Hemmeligheter under sporene: Sveits «spiller stort» for å redde planeten

(Dan Tri) – Sveits, kjent for klokker, sjokolade og tog, vekker nå oppmerksomhet med et dristig initiativ: å gjøre jernbaner om til solkraftverk. Er dette løsningen for ren energi som ikke tar opp land?

Sveits, et land kjent for sine spektakulære naturlandskap og presisjonsindustri, står overfor betydelige energiutfordringer. Energistrategien for 2050 har som mål å fase ut kjernekraft (som for tiden står for rundt 37 % av den totale strømproduksjonen), redusere avhengigheten av importert fossilt brensel og øke andelen fornybar energi betydelig.

Utvidelsen av tradisjonelle fornybare energikilder som vannkraft – som nesten har utnyttet sitt potensial fullt – eller storskala sol- og vindkraft møter imidlertid mange barrierer, fra begrensninger i arealmidler, lange konsesjonsprosesser som kan ta mer enn 20 år for et fornybart energiprosjekt til bekymringer om landskapspåvirkninger, spesielt i uberørte høylandsområder.

I 2023 avviste sveitsiske velgere til og med et forslag om å installere solcellepaneler i fjellsider, noe som demonstrerer offentlig følsomhet for prosjekter som risikerer å påvirke naturlig skjønnhet.

I denne sammenhengen fremstår innovative løsninger som utnytter eksisterende infrastruktur som en lovende retning. Jernbaner, med sitt omfattende nettverk (ca. 5 317 km i Sveits), blir en potensiell «gullgruve». Ideen om å integrere solcellepaneler i jernbanespor er ikke helt ny, med mange lignende prosjekter som blir unnfanget eller testet i liten skala i Tyskland, Italia, Frankrike, Japan og India.

Sunways hevder imidlertid at teknologien deres er en « verdensnyhet » med et avtakbart solcellepanelsystem som kan installeres på aktive jernbanespor uten å forstyrre trafikken. «Muligheten til å få et tog til å passere uten å påvirke batterisystemet er et grunnleggende gjennombrudd», sa Joseph Scuderi, administrerende direktør i Sunways.

Sunways og «energiteppe»-teknologi: Avkoding av forskjellen

Sunways-prosjektet, som oppsto etter grunnlegger Joseph Scuderis idé i 2020 mens han ventet på et tog i Renens, tiltrakk seg raskt oppmerksomhet og støtte fra det sveitsiske innovasjonsbyrået (Innosuisse) og 12 partnerselskaper. Det unike og viktige trekket ved denne teknologien ligger i dens "hurtigutløsningsevne".

Standard solcellepanelene (i pilotfasen 48 paneler, hver på 385 W) er festet til en spesiell mekanisme som gjør at de kan «rulles ut» i rommet mellom to skinner av et spesialtog utviklet av jernbanevedlikeholdsselskapet Scheuchzer SA. Toget kan installere opptil 1000 kvadratmeter paneler per dag, en imponerende hastighet som lover muligheten for storskala utplassering.

Når sporvedlikehold er nødvendig, en rutinemessig og viktig oppgave, kan batterisystemet fjernes og installeres på nytt relativt enkelt, noe som løser en av de største hindringene for å integrere solenergi i transportinfrastruktur. Dette er en betydelig fordel i forhold til faste eller svilleintegrerte løsninger, som er vanskeligere å vedlikeholde.

Sunways begynte å teste den nye teknologien tidligere i år på en eksisterende jernbanelinje nær Buttes i kantonen Neuchâtel i det vestlige Sveits (Foto: Sunways).

Pilotfasen i kantonen Neuchâtel, på en 100 meter lang strekning nær Buttes stasjon, har en total installert kapasitet på 18 kW, og forventes å generere 16 000 kWh strøm per år, nok til å forsyne omtrent 4–6 husstander. Investeringskostnaden for denne fasen er 585 000 sveitsiske franc (omtrent 700 000 USD).

I den innledende fasen vil denne strømmen bli matet inn i det lokale offentlige strømnettet i stedet for direkte til togene, på grunn av kompleksiteten ved å integrere den i et dedikert trekkraftnettverk. Sunways' langsiktige mål er imidlertid å drive togene direkte, og dermed bevege seg mot nesten fullstendig energiuavhengighet.

Økonomiske problemer og finansielle utfordringer: Kan store drømmer gå i oppfyllelse?

Det teoretiske potensialet til Sunways-teknologien er enormt.

Hvis hele det sveitsiske jernbanenettet (minus tunnelene) var dekket av solcellepaneler, ville det generere anslagsvis 1 TWh strøm per år, tilsvarende 2 % av landets totale strømbehov og nok til å forsyne rundt 300 000 husstander med strøm. Dette kan virke beskjedent i det store bildet, men det er betydelig i sammenheng med Sveits' innsats for å diversifisere forsyningen og redusere avhengigheten av importert energi, spesielt om vinteren.

Prosjektets økonomiske effektivitet er imidlertid fortsatt kontroversiell. Den opprinnelige kostnaden er ganske høy sammenlignet med store, bakkemonterte solcelleparker. Sunways forventer at kostnadene vil bli betydelig redusert når de tas i bruk for storskala produksjon og installasjon.

Et uavhengig forskerteam fra Australia og Bangladesh undersøkte installasjon av solcellepaneler nær jernbaner i Bangladesh, og beregnet at den utjevnte kostnaden for elektrisitet (LCOE) kunne nå 0,052 dollar/kWh under lokale forhold. Samtidig anslår Sunways LCOE for sin «teppe»-modell til rundt 0,12 dollar/kWh – et tall som anses som konkurransedyktig i bransjen.

Utfordringen er ikke bare kostnadene ved produksjon og installasjon. Vedlikeholdskostnader, spesielt rengjøring av batterioverflaten fra smuss, fett fra tog og rusk, må også beregnes nøye. Sunways har kommet opp med en løsning ved hjelp av automatiske rengjøringsbørster montert på tog.

I tillegg er panelenes holdbarhet i et miljø med konstant vibrasjon og mekanisk påvirkning fra tog som kjører i hastigheter på opptil 150 km/t (selv om testtoget bare kjørte i maksimalt 70 km/t) en viktig faktor som påvirker levetiden og investeringseffektiviteten. Sunways hevder at panelene deres er mer holdbare enn standarden og tåler disse forholdene.

Innsamling av kapital til storskalaprosjekter er også et problem. For tiden støttes prosjektet av Innosuisse og private partnere. For å skalere opp må Sunways tiltrekke seg store investorer, muligens gjennom «Energy-as-a-Service» (EaaS)-modellene som blir stadig mer populære i Sveits, og som bidrar til å redusere byrden av initiale investeringskostnader for jernbaneselskaper.

Prosjektet med «solcelleteppe» på jernbanespor er svært meningsfullt i sammenheng med Sveits' innsats for å diversifisere forsyningskildene sine og redusere avhengigheten av importert energi (Foto: Sunways).

Overvinne tekniske og miljømessige barrierer: Fra tvil til virkelighet

Sunways’ vei til pilotlisensen var ikke enkel. I utgangspunktet nektet det sveitsiske føderale transportkontoret (FOT) å gi lisensen i 2023 på grunn av bekymringer om sikkerhet og innvirkning på jernbanevedlikehold. Det tok Sunways 10 måneder å bygge og teste prototypen og gi ytterligere sikkerhetsvurderinger fra uavhengige eksperter for å overbevise FOT.

Viktige bekymringer inkluderer:

Driftssikkerhet: Risiko for blending for lokomotivførere fra paneloverflaten. Sunways håndterer dette ved å bruke «Full Black»-paneler med antirefleksbelegg og utføre blendingsanalyser for hvert prosjekt.

Holdbarhet og ytelse: Effektene av vibrasjon, smuss, fett og rusk på batterioverflater. Automatiske rengjøringssystemer og mer holdbare batteridesign forventes å løse dette problemet.

Værpåvirkning: Snø og is kan redusere ytelsen betydelig om vinteren. Sunways utvikler et automatisk avisingssystem. Selskapet er imidlertid realistisk med tanke på at vinterproduksjonen generelt vil være lav, i likhet med taksystemer.

Konsekvenser for jernbanevedlikehold: Rask demontering er hovedløsningen, men effektiviteten og kostnaden ved denne prosessen i storskala drift må verifiseres.

Brann- og mikrorisikkrisiko: Den internasjonale jernbaneunionen (UIC) har advart om disse risikoene. Sunways insisterer på at materialene deres oppfyller høye sikkerhetsstandarder.

Støy: Det har blitt foreslått at den harde overflaten på panelene kan øke støyen når tog passerer over dem. Dette må vurderes under testingen.

Det treårige pilotprosjektet vil gi Sunways en mulighet til å samle inn data fra den virkelige verden, forbedre teknologien og demonstrere systemets sikkerhet, effektivitet og holdbarhet.

Solenergiprosjekter installert på jernbanespor anses som for vanskelige å vedlikeholde (Kilde: Luigi Jorio, swissinfo).

Vil energiskinner bli den nye normen?

Sunways' suksess i Sveits kan bane vei for en energirevolusjon på globale jernbanelinjer.

«Å bruke skinner til å generere strøm er en smart og effektiv tilnærming: det krever ikke rydding av land, ødelegger ikke landskapet og kan tas i bruk raskt og til en lav kostnad», sa en energiekspert fra CleanTechnica.

Denne internasjonale interessen demonstrerer det enorme potensialet ved å omdanne eksisterende transportinfrastruktur til desentralisert kraftproduksjon, noe som reduserer arealbrukskonflikter – et stadig mer uløselig problem.

En studie i Storbritannia fant at utnyttelse av solenergi fra jernbaner kunne dekke opptil 8 % av landets strømbehov. Tilsvarende fant en studie utført av TÜV Rheinland for Tyskland at PV-applikasjoner på og i jernbaneinfrastruktur kunne generere opptil 2940 GWh solenergi per år, noe som dekker mer enn en fjerdedel av landets jernbanesektors årlige strømbehov.

Imidlertid vil oppskalering på global skala møte en rekke utfordringer:

Forskjeller i tekniske standarder og lovbestemmelser: Hvert land har sitt eget jernbanesystem og juridiske rammeverk.

Ulike klimaforhold: Batteriets ytelse og vedlikeholdskrav vil variere betydelig mellom klimaer.

Sporforhold og -typer: Teknologien er kanskje ikke egnet for alle sportyper eller linjer med svært høy trafikktetthet.

Kostnad og tilgang til kapital: Innledende investeringer er fortsatt en barriere i mange markeder.

Hvis det lykkes, kan det sveitsiske solcelleprosjektet for jernbane bli en modell for smart fornybar energi for verden (Foto: Sunways).

Pilotprosjektet i Neuchâtel vil bli nøye overvåket og evaluert de neste årene. Sikkerhetstester og -analyser, spesielt med tanke på demonteringsprosessen for paneler, vil fortsette å bli utført for å oppfylle de strenge kravene i FOT.

Sunways’ initiativ, utviklet i samarbeid med det sveitsiske føderale teknologiske instituttet i Lausanne (EPFL), er mer enn bare en teknologisk løsning. Det representerer en strategisk visjon der transportinfrastruktur og energiinfrastruktur kan integreres harmonisk og skape synergi. «Dette er i tråd med den globale trenden med å redusere karbonavtrykk og øke energieffektiviteten», understreket Scuderi.

Hvis Sveits' satsing på solenergi på skinner lykkes, kan det ikke bare gi landet økonomiske og miljømessige fordeler, men det kan også tjene som en modell som inspirerer andre land i deres søken etter storskala, bærekraftige og smarte fornybare energiløsninger. Det er et virkelig spennende skritt fremover, med potensial til å omforme fremtiden for både jernbaneindustrien og den globale energisektoren.

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