Hemligheter under spåren: Schweiz "spelar stort" för att rädda planeten

(Dan Tri) – Schweiz, känt för klockor, choklad och tåg, väcker nu uppmärksamhet med ett djärvt initiativ: att förvandla järnvägar till solkraftverk. Är detta lösningen för ren energi som inte tar upp mark?

Schweiz, ett land känt för sina spektakulära naturlandskap och precisionsindustri, står inför betydande energiutmaningar. Dess energistrategi 2050 syftar till att fasa ut kärnkraften (som för närvarande står för cirka 37 % av den totala elproduktionen), minska beroendet av importerade fossila bränslen och avsevärt öka andelen förnybar energi.

Utbyggnaden av traditionella förnybara energikällor som vattenkraft – som nästan fullt ut har utnyttjat sin potential – eller storskalig sol- och vindkraft möter dock många hinder, från begränsningar i markfonder, långa licensprocesser som kan ta mer än 20 år för ett förnybart energiprojekt till oro för landskapspåverkan, särskilt i orörda höglandsområden.

År 2023 avvisade schweiziska väljare till och med ett förslag om att installera solpaneler på bergssluttningar, vilket visar allmänhetens känslighet för projekt som riskerar att påverka naturens skönhet.

I detta sammanhang framstår innovativa lösningar som utnyttjar befintlig infrastruktur som en lovande riktning. Järnvägar, med sitt omfattande nätverk (cirka 5 317 km i Schweiz), blir en potentiell "guldgruva". Idén att integrera solpaneler i järnvägsspår är inte helt ny, med många liknande projekt som utformas eller testas i liten skala i Tyskland, Italien, Frankrike, Japan och Indien.

Sunways hävdar dock att deras teknik är en " världspremiär " med ett avtagbart solpanelsystem som kan installeras på aktiva järnvägsspår utan att störa trafiken. "Möjligheten att få ett tåg att passera utan att påverka batterisystemet är ett grundläggande genombrott", säger Joseph Scuderi, VD för Sunways.

Sunways och "energimatta"-teknik: Avkoda skillnaden

Sunways-projektet, som uppstod ur grundaren Joseph Scuderis idé år 2020 medan han väntade på ett tåg i Renens, väckte snabbt uppmärksamhet och stöd från den schweiziska innovationsbyrån (Innosuisse) och 12 partnerföretag. Det unika och viktigaste med denna teknik ligger i dess "snabbfrigörande" förmåga.

Standardsolpanelerna (i pilotfasen 48 paneler, vardera 385 W) är fästa vid en speciell mekanism som gör att de kan "rullas ut" i utrymmet mellan två räls av ett specialiserat tåg utvecklat av järnvägsunderhållsföretaget Scheuchzer SA. Tåget kan installera upp till 1 000 kvadratmeter paneler per dag, en imponerande hastighet som lovar möjligheten till storskalig utbyggnad.

När spårunderhåll krävs, en rutinmässig och viktig uppgift, kan batterisystemet tas bort och installeras om relativt enkelt, vilket löser ett av de största hindren för att integrera solenergi i transportinfrastrukturen. Detta är en betydande fördel jämfört med fasta eller sliperintegrerade lösningar, vilka är svårare att underhålla.

Sunways började testa den nya tekniken tidigare i år på en befintlig järnvägslinje nära Buttes i kantonen Neuchâtel i västra Schweiz (Foto: Sunways).

Pilotfasen i kantonen Neuchâtel, på en 100 meter lång spårsträcka nära Buttes station, har en total installerad kapacitet på 18 kW och förväntas generera 16 000 kWh el per år, tillräckligt för att försörja cirka 4–6 hushåll. Investeringskostnaden för denna fas är 585 000 schweiziska franc (cirka 700 000 USD).

I den inledande fasen kommer denna elektricitet att matas in i det lokala allmänna elnätet snarare än direkt till tågen, på grund av komplexiteten i att integrera den i ett dedikerat dragkraftnät. Sunways långsiktiga mål är dock att driva tågen direkt och därmed gå mot nästan fullständig energisjälvförsörjning.

Ekonomiska problem och finansiella utmaningar: Kan stora drömmar bli verklighet?

Den teoretiska potentialen hos Sunways teknik är enorm.

Om hela det schweiziska järnvägsnätet (exklusive tunnlarna) var täckt med solpaneler skulle det generera uppskattningsvis 1 TWh el per år, vilket motsvarar 2 % av landets totala elbehov och tillräckligt för att försörja cirka 300 000 hushåll. Detta kan verka blygsamt i det stora hela, men det är betydelsefullt i samband med Schweiz ansträngningar att diversifiera sin försörjning och minska sitt beroende av importerad energi, särskilt på vintern.

Projektets ekonomiska effektivitet är dock fortfarande kontroversiell. Den initiala kostnaden är ganska hög jämfört med storskaliga markbaserade solcellsparker. Sunways förväntar sig att kostnaden kommer att minskas avsevärt när de används för storskalig produktion och installation.

Ett oberoende forskarteam från Australien och Bangladesh undersökte installationen av solpaneler nära järnvägar i Bangladesh och beräknade att den utjämnade elkostnaden (LCOE) skulle kunna uppgå till 0,052 USD/kWh under lokala förhållanden. Samtidigt uppskattar Sunways LCOE för sin "mattmodell" till cirka 0,12 USD/kWh – en siffra som anses konkurrenskraftig i branschen.

Utmaningen är inte bara kostnaden för tillverkning och installation. Underhållskostnader, särskilt rengöring av batteriytan från smuts, fett från tåg och skräp, måste också beräknas noggrant. Sunways har kommit fram till en lösning med automatiska rengöringsborstar monterade på tåg.

Dessutom är panelernas hållbarhet i en miljö med konstant vibration och mekanisk påverkan från tåg som kör i hastigheter upp till 150 km/h (även om testtåget bara körde i maximalt 70 km/h) en viktig faktor som påverkar livslängden och investeringseffektiviteten. Sunways hävdar att deras paneler är mer hållbara än standarden och kan motstå dessa förhållanden.

Att samla in pengar till storskaliga projekt är också ett problem. För närvarande stöds projektet av Innosuisse och privata partners. För att skala upp måste Sunways attrahera stora investerare, möjligen genom "Energy-as-a-Service" (EaaS)-modeller som blir alltmer populära i Schweiz, vilket bidrar till att minska bördan av initiala investeringskostnader för järnvägsföretag.

Projektet med ”solmatta” på järnvägsspår är mycket betydelsefullt i samband med Schweiz ansträngningar att diversifiera sina försörjningskällor och minska sitt beroende av importerad energi (Foto: Sunways).

Att övervinna tekniska och miljömässiga hinder: Från tvivel till verklighet

Sunways väg till pilotlicensen var inte enkel. Inledningsvis vägrade det schweiziska federala transportkontoret (FOT) att bevilja licensen 2023 på grund av oro för säkerheten och påverkan på järnvägsunderhållet. Det tog Sunways 10 månader att bygga och testa prototypen och tillhandahålla ytterligare säkerhetsbedömningar från oberoende experter för att övertyga FOT.

Viktiga problem inkluderar:

Driftsäkerhet: Risk för bländning från panelytan för lokförare. Sunways åtgärdar detta genom att använda "Full Black"-paneler med antireflexbehandling och utföra bländningsanalyser för varje projekt.

Hållbarhet och prestanda: Effekterna av vibrationer, smuts, fett och skräp på batteriytor. Automatiska rengöringssystem och mer hållbara batterikonstruktioner förväntas åtgärda detta problem.

Väderpåverkan: Snö och is kan avsevärt minska prestandan på vintern. Sunways utvecklar ett automatiskt avisningssystem. Företaget är dock realistiskt och tror att vinterproduktionen generellt sett kommer att vara låg, i likhet med taksystem.

Påverkan på järnvägsunderhåll: Snabb demontering är den huvudsakliga lösningen, men effektiviteten och kostnaden för denna process i storskalig drift behöver verifieras.

Brand- och mikrosprickbildningsrisker: Internationella järnvägsunionen (UIC) har varnat för dessa risker. Sunways insisterar på att deras material uppfyller höga säkerhetsstandarder.

Buller: Det har föreslagits att panelernas hårda yta kan öka bullret när tåg passerar över dem. Detta kommer att behöva bedömas under testningen.

Det treåriga pilotprojektet kommer att ge Sunways en möjlighet att samla in verkliga data, förfina tekniken och demonstrera systemets säkerhet, effektivitet och hållbarhet.

Solenergiprojekt installerade på järnvägsspår anses vara för svåra att underhålla (Källa: Luigi Jorio, swissinfo).

Kommer energiskenor att bli den nya normen?

Sunways framgångar i Schweiz kan bana väg för en energirevolution på globala järnvägslinjer.

”Att använda spår för att generera elektricitet är ett smart och effektivt tillvägagångssätt: det kräver inte markröjning, förstör inte landskapet och kan tas i bruk snabbt och till låg kostnad”, säger en energiexpert från CleanTechnica.

Detta internationella intresse visar den enorma potentialen i att omvandla befintlig transportinfrastruktur till decentraliserad kraftproduktion, vilket minskar markanvändningskonflikter – ett alltmer svårlöst problem.

En studie i Storbritannien visade att utnyttjande av solenergi från järnvägar skulle kunna täcka upp till 8 % av landets elbehov. På liknande sätt fann en studie av TÜV Rheinland för Tyskland att solcellstillämpningar på och inom järnvägsinfrastruktur skulle kunna generera upp till 2 940 GWh solenergi per år, vilket skulle täcka mer än en fjärdedel av landets järnvägssektors årliga elbehov.

Att skala upp på global skala kommer dock att möta en rad utmaningar:

Skillnader i tekniska standarder och lagar: Varje land har sitt eget järnvägssystem och sin egen rättsliga ram.

Olika klimatförhållanden: Batteriets prestanda och underhållskrav varierar avsevärt mellan olika klimat.

Spårförhållanden och typer: Tekniken kanske inte är lämplig för alla spårtyper eller linjer med mycket hög trafiktäthet.

Kostnad och tillgång till kapital: Initiala investeringar är fortfarande ett hinder på många marknader.

Om det lyckas kan det schweiziska solcellsprojektet för järnväg bli en modell för smart förnybar energi för världen (Foto: Sunways).

Pilotprojektet i Neuchâtel kommer att övervakas och utvärderas noggrant under de kommande åren. Säkerhetstester och analyser, särskilt avseende demonteringsprocessen av paneler, kommer att fortsätta att utföras för att uppfylla de strikta kraven i FOT.

Sunways initiativ, som utvecklats i samarbete med Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), är mer än bara en teknisk lösning. Det representerar en strategisk vision där transportinfrastruktur och energiinfrastruktur kan integreras harmoniskt och skapa synergier. ”Detta ligger i linje med den globala trenden att minska koldioxidavtryck och öka energieffektiviteten”, betonade Scuderi.

Om Schweiz satsning på solenergi på räls lyckas kan den inte bara ge ekonomiska och miljömässiga fördelar för landet, utan också fungera som en modell som inspirerar andra länder i deras strävan efter storskaliga, hållbara och smarta förnybara energilösningar. Det är ett verkligt spännande steg framåt, med potential att omforma framtiden för både järnvägsindustrin och den globala energisektorn.

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