ในยุคที่โลกกำลังเผชิญกับความท้าทายด้านพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การแสวงหาแหล่งพลังงานสะอาดและยั่งยืนจึงกลายเป็นภารกิจเร่งด่วนของทุกประเทศทั่วโลก นวัตกรรมและเทคโนโลยีใหม่ๆ ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อเปลี่ยนพื้นที่ที่เคยถูกมองข้ามให้กลายเป็นแหล่งผลิตพลังงาน หนึ่งในแนวคิดที่น่าจับตามองและกำลังจะกลายเป็นความจริง คือการเปลี่ยนรางรถไฟที่ทอดยาวหลายล้านกิโลเมตรทั่วโลก ให้กลายเป็น “โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์” แนวคิดนี้ไม่เพียงแต่เป็นการใช้ประโยชน์จากพื้นที่ว่างให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด แต่ยังเป็นการปฏิวัติการผลิตพลังงานสะอาดที่สามารถเกิดขึ้นได้ทุกที่ที่มีเส้นทางรถไฟ
บทความนี้จะพาทุกท่านไปสำรวจเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ตั้งแต่จุดกำเนิดของแนวคิดโดยบริษัทสตาร์ทอัพไฟแรงจากสวิตเซอร์แลนด์อย่าง Sun-Ways ไปจนถึงการวิเคราะห์ข้อดี ความท้าทาย และภาพรวมของโครงการที่คล้ายกันทั่วโลก พร้อมทั้งเจาะลึกถึงคำถามสำคัญว่า ประเทศไทยมีแผนที่จะนำนวัตกรรมนี้มาปรับใช้เพื่อร่วมเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานแล้วหรือยัง
Photo : Sun-Ways
Sun-Ways ผู้บุกเบิกเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟ
แนวคิดการเปลี่ยนทางรถไฟให้เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้า ไม่ใช่แค่ความฝันอีกต่อไป เมื่อบริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติสวิสชื่อ Sun-Ways ได้พัฒนาและจดสิทธิบัตรระบบติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบถอดได้สำเร็จเป็นรายแรกของโลก โดยร่วมมือกับสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิสในโลซาน (EPFL) เพื่อทำให้โครงการนี้เกิดขึ้นจริง
หลักการทำงานและเทคโนโลยี
หัวใจของนวัตกรรมจาก Sun-Ways คือการออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ให้สามารถติดตั้งลงบนพื้นที่ว่าง “ระหว่าง” รางรถไฟได้อย่างพอดี โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการเดินรถไฟ ระบบนี้ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์มาตรฐานที่ถูกประกอบสำเร็จมาจากโรงงานในลักษณะคล้าย “พรม” ทำให้สามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็ว
จุดเด่นที่สุดของเทคโนโลยีนี้คือ กลไกการติดตั้งและรื้อถอนที่ง่ายและรวดเร็ว Sun-Ways ได้พัฒนารถไฟที่ออกแบบมาเป็นพิเศษร่วมกับบริษัทซ่อมบำรุงทางรถไฟ Scheuchzer SA ซึ่งรถไฟขบวนนี้สามารถ “ปู” แผงโซลาร์เซลล์ไปตามแนวรางรถไฟได้เหมือนการปูพรม และในทางกลับกัน ก็สามารถ “ม้วน” เก็บแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นมาได้อย่างรวดเร็วเมื่อจำเป็นต้องซ่อมบำรุงราง กระบวนการนี้ช่วยลดอุปสรรคสำคัญในการบำรุงรักษาทางรถไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โครงการนำร่องที่สวิตเซอร์แลนด์
เพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเทคโนโลยี Sun-Ways ได้เริ่มโครงการนำร่อง (Pilot Project) ขึ้นที่ใกล้กับสถานีรถไฟเมืองบุตต์ (Buttes) ในรัฐเนอชาแตล ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ โดยมีรายละเอียดที่น่าสนใจดังนี้
ระยะทาง ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เป็นระยะทาง 100 เมตรกำลังการผลิต คาดว่าจะมีกำลังการผลิตติดตั้ง (Installed Capacity) อยู่ที่ 18 กิโลวัตต์-พีค (kWp)พันธมิตร โครงการนี้ได้รับความร่วมมือจากหลายฝ่าย เช่น บริษัทบำรุงทางรถไฟ Scheuchzer SA, บริษัทจำหน่ายไฟฟ้า Viteus และบริษัทโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟ DG Rail ซึ่งจะทำหน้าที่เชื่อมต่อระบบไฟฟ้าเข้ากับกริดไฟฟ้าท้องถิ่น
โครงการนี้มีระยะเวลาทดลอง 3 ปี เพื่อเก็บข้อมูลสำคัญต่างๆ เช่น ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จริง ความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนจากการวิ่งของรถไฟ ผลกระทบจากสภาพอากาศ ฝุ่นละออง และประสิทธิภาพในการทำความสะอาด ซึ่งทาง Sun-Ways ได้ออกแบบให้มีแปรงทำความสะอาดติดไว้ที่ท้ายขบวนรถไฟเพื่อปัดฝุ่นออกจากแผงโดยอัตโนมัติ’
Photo : Sun-Ways
ศักยภาพในอนาคต
Sun-Ways ประเมินว่า หากสามารถติดตั้งระบบนี้บนเครือข่ายทางรถไฟทั้งหมดของสวิตเซอร์แลนด์ (ประมาณ 5,000 กิโลเมตร) จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ถึง 1 เทราวัตต์-ชั่วโมง (TWh) ต่อปี ซึ่งคิดเป็นประมาณ 2% ของความต้องการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดของประเทศ และหากมองในภาพใหญ่ขึ้น พวกเขาเชื่อว่า 50% ของทางรถไฟทั่วโลกสามารถติดตั้งระบบนี้ได้ ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งพลังงานสะอาดขนาดมหึมาที่จะช่วยขับเคลื่อนโลกไปสู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน
ข้อดีและความท้าทายของการเปลี่ยนรางรถไฟเป็นโรงไฟฟ้า
แม้ว่าแนวคิดนี้จะเต็มไปด้วยศักยภาพ แต่ก็มาพร้อมกับข้อดีและข้อควรพิจารณาหลายประการ การทำความเข้าใจทั้งสองด้านจะช่วยให้เห็นภาพรวมของเทคโนโลยีนี้ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
ข้อดี
การใช้ประโยชน์จากพื้นที่ว่างอย่างสูงสุด นี่คือข้อได้เปรียบที่ชัดเจนที่สุด ทางรถไฟมีพื้นที่ว่างระหว่างรางที่ไม่ได้ถูกใช้งาน การนำแผงโซลาร์เซลล์ไปติดตั้งจึงเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มโดยไม่ต้องหาซื้อหรือเวนคืนที่ดินใหม่ ลดปัญหาการใช้ที่ดินทางการเกษตรมาทำฟาร์มโซลาร์เซลล์ลดการสูญเสียในการส่งไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์บนรางสามารถป้อนเข้าสู่ระบบเพื่อจ่ายให้กับรถไฟที่วิ่งบนเส้นทางนั้นได้โดยตรง หรือส่งให้ชุมชนและสถานีรถไฟที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้ระยะทางการส่งไฟฟ้าสั้นลง และลดการสูญเสียพลังงานในสายส่ง (Transmission Loss) ได้อย่างมีนัยสำคัญสนับสนุนการคมนาคมสีเขียว การผลิตไฟฟ้าเพื่อป้อนให้กับรถไฟฟ้าโดยตรงจากแหล่งพลังงานสะอาด เป็นการสร้างระบบนิเวศการคมนาคมที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริงศักยภาพในการขยายตัวสูง เครือข่ายทางรถไฟมีอยู่ทั่วโลก ครอบคลุมพื้นที่เป็นล้านๆ กิโลเมตร ทำให้เทคโนโลยีนี้สามารถขยายผล (Scale-up) ได้อย่างกว้างขวางหากได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพและคุ้มค่า
ความท้าทายและสิ่งที่ต้องพิจารณา
ความทนทานและอายุการใช้งาน แผงโซลาร์เซลล์ต้องเผชิญกับแรงสั่นสะเทือนรุนแรงทุกครั้งที่รถไฟวิ่งผ่าน รวมถึงเศษหินและฝุ่นผงที่เกิดจากการเสียดสีของล้อกับราง การออกแบบโครงสร้างให้แข็งแรงทนทานต่อสภาวะเหล่านี้ในระยะยาวจึงเป็นความท้าทายสำคัญการบำรุงรักษาและการทำความสะอาด ฝุ่น เขม่าควันจากรถไฟ หรือแม้แต่มูลนก สามารถลดทอนประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างมาก ระบบทำความสะอาดอัตโนมัติจึงเป็นสิ่งจำเป็น และต้องมีแผนการบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้แผงทำงานได้เต็มศักยภาพความปลอดภัย ต้องมีมาตรการป้องกันแสงสะท้อนจากแผงที่อาจรบกวนสายตาของพนักงานขับรถไฟ รวมถึงความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งอยู่บนพื้นดิน ซึ่งต้องมีการป้องกันอย่างรัดกุมเพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อพนักงานซ่อมบำรุงและสัตว์ต่างๆต้นทุนการลงทุน แม้จะไม่ต้องเสียค่าที่ดิน แต่ต้นทุนในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ รวมถึงรถไฟสำหรับติดตั้งและระบบควบคุม ยังคงเป็นเงินลงทุนที่ค่อนข้างสูง การวิเคราะห์ความคุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์ในระยะยาวจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการตัดสินใจประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับโซลาร์ฟาร์ม แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนพื้นดินอาจมีมุมเอียงที่ไม่เหมาะสมที่สุดสำหรับการรับแสงแดดตลอดทั้งวัน เมื่อเทียบกับโซลาร์ฟาร์มที่สามารถออกแบบให้แผงหันรับแสงอาทิตย์ได้อย่างเต็มที่ ประสิทธิภาพต่อพื้นที่จึงอาจต่ำกว่าเล็กน้อย
Photo : Sun-Ways
ภาพรวมโครงการโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟทั่วโลก
แนวคิดการใช้พื้นที่ทางรถไฟเพื่อผลิตไฟฟ้าไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในสวิตเซอร์แลนด์ แต่ยังมีอีกหลายประเทศที่กำลังศึกษาและพัฒนาโครงการในลักษณะเดียวกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงแนวโน้มของโลกที่กำลังมุ่งสู่การใช้พลังงานสะอาดในทุกมิติ
ประเทศ/บริษัท ชื่อโครงการ/แนวคิด สถานะปัจจุบันและรายละเอียด สวิตเซอร์แลนด์ (Sun-Ways) Sun-Ways Rail Project โครงการนำร่อง (Pilot Project) กำลังจะเริ่มทดสอบจริงในปี 2025 ใช้เทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบ “พรม” ที่สามารถติดตั้งและรื้อถอนได้รวดเร็ว อิตาลี (Greenrail) Greenrail Solar Sleeper อยู่ในขั้นพัฒนาและทดสอบ แนวคิดของ Greenrail แตกต่างออกไป โดยเป็นการฝังเซลล์แสงอาทิตย์เข้าไปใน “หมอนรองรางรถไฟ” ที่ทำจากพลาสติกรีไซเคิลและยางรถยนต์เก่า สหราชอาณาจักร (Bankset Energy) Bankset Energy Rail Project มีการวิจัยและพัฒนา บริษัทอ้างว่าได้พัฒนาแผงโซลาร์เซลล์ที่สามารถติดตั้งบนหมอนรองรางรถไฟได้เช่นกัน และกำลังมองหาพันธมิตรเพื่อดำเนินโครงการนำร่อง อินเดีย (Indian Railways) Solar Panels on Station Rooftops ดำเนินการอย่างกว้างขวาง แม้จะยังไม่มีโครงการติดตั้งบนรางโดยตรง แต่การรถไฟอินเดียเป็นผู้นำในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาสถานีรถไฟและอาคารต่างๆ ทั่วประเทศ เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้เอง เยอรมนี (Deutsche Bahn) Research & Development อยู่ในขั้นศึกษาความเป็นไปได้ Deutsche Bahn ซึ่งเป็นผู้ให้บริการรถไฟรายใหญ่ของเยอรมนี กำลังศึกษาความเป็นไปได้และทดสอบวัสดุต่างๆ สำหรับการติดตั้งโซลาร์เซลล์บนโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟ
จากตารางจะเห็นได้ว่า แนวทางในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับระบบรางมีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การติดตั้งบนหลังคาสถานี การฝังเซลล์ลงในหมอนรองราง ไปจนถึงการปูแผงโซลาร์เซลล์ระหว่างราง ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกันออกไป แต่ทั้งหมดล้วนมีเป้าหมายเดียวกันคือการสร้างพลังงานสะอาดจากพื้นที่ของการรถไฟ
ประเทศไทย กับอนาคตโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟ
สำหรับประเทศไทย ซึ่งมีเครือข่ายทางรถไฟครอบคลุมทั่วประเทศ และกำลังลงทุนในโครงการรถไฟความเร็วสูงและรถไฟทางคู่ คำถามสำคัญคือ เรามีแผนที่จะนำเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟมาปรับใช้แล้วหรือยัง
จากการค้นหาข้อมูลล่าสุด ยังไม่พบแผนงานที่ชัดเจนหรือโครงการนำร่องอย่างเป็นทางการจาก การรถไฟแห่งประเทศไทย (รฟท.) ในการนำเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้ง “ระหว่างรางรถไฟ” มาใช้โดยตรง เหมือนกับโครงการของ Sun-Ways
อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่า รฟท. หรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับการคมนาคมทางรางของไทยไม่ได้ให้ความสำคัญกับพลังงานสะอาด ในทางกลับกัน มีความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจในหลายมิติที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์
โครงการโซลาร์รูฟท็อปที่สถานีกลางกรุงเทพอภิวัฒน์ การรถไฟแห่งประเทศไทยได้ร่วมมือกับการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ในการศึกษาและติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา (Solar Rooftop) ที่สถานีกลางกรุงเทพอภิวัฒน์ และโรงซ่อมบำรุงบางซื่อ โดยคาดว่าโครงการนำร่องนี้จะช่วยลดค่าไฟฟ้าของสถานีลงได้ประมาณ 15% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความพยายามในการลดต้นทุนด้านพลังงานและหันมาใช้พลังงานสะอาดในทรัพย์สินของการรถไฟการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในรถไฟฟ้า MRT บริษัท ทางด่วนและรถไฟฟ้ากรุงเทพ จำกัด (มหาชน) หรือ BEM ได้ร่วมมือกับบริษัท ซีเค พาวเวอร์ จำกัด (มหาชน) หรือ CKP ในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในการเดินรถไฟฟ้า MRT สายสีน้ำเงินและสายสีม่วง ซึ่งถือเป็นครั้งแรกในประเทศไทยที่มีการนำพลังงานสะอาดมาใช้ขับเคลื่อนระบบรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนโดยตรงความสนใจจากสื่อและสาธารณชน มีการนำเสนอข่าวเกี่ยวกับเทคโนโลยีของ Sun-Ways ในสื่อของไทยหลายแขนง ซึ่งบ่งชี้ถึงความสนใจของสังคมต่อเทคโนโลยีนี้ และมีการระบุว่า Sun-Ways กำลังเจรจากับหลายประเทศ ซึ่งมีชื่อของประเทศไทยรวมอยู่ด้วย แต่ยังคงต้องรอการยืนยันและการประกาศอย่างเป็นทางการจากหน่วยงานที่รับผิดชอบต่อไป
แม้ปัจจุบันจะยังไม่มีโครงการติดตั้งโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟโดยตรง แต่ทิศทางของประเทศไทยกำลังมุ่งสู่การนำพลังงานสะอาดมาใช้ในระบบคมนาคมทางรางมากขึ้นอย่างชัดเจน โดยเริ่มจากการใช้ประโยชน์จากพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างหลังคาสถานีและอาคารต่างๆ ซึ่งเป็นแนวทางที่มีความเสี่ยงต่ำกว่าและสามารถดำเนินการได้ทันที
ในอนาคต หากโครงการนำร่องของ Sun-Ways ในสวิตเซอร์แลนด์ประสบความสำเร็จและพิสูจน์ได้ถึงความคุ้มค่าและความปลอดภัยในระยะยาว ก็มีความเป็นไปได้สูงที่การรถไฟแห่งประเทศไทยจะพิจารณานำเทคโนโลยีนี้มาศึกษาและทดลองใช้กับเส้นทางรถไฟในประเทศ โดยเฉพาะในเส้นทางรถไฟทางคู่หรือรถไฟความเร็วสูงสายใหม่ๆ ที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ทันสมัยและเอื้อต่อการติดตั้งระบบดังกล่าว
บทสรุป
การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนรางรถไฟ คือตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการคิดนอกกรอบเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน มันคือการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานเดิมที่มีอยู่แล้ว ให้กลายเป็นทรัพย์สินที่สามารถสร้างพลังงานสะอาดได้ตลอดเส้นทาง เป็นการผสมผสานระหว่างอุตสาหกรรมการคมนาคมและอุตสาหกรรมพลังงานอย่างลงตัว
เทคโนโลยีจาก Sun-Ways และบริษัทอื่นๆ ทั่วโลก กำลังปูทางไปสู่อนาคตที่รถไฟไม่เพียงแต่ทำหน้าที่ขนส่งผู้คนและสินค้า แต่ยังทำหน้าที่เป็น “โรงไฟฟ้าเคลื่อนที่” ที่ผลิตพลังงานหล่อเลี้ยงตัวเองและชุมชนโดยรอบ แม้จะยังมีความท้าทายอีกหลายด้านที่ต้องพิสูจน์และแก้ไข แต่ศักยภาพอันมหาศาลของมันก็เป็นสิ่งที่ไม่อาจมองข้ามได้
สำหรับประเทศไทย การเริ่มต้นจากโครงการโซลาร์รูฟท็อปตามสถานีต่างๆ ถือเป็นก้าวแรกที่สำคัญและถูกต้อง ในขณะเดียวกัน การติดตามและศึกษาความสำเร็จของโครงการนำร่องในต่างประเทศอย่างใกล้ชิด จะทำให้เราพร้อมที่จะก้าวสู่ขั้นต่อไปได้อย่างมั่นคงเมื่อเทคโนโลยีมีความสมบูรณ์และคุ้มค่าต่อการลงทุน อนาคตที่เส้นทางรถไฟของไทยจะส่องประกายไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตพลังงานสะอาด อาจอยู่ไม่ไกลเกินจินตนาการ
แหล่งข้อมูล : New Atlas Sun-Ways Greenrail MGR Online
