Secrete sub șine: Elveția „joacă la scară largă” pentru a salva planeta

(Dan Tri) - Faimoasă pentru ceasuri, ciocolată și trenuri, Elveția atrage acum atenția cu o inițiativă îndrăzneață: transformarea căilor ferate în centrale solare. Este aceasta soluția pentru energie curată care nu ocupă teren?

Elveția, o țară cunoscută pentru peisajele sale naturale spectaculoase și industria de precizie, se confruntă cu provocări energetice semnificative. Strategia sa energetică 2050 își propune să elimine treptat energia nucleară (care reprezintă în prezent aproximativ 37% din producția totală de energie electrică), să reducă dependența de combustibilii fosili importați și să crească semnificativ ponderea energiei regenerabile.

Cu toate acestea, extinderea surselor tradiționale de energie regenerabilă, cum ar fi hidroenergia - care și-a exploatat aproape pe deplin potențialul - sau energia solară și eoliană la scară largă, se confruntă cu numeroase bariere, de la limitările fondurilor funciare, procese lungi de autorizare care pot dura peste 20 de ani pentru un proiect de energie regenerabilă, până la preocupări legate de impactul asupra peisajului, în special în zonele muntoase neatinse.

În 2023, alegătorii elvețieni au respins chiar și o propunere de instalare a panourilor solare pe versanții munților, demonstrând sensibilitatea publică față de proiectele care riscă să afecteze frumusețea naturală.

În acest context, soluțiile inovatoare care utilizează infrastructura existentă apar ca o direcție promițătoare. Căile ferate, cu rețeaua lor extinsă (aproximativ 5.317 km în Elveția), devin o potențială „mină de aur”. Ideea integrării panourilor solare în liniile de cale ferată nu este complet nouă, numeroase proiecte similare fiind concepute sau testate la scară mică în Germania, Italia, Franța, Japonia și India.

Cu toate acestea, Sunways susține că tehnologia sa este o „premieră mondială ”, cu un sistem de panouri solare detașabile care pot fi instalate pe șine de cale ferată active fără a perturba traficul. „Capacitatea de a face trecerea unui tren fără a afecta sistemul de baterii este o descoperire fundamentală”, a declarat Joseph Scuderi, CEO al Sunways.

Sunways și tehnologia „covorului energetic”: Decodificarea diferenței

Proiectul Sunways, care a pornit de la ideea fondatorului Joseph Scuderi în 2020, în timp ce aștepta un tren în Renens, a atras rapid atenția și sprijinul Agenției Elvețiene pentru Inovație (Innosuisse) și al celor 12 companii partenere. Caracteristica unică și cheie a acestei tehnologii constă în capacitatea sa de „eliberare rapidă”.

Panourile solare standard (în faza pilot, 48 de panouri, fiecare de 385W) sunt atașate la un mecanism special care le permite să fie „derulate” în spațiul dintre două șine de către un tren specializat, dezvoltat de compania de întreținere a căilor ferate Scheuchzer SA. Trenul poate instala până la 1.000 de metri pătrați de panouri pe zi, o rată impresionantă care promite posibilitatea unei implementări la scară largă.

Când este necesară întreținerea șinelor, o sarcină de rutină și esențială, sistemul de baterii poate fi demontat și reinstalat cu relativă ușurință, rezolvând unul dintre cele mai mari obstacole în calea integrării energiei solare în infrastructura de transport. Acesta este un avantaj semnificativ față de soluțiile fixe sau integrate în traverse, care sunt mai dificil de întreținut.

Sunways a început testarea noii tehnologii la începutul acestui an pe o linie de cale ferată existentă în apropiere de Buttes, în cantonul Neuchâtel, vestul Elveției (Foto: Sunways).

Faza pilot din cantonul Neuchâtel, pe o porțiune de cale ferată de 100 m în apropierea gării Buttes, are o capacitate totală instalată de 18 kW, fiind așteptată să genereze 16.000 kWh de energie electrică pe an, suficientă pentru a alimenta aproximativ 4-6 gospodării. Costul investiției pentru această fază este de 585.000 de franci elvețieni (aproximativ 700.000 USD).

În faza inițială, această energie electrică va fi introdusă în rețeaua publică locală, mai degrabă decât direct în trenuri, din cauza complexității integrării acesteia într-o rețea dedicată de tracțiune. Cu toate acestea, obiectivul pe termen lung al Sunways este de a alimenta trenurile direct, îndreptându-se către o autosuficiență energetică aproape completă.

Probleme economice și provocări financiare: Pot deveni realitate visele mărețe?

Potențialul teoretic al tehnologiei Sunways este imens.

Dacă întreaga rețea feroviară elvețiană (mai puțin tunelurile) ar fi acoperită cu panouri solare, s-ar genera aproximativ 1 TWh de electricitate pe an, echivalentul a 2% din cererea totală de electricitate a țării și suficient pentru a alimenta aproximativ 300.000 de gospodării. Această cifră poate părea modestă în marea schemă a lucrurilor, dar este semnificativă în contextul eforturilor Elveției de a-și diversifica aprovizionarea și de a-și reduce dependența de energia importată, în special iarna.

Cu toate acestea, eficiența economică a proiectului rămâne controversată. Costul inițial este destul de mare în comparație cu fermele solare terestre de mari dimensiuni. Sunways se așteaptă ca, atunci când vor fi implementate pentru producție și instalare la scară largă, costul să fie redus semnificativ.

O echipă de cercetare independentă din Australia și Bangladesh a examinat instalarea panourilor solare în apropierea căilor ferate din Bangladesh și a calculat că, în condiții locale, costul nivelat al energiei electrice (LCOE) ar putea ajunge la 0,052 USD/kWh. Între timp, Sunways estimează LCOE pentru modelul său „covor” la aproximativ 0,12 USD/kWh - o cifră considerată competitivă în industrie.

Provocarea nu constă doar în costul de fabricație și instalare. Costurile de întreținere, în special curățarea suprafeței bateriei de murdărie, grăsime din trenuri și resturi, trebuie, de asemenea, calculate cu atenție. Sunways a venit cu o soluție care utilizează perii automate de curățare montate pe trenuri.

În plus, durabilitatea panourilor într-un mediu cu vibrații constante și impact mecanic cauzat de trenuri care circulă cu viteze de până la 150 km/h (deși trenul de testare a circulat doar cu o viteză maximă de 70 km/h) este un factor important care afectează durata de viață și eficiența investiției. Sunways afirmă că panourile sale sunt mai durabile decât cele standard și pot rezista la aceste condiții.

Strângerea de fonduri pentru proiecte de mare amploare este, de asemenea, o problemă. În prezent, proiectul este susținut de Innosuisse și de parteneri privați. Pentru a se extinde, Sunways va trebui să atragă investitori mari, eventual prin modelele „Energy-as-a-Service” (EaaS), care sunt din ce în ce mai populare în Elveția, contribuind la reducerea poverii costurilor inițiale de investiții pentru companiile feroviare.

Proiectul de „covor solar” pe șinele de cale ferată este foarte semnificativ în contextul eforturilor Elveției de a-și diversifica sursele de aprovizionare și de a-și reduce dependența de energia importată (Foto: Sunways).

Depășirea barierelor tehnice și de mediu: De la îndoială la realitate

Drumul Sunways către obținerea licenței de pilot nu a fost unul ușor. Inițial, Oficiul Federal Elvețian al Transporturilor (OFT) a refuzat să acorde licența în 2023 din cauza îngrijorărilor legate de siguranță și de impactul asupra întreținerii căilor ferate. Sunways a construit și testat prototipul și a furnizat evaluări suplimentare de siguranță din partea unor experți independenți pentru a convinge OFT.

Printre preocupările cheie se numără:

Siguranța în funcționare: Risc de orbire pentru mecanicii de locomotivă de pe suprafața panoului. Sunways abordează acest aspect prin utilizarea panourilor „Full Black” cu strat antireflexie și prin efectuarea unei analize a orbirii pentru fiecare proiect.

Durabilitate și performanță: Efectele vibrațiilor, murdăriei, grăsimii și resturilor pe suprafețele bateriilor. Se așteaptă ca sistemele automate de curățare și modelele mai durabile ale bateriilor să rezolve această problemă.

Impactul vremii: Zăpada și gheața pot reduce semnificativ performanța în timpul iernii. Sunways dezvoltă un sistem automat de dezghețare. Cu toate acestea, compania este realistă că producția de iarnă va fi în general scăzută, similară cu sistemele de acoperiș.

Impactul asupra întreținerii căilor ferate: Demontarea rapidă este principala soluție, dar eficiența și costul acestui proces în practica operațională la scară largă trebuie verificate.

Riscuri de incendiu și microfisuri: Uniunea Internațională a Căilor Ferate (UIC) a avertizat asupra acestor riscuri. Sunways insistă că materialele sale îndeplinesc standarde înalte de siguranță.

Zgomot: S-a sugerat că suprafața dură a panourilor ar putea crește zgomotul atunci când trenurile trec peste ele. Acest lucru va trebui evaluat în timpul testelor.

Proiectul pilot, cu o durată de trei ani, va fi o oportunitate pentru Sunways de a colecta date din lumea reală, de a rafina tehnologia și de a demonstra siguranța, eficiența și durabilitatea sistemului.

Proiectele de energie solară instalate pe șinele de cale ferată sunt considerate prea dificil de întreținut (Sursa: Luigi Jorio, swissinfo).

Vor deveni șinele de transport energetic noua normă?

Succesul Sunways în Elveția ar putea deschide calea pentru o revoluție energetică pe liniile feroviare globale.

„Utilizarea șinelor pentru generarea de electricitate este o abordare inteligentă și eficientă: nu necesită defrișări de teren, nu distruge peisajul și poate fi implementată rapid și la costuri reduse”, a declarat un expert în energie de la CleanTechnica.

Acest interes internațional demonstrează potențialul imens al transformării infrastructurii de transport existente în generare descentralizată de energie, reducând conflictele legate de utilizarea terenurilor – o problemă din ce în ce mai dificil de rezolvat.

Un studiu realizat în Regatul Unit a constatat că valorificarea energiei solare provenite de la căile ferate ar putea satisface până la 8% din necesarul de energie electrică al țării. În mod similar, un studiu realizat de TÜV Rheinland pentru Germania a constatat că aplicațiile fotovoltaice pe și în interiorul infrastructurii feroviare ar putea genera până la 2.940 GWh de energie solară pe an, acoperind peste un sfert din necesarul anual de energie electrică al sectorului feroviar al țării.

Cu toate acestea, extinderea la scară globală se va confrunta cu o varietate de provocări:

Diferențe în ceea ce privește standardele tehnice și reglementările legale: Fiecare țară are propriul sistem feroviar și propriul cadru juridic.

Condiții climatice diverse: Performanța bateriei și cerințele de întreținere vor varia semnificativ în funcție de climă.

Condiții și tipuri de linii: Este posibil ca tehnologia să nu fie potrivită pentru toate tipurile de linii sau linii cu densitate de trafic foarte mare.

Costul și accesul la capital: Investițiile inițiale rămân o barieră pe multe piețe.

Dacă va avea succes, proiectul solar feroviar elvețian ar putea deveni un model de energie regenerabilă inteligentă pentru întreaga lume (Foto: Sunways).

Proiectul pilot din Neuchâtel va fi monitorizat și evaluat cu atenție în următorii ani. Testele și analizele de siguranță, în special în ceea ce privește procesul de demontare a panourilor, vor continua să fie efectuate pentru a îndeplini cerințele stricte ale FOT.

Inițiativa Sunways, dezvoltată în parteneriat cu Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne (EPFL), este mai mult decât o simplă soluție tehnologică. Reprezintă o viziune strategică în care infrastructura de transport și infrastructura energetică pot fi integrate armonios, creând sinergie. „Acest lucru este în conformitate cu tendința globală de reducere a amprentei de carbon și de creștere a eficienței energetice”, a subliniat dl. Scuderi.

Dacă pariul Elveției privind energia solară pe șine va avea succes, acesta nu numai că ar putea aduce beneficii economice și de mediu țării, dar ar putea servi și drept model, inspirând alte țări în căutarea lor de soluții de energie regenerabilă la scară largă, durabile și inteligente. Este un pas înainte cu adevărat interesant, cu potențialul de a remodela viitorul atât al industriei feroviare, cât și al sectorului energetic global.

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