ความลับที่ซ่อนอยู่: สวิตเซอร์แลนด์ทุ่มสุดตัวเพื่อช่วยโลก

(แดน ทรี) - สวิตเซอร์แลนด์ซึ่งมีชื่อเสียงด้านนาฬิกา ช็อกโกแลต และรถไฟ กำลังได้รับความสนใจจากโครงการริเริ่มอันกล้าหาญ นั่นคือการเปลี่ยนทางรถไฟให้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ นี่คือทางออกสำหรับพลังงานสะอาดที่ไม่กินพื้นที่จริงหรือ?

สวิตเซอร์แลนด์ ประเทศที่มีชื่อเสียงด้านทัศนียภาพทางธรรมชาติอันงดงามและอุตสาหกรรมพลังงานที่แม่นยำ กำลังเผชิญกับความท้าทายด้านพลังงานครั้งใหญ่ ยุทธศาสตร์พลังงาน 2050 มีเป้าหมายที่จะยุติการใช้พลังงานนิวเคลียร์ (ซึ่งปัจจุบันคิดเป็นประมาณ 37% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด) ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลนำเข้า และเพิ่มสัดส่วนการใช้พลังงานหมุนเวียนอย่างมีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตาม การขยายตัวของแหล่งพลังงานหมุนเวียนแบบดั้งเดิม เช่น พลังงานน้ำ ซึ่งได้ใช้ศักยภาพไปเกือบเต็มที่แล้ว หรือพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมขนาดใหญ่ ต้องเผชิญกับอุปสรรคมากมาย ตั้งแต่ข้อจำกัดด้านที่ดิน กระบวนการออกใบอนุญาตที่ยาวนานซึ่งอาจใช้เวลานานกว่า 20 ปีสำหรับโครงการพลังงานหมุนเวียน ไปจนถึงความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อภูมิประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่สูงที่ยังคงความบริสุทธิ์

ในปี 2023 ผู้มีสิทธิลงคะแนนเสียงชาวสวิสยังปฏิเสธข้อเสนอในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนภูเขา ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความใส่ใจของประชาชนต่อโครงการที่มีความเสี่ยงที่จะกระทบต่อความงามของธรรมชาติ

ในบริบทนี้ โซลูชันนวัตกรรมที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่เดิมจึงกลายเป็นแนวทางที่มีแนวโน้มที่ดี ระบบรถไฟซึ่งมีเครือข่ายครอบคลุม (ประมาณ 5,317 กิโลเมตรในสวิตเซอร์แลนด์) กลายเป็น "เหมืองทอง" ที่มีศักยภาพ แนวคิดในการผสานแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับรางรถไฟไม่ใช่เรื่องใหม่ทั้งหมด เนื่องจากมีโครงการที่คล้ายคลึงกันอยู่ในระหว่างการพัฒนาหรือกำลังทดสอบในระดับเล็กในเยอรมนี อิตาลี ฝรั่งเศส ญี่ปุ่น และอินเดีย

อย่างไรก็ตาม ซันเวย์สอ้างว่าเทคโนโลยีของตนเป็น “นวัตกรรมแรก ของโลก ” ที่มีระบบแผงโซลาร์เซลล์แบบถอดได้ ซึ่งสามารถติดตั้งบนรางรถไฟได้โดยไม่รบกวนการจราจร โจเซฟ สคูเดรี ซีอีโอของซันเวย์ส กล่าวว่า “ความสามารถในการใช้บัตรโดยสารรถไฟโดยไม่ส่งผลกระทบต่อระบบแบตเตอรี่ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ”

เทคโนโลยีซันเวย์และ "พรมพลังงาน": ถอดรหัสความแตกต่าง

โครงการซันเวย์ส ซึ่งเริ่มต้นจากแนวคิดของโจเซฟ สคูเดรี ผู้ก่อตั้งในปี 2020 ขณะรอรถไฟที่เมืองเรเนนส์ ได้รับความสนใจและการสนับสนุนอย่างรวดเร็วจากสำนักงานนวัตกรรมแห่งสวิตเซอร์แลนด์ (Innosuisse) และบริษัทพันธมิตร 12 แห่ง คุณสมบัติที่โดดเด่นและเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือความสามารถในการ “ปลดเร็ว”

แผงโซลาร์เซลล์มาตรฐาน (ในระยะนำร่อง 48 แผง แผงละ 385 วัตต์) ติดตั้งเข้ากับกลไกพิเศษที่ช่วยให้สามารถ “วาง” แผงโซลาร์เซลล์ในช่องว่างระหว่างรางสองรางด้วยรถไฟเฉพาะทางที่พัฒนาโดยบริษัทซ่อมบำรุงรถไฟ Scheuchzer SA รถไฟสามารถติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ได้มากถึง 1,000 ตารางเมตรต่อวัน ซึ่งเป็นอัตราการติดตั้งที่น่าประทับใจและรับประกันความเป็นไปได้ในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่

เมื่อจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาราง ซึ่งเป็นงานประจำและจำเป็น ระบบแบตเตอรี่สามารถถอดออกและติดตั้งใหม่ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งถือเป็นความท้าทายที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง นับเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือโซลูชันแบบติดตั้งถาวรหรือแบบติดตั้งกับรางนอน ซึ่งยากต่อการบำรุงรักษามากกว่า

Sunways เริ่มทดสอบเทคโนโลยีใหม่ในช่วงต้นปีนี้บนเส้นทางรถไฟที่มีอยู่เดิมใกล้ Buttes ในรัฐ Neuchâtel ทางตะวันตกของสวิตเซอร์แลนด์ (ภาพ: Sunways)

โครงการนำร่องนี้ตั้งอยู่ที่เมืองเนอชาแตล บนรางรถไฟระยะทาง 100 เมตร ใกล้กับสถานีบัตส์ มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 18 กิโลวัตต์ และคาดว่าจะผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 16,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง เพียงพอสำหรับครัวเรือนประมาณ 4-6 ครัวเรือน เงินลงทุนสำหรับโครงการนี้อยู่ที่ 585,000 ฟรังก์สวิส (ประมาณ 700,000 ดอลลาร์สหรัฐ)

ในระยะเริ่มแรก ไฟฟ้าจะถูกป้อนเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะในท้องถิ่น แทนที่จะจ่ายให้กับรถไฟโดยตรง เนื่องจากความซับซ้อนในการรวมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสำหรับระบบรางโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เป้าหมายระยะยาวของซันเวย์คือการจ่ายไฟฟ้าให้กับรถไฟโดยตรง โดยมุ่งหวังให้รถไฟสามารถพึ่งพาตนเองได้เกือบสมบูรณ์

ปัญหา เศรษฐกิจ และความท้าทายทางการเงิน: ความฝันอันยิ่งใหญ่จะเป็นจริงได้หรือไม่?

ศักยภาพทางทฤษฎีของเทคโนโลยี Sunways นั้นมีมหาศาล

หากโครงข่ายรถไฟทั้งหมดของสวิตเซอร์แลนด์ (ยกเว้นอุโมงค์) ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ คาดว่าจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 1 เทระวัตต์ชั่วโมงต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับ 2% ของความต้องการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดของประเทศ และเพียงพอสำหรับครัวเรือนประมาณ 300,000 ครัวเรือน ตัวเลขนี้อาจดูเล็กน้อยในภาพรวม แต่มีความสำคัญอย่างยิ่งในบริบทของความพยายามของสวิตเซอร์แลนด์ในการกระจายแหล่งพลังงานและลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูหนาว

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของโครงการยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน ต้นทุนเริ่มต้นค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับฟาร์มโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดินขนาดใหญ่ ซันเวย์คาดว่าเมื่อนำไปใช้ผลิตและติดตั้งขนาดใหญ่ ต้นทุนจะลดลงอย่างมาก

ทีมวิจัยอิสระจากออสเตรเลียและบังกลาเทศได้ตรวจสอบการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ใกล้ทางรถไฟในบังกลาเทศ และคำนวณว่าต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ย (LCOE) อาจสูงถึง 0.052 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงภายใต้สภาพพื้นที่ ขณะเดียวกัน ซันเวย์สประเมินต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ย (LCOE) สำหรับรุ่น “พรม” ไว้ที่ประมาณ 0.12 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่ถือว่าสามารถแข่งขันได้ในอุตสาหกรรม

ความท้าทายไม่ได้อยู่ที่ต้นทุนการผลิตและการติดตั้งเพียงอย่างเดียว ต้นทุนการบำรุงรักษา โดยเฉพาะการทำความสะอาดพื้นผิวแบตเตอรี่จากสิ่งสกปรก คราบไขมันจากรถไฟ และเศษขยะต่างๆ ก็จำเป็นต้องได้รับการคำนวณอย่างรอบคอบเช่นกัน ซันเวย์สได้คิดค้นโซลูชันที่ใช้แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติที่ติดตั้งบนรถไฟ

นอกจากนี้ ความทนทานของแผงโซลาร์เซลล์ในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องและแรงกระแทกเชิงกลจากรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (แม้ว่ารถไฟทดสอบจะวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดเพียง 70 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพในการลงทุน ซันเวย์ยืนยันว่าแผงโซลาร์เซลล์ของพวกเขามีความทนทานมากกว่ามาตรฐานและสามารถทนต่อสภาวะเหล่านี้ได้

การจัดหาเงินทุนสำหรับโครงการขนาดใหญ่ก็เป็นความท้าทายเช่นกัน ปัจจุบันโครงการนี้ได้รับการสนับสนุนจาก Innosuisse และพันธมิตรภาคเอกชน การขยายธุรกิจ Sunways จำเป็นต้องดึงดูดนักลงทุนรายใหญ่ ซึ่งอาจเป็นไปได้ผ่านรูปแบบ Energy-as-a-Service (EaaS) ซึ่งกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งจะช่วยลดภาระต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นของบริษัทรถไฟ

โครงการ “ปูพรมโซลาร์เซลล์” บนรางรถไฟมีความหมายอย่างยิ่งในบริบทของความพยายามของสวิตเซอร์แลนด์ในการกระจายแหล่งพลังงานและลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้า (ภาพ: Sunways)

การเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคและสิ่งแวดล้อม: จากความสงสัยสู่ความเป็นจริง

เส้นทางสู่ใบอนุญาตนักบินของซันเวย์ไม่ใช่เรื่องง่าย ในตอนแรก สำนักงานคมนาคมแห่งสหพันธรัฐสวิส (FOT) ปฏิเสธที่จะออกใบอนุญาตในปี พ.ศ. 2566 เนื่องจากความกังวลเรื่องความปลอดภัยและผลกระทบต่อการบำรุงรักษาระบบรถไฟ ซันเวย์ใช้เวลา 10 เดือนในการสร้างและทดสอบต้นแบบ รวมถึงการประเมินความปลอดภัยเพิ่มเติมจากผู้เชี่ยวชาญอิสระ เพื่อให้ FOT เชื่อมั่น

ข้อกังวลหลักๆ มีดังนี้:

ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน: ความเสี่ยงต่อแสงสะท้อนจากพื้นผิวแผงสำหรับคนขับรถไฟ ซันเวย์ได้แก้ไขปัญหานี้ด้วยการใช้แผง “Full Black” เคลือบสารป้องกันแสงสะท้อน และวิเคราะห์แสงสะท้อนสำหรับแต่ละโครงการ

ความทนทานและประสิทธิภาพ: ผลกระทบจากการสั่นสะเทือน สิ่งสกปรก จาระบี และเศษวัสดุบนพื้นผิวแบตเตอรี่ คาดว่าระบบทำความสะอาดอัตโนมัติและการออกแบบแบตเตอรี่ที่ทนทานยิ่งขึ้นจะช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้

ผลกระทบจากสภาพอากาศ: หิมะและน้ำแข็งอาจลดประสิทธิภาพการทำงานในฤดูหนาวได้อย่างมาก ซันเวย์สกำลังพัฒนาระบบละลายน้ำแข็งอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม บริษัทคาดการณ์ว่าประสิทธิภาพการทำงานในฤดูหนาวโดยทั่วไปจะต่ำ เช่นเดียวกับระบบบนหลังคา

ผลกระทบต่อการบำรุงรักษาทางรถไฟ: การถอดประกอบอย่างรวดเร็วเป็นวิธีแก้ปัญหาหลัก แต่ประสิทธิภาพและต้นทุนของกระบวนการนี้ในการปฏิบัติการปฏิบัติงานในระดับขนาดใหญ่จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ

ความเสี่ยงจากไฟไหม้และการแตกร้าวขนาดเล็ก: สหภาพรถไฟนานาชาติ (UIC) ได้ออกมาเตือนถึงความเสี่ยงเหล่านี้ ซันเวย์ยืนยันว่าวัสดุของบริษัทเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยระดับสูง

เสียงรบกวน: มีข้อเสนอแนะว่าพื้นผิวแข็งของแผงอาจเพิ่มเสียงรบกวนเมื่อรถไฟวิ่งผ่าน ปัญหานี้จำเป็นต้องได้รับการประเมินในระหว่างการทดสอบ

โครงการนำร่องสามปีนี้จะเป็นโอกาสให้ Sunways ได้รวบรวมข้อมูลจากโลกแห่งความเป็นจริง ปรับปรุงเทคโนโลยี และสาธิตความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความทนทานของระบบ

โครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนรางรถไฟถือว่ายากเกินไปที่จะบำรุงรักษา (ที่มา: Luigi Jorio, swissinfo)

รางพลังงานจะกลายเป็นบรรทัดฐานใหม่หรือไม่?

ความสำเร็จของ Sunways ในสวิตเซอร์แลนด์อาจนำไปสู่การปฏิวัติพลังงานบนเส้นทางรถไฟทั่วโลก

“การใช้รางเพื่อผลิตไฟฟ้าถือเป็นแนวทางที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพ เพราะไม่จำเป็นต้องมีการเวนคืนที่ดิน ไม่รบกวนภูมิทัศน์ และสามารถใช้งานได้อย่างรวดเร็วและมีต้นทุนต่ำ” ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานจาก CleanTechnica กล่าว

ความสนใจระดับนานาชาติครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลในการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งที่มีอยู่ให้กลายเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายอำนาจ ลดความขัดแย้งในการใช้ที่ดิน ซึ่งเป็นปัญหาที่ยากจะแก้ไขมากขึ้นเรื่อยๆ

การศึกษาในสหราชอาณาจักรพบว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์จากระบบรางรถไฟสามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของประเทศได้มากถึง 8% เช่นเดียวกัน การศึกษาของ TÜV Rheinland สำหรับเยอรมนีพบว่า การติดตั้งระบบ PV บนและภายในโครงสร้างพื้นฐานระบบรางรถไฟสามารถผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากถึง 2,940 กิกะวัตต์ชั่วโมงต่อปี ซึ่งตอบสนองความต้องการไฟฟ้าต่อปีของภาคระบบรางรถไฟของประเทศได้มากกว่าหนึ่งในสี่

อย่างไรก็ตาม การขยายขนาดในระดับโลกจะต้องเผชิญกับความท้าทายหลายประการ:

ความแตกต่างในมาตรฐานทางเทคนิคและกฎหมาย: แต่ละประเทศมีระบบรถไฟและกรอบกฎหมายของตนเอง

สภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย: ประสิทธิภาพแบตเตอรี่และความต้องการในการบำรุงรักษาจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสภาพภูมิอากาศ

สภาพและประเภทของแทร็ก: เทคโนโลยีอาจไม่เหมาะกับแทร็กทุกประเภทหรือเส้นทางที่มีความหนาแน่นของการจราจรสูงมาก

ต้นทุนและการเข้าถึงเงินทุน: การลงทุนเริ่มต้นยังคงเป็นอุปสรรคในหลายตลาด

หากประสบความสำเร็จ โครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนรถไฟของสวิตเซอร์แลนด์อาจกลายเป็นต้นแบบของพลังงานหมุนเวียนอัจฉริยะสำหรับโลกได้ (ภาพ: Sunways)

โครงการนำร่องเนอชาแตลจะได้รับการติดตามและประเมินผลอย่างรอบคอบในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การทดสอบและวิเคราะห์ความปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับกระบวนการถอดประกอบแผง จะยังคงดำเนินการต่อไปเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของ FOT

โครงการริเริ่มของซันเวย์ ซึ่งพัฒนาร่วมกับสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส โลซาน (EPFL) ไม่ได้เป็นเพียงแค่โซลูชันทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังสะท้อนวิสัยทัศน์เชิงกลยุทธ์ที่โครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งและพลังงานสามารถบูรณาการเข้าด้วยกันอย่างกลมกลืน ก่อให้เกิดการทำงานร่วมกัน “สิ่งนี้สอดคล้องกับแนวโน้มระดับโลกในการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์และการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน” คุณสคูเดรีกล่าวเน้นย้ำ

หากโครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนรางรถไฟของสวิตเซอร์แลนด์ประสบความสำเร็จ ไม่เพียงแต่จะนำมาซึ่งประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมแก่ประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นแบบอย่างและแรงบันดาลใจให้กับประเทศอื่นๆ ในการแสวงหาโซลูชันพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ที่ยั่งยืนและชาญฉลาด นับเป็นก้าวสำคัญที่น่าตื่นเต้นอย่างแท้จริงที่จะพลิกโฉมอนาคตของทั้งอุตสาหกรรมรถไฟและภาคพลังงานโลก

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