Geheimnisse unter den Gleisen: Die Schweiz setzt Großes zur Rettung des Planeten

(Dan Tri) – Die Schweiz, bekannt für Uhren, Schokolade und Züge, erregt nun mit einer mutigen Initiative Aufmerksamkeit: Sie wandelt Eisenbahnstrecken in Solarkraftwerke um. Ist das die Lösung für saubere Energie, die kein Land beansprucht?

Die Schweiz, ein Land, das für seine spektakulären Naturlandschaften und seine Präzisionsindustrie bekannt ist, steht vor großen Energieherausforderungen. Die Energiestrategie 2050 zielt darauf ab, die Kernenergie (die derzeit rund 37 % der gesamten Stromproduktion ausmacht) schrittweise abzuschaffen, die Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen zu verringern und den Anteil erneuerbarer Energien deutlich zu erhöhen.

Der Ausbau traditioneller erneuerbarer Energiequellen wie der Wasserkraft – deren Potenzial bereits fast ausgeschöpft ist – oder der großflächigen Solar- und Windkraft ist jedoch mit zahlreichen Hindernissen konfrontiert. Diese reichen von begrenzten Flächen und langwierigen Genehmigungsverfahren, die für ein Erneuerbare-Energien-Projekt 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 Wähler sogar einen Vorschlag zur Installation von Solarmodulen an einem Berghang ab, was die öffentliche Sensibilität gegenüber Projekten widerspiegelt, die die Schönheit der Natur beeinträchtigen könnten.

In diesem Zusammenhang erweisen sich innovative Lösungen, die bestehende Infrastruktur nutzen, als vielversprechend. Die Eisenbahnen mit ihrem ausgedehnten Schienennetz (rund 5.317 km in der Schweiz) bieten eine potenzielle Goldgrube. Die Idee, Solarmodule in Gleise zu integrieren, ist nicht ganz neu. Ähnliche Projekte sind bereits in Planung oder werden in kleinem Maßstab in Deutschland, Italien, Frankreich, Japan und Indien getestet.

Sunways bezeichnet seine Technologie jedoch als „ Weltneuheit “: Ein abnehmbares Solarpanelsystem, das auf bestehenden Gleisen installiert werden kann, ohne den Verkehr zu beeinträchtigen. „Die Möglichkeit, einen Zug passieren zu lassen, ohne das Batteriesystem zu beeinträchtigen, ist ein grundlegender Durchbruch“, sagte Joseph Scuderi, CEO von Sunways.

Sunways und die „Energieteppich“-Technologie: Der Unterschied

Das Sunways-Projekt, das 2020 mit der Idee des Gründers Joseph Scuderi beim Warten auf einen Zug in Renens begann, erregte schnell die Aufmerksamkeit und Unterstützung der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung (Innosuisse) und von zwölf Partnerunternehmen. Das einzigartige und entscheidende Merkmal dieser Technologie ist ihre Schnellverschlussfunktion.

Die Standard-Solarmodule (in der Pilotphase 48 Module mit je 385 Watt) sind an einem speziellen Mechanismus befestigt, der es ermöglicht, sie mit einem vom Schienenwartungsunternehmen Scheuchzer SA entwickelten Spezialzug im Schienenzwischenraum auszulegen. Der Zug kann bis zu 1.000 Quadratmeter Module pro Tag installieren – eine beeindruckende Leistung, die einen großflächigen Einsatz ermöglicht.

Bei Gleiswartungen, einer routinemäßigen und wichtigen Aufgabe, lässt sich das Batteriesystem relativ einfach aus- und wieder einbauen. Damit wird eine der größten Herausforderungen bei der Integration von Solarenergie in die Verkehrsinfrastruktur gelöst. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber festen oder schwellenintegrierten Lösungen, die aufwendiger zu warten sind.

Sunways begann Anfang des Jahres mit der Erprobung 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 in der Nähe des Bahnhofs Buttes, verfügt über eine installierte Gesamtleistung von 18 kW und soll jährlich 16.000 kWh Strom erzeugen, was ausreicht, um etwa vier bis sechs Haushalte zu versorgen. Die Investitionskosten für diese Phase betragen 585.000 Schweizer Franken (ca. 700.000 US-Dollar).

In der Anfangsphase wird der Strom in das lokale öffentliche Netz eingespeist und nicht direkt an die Züge geliefert, da die Integration in ein eigenes Bahnstromnetz aufwendig ist. Langfristig strebt Sunways jedoch eine direkte Versorgung der Züge mit Strom an und strebt damit eine nahezu vollständige Energieautarkie an.

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

Das theoretische Potenzial der Sunways-Technologie ist enorm.

Wäre das gesamte Schweizer Schienennetz (abzüglich der Tunnel) mit Solarmodulen bedeckt, ließe sich schätzungsweise eine Terawattstunde Strom pro Jahr erzeugen. Das entspricht zwei Prozent des gesamten Strombedarfs des Landes und reicht aus, um rund 300.000 Haushalte mit Strom zu versorgen. Dies mag im Großen und Ganzen bescheiden erscheinen, ist aber im Kontext der Bemühungen der Schweiz, ihre Energieversorgung zu diversifizieren und ihre Abhängigkeit von Energieimporten, insbesondere im Winter, zu reduzieren, von Bedeutung.

Die Wirtschaftlichkeit des Projekts bleibt jedoch umstritten. Die Anschaffungskosten sind im Vergleich zu großen Freiflächen-Solarparks recht hoch. Sunways geht jedoch davon aus, dass sich die Kosten bei großflächiger Produktion und Installation deutlich reduzieren lassen.

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

Die Herausforderung liegt nicht nur in den Herstellungs- und Installationskosten. Auch die Wartungskosten, insbesondere die Reinigung der Batterieoberfläche von Schmutz, Zugfett und Ablagerungen, müssen sorgfältig kalkuliert werden. Sunways hat eine Lösung entwickelt, die automatische Reinigungsbürsten an den Zügen nutzt.

Darüber hinaus ist die Haltbarkeit der Module in einer Umgebung mit ständigen Vibrationen und mechanischen Belastungen durch Züge mit Geschwindigkeiten von bis zu 150 km/h (der Testzug fuhr jedoch nur maximal 70 km/h) ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer und die Investitionseffizienz. Sunways behauptet, dass seine Module langlebiger als der Standard seien und diesen Bedingungen standhalten könnten.

Auch die Finanzierung von Großprojekten ist eine Herausforderung. Derzeit wird das Projekt von Innosuisse und privaten Partnern unterstützt. Um zu expandieren, muss Sunways Großinvestoren gewinnen, möglicherweise über das in der Schweiz immer beliebter werdende Energy-as-a-Service-Modell (EaaS), das die anfänglichen Investitionskosten für Bahnunternehmen reduziert.

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

Überwindung technischer und ökologischer Barrieren: Vom Zweifel zur Realität

Der Weg zur Pilotlizenz war für Sunways nicht einfach. Das Schweizer Bundesamt für Verkehr (BAV) verweigerte die Lizenzerteilung im Jahr 2023 zunächst aufgrund von Sicherheitsbedenken und der Auswirkungen auf den Bahnunterhalt. Sunways benötigte zehn Monate, um den Prototyp zu bauen, zu testen und zusätzliche Sicherheitsbewertungen unabhängiger Experten vorzulegen, um das BAV zu überzeugen.

Zu den wichtigsten Anliegen gehören:

Betriebssicherheit: Für Lokführer besteht Blendungsgefahr durch die Paneloberfläche. Sunways begegnet diesem Risiko durch den Einsatz von „Full Black“-Panels mit Antireflexbeschichtung und führt für jedes Projekt eine Blendungsanalyse durch.

Haltbarkeit und Leistung: Die Auswirkungen von Vibrationen, Schmutz, Fett und Ablagerungen auf Batterieoberflächen. Automatische Reinigungssysteme und langlebigere Batteriedesigns sollen dieses Problem lösen.

Witterungseinflüsse: Schnee und Eis können die Leistung im Winter deutlich reduzieren. Sunways entwickelt ein automatisches Enteisungssystem. Das Unternehmen geht jedoch davon aus, dass die Leistung im Winter, ähnlich wie bei Dachanlagen, generell geringer ausfallen wird.

Auswirkungen auf die Eisenbahninstandhaltung: Eine schnelle Demontage ist die Hauptlösung, aber die Effizienz und die Kosten dieses Prozesses in der Praxis des Großbetriebs müssen überprüft werden.

Brand- und Mikrorissgefahr: Der Internationale Eisenbahnverband (UIC) warnt vor diesen Risiken. Sunways betont, dass seine Materialien hohe Sicherheitsstandards erfüllen.

Lärm: Es wurde vermutet, dass die harte Oberfläche der Paneele den Lärm beim Überfahren durch Züge erhöhen könnte. Dieser Aspekt muss im Rahmen von Tests untersucht werden.

Das dreijährige Pilotprojekt bietet Sunways die Gelegenheit, Daten aus der Praxis zu sammeln, die Technologie zu verfeinern und die Sicherheit, Effizienz und Haltbarkeit des Systems unter Beweis zu stellen.

Auf Bahngleisen installierte Solarstromprojekte gelten als zu schwierig zu warten (Quelle: Luigi Jorio, swissinfo).

Werden Energieschienen zur neuen Norm?

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

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

Dieses internationale Interesse zeigt, welch großes Potenzial in der Umwandlung der bestehenden Verkehrsinfrastruktur in eine dezentrale Quelle zur Stromerzeugung liegt und wie sich dadurch Landnutzungskonflikte – ein zunehmend hartnäckiges Problem – reduzieren lassen.

Eine Studie in Großbritannien ergab, dass die Nutzung von Solarenergie aus dem Schienenverkehr bis zu 8 % des Strombedarfs des Landes decken könnte. Eine Studie des TÜV Rheinland für Deutschland ergab, dass Photovoltaik-Anwendungen auf und innerhalb der Schieneninfrastruktur bis zu 2.940 GWh Solarstrom pro Jahr erzeugen und damit mehr als ein Viertel des jährlichen Strombedarfs des deutschen Schienenverkehrs decken könnten.

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

Unterschiede bei technischen Standards und gesetzlichen Regelungen: Jedes Land hat sein eigenes Eisenbahnsystem und seinen eigenen Rechtsrahmen.

Unterschiedliche Klimabedingungen: Die Batterieleistung und der Wartungsbedarf variieren erheblich je nach Klima.

Gleisverhältnisse und Gleisarten: Die Technik ist möglicherweise nicht für alle Gleisarten oder Strecken mit sehr hoher Verkehrsdichte geeignet.

Kosten und Zugang zu Kapital: Die Erstinvestition bleibt in vielen Märkten eine Hürde.

Bei Erfolg könnte das Schweizer Bahn-Solarprojekt zu einem Modell für intelligente erneuerbare Energien für die Welt werden (Foto: Sunways).

Das Pilotprojekt in Neuenburg wird in den nächsten Jahren sorgfältig begleitet und evaluiert. Sicherheitstests und -analysen, insbesondere im Hinblick auf die Demontage der Paneele, werden weiterhin durchgeführt, um die strengen Anforderungen des BAV zu erfüllen.

Die Initiative von Sunways, die in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelt wurde, ist mehr als nur eine technologische Lösung. Sie stellt eine strategische Vision dar, die Verkehrs- und Energieinfrastruktur harmonisch integriert und Synergien schafft. „Dies steht im Einklang mit dem globalen Trend zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und zur Steigerung der Energieeffizienz“, betonte Scuderi.

Sollte das Schweizer Solar-Schienen-Projekt erfolgreich sein, könnte es dem Land nicht nur wirtschaftliche und ökologische Vorteile bringen, sondern auch anderen Ländern als Vorbild und Inspiration für großflächige, nachhaltige und intelligente Lösungen für erneuerbare Energien dienen. Es ist ein wirklich spannender Fortschritt, der die Zukunft der Bahnindustrie und des globalen Energiesektors verändern könnte.

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