindruckende Leistung, die die Möglichkeit eines großflächigen Einsatzes eröffnet.

Wenn Gleiswartungsarbeiten anstehen – eine routinemäßige und unerlässliche Aufgabe –, lässt sich das Batteriesystem relativ einfach ausbauen und wieder einbauen. Dadurch wird eines der größten Hindernisse für die Integration von Solarenergie in die Verkehrsinfrastruktur beseitigt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber fest installierten oder in Schwellen integrierten Lösungen, deren Wartung deutlich aufwendiger ist.

Sunways begann Anfang dieses Jahres mit dem Testen der neuen Technologie auf einer bestehenden Eisenbahnstrecke in der Nähe von Buttes im Kanton Neuenburg in der Westschweiz (Foto: Sunways).

Die Pilotphase im Kanton Neuenburg, auf einem 100 m langen Gleisabschnitt nahe des Bahnhofs Buttes, verfügt über eine installierte Gesamtleistung von 18 kW und soll jährlich 16.000 kWh Strom erzeugen – genug für etwa vier bis sechs Haushalte. Die Investitionskosten für diese Phase belaufen sich auf 585.000 Schweizer Franken (rund 700.000 US-Dollar).

In der Anfangsphase wird dieser Strom in das lokale öffentliche Stromnetz eingespeist und nicht direkt zu den Zügen geleitet, da die Integration in ein separates Bahnstromnetz komplex ist. Langfristig strebt Sunways jedoch die direkte Stromversorgung der Züge an, um eine nahezu vollständige Energieautarkie zu erreichen.

Wirtschaftliche Probleme und finanzielle Herausforderungen: Können große Träume wahr werden?

Das theoretische Potenzial der Sunways-Technologie ist enorm.

Würde das gesamte Schweizer Schienennetz (ohne die Tunnel) mit Solaranlagen bedeckt, entstünden schätzungsweise 1 Terawattstunde Strom pro Jahr. Das entspräche 2 % des gesamten Strombedarfs des Landes und würde ausreichen, um rund 300.000 Haushalte zu versorgen. Im großen Ganzen mag das bescheiden erscheinen, ist aber im Kontext der Schweizer Bemühungen um eine Diversifizierung der Energieversorgung und eine Reduzierung der Importabhängigkeit, insbesondere im Winter, von Bedeutung.

Die Wirtschaftlichkeit des Projekts ist jedoch weiterhin umstritten. Die Anfangskosten sind im Vergleich zu großen Freiflächen-Solarparks recht hoch. Sunways geht davon aus, dass sich die Kosten bei einer großflächigen Produktion und Installation deutlich reduzieren werden.

Ein unabhängiges Forschungsteam aus Australien und Bangladesch untersuchte die Installation von Solaranlagen in der Nähe von Eisenbahnstrecken in Bangladesch und berechnete, dass die Stromgestehungskosten (LCOE) unter den dortigen Bedingungen 0,052 US-Dollar/kWh erreichen könnten. Sunways schätzt die LCOE für sein „Carpet“-Modell auf rund 0,12 US-Dollar/kWh – ein Wert, der in der Branche als wettbewerbsfähig gilt.

Die Herausforderung besteht nicht nur in den Herstellungs- und Installationskosten. Auch die Wartungskosten, insbesondere die Reinigung der Batterieoberfläche von Schmutz, Fettablagerungen durch Züge und anderen Ablagerungen, müssen sorgfältig kalkuliert werden. Sunways hat eine Lösung mit automatischen Reinigungsbürsten entwickelt, die an Zügen montiert sind.

Darüber hinaus ist die Beständigkeit der Paneele gegenüber ständigen Vibrationen und mechanischen Einwirkungen durch Züge mit Geschwindigkeiten von bis zu 150 km/h (obwohl der Testzug maximal 70 km/h fuhr) ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer und die Wirtschaftlichkeit der Investition. Sunways versichert, dass ihre Paneele widerstandsfähiger als Standardpaneele sind und diesen Bedingungen standhalten.

Die Finanzierung von Großprojekten stellt ebenfalls ein Problem dar. Aktuell wird das Projekt von Innosuisse und privaten Partnern getragen. Um das Projekt auszuweiten, muss Sunways große Investoren gewinnen, möglicherweise durch die in der Schweiz zunehmend beliebten „Energy-as-a-Service“-Modelle (EaaS), die dazu beitragen, die anfänglichen Investitionskosten für Eisenbahnunternehmen zu senken.

Das Projekt „Solarteppich“ auf Eisenbahngleisen ist im Kontext der Bemühungen der Schweiz, ihre Energiequellen zu diversifizieren und ihre Abhängigkeit von Energieimporten zu verringern, von großer Bedeutung (Foto: Sunways).

Überwindung technischer und umweltbedingter Hürden: Vom Zweifel zur Realität

Der Weg von Sunways zur Pilotlizenz war nicht einfach. Das Schweizer Bundesamt für Verkehr (BOT) verweigerte die Lizenz zunächst im Jahr 2023 aufgrund von Sicherheitsbedenken und Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Instandhaltung der Bahnanlagen. Sunways benötigte zehn Monate, um den Prototyp zu bauen und zu testen sowie zusätzliche Sicherheitsgutachten unabhängiger Experten vorzulegen und das BOT so zu überzeugen.

Zu den wichtigsten Bedenken gehören:

Betriebssicherheit: Blendgefahr für Lokführer durch die Paneeloberfläche. Sunways begegnet diesem Risiko durch den Einsatz von „vollständig schwarzen“ Paneelen mit Antireflexbeschichtung und führt für jedes Projekt eine Blendungsanalyse durch.

Haltbarkeit und Leistung: Die Auswirkungen von Vibrationen, Schmutz, Fett und Ablagerungen auf die Batterieoberfläche. Automatische Reinigungssysteme und robustere Batteriekonstruktionen sollen dieses Problem beheben.

Witterungseinflüsse: Schnee und Eis können die Leistung im Winter erheblich beeinträchtigen. Sunways entwickelt ein automatisches Enteisungssystem. Das Unternehmen geht jedoch davon aus, dass die Leistung im Winter generell gering sein wird, ähnlich wie bei Dachsystemen.

Auswirkungen auf die Instandhaltung von Eisenbahnanlagen: Die schnelle Demontage ist die wichtigste Lösung, doch die Effizienz und die Kosten dieses Verfahrens müssen in der großtechnischen Betriebspraxis noch überprüft werden.

Brand- und Mikrorissgefahr: Der Internationale Eisenbahnverband (UIC) hat vor diesen Risiken gewarnt. Sunways versichert, dass seine Materialien hohen Sicherheitsstandards entsprechen.

Lärm: Es wurde vermutet, dass die harte Oberfläche der Paneele den Lärmpegel beim Überfahren durch Züge erhöhen könnte. Dies muss im Rahmen der Tests überprüft werden.

Das dreijährige Pilotprojekt bietet Sunways die Möglichkeit, Daten aus der Praxis zu sammeln, die Technologie zu verfeinern und die Sicherheit, Effizienz und Langlebigkeit des Systems zu demonstrieren.

Solarenergieprojekte, die auf Bahngleisen installiert werden, gelten als zu wartungsaufwändig (Quelle: Luigi Jorio, swissinfo).

Werden Energieschienen zum neuen Standard?

Der Erfolg von Sunways in der Schweiz könnte den Weg für eine Energiewende auf globalen Eisenbahnstrecken ebnen.

„Die Nutzung von Schienen zur Stromerzeugung ist ein intelligenter und effizienter Ansatz: Er erfordert keine Rodung von Flächen, zerstört nicht die Landschaft und kann schnell und kostengünstig umgesetzt werden“, sagte ein Energieexperte von CleanTechnica.

Dieses internationale Interesse verdeutlicht das enorme Potenzial, bestehende Verkehrsinfrastrukturen in dezentrale Energieerzeugung umzuwandeln und so Landnutzungskonflikte – ein zunehmend unlösbares Problem – zu reduzieren.

Eine Studie in Großbritannien ergab, dass die Nutzung von Solarenergie an Bahnstrecken bis zu 8 % des nationalen Strombedarfs decken könnte. Eine ähnliche Studie des TÜV Rheinland für Deutschland zeigte, dass Photovoltaikanlagen an und in der Bahninfrastruktur bis zu 2.940 GWh Solarstrom pro Jahr erzeugen und damit mehr als ein Viertel des jährlichen Strombedarfs des deutschen Bahnsektors decken könnten.

Die Ausweitung auf globaler Ebene wird jedoch mit einer Reihe von Herausforderungen verbunden sein:

Unterschiede bei den technischen Standards und den rechtlichen Bestimmungen: Jedes Land hat sein eigenes Eisenbahnsystem und seinen eigenen Rechtsrahmen.

Unterschiedliche Klimabedingungen: Batterieleistung und Wartungsanforderungen variieren je nach Klima erheblich.

Streckenbedingungen und -typen: Die Technologie ist möglicherweise nicht für alle Streckentypen oder Strecken mit sehr hoher Verkehrsdichte geeignet.

Kosten und Zugang zu Kapital: Die anfängliche Investition stellt in vielen Märkten weiterhin eine Hürde dar.

Bei Erfolg könnte das Schweizer Bahnsolarprojekt zu einem Vorbild für intelligente erneuerbare Energien für die Welt werden (Foto: Sunways).

Das Pilotprojekt in Neuchâtel wird in den kommenden Jahren sorgfältig überwacht und evaluiert. Sicherheitsprüfungen und -analysen, insbesondere im Hinblick auf den Demontageprozess der Schalttafeln, werden weiterhin durchgeführt, um die strengen Anforderungen der FOT zu erfüllen.

Die von Sunways in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelte Initiative ist mehr als nur eine technologische Lösung. Sie verkörpert eine strategische Vision, in der Verkehrs- und Energieinfrastruktur harmonisch integriert werden und so Synergien entstehen. „Dies entspricht dem globalen Trend zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks und zur Steigerung der Energieeffizienz“, betonte Herr Scuderi.

Wenn das Schweizer Projekt „Solar-on-Rails“ gelingt, könnte es dem Land nicht nur wirtschaftliche und ökologische Vorteile bringen, sondern auch als Vorbild dienen und andere Länder bei ihrem Streben nach großflächigen, nachhaltigen und intelligenten Lösungen für erneuerbare Energien inspirieren. Es ist ein wahrhaft vielversprechender Schritt nach vorn mit dem Potenzial, die Zukunft sowohl der Bahnindustrie als auch des globalen Energiesektors grundlegend zu verändern.

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