เมื่อ James Legge นักวิชาการชาวจีนชาวสก็อตออกจากเซี่ยงไฮ้ไปปักกิ่งในฤดูใบไม้ผลิปี 1873 การเดินทางของเขาใช้เวลาสองสัปดาห์ ก่อนอื่นเขาไปเทียนจินโดยทางเรือ จากนั้นโดยล่อไปยังเมืองหลวงของจีน ปัจจุบัน การเดินทางเดียวกันระยะทาง 1200 กม. ใช้เวลาเดินทางด้วยรถไฟความเร็วสูงเพียงสี่ชั่วโมงกว่า เที่ยวบินระหว่างสองเมืองใช้เวลาสองชั่วโมง 20 นาที สำหรับยุโรป มีรถไฟความเร็วสูง Frecciarossa จากมิลานไปยังโรม ซึ่งสามารถไปถึงจุดหมายปลายทางได้ภายในเวลาไม่ถึงสามชั่วโมง และจากโตเกียวไปยังโอซาก้า - รถไฟชินคันเซ็นความเร็วสูง - สองชั่วโมงครึ่ง
ผู้คนไม่เคยเดินทางอย่างรวดเร็วและง่ายดายเหมือนทุกวันนี้ แต่ความสะดวกสบายนี้มาพร้อมกับราคา: การขนส่งคิดเป็น 20% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลก และในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา อัตราการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการขนส่งเพิ่มขึ้นเร็วกว่าจากแหล่งอื่น ๆ นี่เป็นเรื่องจริงอย่างยิ่ง การขนส่งทางอากาศการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ขยายตัวเร็วกว่าการขนส่งทางรถไฟหรือทางถนน ในเรื่องนี้คำถามก็เกิดขึ้น: เป็นไปได้ไหมที่จะเดินทางด้วยความเร็วสูงโดยไม่ฆ่าโลก? และถ้าเป็นเช่นนั้นทำอย่างไร?
เร็วขึ้น สะอาดขึ้น เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และติดตั้งเทคโนโลยีขั้นสูง ระบบรางเป็นรูปแบบการคมนาคมเพียงรูปแบบเดียวที่ปัจจุบันมีโอกาสที่จะกลายเป็นพื้นฐานในการตอบสนองความต้องการด้านการเคลื่อนที่ในอนาคตของเรา เนื่องในโอกาสครบรอบ 200 ปีที่รถไฟโดยสารขบวนแรกใกล้เข้ามาในปี 2025 รถไฟจึงมีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิมในการรับประกันการสัญจรที่ยั่งยืนในโลกที่เผชิญกับความท้าทายจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การขยายตัวของเมืองที่เพิ่มขึ้น และการเติบโตของประชากร ประชากรในเมืองของโลกกำลังเติบโตในอัตราสองคนต่อวินาที ส่งผลให้มีผู้อยู่อาศัยในเมืองใหม่ถึง 172800 คนทุกวัน ในขณะที่จำนวนประชากรกำลังลดลงในบางภูมิภาคของโลก เช่น ยุโรปและญี่ปุ่น การเติบโตของประชากร 90% คาดว่าจะเกิดขึ้นในเมืองและมหานครในประเทศกำลังพัฒนา
เพื่อให้เมือง ภูมิภาค และมหานครที่เติบโตอย่างรวดเร็วเหล่านี้สามารถเคลื่อนย้ายได้ การขนส่งสาธารณะที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงแต่เป็นที่ต้องการเท่านั้น แต่ยังจำเป็นอีกด้วย
"รถไฟความเร็วสูง" รูปแบบใหม่ที่ทันสมัยมักเป็นหัวข้อข่าวเนื่องจากเครือข่ายเส้นทางรถไฟในยุโรปและเอเชียยังคงเติบโต โดยมีการวางแผนเส้นทางรถไฟใหม่หรืออยู่ระหว่างการก่อสร้างในประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศส เยอรมนี สเปน อินเดีย ญี่ปุ่น และบน ในขนาดที่ใหญ่กว่ามากในประเทศจีน ซึ่งเครือข่ายความเร็วสูงจะสูงถึง 2025 กม. ภายในปี 50000
เมื่อเส้นทางรถไฟความเร็วสูง 2030 (HS2) ที่สร้างข้อถกเถียงแล้วเสร็จในต้นปี 2 เนื่องจากงบประมาณที่มากเกินไปและภูมิประเทศที่เปราะบาง อังกฤษจะมีรถไฟธรรมดาที่เร็วที่สุดในโลก ซึ่งปกติจะเดินทางด้วยความเร็ว 362 กม./ชม. แต่สามารถพัฒนาความเร็วได้เพิ่มขึ้น ถึง 400 กม./ชม.
เมื่อรวมเทคโนโลยีรถไฟความเร็วสูงของญี่ปุ่นเข้ากับการออกแบบของอังกฤษ กองเรือ HS2 มูลค่า 2,5 พันล้านดอลลาร์จะปฏิวัติการเดินทางระยะไกลระหว่างลอนดอนและมิดแลนด์ของอังกฤษและเมืองทางตอนเหนือ การโอนบริการทางไกลไปยัง HS2 ยังช่วยเพิ่มขีดความสามารถที่จำเป็นมากบนเส้นทางรถไฟที่มีอยู่เพื่อบรรทุกผู้โดยสารและสินค้าในท้องถิ่นได้มากขึ้น
อย่างไรก็ตาม หลังจากดำเนินการมาหลายทศวรรษ ประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศส ญี่ปุ่น และจีน ได้สรุปว่าประโยชน์ของการใช้งานรถไฟความเร็วสูงที่ความเร็วสูงกว่า 320 กม./ชม. มีมากกว่าค่าบำรุงรักษาและพลังงานที่สูงขึ้นอย่างมาก ปัจจุบันผู้นำรถไฟความเร็วสูงที่ได้รับการยอมรับในญี่ปุ่นและจีนไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเทคโนโลยี "เหล็กบนเหล็ก" แต่กำลังพัฒนารถไฟที่สามารถพัฒนาความเร็วได้ถึง 600 กม./ชม.
แนวคิดของรถไฟความเร็วสูงที่วิ่งบนรางพิเศษโดยใช้แม่เหล็กลอย (maglev) ได้รับการขนานนามว่าเป็น "อนาคตของการเดินทาง" มานานกว่า 50 ปี แต่นอกเหนือจากเส้นทางทดลองสองสามสายและเส้นทางจีนที่เชื่อมต่อตัวเมืองเซี่ยงไฮ้กับสนามบิน มันยังคงเป็นแบบนั้นตามทฤษฎีเป็นส่วนใหญ่
แต่ไม่นานนัก ญี่ปุ่นกำลังลงทุน 72 พันล้านดอลลาร์ในโครงการชูโอชินคันเซ็น ซึ่งจะเป็นจุดสุดยอดของการพัฒนาแม็กเลฟมากว่า 40 ปี เส้นทางความยาว 286 กิโลเมตรนี้จะเชื่อมต่อโตเกียวและนากาในเวลาเพียง 40 นาที และจะขยายไปยังโอซาก้าในที่สุด โดยตัดระยะทาง 500 กิโลเมตรจากเมืองหลวงให้เหลือ 67 นาที การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2014 และเดิมคาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี 2027 (โดยเส้นทางนาโกย่า-โอซาก้าจะเปิดในอีก XNUMX ปีต่อมา) แต่ปัญหาในการขออนุญาตส่วนหนึ่งของเส้นทางทำให้ไม่ทราบวันเปิดให้บริการในปัจจุบัน ความล่าช้าและต้นทุนที่สูงเกินไปทำให้หลายคนตั้งคำถามถึงมูลค่าทางเศรษฐกิจของโครงการ
ความยากลำบากดังกล่าวไม่น่าจะเกิดขึ้นในประเทศจีน ซึ่งกำลังสร้างเส้นทางคมนาคมแบบแม่เหล็กเป็นทางเลือกแทนการเดินทางทางอากาศระยะสั้น และเพื่อให้การเดินทางที่รวดเร็วปานสายฟ้าผ่านเขตเมืองที่มีประชากรหนาแน่น จีนวางแผนสร้าง "วงเวียนจราจร 3 ชั่วโมง" รอบเมืองใหญ่ๆ ของจีน เปลี่ยนกลุ่มเมืองต่างๆ ให้กลายเป็นมหาอำนาจทางเศรษฐกิจ
ปัจจุบันมีผู้คนมากกว่า 120 ล้านคนอาศัยอยู่ทางตอนใต้ของประเทศที่มีประชากรมากที่สุดในโลก ซึ่งก็คือบริเวณสามเหลี่ยมปากแม่น้ำเพิร์ล ที่ครอบคลุมฮ่องกง กว่างโจว และเซินเจิ้น นักวางแผนชาวจีนหวังว่าจะรวมเมืองเก้าเมืองในภูมิภาคเข้าด้วยกันเพื่อสร้างการรวมตัวของเมืองขนาด 26000 ตารางกิโลเมตร เส้นทางเบาะแม่เหล็กมีไว้สำหรับเส้นทางเซี่ยงไฮ้-หางโจว และเฉิงตู-ฉงชิ่ง รวมถึงเส้นทางอื่นๆ อีกมากมาย หากพิสูจน์ได้ว่าประสบความสำเร็จ
ในประเทศอื่นๆ ของโลก ค่าใช้จ่ายมหาศาลและการขาดการรวมเข้ากับระบบรางที่มีอยู่อาจเป็นอุปสรรคต่อการแพร่กระจายของเทคโนโลยีแม็กเลฟ จีนต้องดิ้นรนกับความแออัดและมลภาวะในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น โดยได้เปิดรถไฟใต้ดินใหม่ 2021 สาย รวมระยะทาง 29 กม. ในเดือนธันวาคม 582 เพียงเดือนธันวาคมปีเดียว ประเทศอื่นๆ อีกหลายแห่งที่มีเมืองที่กำลังเติบโตจะต้องปฏิบัติตามในไม่ช้าหากไม่ต้องการถูกครอบงำ
อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เป็นไปตามความคาดหวังเหล่านี้ อุตสาหกรรมระบบรางจะต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วในหลายทิศทางเพื่อให้มีกำลังการผลิตที่มากขึ้น ประสิทธิภาพที่มากขึ้น ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการจ่ายได้
การจราจรแบบอัตโนมัติมีมานานหลายทศวรรษแล้ว - รถไฟสาย Victoria ของรถไฟใต้ดินลอนดอนดำเนินการบางส่วนในลักษณะนี้นับตั้งแต่เปิดให้บริการในปี 1967 - แต่โดยปกติแล้วจะจำกัดอยู่เพียงสายอัตโนมัติที่มีรถไฟขบวนเดียวกันวิ่งในช่วงเวลาที่กำหนด
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนเป็นผู้นำในด้านระบบรางรถไฟไร้คนขับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยการเปิดตัวรถไฟอัตโนมัติความเร็วสูงเพียงแห่งเดียวในโลกที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 300 กม./ชม. ระหว่างปักกิ่งและโอลิมปิกฤดูหนาวปี 2022 นอกจากนี้ ญี่ปุ่นกำลังทดลองใช้ "รถไฟหัวกระสุน" ที่สามารถเดินทางได้อัตโนมัติจากอาคารผู้โดยสารไปยังคลังเก็บเพื่อการซ่อมบำรุง ช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถเดินขบวนรถไฟที่ทำกำไรได้มากขึ้น
อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติการรถไฟไร้คนขับบนเส้นทางอัตโนมัติก็เรื่องหนึ่ง การดำเนินการอย่างปลอดภัยบนเส้นทางรถไฟแบบผสมผสานแบบดั้งเดิม ซึ่งมีรถไฟโดยสารและรถไฟบรรทุกสินค้าที่มีลักษณะ ความเร็ว และน้ำหนักต่างกันมากปะปนกัน เป็นเรื่องยากกว่ามาก
ข้อมูลขนาดใหญ่และสิ่งที่เรียกว่า Internet of Things จะช่วยให้รูปแบบการเดินทางมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและกับสิ่งแวดล้อม ปูทางไปสู่การเดินทางแบบผสมผสานและบูรณาการมากขึ้น หุ่นยนต์อัจฉริยะจะมีบทบาทมากขึ้นในการตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน เช่น อุโมงค์และสะพาน รวมถึงในการบำรุงรักษาโครงสร้างที่มีอายุเก่าแก่อย่างมีประสิทธิผล
แม้จะผ่านการพิสูจน์แล้วว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเปรียบเทียบกับการบิน แต่ระบบรางรถไฟยังคงมีหนทางอีกยาวไกลในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและมลพิษจากเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อให้สอดคล้องกับเป้าหมายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของสหประชาชาติ หลายประเทศมุ่งมั่นที่จะยุติการใช้รถไฟดีเซลภายในปี 2050 หรือเร็วกว่านั้นด้วยซ้ำ
ในยุโรปและหลายส่วนของเอเชีย เส้นทางที่พลุกพล่านที่สุดส่วนใหญ่มีไฟฟ้าใช้แล้ว แต่สถานการณ์แตกต่างกันไปตั้งแต่เกือบ 100% ของการใช้ไฟฟ้าในสวิตเซอร์แลนด์ ไปจนถึงน้อยกว่า 50% ในสหราชอาณาจักร และเกือบเป็นศูนย์ในประเทศกำลังพัฒนาบางประเทศ อเมริกาเหนือถูกครอบงำโดยน้ำมันดีเซล โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนทางรถไฟขนส่งสินค้าที่โดดเด่น และไม่มีความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าเหมือนกันในยุโรปและเอเชีย
เทคโนโลยีแบตเตอรี่ดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในการหลีกหนีจาก "ดีเซลสกปรก" ทั้งสำหรับการขนส่งสินค้าหนักและเส้นทางผู้โดยสารที่เงียบสงบ ซึ่งไม่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าเต็มรูปแบบได้ ปัจจุบันมีต้นแบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จำนวนมากอยู่ในระหว่างการทดสอบหรืออยู่ระหว่างการพัฒนา และในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าไป การพึ่งพาน้ำมันดีเซลของรางรถไฟก็น่าจะเริ่มลดลงก่อนสิ้นทศวรรษนี้
สำหรับคนอื่นๆ ไฮโดรเจนเป็นความหวังที่ยิ่งใหญ่ในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการขนส่งทางรถไฟ ไฮโดรเจนสีเขียวที่สร้างขึ้นในโรงงานพิเศษโดยใช้แหล่งไฟฟ้าหมุนเวียนสามารถนำมาใช้จ่ายพลังงานให้กับเซลล์เชื้อเพลิงที่ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าได้
อัลสตอม ผู้ผลิตรถไฟในฝรั่งเศสกำลังเป็นผู้นำด้วยรถไฟไฟฟ้าไฮโดรเจน Coradia iLint ซึ่งบรรทุกผู้โดยสารคนแรกในปี 2018 ซึ่งปูทางไปสู่เวอร์ชันที่ใช้งานจริงซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการก่อสร้างสำหรับหลายประเทศในยุโรป
การรถไฟทั่วโลกยังเผชิญกับความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับภัยพิบัติทางธรรมชาติ ทางรถไฟใหม่และที่สร้างขึ้นใหม่ได้รับการออกแบบมากขึ้นโดยคำนึงถึงสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง การระบายน้ำที่ดีขึ้น การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และการฟื้นฟูภูมิทัศน์ทางธรรมชาติ มีบทบาทในการเพิ่มความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของทางรถไฟ
ในขณะเดียวกัน การตระหนักถึงความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการเดินทางทางอากาศได้นำไปสู่การฟื้นตัวของการเดินทางด้วยรถไฟข้ามคืนในยุโรปแล้ว
เมื่อพูดถึงรถไฟแห่งอนาคต แน่นอนว่า เราควรพูดถึงเทคโนโลยี Hyperloop การใช้สุญญากาศเพื่อเดินทางด้วยความเร็วมากกว่า 1000 กม. ต่อชั่วโมง - นั่นคือสิ่งที่เรากำลังพูดถึง ตามที่หลายๆ คนกล่าวไว้ มันจะปฏิวัติวิธีการเดินทางของเรา แต่มีข้อสงสัยพอสมควร พูดง่ายๆ ก็คือรถไฟในท่อนั่นเอง มันทำงานโดยกำจัดปัจจัยสองประการที่ทำให้ยานพาหนะช้าลง: อากาศและแรงเสียดทาน ระบบไฮเปอร์ลูปประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก: หลอดและแคปซูล ท่อเกือบจะเป็นสุญญากาศ แคปซูลเป็นยานพาหนะที่มีแรงดันซึ่งเคลื่อนที่ภายในท่อ แนวคิดคือการใช้แม่เหล็กถาวรกับยานพาหนะ
เช่นเดียวกับรถราง ตู้โดยสารก็เดินทางด้วยขบวนรถเช่นกัน ในขณะที่ตู้รถไฟเชื่อมต่อถึงกัน แคปซูล Hyperloop ก็สามารถเดินทางไปยังจุดหมายปลายทางต่างๆ ได้ เช่นเดียวกับการขับรถบนทางหลวงแต่ละคนสามารถออกจากถนนและเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ได้ พวกเขาสามารถเข้าร่วมคอลัมน์หรือปล่อยไว้ขึ้นอยู่กับทิศทางที่พวกเขากำลังมุ่งหน้าไป ระบบขนส่ง Hyperloop เป็นระบบไฟฟ้าเต็มรูปแบบ นอกจากมอเตอร์แล้ว ยังมีการใช้ชุดแม่เหล็กเพื่อดันแคปซูลทุกๆ กิโลเมตร การไม่มีแรงต้านและแรงเสียดทานของอากาศที่เกือบจะสมบูรณ์หมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีระบบขับเคลื่อนแบบถาวร ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานน้อยลง
ในปี 2013 Elon Musk เผยแพร่เอกสารทางเทคนิคซึ่งเขาอธิบายการทำงานของระบบขนส่งหลอดสุญญากาศ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา หลายทีมทั่วโลกได้เริ่มดำเนินการเกี่ยวกับแนวคิดด้านการเคลื่อนที่นี้
Hyperloop ยังคงเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมครั้งใหญ่ แม้ว่าจะได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นไปได้บนกระดาษ แต่ในทางปฏิบัติยังมีความท้าทายอีกมากมาย นอกจากต้นทุนการเริ่มต้นที่สำคัญแล้ว การปิดผนึกท่อยังต้องมีค่าบำรุงรักษาจำนวนมากอีกด้วย รางไฮเปอร์ลูปทำจากเหล็ก ซึ่งจะขยายและหดตัวตามอุณหภูมิภายนอก ส่งผลให้ข้อต่อหลวม ซึ่งอาจนำไปสู่ค่าบำรุงรักษาที่สำคัญ อีกประเด็นหนึ่งคือการได้มาซึ่งที่ดิน นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงความปลอดภัยหลายประการ - หากเกิดข้อผิดพลาดในการเดินทางอาจเกิดอันตรายได้มากกว่ามาก ความเร็วสูงดังกล่าวอาจทำให้เกิดอาการวิงเวียนศีรษะสำหรับผู้โดยสารที่มีพื้นที่จำกัดในการเคลื่อนที่ในระหว่างการเดินทาง
หลายกลุ่มในยุโรปและทั่วโลกกำลังทำงานเกี่ยวกับแอปพลิเคชัน Hyperloop อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่ต้องเอาชนะ ทั้งด้านเงินทุน ความปลอดภัย และที่ดิน ยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญในการปรับใช้ Hyperloop จนกว่าจะคลี่คลายความคิดเรื่องการเดินทางโดยรถไฟใต้ดินจะยังคงเป็นความฝัน
เป็นที่คาดกันว่าภายในปี 2050 รถไฟโดยสารและรถไฟบรรทุกสินค้าจะเป็นแกนหลักของเครือข่ายการขนส่งของเรา และเส้นทางระยะไกลระหว่างศูนย์กลางหลายรูปแบบจะเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายท้องถิ่น ด้วยการสนับสนุนทางการเมืองและทางเทคนิคที่จำเป็น ระบบรถไฟจะมีบทบาทเพิ่มขึ้นในการขนส่งระหว่างประเทศ โดยเป็นทางเลือกคุณภาพสูงแทนการขนส่งทางถนนและการเดินทางทางอากาศระยะสั้น
สำหรับอนาคตอันใกล้นี้ การลงทุนทั่วโลกจะยังคงอิงตามทางรถไฟเหล็กบนเหล็กแบบดั้งเดิมเป็นส่วนใหญ่ ไม่มีเหตุผลใดที่จะสงสัยว่าจะยังคงกำหนดอนาคตของการขนส่งทางรางต่อไปในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า - เช่นเดียวกับที่มีมาเกือบ 200 ปี
นี่คือวิธีที่เราสามารถไปไหนมาไหนได้โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมในสักวันหนึ่ง แต่สำหรับตอนนี้ อนาคตมาถึงแล้ว: รถไฟความเร็วสูงเสนอวิธีที่รวดเร็วและมีคาร์บอนต่ำในการเดินทางระหว่างเมืองต่างๆ หากเจมส์ เล็กจ์เดินทางไปปักกิ่งวันนี้ เขาก็ไม่ต้องการเรือ และเขาก็ไม่ต้องการล่ออย่างแน่นอน เขาคงได้ขึ้นรถไฟแล้ว
อ่าน:
เขียนความเห็น