Η Ελβετία, μια χώρα γνωστή για τα εντυπωσιακά φυσικά τοπία της και τη βιομηχανία ακριβείας, αντιμετωπίζει σημαντικές ενεργειακές προκλήσεις. Η Ενεργειακή Στρατηγική της για το 2050 στοχεύει στη σταδιακή κατάργηση της πυρηνικής ενέργειας (η οποία σήμερα αντιπροσωπεύει περίπου το 37% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας), στη μείωση της εξάρτησης από τα εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα και στην σημαντική αύξηση του μεριδίου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Ωστόσο, η επέκταση των παραδοσιακών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η υδροηλεκτρική ενέργεια - η οποία έχει σχεδόν αξιοποιήσει πλήρως τις δυνατότητές της - ή η μεγάλης κλίμακας ηλιακή και αιολική ενέργεια αντιμετωπίζει πολλά εμπόδια, από περιορισμούς στο ταμείο γης, χρονοβόρες διαδικασίες αδειοδότησης που μπορεί να διαρκέσουν περισσότερο από 20 χρόνια για ένα έργο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, έως ανησυχίες σχετικά με τις επιπτώσεις στο τοπίο, ιδίως σε παρθένες ορεινές περιοχές.
Το 2023, οι Ελβετοί ψηφοφόροι απέρριψαν ακόμη και μια πρόταση για εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών σε πλαγιές βουνών, δείχνοντας την ευαισθησία του κοινού σε έργα που κινδυνεύουν να επηρεάσουν τη φυσική ομορφιά.
Σε αυτό το πλαίσιο, καινοτόμες λύσεις που αξιοποιούν τις υπάρχουσες υποδομές αναδεικνύονται ως μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση. Οι σιδηρόδρομοι, με το εκτεταμένο δίκτυό τους (περίπου 5.317 χλμ. στην Ελβετία), γίνονται ένα πιθανό «χρυσωρυχείο». Η ιδέα της ενσωμάτωσης ηλιακών συλλεκτών στις σιδηροδρομικές γραμμές δεν είναι εντελώς νέα, με πολλά παρόμοια έργα να σχεδιάζονται ή να δοκιμάζονται σε μικρή κλίμακα στη Γερμανία, την Ιταλία, τη Γαλλία, την Ιαπωνία και την Ινδία.
Ωστόσο, η Sunways ισχυρίζεται ότι η τεχνολογία της είναι « παγκόσμια πρωτιά» με ένα αφαιρούμενο σύστημα ηλιακών πάνελ που μπορεί να εγκατασταθεί σε ενεργές σιδηροδρομικές γραμμές χωρίς να διαταράσσεται η κυκλοφορία. «Η δυνατότητα διέλευσης τρένου χωρίς να επηρεάζεται το σύστημα της μπαταρίας είναι μια θεμελιώδης ανακάλυψη», δήλωσε ο Joseph Scuderi, Διευθύνων Σύμβουλος της Sunways.
Sunways και τεχνολογία "ενεργειακού χαλιού": Αποκωδικοποιώντας τη διαφορά
Το έργο Sunways, το οποίο προήλθε από την ιδέα του ιδρυτή Joseph Scuderi το 2020, ενώ περίμενε ένα τρένο στο Renens, προσέλκυσε γρήγορα την προσοχή και την υποστήριξη του Ελβετικού Οργανισμού Καινοτομίας (Innosuisse) και 12 συνεργαζόμενων εταιρειών. Το μοναδικό και βασικό χαρακτηριστικό αυτής της τεχνολογίας έγκειται στην ικανότητα «γρήγορης απελευθέρωσης».
Τα τυπικά ηλιακά πάνελ (σε πιλοτική φάση, 48 πάνελ, 385W το καθένα) είναι προσαρτημένα σε έναν ειδικό μηχανισμό που τους επιτρέπει να «ξετυλίγονται» στον χώρο μεταξύ δύο σιδηροτροχιών από ένα εξειδικευμένο τρένο που αναπτύχθηκε από την εταιρεία συντήρησης σιδηροδρόμων Scheuchzer SA. Το τρένο μπορεί να εγκαταστήσει έως και 1.000 τετραγωνικά μέτρα πάνελ την ημέρα, ένας εντυπωσιακός ρυθμός που υπόσχεται τη δυνατότητα ανάπτυξης σε μεγάλη κλίμακα.
Όταν απαιτείται συντήρηση των γραμμών, μια συνήθης και απαραίτητη εργασία, το σύστημα μπαταριών μπορεί να αφαιρεθεί και να επανεγκατασταθεί με σχετική ευκολία, λύνοντας ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην ενσωμάτωση της ηλιακής ενέργειας στις υποδομές μεταφορών. Αυτό αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των σταθερών ή ενσωματωμένων σε στρωτήρες λύσεων, οι οποίες είναι πιο δύσκολο να συντηρηθούν.
Η Sunways ξεκίνησε να δοκιμάζει τη νέα τεχνολογία νωρίτερα φέτος σε μια υπάρχουσα σιδηροδρομική γραμμή κοντά στο Buttes, στο καντόνι Neuchâtel, στη δυτική Ελβετία (Φωτογραφία: Sunways).
Η πιλοτική φάση στο καντόνι Neuchâtel, σε ένα τμήμα γραμμής 100 μέτρων κοντά στον σταθμό Buttes, έχει συνολική εγκατεστημένη ισχύ 18kW, η οποία αναμένεται να παράγει 16.000 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, αρκετή για την τροφοδοσία περίπου 4-6 νοικοκυριών. Το κόστος επένδυσης για αυτήν τη φάση είναι 585.000 ελβετικά φράγκα (περίπου 700.000 δολάρια ΗΠΑ).
Στην αρχική φάση, αυτή η ηλεκτρική ενέργεια θα διοχετεύεται στο τοπικό δημόσιο δίκτυο και όχι απευθείας στα τρένα, λόγω της πολυπλοκότητας της ενσωμάτωσής της σε ένα ειδικό δίκτυο έλξης. Ωστόσο, ο μακροπρόθεσμος στόχος της Sunways είναι να τροφοδοτεί τα τρένα απευθείας, κινούμενοι προς σχεδόν πλήρη ενεργειακή αυτάρκεια.
Οικονομικά Προβλήματα και Οικονομικές Προκλήσεις: Μπορούν τα Μεγάλα Όνειρα να Γίνουν Πραγματικότητα;
Το θεωρητικό δυναμικό της τεχνολογίας Sunways είναι τεράστιο.
Εάν ολόκληρο το ελβετικό σιδηροδρομικό δίκτυο (εκτός από τις σήραγγες) ήταν καλυμμένο με ηλιακούς συλλέκτες, θα παρήγαγε περίπου 1 TWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, ποσότητα που ισοδυναμεί με το 2% της συνολικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας και επαρκή για την τροφοδότηση περίπου 300.000 νοικοκυριών. Αυτό μπορεί να φαίνεται μέτριο στο γενικότερο σχέδιο των πραγμάτων, αλλά είναι σημαντικό στο πλαίσιο των προσπαθειών της Ελβετίας να διαφοροποιήσει την προσφορά της και να μειώσει την εξάρτησή της από την εισαγόμενη ενέργεια, ειδικά τον χειμώνα.
Ωστόσο, η οικονομική αποδοτικότητα του έργου παραμένει αμφιλεγόμενη. Το αρχικό κόστος είναι αρκετά υψηλό σε σύγκριση με τα μεγάλης κλίμακας επίγεια ηλιακά πάρκα. Η Sunways αναμένει ότι όταν αναπτυχθεί για παραγωγή και εγκατάσταση μεγάλης κλίμακας, το κόστος θα μειωθεί σημαντικά.
Μια ανεξάρτητη ερευνητική ομάδα από την Αυστραλία και το Μπαγκλαντές εξέτασε την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών κοντά σε σιδηροδρομικές γραμμές στο Μπαγκλαντές και υπολόγισε ότι το σταθμισμένο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας (LCOE) θα μπορούσε να φτάσει τα 0,052 $/kWh υπό τοπικές συνθήκες. Εν τω μεταξύ, η Sunways εκτιμά το LCOE για το μοντέλο «χαλί» της σε περίπου 0,12 $/kWh - ένα ποσό που θεωρείται ανταγωνιστικό στον κλάδο.
Η πρόκληση δεν είναι μόνο το κόστος κατασκευής και εγκατάστασης. Το κόστος συντήρησης, ειδικά ο καθαρισμός της επιφάνειας της μπαταρίας από βρωμιά, γράσο από τρένα και υπολείμματα, πρέπει επίσης να υπολογίζεται προσεκτικά. Η Sunways έχει βρει μια λύση χρησιμοποιώντας αυτόματες βούρτσες καθαρισμού τοποθετημένες σε τρένα.
Επιπλέον, η ανθεκτικότητα των πάνελ σε περιβάλλον συνεχών κραδασμών και μηχανικών κρούσεων από τρένα που κινούνται με ταχύτητες έως και 150 χλμ./ώρα (αν και το δοκιμαστικό τρένο κινήθηκε μόνο με μέγιστη ταχύτητα 70 χλμ./ώρα) είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής και την αποδοτικότητα της επένδυσης. Η Sunways ισχυρίζεται ότι τα πάνελ της είναι πιο ανθεκτικά από τα τυπικά και μπορούν να αντέξουν σε αυτές τις συνθήκες.
Η άντληση κεφαλαίων για έργα μεγάλης κλίμακας αποτελεί επίσης πρόβλημα. Προς το παρόν, το έργο υποστηρίζεται από την Innosuisse και ιδιώτες εταίρους. Για να επεκταθεί, η Sunways θα πρέπει να προσελκύσει μεγάλους επενδυτές, πιθανώς μέσω των μοντέλων «Ενέργεια ως Υπηρεσία» (EaaS) που είναι ολοένα και πιο δημοφιλή στην Ελβετία, συμβάλλοντας στη μείωση του αρχικού επενδυτικού κόστους για τις σιδηροδρομικές εταιρείες.
Το έργο «ηλιακού χαλιού» στις σιδηροδρομικές γραμμές είναι πολύ σημαντικό στο πλαίσιο των προσπαθειών της Ελβετίας να διαφοροποιήσει τις πηγές εφοδιασμού της και να μειώσει την εξάρτησή της από την εισαγόμενη ενέργεια (Φωτογραφία: Sunways).
Υπερνίκηση Τεχνικών και Περιβαλλοντικών Εμπόδιων: Από την Αμφιβολία στην Πραγματικότητα
Ο δρόμος της Sunways προς την άδεια πιλότου δεν ήταν εύκολος. Αρχικά, η Ελβετική Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Μεταφορών (FOT) αρνήθηκε να χορηγήσει την άδεια το 2023 λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια και τις επιπτώσεις στη συντήρηση των σιδηροδρόμων. Χρειάστηκαν στην Sunways 10 μήνες για να κατασκευάσει και να δοκιμάσει το πρωτότυπο και να παράσχει πρόσθετες αξιολογήσεις ασφάλειας από ανεξάρτητους εμπειρογνώμονες για να πείσει την FOT.
Βασικές ανησυχίες περιλαμβάνουν:
Λειτουργική ασφάλεια: Κίνδυνος θάμβωσης για τους μηχανοδηγούς τρένων από την επιφάνεια του πάνελ. Η Sunways αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας πάνελ "Full Black" με αντιανακλαστική επίστρωση και διεξάγοντας ανάλυση θάμβωσης για κάθε έργο.
Ανθεκτικότητα και απόδοση: Οι επιπτώσεις των κραδασμών, της βρωμιάς, του λίπους και των υπολειμμάτων στις επιφάνειες της μπαταρίας. Τα αυτόματα συστήματα καθαρισμού και τα πιο ανθεκτικά σχέδια μπαταριών αναμένεται να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα.
Επιπτώσεις καιρού: Το χιόνι και ο πάγος μπορούν να μειώσουν σημαντικά την απόδοση τον χειμώνα. Η Sunways αναπτύσσει ένα αυτόματο σύστημα αποπάγωσης. Ωστόσο, η εταιρεία είναι ρεαλίστρια ότι η χειμερινή απόδοση θα είναι γενικά χαμηλή, παρόμοια με τα συστήματα στέγης.
Επιπτώσεις στη συντήρηση των σιδηροδρόμων: Η ταχεία αποσυναρμολόγηση είναι η κύρια λύση, αλλά η αποτελεσματικότητα και το κόστος αυτής της διαδικασίας σε μεγάλης κλίμακας επιχειρησιακή πρακτική πρέπει να επαληθευτούν.
Κίνδυνοι πυρκαγιάς και μικρορωγμών: Η Διεθνής Ένωση Σιδηροδρόμων (UIC) έχει προειδοποιήσει για αυτούς τους κινδύνους. Η Sunways επιμένει ότι τα υλικά της πληρούν υψηλά πρότυπα ασφαλείας.
Θόρυβος: Έχει διατυπωθεί η άποψη ότι η σκληρή επιφάνεια των πάνελ μπορεί να αυξήσει τον θόρυβο όταν τα τρένα διέρχονται από πάνω τους. Αυτό θα πρέπει να αξιολογηθεί κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Το τριετές πιλοτικό έργο θα αποτελέσει μια ευκαιρία για την Sunways να συλλέξει δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο, να βελτιώσει την τεχνολογία και να επιδείξει την ασφάλεια, την αποτελεσματικότητα και την ανθεκτικότητα του συστήματος.
Τα έργα ηλιακής ενέργειας που είναι εγκατεστημένα σε σιδηροδρομικές γραμμές θεωρούνται πολύ δύσκολα στη συντήρηση (Πηγή: Luigi Jorio, swissinfo).
Θα γίνουν οι ενεργειακές ράγες ο νέος κανόνας;
Η επιτυχία της Sunways στην Ελβετία θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για μια ενεργειακή επανάσταση στις παγκόσμιες σιδηροδρομικές γραμμές.
«Η χρήση σιδηροτροχιών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι μια έξυπνη και αποτελεσματική προσέγγιση: δεν απαιτεί εκχέρσωση, δεν καταστρέφει το τοπίο και μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα και με χαμηλό κόστος», δήλωσε ένας ειδικός σε θέματα ενέργειας από την CleanTechnica.
Αυτό το διεθνές ενδιαφέρον καταδεικνύει τις τεράστιες δυνατότητες μετατροπής των υφιστάμενων υποδομών μεταφορών σε αποκεντρωμένη παραγωγή ενέργειας, μειώνοντας τις συγκρούσεις σχετικά με τη χρήση γης – ένα ολοένα και πιο δυσεπίλυτο πρόβλημα.
Μια μελέτη στο Ηνωμένο Βασίλειο διαπίστωσε ότι η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας από τους σιδηροδρόμους θα μπορούσε να καλύψει έως και το 8% των αναγκών της χώρας σε ηλεκτρική ενέργεια. Ομοίως, μια μελέτη της TÜV Rheinland για τη Γερμανία διαπίστωσε ότι οι φωτοβολταϊκές εφαρμογές σε και εντός σιδηροδρομικών υποδομών θα μπορούσαν να παράγουν έως και 2.940 GWh ηλιακής ενέργειας ετησίως, καλύπτοντας περισσότερο από το ένα τέταρτο των ετήσιων αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας του σιδηροδρομικού τομέα της χώρας.
Ωστόσο, η επέκταση σε παγκόσμια κλίμακα θα αντιμετωπίσει μια ποικιλία προκλήσεων:
Διαφορές στα τεχνικά πρότυπα και τους νομικούς κανονισμούς: Κάθε χώρα έχει το δικό της σιδηροδρομικό σύστημα και νομικό πλαίσιο.
Διαφορετικές Κλιματικές Συνθήκες: Η απόδοση και οι απαιτήσεις συντήρησης της μπαταρίας θα διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των κλιμάτων.
Συνθήκες και τύποι τροχιάς: Η τεχνολογία ενδέχεται να μην είναι κατάλληλη για όλους τους τύπους τροχιάς ή γραμμές με πολύ υψηλή πυκνότητα κυκλοφορίας.
Κόστος και πρόσβαση σε κεφάλαιο: Η αρχική επένδυση παραμένει εμπόδιο σε πολλές αγορές.
Εάν επιτύχει, το ελβετικό σιδηροδρομικό ηλιακό έργο θα μπορούσε να γίνει ένα μοντέλο έξυπνης ανανεώσιμης ενέργειας για τον κόσμο (Φωτογραφία: Sunways).
Το πιλοτικό έργο στο Νεσατέλ θα παρακολουθείται και θα αξιολογείται προσεκτικά τα επόμενα χρόνια. Οι δοκιμές και οι αναλύσεις ασφαλείας, ιδίως όσον αφορά τη διαδικασία αποσυναρμολόγησης των πάνελ, θα συνεχίσουν να διεξάγονται για την εκπλήρωση των αυστηρών απαιτήσεων του FOT.
Η πρωτοβουλία της Sunways, η οποία αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Λωζάνης (EPFL), είναι κάτι περισσότερο από μια απλή τεχνολογική λύση. Αντιπροσωπεύει ένα στρατηγικό όραμα όπου οι υποδομές μεταφορών και οι ενεργειακές υποδομές μπορούν να ενσωματωθούν αρμονικά, δημιουργώντας συνέργεια. «Αυτό συμβαδίζει με την παγκόσμια τάση μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα και αύξησης της ενεργειακής απόδοσης», τόνισε ο κ. Scuderi.
Εάν το στοίχημα της Ελβετίας για ηλιακή ενέργεια σε σιδηροδρόμους είναι επιτυχές, θα μπορούσε όχι μόνο να αποφέρει οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη στη χώρα, αλλά θα μπορούσε επίσης να χρησιμεύσει ως μοντέλο, εμπνέοντας άλλες χώρες στην αναζήτησή τους για μεγάλης κλίμακας, βιώσιμες και έξυπνες λύσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Είναι ένα πραγματικά συναρπαστικό βήμα προς τα εμπρός, με τη δυνατότητα να αναδιαμορφώσει το μέλλον τόσο της σιδηροδρομικής βιομηχανίας όσο και του παγκόσμιου ενεργειακού τομέα.
Πηγή: https://dantri.com.vn/kinh-doanh/bi-mat-duoi-duong-ray-thuy-si-choi-lon-de-cuu-hanh-tinh-20250618175202520.htm
Σχόλιο (0)