القطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية: تطوير وسائل النقل العام الخالية من الكربون

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 3 كانون الأول، 2021

ملخص البصيرة

وقد اكتسبت القطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية قوة جذب على مستوى العالم، مع أمثلة بارزة في الصين وأستراليا والهند التي عرضت إمكانات الطاقة المتجددة في أنظمة السكك الحديدية. يؤدي هذا التحول إلى تقليل انبعاثات الكربون، وتعزيز المجتمعات المستدامة، وتوفير الفرص الاقتصادية من خلال خلق فرص العمل والتقدم في حلول تخزين الطاقة. كما أنه يحث الحكومات على الاستثمار في البنية التحتية المتجددة والتعاون لتحقيق أهداف الحد من الكربون، والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة للنقل.

سياق قطار الطاقة الشمسية

في عام 2012، شرعت منطقة شنتشن في الصين في تنفيذ خطة طموحة كجزء من الخطة الخمسية الثانية عشرة للبلاد. وتهدف هذه الخطة إلى تسخير قوة الألواح الشمسية لتنشيط المرافق العامة المختلفة، بما في ذلك محطات القطار. وقد حظي النجاح الأولي المتمثل في ربط شبكة تتألف من 12 ألف لوح شمسي كهروضوئي، بقدرة إنتاجية تبلغ سبعة ميجاوات، بمحطة هونغكياو الجديدة على الخط السريع بين بكين وشانغهاي في عام 20,000 باهتمام كبير. وأشعل هذا الإنجاز الرغبة في التحول إلى كهربة القطارات بشكل مباشر في العقود المقبلة.

وفي أستراليا، كشف المهندسون عن قطار يعمل بالبطاريات يعمل بالطاقة الشمسية، مما يعرض إمكانات الطاقة المتجددة في النقل بالسكك الحديدية. وبالمثل، في الهند، يتم استخدام الطاقة الشمسية لتوفير طاقة إضافية لمحركات الديزل، مما يقلل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية. ومن الجدير بالذكر أن العديد من محطات القطارات العالمية، مثل محطة لندن بلاكفرايرز ومحطة أنتويرب المركزية، تبنت أيضًا الطاقة الشمسية كوسيلة لتوليد الطاقة المستدامة.

يمثل دمج الألواح الشمسية في البنية التحتية للسكك الحديدية خطوة مهمة نحو نظام نقل أكثر خضرة واستدامة. ومن خلال الاستفادة من طاقة الشمس، تقلل هذه الخلايا الشمسية من انبعاثات الكربون والاعتماد على الوقود الأحفوري. بينما يسعى المجتمع العالمي إلى إيجاد حلول مبتكرة لمكافحة تغير المناخ والتخفيف من الآثار البيئية، فإن الاعتماد الواسع النطاق للقطارات والمحطات التي تعمل بالطاقة الشمسية يدل على تحول واعد نحو مستقبل أكثر استدامة.

التأثير التخريبي

تسلط الأبحاث التي أجرتها Riding Sunbeams الضوء على الفوائد الاقتصادية المحتملة لإنتاج الطاقة الشمسية من أنظمة طاقة الجر ذات التيار المباشر. وفي المملكة المتحدة وحدها، قد يؤدي هذا النهج إلى توفير سنوي يزيد على أربعة ملايين جنيه إسترليني. ويسمح خفض التكلفة هذا أيضًا بإعادة تخصيص الموارد لمشاريع أخرى. 

وإلى جانب المزايا الاقتصادية، يساهم الاعتماد الواسع النطاق للقطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية في المبادرات العالمية الرامية إلى مكافحة تغير المناخ. ومع إعطاء الحكومات والشركات الأولوية المتزايدة للاستدامة، فإن دمج الطاقة الشمسية في شبكات النقل يمثل خطوة حيوية في تحقيق أهداف خفض الكربون وخلق مستقبل أكثر خضرة. كما أن تنويع مزيج الطاقة يقلل أيضًا من التعرض للاضطرابات وتقلبات الأسعار. بالإضافة إلى ذلك، مع استثمار الشركات في البحث والتطوير لتحسين تكامل الطاقة الشمسية، قد تظهر فرص عمل جديدة، مما يعزز الخبرة في تقنيات الطاقة المتجددة.

إن التحول نحو القطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية له أيضًا آثار على التخطيط الحضري وتنمية المجتمعات المستدامة. ومن خلال الحد من انبعاثات الكربون وتحسين نوعية الهواء، تساهم هذه المبادرات في خلق بيئات معيشية أكثر صحة. ويمكن أيضًا استخدام الألواح الشمسية المدمجة في محطات السكك الحديدية كأصول مجتمعية، حيث تولد طاقة نظيفة يمكن مشاركتها مع المباني المجاورة أو استخدامها لتشغيل المرافق القريبة. ويعزز هذا النهج اللامركزي لتوليد الطاقة القدرة المحلية على الصمود ويمكّن المجتمعات من القيام بدور نشط في إمدادات الطاقة الخاصة بها.

آثار القطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية

قد تشمل الآثار الأوسع للقطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية ما يلي:

• انخفاض الاعتماد على الشبكة الوطنية بين شبكات السكك الحديدية ، مما يسمح بتوجيه التمويل العام نحو الصناعات المختلفة.
• يمكن أن تؤدي كهربة شبكات السكك الحديدية بشكل غير مباشر إلى تحديث شبكات الكهرباء الوطنية لتمكين المزيد من الشبكات الذكية اللامركزية بين المجتمعات الريفية التي تخدمها شبكات السكك الحديدية.
• الترويج لخيار النقل منخفض الكربون للسفر لمسافات طويلة، على غرار الطريقة التي توفر بها أنظمة مترو الأنفاق المكهربة حركة منخفضة الكربون للمسافرين في المناطق الحضرية. 
• فرص عمل جديدة لتطوير أنظمة النقل الشمسية وتحسينها وصيانتها، بالإضافة إلى فرص بحثية للعلماء لدراسة فعالية قطارات الطاقة الشمسية في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية.
• تستثمر الحكومات في البنية التحتية للطاقة المتجددة، مما يؤدي إلى زيادة التعاون والتآزر بين الدول لتحقيق أهداف خفض الكربون ومعالجة المخاوف البيئية العالمية.
• البحث والابتكار في حلول تخزين الطاقة، مثل تقنيات البطاريات المتقدمة، لضمان إمدادات طاقة ثابتة وموثوقة حتى أثناء فترات ضوء الشمس المحدود.
• العاملون في قطاعات الطاقة التقليدية يخضعون لإعادة التدريب والانتقال إلى وظائف الطاقة المتجددة.

أسئلة للنظر فيها

• هل يمكن استخدام شكل آخر من أشكال الطاقة المتجددة لتشغيل القطارات أيضًا؟ هل سيكون أكثر فعالية؟ 
• ما الآثار الجانبية السلبية التي تعتقد أن القطارات التي تعمل بالطاقة الشمسية قد تحدث؟