Titkok a sínek alatt: Svájc "nagyot játszik" a bolygó megmentéséért

(Dan Tri) - Az órákról, csokoládéról és vonatokról híres Svájc most egy merész kezdeményezéssel hívja fel magára a figyelmet: a vasutakat naperőművekké alakítja. Vajon ez a megoldás a tiszta energiára, amely nem foglal el földet?

Svájc, amely látványos természeti tájairól és precíziós iparáról ismert, jelentős energetikai kihívásokkal néz szembe. Az ország 2050-ig tartó Energiastratégiája célja az atomenergia fokozatos kivezetése (amely jelenleg a teljes villamosenergia-termelés mintegy 37%-át teszi ki), az importált fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentése és a megújuló energia arányának jelentős növelése.

A hagyományos megújuló energiaforrások, mint például a vízenergia – amely szinte teljes mértékben kiaknázta a benne rejlő lehetőségeket – vagy a nagyméretű nap- és szélenergia bővítése azonban számos akadályba ütközik, a földalap-korlátoktól kezdve a hosszadalmas engedélyezési eljárásokon, amelyek egy megújulóenergia-projekt esetében több mint 20 évig is eltarthatnak, egészen a tájra gyakorolt ​​hatásokkal kapcsolatos aggodalmakig, különösen az érintetlen hegyvidéki területeken.

2023-ban a svájci szavazók még egy javaslatot is elutasítottak, hogy napelemeket telepítsenek a hegyoldalakra, ezzel is bizonyítva a közvélemény érzékenységét a természeti szépségeket veszélyeztető projektekkel szemben.

Ebben az összefüggésben ígéretes iránynak tűnnek az innovatív megoldások, amelyek a meglévő infrastruktúrát használják ki. A vasutak kiterjedt hálózatukkal (Svájcban körülbelül 5317 km) potenciális „aranybányává” válnak. A napelemek vasúti sínekbe való integrálásának ötlete nem teljesen új, számos hasonló projektet terveznek vagy tesztelnek kis léptékben Németországban, Olaszországban, Franciaországban, Japánban és Indiában.

A Sunways azonban azt állítja, hogy technológiájuk „ világelső ”, mivel kivehető napelemrendszerrel rendelkezik, amely a forgalom megzavarása nélkül telepíthető a vasúti sínekre. „Az a képesség, hogy egy vonat áthaladhat anélkül, hogy az akkumulátorrendszert befolyásolná, alapvető áttörést jelent” – mondta Joseph Scuderi, a Sunways vezérigazgatója.

Sunways és az „energiaszőnyeg” technológia: A különbség megfejtése

A Sunways projekt, amely Joseph Scuderi alapító ötletéből született 2020-ban, miközben Renensben vonatra várt, gyorsan felkeltette a Svájci Innovációs Ügynökség (Innosuisse) és 12 partnervállalat figyelmét és támogatását. A technológia egyedülálló és kulcsfontosságú jellemzője a „gyorsan kioldható” képessége.

A standard napelemek (a kísérleti fázisban 48 panel, egyenként 385 W) egy speciális mechanizmushoz vannak rögzítve, amely lehetővé teszi, hogy a Scheuchzer SA vasútkarbantartó vállalat által kifejlesztett speciális vonattal „kitekerjék” őket két sín közötti térbe. A vonat akár 1000 négyzetméternyi panelt is képes telepíteni naponta, ami lenyűgöző ütem, és nagyszabású telepítés lehetőségét ígéri.

Amikor a pálya karbantartása szükséges – ami egy rutinszerű és alapvető feladat –, az akkumulátorrendszer viszonylag könnyen eltávolítható és újratelepíthető, megoldva ezzel a napelemes rendszerek közlekedési infrastruktúrába való integrálásának egyik legnagyobb akadályát. Ez jelentős előnyt jelent a fix vagy talpfa-integrált megoldásokkal szemben, amelyeket nehezebb karbantartani.

A Sunways idén év elején kezdte meg az új technológia tesztelését egy meglévő vasútvonalon Buttes közelében, Neuchâtel kantonban, Nyugat-Svájcban (Fotó: Sunways).

A Neuchâtel kantonban, a Buttes állomás közelében található 100 méteres vágányszakaszon megvalósuló kísérleti fázis teljes beépített kapacitása 18 kW, amely várhatóan évi 16 000 kWh villamos energiát termel, ami körülbelül 4-6 háztartás ellátására elegendő. A fázis beruházási költsége 585 000 svájci frank (körülbelül 700 000 USD).

A kezdeti fázisban ezt az áramot a helyi közüzemi hálózatba táplálják, ahelyett, hogy közvetlenül a vonatokhoz vezetnének, mivel egy dedikált vontatási hálózatba való integrálása összetett feladat. A Sunways hosszú távú célja azonban a vonatok közvetlen energiaellátása, és ezzel a közel teljes energia-önellátás felé halad.

Gazdasági problémák és pénzügyi kihívások: Valóra válhatnak a nagy álmok?

A Sunways technológiájának elméleti potenciálja hatalmas.

Ha a teljes svájci vasúthálózatot (az alagutakat leszámítva) napelemekkel borítanák be, a becslések szerint évente 1 TWh villamos energiát lehetne termelni, ami az ország teljes villamosenergia-igényének 2%-ával egyenértékű, és elegendő lenne körülbelül 300 000 háztartás ellátására. Ez nagy vonalakban szerénynek tűnhet, de jelentős Svájc azon erőfeszítéseinek kontextusában, hogy diverzifikálja energiaellátását és csökkentse az importált energiától való függőségét, különösen télen.

A projekt gazdasági hatékonysága azonban továbbra is vitatott. A kezdeti költség meglehetősen magas a nagyméretű, földi napelemparkokhoz képest. A Sunways arra számít, hogy nagyszabású termelés és telepítés esetén a költségek jelentősen csökkenni fognak.

Egy független ausztrál és bangladesi kutatócsoport megvizsgálta a napelemek telepítését a bangladesi vasútvonalak közelében, és kiszámította, hogy a villamos energia kiegyenlített költsége (LCOE) helyi körülmények között elérheti a 0,052 USD/kWh-t. Eközben a Sunways a „szőnyeg” modelljének LCOE-értékét körülbelül 0,12 USD/kWh-ra becsüli – ez az érték versenyképesnek tekinthető az iparágban.

A kihívás nem csak a gyártási és telepítési költségekben rejlik. A karbantartási költségeket, különösen az akkumulátor felületének szennyeződésektől, vonatokról származó zsírtól és törmeléktől való megtisztítását is gondosan ki kell számolni. A Sunways megoldást talált a vonatokra szerelt automatikus tisztítókefék használatával.

Ezenkívül a panelek tartóssága állandó rezgésnek és mechanikai behatásoknak kitett környezetben, amelyet akár 150 km/h sebességgel haladó vonatok okoznak (bár a tesztvonat csak maximum 70 km/h sebességgel haladt), fontos tényező, amely befolyásolja az élettartamot és a beruházás hatékonyságát. A Sunways azt állítja, hogy paneljeik tartósabbak a standardnál, és ellenállnak ezeknek a körülményeknek.

A nagyszabású projektek finanszírozása szintén problémát jelent. Jelenleg a projektet az Innosuisse és magánpartnerek támogatják. A növekedéshez a Sunwaysnek nagybefektetőket kell vonzania, esetleg a Svájcban egyre népszerűbb „Energy-as-a-Service” (EaaS) modelleken keresztül, amelyek segítenek csökkenteni a vasúttársaságok kezdeti beruházási költségeinek terheit.

A vasúti sínekre telepített „napszőnyeg” projektje nagyon jelentős Svájc azon erőfeszítéseinek kontextusában, hogy diverzifikálja energiaellátását és csökkentse az importált energiától való függőségét (Fotó: Sunways).

Technikai és környezeti akadályok leküzdése: a kétségektől a valóságig

A Sunways útja a pilótaengedélyhez nem volt könnyű. A Svájci Szövetségi Közlekedési Hivatal (FOT) kezdetben 2023-ban megtagadta az engedély megadását a biztonsággal és a vasúti karbantartásra gyakorolt ​​hatással kapcsolatos aggályok miatt. A Sunwaysnek 10 hónapba telt a prototípus megépítése és tesztelése, valamint a független szakértők által végzett további biztonsági értékelések benyújtása az FOT meggyőzésére.

A főbb aggodalmak a következők:

Üzemeltetési biztonság: Fennáll a kockázata annak, hogy a mozdonyvezetők tükröződjenek a panelek felületéről. A Sunways ezt a problémát „teljesen fekete”, tükröződésmentes bevonattal ellátott panelek használatával és minden projekthez tükröződéselemzés elvégzésével kezeli.

Tartósság és teljesítmény: A rezgés, a szennyeződés, a zsír és a törmelék hatása az akkumulátorok felületére. Az automatikus tisztítórendszerek és a tartósabb akkumulátor-kialakítások várhatóan megoldják ezt a problémát.

Időjárás hatása: A hó és a jég jelentősen csökkentheti a teljesítményt télen. A Sunways egy automatikus jégtelenítő rendszert fejleszt. A vállalat azonban reálisan látja, hogy a téli teljesítmény általában alacsony lesz, hasonlóan a tetőre szerelt rendszerekhez.

A vasúti karbantartásra gyakorolt ​​hatás: A gyors szétszerelés a fő megoldás, de a folyamat hatékonyságát és költségeit nagymértékű üzemeltetési gyakorlatban ellenőrizni kell.

Tűz- és mikrórepedések kockázata: A Nemzetközi Vasúti Unió (UIC) figyelmeztetett ezekre a kockázatokra. A Sunways ragaszkodik ahhoz, hogy anyagai megfelelnek a magas biztonsági előírásoknak.

Zaj: Felmerült, hogy a panelek kemény felülete növelheti a zajt, amikor a vonatok elhaladnak felettük. Ezt a tesztelés során kell majd felmérni.

A hároméves kísérleti projekt lehetőséget kínál a Sunways számára, hogy valós adatokat gyűjtsön, finomítsa a technológiát, valamint demonstrálja a rendszer biztonságosságát, hatékonyságát és tartósságát.

A vasúti sínekre telepített napelemes projekteket túl nehéz fenntartani (Forrás: Luigi Jorio, swissinfo).

Vajon az energiasínek válnak az új normává?

A Sunways svájci sikere utat nyithat egy energiaforradalom előtt a globális vasútvonalakon.

„A sínek használata az áramtermeléshez intelligens és hatékony megközelítés: nem igényel területtisztítást, nem rombolja a tájat, és gyorsan és alacsony költséggel telepíthető” – mondta a CleanTechnica energiaszakértője.

Ez a nemzetközi érdeklődés rámutat arra a hatalmas potenciálra, amely a meglévő közlekedési infrastruktúra decentralizált energiatermeléssé alakításában rejlik, csökkentve a földhasználati konfliktusokat – egy egyre megoldhatatlanabb problémát.

Egy Egyesült Királyságban végzett tanulmány szerint a vasúti napenergia hasznosítása az ország villamosenergia-szükségletének akár 8%-át is fedezheti. Hasonlóképpen, a TÜV Rheinland Németország számára készült tanulmánya szerint a vasúti infrastruktúrán és azon belül elhelyezett fotovoltaikus alkalmazások évente akár 2940 GWh napenergiát is termelhetnek, ami az ország vasúti ágazatának éves villamosenergia-szükségletének több mint egynegyedét fedezi.

A globális léptékű terjeszkedés azonban számos kihívással fog szembesülni:

Különbségek a műszaki szabványok és a jogi szabályozások terén: Minden országnak megvan a saját vasúti rendszere és jogi keretrendszere.

Különböző éghajlati viszonyok: Az akkumulátor teljesítménye és karbantartási igényei jelentősen eltérhetnek az éghajlattól függően.

Pályaviszonyok és típusok: A technológia nem feltétlenül alkalmas minden pályatípusra vagy nagyon nagy forgalmú vonalra.

Költségek és tőkéhez való hozzáférés: A kezdeti befektetés továbbra is akadályt jelent számos piacon.

Siker esetén a svájci vasúti napelemes projekt az intelligens megújuló energia modelljévé válhat a világ számára (Fotó: Sunways).

A neuchâteli kísérleti projektet a következő néhány évben gondosan figyelemmel kísérik és értékelik. A biztonsági teszteket és elemzéseket, különösen a panelek szétszerelési folyamatát illetően, továbbra is elvégzik majd, hogy megfeleljenek a FOT szigorú követelményeinek.

A Sunways kezdeményezése, amelyet a Svájci Szövetségi Technológiai Intézettel, Lausanne-nal (EPFL) partnerségben fejlesztettek ki, több mint egy technológiai megoldás. Stratégiai víziót képvisel, amelyben a közlekedési infrastruktúra és az energetikai infrastruktúra harmonikusan integrálható, szinergiát teremtve. „Ez összhangban van a szénlábnyom csökkentésének és az energiahatékonyság növelésének globális trendjével” – hangsúlyozta Scuderi úr.

Ha Svájc napelemes sínekre épülő stratégiája sikeres, az nemcsak gazdasági és környezeti előnyökkel járhat az ország számára, hanem modellként is szolgálhat, inspirálva más országokat a nagyléptékű, fenntartható és intelligens megújulóenergia-megoldások keresésében. Ez egy igazán izgalmas lépés előre, amely képes átalakítani mind a vasúti ágazat, mind a globális energiaszektor jövőjét.

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