แบตเตอรี่จากนิสสัน ลีฟ สร้างประโยชน์ให้กับทางข้ามรถไฟในญี่ปุ่น

รถไฟและรถยนต์ไฟฟ้าถือเป็นรูปแบบการเดินทางที่มีความคล้ายคลึงกันหลายอย่าง ทั้งความเพลิดเพลินในการเดินทาง และความสะดวกปลอดภัย และนิสสันร่วมส่งเสริมให้ยานพาหนะทั้งสองสร้างสังคมที่ยั่งยืน

นิสสันได้พัฒนาเทคโนโลยีจากรถยนต์ไฟฟ้าเพื่อให้เกิดประโยชน์มากกว่าเป็นเพียงแค่ยานพาหนะ โดยแบตเตอรี่ใช้แล้วของรถยนต์ไฟฟ้าได้ถูกนำกลับมาใช้อีกครั้งเพื่อเป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์ทางข้ามรถไฟ เช่น ไฟ และเสียงสัญญาณเตือน ไม้กั้นทางรถไฟ  โดยนิสสันร่วมมือกับ บริษัท รถไฟญี่ปุ่นตะวันออก (East Japan Railway – JR East) หนึ่งในผู้ให้บริการรถไฟชั้นนำของญี่ปุ่น 

ทางข้ามรถไฟเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความปลอดภัยสำหรับผู้ที่สัญจรผ่านไปมา บริษัทรถไฟได้มีการติดตั้งไฟสำรองในแต่ละทางแยกเพื่อให้ทางข้ามสามารถทำงานได้เป็นปกติอยู่ตลอดเวลา รวมถึงในระหว่างการซ่อมบำรุงตามกำหนดและเมื่อไฟฟ้าดับชั่วคราว ปัจจุบันแหล่งพลังงานสำรองเหล่านี้ใช้แบตเตอรี่ที่ใช้ปฏิกิริยาจากตะกั่วและกรด อย่างไรก็ตามตั้งแต่เดือนมกราคม ปี 2564 มีความพยายามในการแทนที่แบตเตอรี่ชนิดดั้งเดิมนี้ด้วยแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วจากรถยนต์ไฟฟ้า นิสสัน ลีฟ สำหรับทางข้ามอาทาโกะสายโจบังซึ่งวิ่งผ่านเมืองมินามิโซมะ ในจังหวัดฟุกุชิมะ

สร้างประโยชน์ใหม่ให้กับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้แล้วของนิสสัน ลีฟ กักเก็บพลังงานไฟฟ้าได้ 60 ถึง 80เปอร์เซ็นต์ แม้เมื่อสิ้นสุดวงจรชีวิตการใช้งานในรถยนต์ ดังนั้น การนำแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ ช่วยให้เรานำความจุที่เหลืออยู่ไปใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางอื่น ๆ ได้ เช่น แบตเตอรี่ทดแทนในรถยนต์ หรือแบตเตอรี่แบบไม่เคลื่อนที่ โดยมีพันธมิตรของนิสสันอย่าง บริษัท โฟร์อาร์ เอเนอร์จี้ คอร์ปอเรชั่น (4R Energy Corporation) เข้ามาช่วยดูแล การนำแบตเตอรี่รถยนต์มาใช้ใหม่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการใช้ทรัพยากรที่หายากในการผลิตแบตเตอรี่ใหม่ ยิ่งไปกว่านั้น ยังเพิ่มมูลค่าให้กับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้าเอง และนำไปสู่การนำไปใช้ในวงกว้าง

ประโยขน์ที่มากกว่าความยั่งยืน

ไคโตะ โทชิฮาร่า ผู้ช่วยหัวหน้านักวิจัยที่ศูนย์วิจัยและพัฒนาของ JR East (Kaito Tochihara, assistant chief researcher at the East Japan Railway R&D center) เล่าว่า สำหรับแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉิน การเปลี่ยนจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากรถยนต์ไฟฟ้า ไม่เพียงแต่ส่งเสริมความยั่งยืน แต่ยังให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกว่าแบบเดิมอีกด้วย

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่นำกลับมาใช้ใหม่ใช้เวลาชาร์จเพียง 1/3 ของเวลาในการชาร์จเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด อีกทั้งยังมีความทนทานมากกว่า โดยมีอายุเฉลี่ย 10 ปี เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่มาตรฐานทั่วไปที่มีอายุการใช้งาน 3-7 ปี โทชิฮาร่า ผู้สนใจด้านการบำรุงรักษาแบตเตอรี่ อธิบาย 

“หากเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ตะกั่วกรด เราต้องคอยไปบำรุงรักษาสภาพการใช้งานอยู่เป็นระยะ แต่เมื่อเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่นำกลับมาใช้ใหม่ จะมีระบบควบคุมเหมือนกับรถยนต์ไฟฟ้า ทำให้เราสามารถเช็คสภาพได้จากระยะไกล ซึ่งจะช่วยพัฒนามาตรฐานการบำรุงรักษา ระบบนี้ยังช่วยให้สามารถบำรุงรักษาเชิงป้องกันได้ด้วยระบบแจ้งเตือนให้เราทราบถึงสถานะของแบตเตอรี่ก่อนที่แรงดันไฟจะต่ำเกินไป”

ความปลอดภัยสำหรับทางข้ามรถไฟ

โทชิฮาร่าอธิบายว่า “ทางข้ามรถไฟเป็นจุดตัดระหว่างรถไฟกับถนนสาธารณะ จึงต้องทำให้ปลอดภัยมากที่สุด 4R Energy Corporation เราพัฒนาแบตเตอรี่ที่ผ่านการใช้งานแล้วจากแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ ซึ่งต้องมีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ในระดับสูง เราเชื่อมั่นว่าคุณสมบัตินี้จะทำให้ความพยายามของเราประสบผลสำเร็จ”

ทาคุยะ คิโนชิตะ จากแผนกเทคนิคโซลูชั่นของ 4R Energy Corporation (Takuya Kinoshita, from the Technical Solutions Department at 4R Energy Corporation) อธิบายว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่นำกลับมาใช้ใหม่ของบริษัทมีความปลอดภัยสี่ระดับ

1. นิสสัน ลีฟ ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของแบตเตอรี่ที่นำมาใช้ใหม่ ไม่เคยเกิดเหตุการณ์ร้ายแรงใด ๆ อันเนื่องมาจากคุณภาพของแบตเตอรี่ตลอด 10 ปี ตั้งแต่มีการเปิดตัว

2. มาตรฐานสากล UL1974: สำหรับกระบวนการรีไซเคิล/ผลิตแบตเตอรี่ใหม่ ทาง 4R Energy Corporation ได้รับการรับรองมาตรฐานสากล UL1974 ที่เกี่ยวข้องกับการรีไซเคิลแบตเตอรี่กักเก็บโดยเฉพาะ

3. คอนเซ็ปต์การควบคุมเดียวกับนิสสัน ลีฟ: 4R Energy Corporation นำแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่โดยอาศัยคอนเซ็ปต์ควบคุมเดียวกับที่ใช้ในการผลิตรถยนต์นิสสัน ลีฟ

4. ออกแบบมาเพื่อความปลอดภัย: แบตเตอรี่ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการระเบิดในกรณีเมื่อเกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิด ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับนิสสัน ลีฟ

นอกจากนี้ นิสสัน ลีฟที่จำหน่ายไปทั่วโลก ได้รับการออกแบบให้รับมือกับสภาพอากาศที่หลากหลาย เช่นเดียวกันกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของรถยนต์คันนี้ จึงกล่าวได้ว่า “นี่เป็นจุดแข็งสำหรับการนำแบตเตอรี่มาใช้กับทางข้ามรถไฟที่ตั้งอยู่ในเขตที่มีสภาพอากาศเลวร้าย” คิโนชิตะ อธิบาย อย่างไรก็ตาม ยังมีบางประเด็นที่ควรได้รับการปรับปรุง ก่อนที่จะสามารถนำแบตเตอรี่เหล่านี้มาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์เพื่อใช้ประโยชน์บนทางข้ามรถไฟ

ต้องทนต่อไฟกระชากเมื่อเกิดฟ้าผ่า

ปกติแล้วเมื่อเกิดไฟฟ้าผ่าลงมาที่รถยนต์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะเคลื่อนลงสู่พื้นผ่านตัวรถ เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าแรงสูงไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ แต่แบตเตอรี่ที่ถูกนำมาใช้ในทางข้ามรถไฟจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ไม้กั้น สัญญาณเตือน และเครื่องควบคุม ผ่านทางสายไฟ หากมีฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง กระแสไฟฟ้าสามารถไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ได้โดยตรงผ่านสายไฟ

เพื่อให้แบตเตอรี่สามารถทนต่อเหตุการณ์ไฟกระชากข้างต้น ได้มีการปรับปรุงการควบคุมแบตเตอรี่ให้เหมาะสมตั้งแต่ขั้นตอนการพัฒนา นอกจากนี้ก่อนนำไปทดลองใช้จริงที่ทางข้ามรถไฟ ทาง JR East และ 4R Energy Corporation รวมถึงพันธมิตรที่ร่วมทดสอบก็ได้ลองทดสอบการทำงานในหลากหลายรูปแบบ อีกทั้งยังมีแผนจะนำไปทดลองกับรถไฟสายโจบัน และมิโตะอีกด้วย การทดสอบเหล่านี้จะวิเคราะห์ผลกระทบของไฟกระชากจากฟ้าผ่าและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่มีต่อแบตเตอรี่ในพื้นที่ต่างๆ

กระแสการขับเคลื่อนด้วยรถยนต์พลังงานไฟฟ้าจะพาเราก้าวสู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน และเมื่อการใช้รถยนต์ไฟฟ้าแพร่หลายมากยิ่งขึ้น จำนวนแบตเตอรี่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ก็จะเพิ่มมากขึ้น แนวคิดเรื่องการนำแบตเตอรี่มาใช้ในทางข้ามรถไฟก็เพิ่งเกิดขึ้นไม่นานมานี้ ศักยภาพของแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วจากรถยนต์ไฟฟ้ายังไม่หยุดอยู่แค่นี้ ยังมีอีกหลายวิธีที่จะนำแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่ในสังคมแห่งอนาคตที่ปลอดภัยและยั่งยืน