瑞士火车道：是铁轨，也是太阳能发电站
在全球气候变暖的背景下，太阳能作为杰出的新能源代表备受世界各国的青睐，并在市场中占据愈来愈重要的地位。瑞士的一家初创公司推出了世界上第一套可在铁路沿线快速安装和拆除太阳能电池板的系统。这项革命性的创新技术同时也引发了其它国家的关注。
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时事通讯：瑞士媒体里的中国
2020年的某天，约瑟夫·斯库德里(Joseph Scuderi)正在瑞士沃州洛桑附近的勒南 (Renens)火车站等待火车的到来。凝视着眼前的火车轨道，此人灵机一动，萌生出一个非比寻常的念头：人们为什么不去尝试在铁轨之间安装太阳能电池板？那一刻的他告诉自己，这些未被开发的空间理应得到更好的用武之地，并在随身携带的笔记本上记录下了这个奇特的想法。
五年后，斯库德里再度置身于一处火车轨道所在的地方。与当年不同的是，此次他的关注对象变成了覆盖在铁轨之上的一长排太阳能电池板。而由他一手创办的Sun-Ways初创公司同时也在瑞士西部的纳沙泰尔州(Neuchâtel/Neuenburg)一个名为比尤茨(Buttes)的小村庄里为当地长达百米的铁轨铺设了光伏电池。
今年4月24日，斯库德里在首座可拆卸式铁路线太阳能发电站的落成典礼上表示：“和人们在居民屋顶上进行的操作一样，我们在铁轨上完成了太阳能电池板的安装工作。”当天的雨水虽显得不合时宜，但斯库德里的喜悦依旧溢于言表。在他看来，能够成功地为这座特殊的太阳能发电站揭幕“已实属一大奇迹”。
“利用铁路轨道来生产太阳能是一个绝妙的电力方案。”
马丁·海因里希(Martin Heinrich)，弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)
将太阳能与铁路基础设施进行融合并非斯库德里的首创。事实上，德国、意大利、法国和日本等国正一一开展项目，对铁轨间太阳能电池板的运用进行试验。
然而，斯库德里的Sun-Ways却是第一家将可拆卸式通车铁路线太阳能发电站系统构思出来的初创公司。凭借其创新十足的技术，该初创公司将致力于“重新开拓光伏能源的生产”。
太阳能电池板的可拆性有利于铁路的维护
比尤茨的铁轨太阳能发电站系统由48块安装在铁轨枕木上的太阳能电池板组成，而该铁路线则由纳沙泰尔州的公交公司transN管理运营。
人们可通过手动或机械的方式在铁轨之间安装太阳能电池板，而这不得不归功于瑞士的专业轨道维护公司Scheuchzer设计出的一台特殊铺设装置。该装置可在几小时内对将近一千平方米的太阳能电池板进行安装和拆除。
太阳能电池板在火车的运行过程中虽需被固定在原有的位置上，但在人们对其进行更换或对铁路进行维护时，保证这些光伏板可被轻松地拆卸下来也相当重要。不仅如此，这些太阳能板还将通过火车尾部的圆柱形刷子得到充分的清洁。
作为初创企业，Sun-Ways获得了十多家合作公司以及瑞士创新促进署(Innosuisse)的支持，而比尤茨太阳能板项目则需在其初试阶段投入58.5万瑞郎的预算。
>> 作为启动于瑞士的创新系统，铺设于铁轨之间的太阳能电池板具备怎样的工作原理？
铁路太阳能将为瑞士提供2%的电力？
通常情况下，这些光伏发电板产出的电力将被运送至当地的输电网络。举例来说，比尤茨的铁路太阳能发电站每年可生产高达16,000千瓦时(kWh)的电力，相当于三到四户家庭的平均用电量。
Sun-Ways公司声称，除去隧道部分以及那些日照不足的路段，瑞士境内长达5320公里左右的铁路网络每年有望生产出10亿千瓦时的太阳能。这一数值占据了瑞士总用电量的2%，足以覆盖30万户家庭的电力消耗。
为了向一个零碳排社会迈进，瑞士与其它国家一样将发展的重心放在了太阳能及其它可再生能源之上。而为了实现2035年能源目标，瑞士必须将其太阳能产量提升至目前的七倍。
几十年来，水力一直是瑞士最重要的可再生能源，而环境热能、生物能、风能和太阳能等新型能源的发展则在近年来得到大力的推广并取得了突飞猛进的增长。
随着《2050年能源战略》的出台，可再生能源的重要性得到了进一步的提升。目前，瑞士的可再生能源在能源消费总量中的份额超过四分之一，未来预计还将大幅增加。为了推动这一能源转型，瑞士一方面进行了相应的信息宣传并采取了经济激励措施，另一方面也大力促进开展面向创新的研究项目。
自1990年起，可再生能源在能源消费总量中所占的比例增加了10%以上。2020年，这一占比达到了27%左右，高于欧盟的平均水平(略低于19%)，不过依旧远低于高居榜首的瑞典(60%)和芬兰(约44%)。
在瑞士，最重要的可再生能源类型是水电，所占比例约为60%；其次是木材，占比接近20%；最后依次是垃圾利用、环境热能、太阳能、生物燃料和风能等新型可再生能源。尽管太阳能发电在总发电量中所占的份额不高，但它却是获得了最大增幅的新型可再生能源。无论是在私人还是在工业领域，太阳能工程都展现出了巨大的发展潜力。而与低海拔地区相比，高海拔地区的太阳能设施即便在冬季也将保持较高的发电量。
目前，在建筑物和住宅的采暖及热水供应方面，可再生能源所占的比例仍不足50%。最近十年里，瑞士有四分之三的新建筑安装了热泵，而这一比例在未来可能还会升高。同样，区域供暖、木材能源和太阳能发电的占比预计也会增加。
资料来源：About Switzerland
瑞士联邦交通局(BAV)发言人弗洛伦斯·皮克泰(Florence Pictet)表示：“在可再生能源电力生产方面，铁路公司和公共交通公司也在不断地进行创新。对整个社会而言，这是十分积极的信号。”
“在可再生能源电力生产方面，铁路公司和公共交通公司也在不断地进行创新。对整个社会而言，这是十分积极的信号。”
弗洛伦斯·皮克泰，联邦交通局
车站和站台候车亭等运营建筑物的屋顶与外墙特别适合用来安装太阳能电池板。根据联邦统计局(BFS)的估算，瑞士的公共交通公司利用自身建筑物和设施产出的电量足以覆盖其20%至30%的电力需求。
在铁轨间太阳能电池板的使用方面，瑞士交通监管机构的态度则更为谨慎。比尤茨的实验项目之所以获得了审批，是因为当地火车的最高运行时速不超过70公里。同时，交通监管机构还规定了这类项目的测试阶段须至少持续三年，而非Sun-Ways公司原本计划的六个月。
联邦统计局认为，对这种突破型新系统在实际操作中于各个时节内的运行表现进行长期观察和研究至关重要。皮克泰表示，唯有如此，人们才能对轨道的状态变化(如磨损情况)进行分析，并对与铁路基础设施的维护和监测相关的挑战作出评估。
>> 如下图所示，太阳能在瑞士电力结构中的占比低于欧洲平均水平：
利用现有基础设施来保护自然环境
由世界各地的绿色科技公司组成的绿色科技联盟(Greentech Alliance)是一个致力于对抗气候变化的企业网络。该联盟的联合创始人卢博米拉·乔丹诺娃(Lubomila Jordanova)表示，Sun-Ways公司革命性地开发出了“一种可高度扩展的、高效且环保的清洁能源生产方式”。
马丁·海因里希(Martin Heinrich)任职于欧洲最大的太阳能研究机构弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)。在这位研究员看来，利用铁路轨道来生产太阳能“是一个绝妙的电力方案”。在给本网站的一封电子邮件中，该专家呼吁人们将太阳能电池板安装在建筑物密集的地区内，而不是通过牺牲大片的自然区域来实施这类工程。
海因里希表示：“原则上，太阳能电池板在安装方面的便捷性对这类系统在全球范围内的应用与推广十分有利。”然而，在这位专家看来，太阳能板易被拆卸的特性对于光伏发电系统而言却未必是一种优势。
对此，海因里希解释道，太阳能光伏组件一旦安装成功，在接下来20至30年的时间里将完全不需要任何人为的操作或改动。反之，每次拆除这些组件都将导致成本增高，而相关设备遭到损坏的风险也会随之上升。
铁路光伏工程在世界各国的发展前景
Sun-Ways公司认为，世界上一半的铁路线都适合用来安装太阳能电池板。这家初创企业还与韩国、西班牙和罗马尼亚等国合作开展了类似的项目，并与中国和美国的潜在合作伙伴进行了探索性对话。
作为一家韩国科技公司的总裁，朴泰本(TaeBon Park音译)有意向引进Sun-Ways的铁轨太阳能板技术并将其应用到韩国约4800公里的铁路网络之中。值得一提的是，朴泰本的科技公司与韩国景观、基础设施和交通部有着密切的合作，其本人也出席了在比尤茨举行的项目落成典礼，并对太阳能电池板的电力连接方式以及火车轨道上的光伏板安装和拆卸系统表现出了尤其浓厚的兴趣。
朴泰本向本网站透露：“我们对其它类似的系统也进行过研究，而Sun-Ways打造的模式则是我们的最终选项。在我们看来，这家公司采用的技术不仅相当先进，而且十分有利于铁路的维护及运行。”与此同时，一个试点项目将有望于今年在韩国境内正式启动。
Mutitron Automa是印度尼西亚的一家私营太阳能工程公司。该公司的负责人迪特尔·纳皮图普鲁(Dieter Napitupulu)也对瑞士的这项创新技术充满了兴趣，并计划先从印尼西爪哇省(West Java)的茂物市(Bogor)开始展开铁路太阳能工程，再将这些项目逐渐扩展到整个岛屿。
Sun-Ways公司的铁路太阳能工程同时也是日本国土交通省(MLIT)重点关注的一大海外项目。日本希望利用铁路轨道以及其它铁路设施来提升本国的太阳能发电量，以此来实现2050年的脱碳目标。
然而，日本国土交通省同时向本网站表示，在正式采用瑞士开发的铁路太阳能系统之前，人们仍需对火车运行安全和轨道维护工作方面的若干问题作出解答。
目前，约瑟夫·斯库德里和他的团队有三年的时间来对铁路线同时作为太阳能发电站的前景及可行性作出分析。不仅如此，这位Sun-Ways公司的创始人还特别需要利用这段时间来向外界证明，当初在勒南火车站中偶然萌生的想法确实可以在全球范围内彻底改变太阳能的生产方式。
(编辑：Gabe Bullard/vdv，编译自意大利语：Aikens jun/gj)
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