จีนเปิดตัวรถไฟคาร์บอนไฟเบอร์ขบวนแรกของโลก

เสียงหวูดรถไฟในจีนกำลังเปลี่ยนไปอีกแล้ว ช่วง 2-3 เดือนที่ผ่านมา จีนสร้างความฮือฮาในวงการรถไฟอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็นการเปิดตัวรถไฟใต้ดินเชื่อมสนามบินนานาชาติหงเฉียว และ ผู่ตง สนามบินหลักของนครเซี่ยงไฮ้ หรือ การเผยโฉมนวัตกรรมรถไฟได้อย่างน่าสนใจ วันนี้ผมจะพาไปส่องรถไฟคาร์บอนไฟเบอร์ที่ล้ำสมัยแบบสุดๆ กันครับ ...

โดยเมื่อกลางปี 2024 จีนได้ปฏิวัติวงการอุตสาหกรรมการขนส่งทางรถไฟอีกครั้ง ด้วยได้เปิดตัวรถไฟคาร์บอนไฟเบอร์ “Cetrovo 1.0” หรือ “Carbon Star Rapid Transit” ขบวนแรกของโลก ที่เมืองชิงเต่า (Qingdao) เมืองเศรษฐกิจหลักทางซีกตะวันออกของมณฑลซานตง

หากพิจารณาจากโครงสร้างรับน้ำหนักหลัก ของรถไฟที่สร้างขึ้น ด้วยวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์ ทําให้ตัวถังและโบกี้มีน้ำหนักลดลง 25% และ 50% ตามลําดับ เมื่อเทียบกับรถไฟทั่วไปที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งทำให้รถไฟขบวนใหม่โดยรวมนี้เบากว่ารถไฟแบบดั้งเดิมที่ทําจากเหล็ก อลูมิเนียมอัลลอยด์ และโลหะอื่นถึง 11% 

คาร์บอนไฟเบอร์ถือเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงเป็นพิเศษ โดยแข็งแรงกว่าเหล็กถึง 5 เท่า แต่มีน้ำหนักน้อยกว่า 25% ของน้ำหนักเหล็ก น้ำหนักที่ลดลงดังกล่าวช่วยลดการสึกหรอของล้อและรางไปด้วย ทําให้การสั่นสะเทือนน้อยลง และประหยัดค่าใช้จ่ายในการบํารุงรักษา 

ประการสำคัญ ความเบาดังกล่าวยังทำให้รถไฟขบวนนี้ สามารถประหยัดการใช้พลังงาน 7% เมื่อเทียบกับรถไฟรุ่นเดิม นั่นหมายถึงการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ถึงราว 130 ตันต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับการปลูกต้นไม้มากกว่า 250 ไร่ 

แต่คาร์บอนไฟเบอร์ก็ยังคงมี “ความท้าทาย” อยู่ในหลายส่วน อาทิ วัสดุนี้ต้องอาศัยกระบวนการผลิตที่สลับซับซ้อน แต่เทคโนโลยีการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ได้พัฒนาไปมาก ทำให้สามารถนำเอาอะตอมของคาร์บอนเส้นบางๆ มาถักทอเข้าด้วยกันได้ง่ายขึ้น

ขณะเดียวกัน ราคาของคาร์บอนไฟเบอร์ในอดีต ก็มีราคาค่อนข้างแพง เมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม อาทิ เหล็กและอลูมิเนียม โชคดีที่ราคามีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่องในช่วง 4 ทศวรรษที่ผ่านมา จากกิโลกรัมละ 400 เหรียญสหรัฐฯ ในช่วงทศวรรษ 1980 เหลือ 60-100 เหรียญสหรัฐฯ ในช่วงปลายทศวรรษ 2000 และเหลือเพียง 15-30 เหรียญสหรัฐฯ ในปัจจุบัน

ด้วยปัจจัยด้านเทคโนโลยีและราคา ก็ทำให้คาร์บอนไฟเบอร์กลายสภาพเป็น “คำตอบ” ของวงการผลิตของสินค้าที่ต้องการ “ความเบา” ควบคู่ไปกับ “ความแข็งแกร่ง” 

นอกจากนี้ คาร์บอนไฟเบอร์ยังได้เปลี่ยนจากการเป็น “วัสดุหรูหรา” ที่ใช้ในวงการการบินและอวกาศเป็นหลัก เป็น “วัสดุใหม่” ที่ใช้ในภาคการผลิตสินค้าทั่วไปตามท้องตลาด เช่น รถยนต์ จักรยาน อุปกรณ์กีฬา และ รถไฟในที่สุด 

ด้วยความก้าวหน้าในกระบวนการผลิตและศักยภาพ อันเนื่องจากความประหยัดจากขนาด เมื่อคาร์บอนไฟเบอร์ถูกใช้อย่างกว้างขวางยิ่งขึ้นนี้เอง ก็ทำให้ต้นทุนการผลิตคาดว่าจะลดลงต่อไปในอนาคต

ไม่เพียงแค่นั้น รถไฟขบวนใหม่นี้ยังเพิ่มสมรรถนะด้วยการใช้ประโยชน์จากความรุดหน้าด้านเครื่องจักรและดิจิตัลของจีน โดยมีระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ไม่ต้องมีคนขับ เรียกว่าเตรียมพร้อมสำหรับการเป็นรถไฟพลังงานสีเขียวไร้คนขับเลยทีเดียว 

ในด้านความเร็ว รถไฟใต้ดินรุ่นนี้สามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดถึง 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วกว่าความเร็วเฉลี่ยของรถไฟใต้ดินในปัจจุบันที่ 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมงอยู่มาก แน่นอนว่าจะช่วยให้ผู้โดยสารประหยัดเวลาในการเดินทางไปได้มากโข

นอกจากนี้ รถไฟยังติดตั้งระบบการควบคุมแบบดิจิตัล ทำให้มีคุณสมบัติพิเศษด้านความปลอดภัย อาทิ ระบบเตือนภัยล่วงหน้าและระบบตรวจจับสิ่งกีดขวางอัจฉริยะ ที่สามารถหยุดรถไฟและนําขบวนรถไฟไปจอดในจุดที่ปลอดภัยได้โดยอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉิน 

โดยขณะใช้งาน รถไฟขบวนนี้จะกําหนดสถานะของรถไฟแบบเรียลไทม์ และตรวจจับความผิดพลาดตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งจะช่วยป้องกันและลดอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้เป็นอย่างมาก 

ขณะเดียวกัน รถไฟยังจะรวบรวมข้อมูลการใช้งานและสร้างเป็น “ไฟล์สุขภาพ” ของตนเองขึ้น สิ่งนี้จะช่วยเปลี่ยนการบํารุงรักษาจากการซ่อมแซม “ตามช่วงเวลา” ที่กําหนดเป็น “ตามความจําเป็น” ทำให้ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาอีกด้วย

รถไฟขบวนนี้ยังแต่งเติมด้วยอุปกรณ์สุดพิเศษมากมาย ไล่ตั้งแต่การใช้วัสดุกันเสียงชั้นเยี่ยม ที่ช่วยลดเสียงรบกวนได้มากกว่า 5 เดซิเบล และการติดตั้งเครื่องปรับอากาศและไฟส่องสว่างอัจฉริยะ 

นักออกแบบและวิศกรรถไฟ ยังพยายามลดข้อจำกัดของพื้นที่ที่คับแคบของอุโมงค์รถไฟใต้ดิน ด้วยการปรับเปลี่ยนพื้นที่กระจกใสของหน้าต่าง ที่ไม่อาจเห็นวิวทิวทัศน์ภายนอกได้ให้เป็นเสมือน “จอแท็บเล็ตขนาดใหญ่” ภายในห้องโดยสาร ทำให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ต และเพลิดเพลินกับการชมรายการบันเทิงและติดตามข่าวสารผ่าน LED จอยักษ์ได้

สิ่งเหล่านี้ทำให้ผู้โดยสารได้รับประสบการณ์สูงสุดผ่านความสะดวกสบาย ความนุ่มนวล และ ความบันเทิงที่ดีขึ้น ท่ามกลางเสียงรบกวนที่น้อยลง นี่ผมกำลังพูดถึง การพัฒนาระบบขนส่งมวลชนและสินค้าแห่งอนาคต ที่มีประสิทธิภาพ อัจฉริยภาพ และ เป็นมิตรต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อมไปพร้อมกัน

รายงานของ China Railway Rolling Stock Corporation Qingdao Sifang (CRRC QS) ผู้พัฒนารถไฟขบวนนี้ เปิดเผยว่า มาถึงวันนี้ รถไฟขบวนนี้ได้ผ่านการทดสอบในโรงงานเรียบร้อยแล้ว โดยสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ บนรางรถไฟโค้งหรือที่มีความสูงชัน และสามารถทํางานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ เช่น อุณหภูมิสูง และ ระดับความสูง

CRRC QS ถูกก่อตั้งขึ้นในปี 1900 ระหว่างการยึดครองของเยอรมนี จึงนับเป็นหนึ่งในผู้ผลิตรถไฟที่เก่าแก่ที่สุด และตลอดเวลาหลายปีหลัง บริษัทฯ ได้ผลักดันการวิจัย และพัฒนาด้านเทคโนโลยีการรถไฟมาอย่างต่อเนื่อง ทำเป็นที่ยอมรับในวงกว้างมากขึ้น

ยกตัวอย่างเช่น ในปี 2014 บริษัทฯ ได้รับสัญญาว่าจ้างในการดำเนินโครงการจัดหารถไฟใต้ดินในนครบอสตัน ซึ่งถือเป็นสัญญาด้านรถไฟฉบับแรก ที่จีนได้จากตลาดสหรัฐฯ และอาจถือเป็นเครื่องแสดงถึงอิทธิพลที่เพิ่มขึ้น และความเป็นผู้เล่นหลักของจีนในตลาดรถไฟระหว่างประเทศ

เพราะในเวลาต่อมา จีนก็สร้างผลงานในวงการรถไฟโลกมาเป็นระลอก อาทิ การผลิตรถไฟแม่เหล็กไฟฟ้า (Maglev) หลายตัวใหม่อย่างต่อเนื่อง รถไฟพลังงานไฮโดรเจนขบวนแรกในช่วงต้นปี 2023 ที่ทำความเร็วถึงเกือบ 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

และการสร้างโครงข่ายเส้นทางรถไฟความเร็วสูงทั่วจีน เป็นระยะทางรวมมากที่สุดในโลก รวมทั้งการลงทุนในโครงการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟในอีกหลายประเทศทั่วโลก

ปัจจุบัน CRRC QS เป็นบริษัทในเครือของ China Railway Construction Corporation (CRCC) ผู้ผลิตรถไฟที่ใหญ่ที่สุดในโลก และด้วยความทุ่มเทและความสำเร็จดังกล่าวทำให้บริษัทฯ มีชื่อเสียงด้านนวัตกรรม และได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในฐานะหนึ่งในผู้นำในวงการรถไฟของจีน 

บริษัทฯ ต้องเร่งทดลองระบบและการใช้งานรถไฟคาร์บอนไฟเบอร์นี้ในพื้นที่จริงอีกระยะหนี่ง เมื่อการทดสอบเสร็จสมบูรณ์ก็คาดการณ์ว่า จีนจะนำรถไฟใต้ดินขบวนนี้ไปให้บริการในเมืองชิงเต่า ในปลายปี 2024 

นั่นก็เท่ากับว่าเหลือเวลาอีกไม่กี่เดือนแล้ว ที่เราจะได้มีโอกาสไปทดลองนั่งรถไฟคาร์บอนไฟเบอร์ขบวนแรกของโลกที่จีนกันแล้วครับ ...