Update เทคโนโลยีระบบรางบนแดนมังกร

Update เทคโนโลยีระบบรางบนแดนมังกร

หากเอ่ยถึงมณฑลหูหนาน คนส่วนใหญ่จะนึกถึงจางเจียเจี้ย ซึ่งเป็นสถานที่ถ่ายทำภาพยนตร์เรื่อง “อวตาร” จนกลายเป็นสถานที่ท่องเที่ยวที่มีชื่อเสียงไปทั่วโลก แต่น้อยคนจะรู้ว่ามณฑลหูหนานไม่ได้มีดีเฉพาะแหล่งท่องเที่ยว แต่ยังมีความสำคัญในฐานะมณฑลแห่งเทคโนโลยีระบบรางที่มีมาตรฐานระดับสากลของจีน

มณฑลหูหนานเป็นที่ตั้งของบริษัท CRRC Zhuzhou Electric Locomotive (CRRC ZELC) และ CRRC Zhuzhou Institute (CRRC ZELRI) ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ CRRC Corporation Limited (ผู้ผลิตรถไฟและอุปกรณ์รถไฟรายใหญ่ที่สุดของจีน และเป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ 500 อันดับแรกของโลก) อาณาจักรของ CRRC ในมณฑลหูหนานมีพื้นที่กว้างใหญ่กว่า 2.25 ตร.กม. ขนาดพื้นที่เทียบได้กับนิคมอุตสาหกรรม แต่เป็นนิคมอุตสาหกรรมที่มีเพียงกลุ่มบริษัทเดียว

CRRC ZELC ก่อตั้งมานานถึง 81 ปี เป็นฐานการวิจัยและผลิตหัวรถจักรไฟฟ้า (Electric Locomotive) ที่ใหญ่ที่สุดของจีน โดยผลิตหัวรถจักรไฟฟ้าคันแรกเมื่อปี 2501 จนปัจจุบันสามารถผลิตหัวรถจักรไฟฟ้าหลายรุ่นรวม 53 ชนิด กว่า 8,200 คัน คิดเป็นสัดส่วนกว่าร้อยละ 60 ของหัวรถจักรไฟฟ้าทั้งหมดของจีน

CRRC ZELC ยังเป็นแหล่งกำเนิดของเทคโนโลยีรถไฟความเร็วปานกลาง - สูงระบบ EMU (Electric Multiple Unit) ซึ่งในปี 2553 ได้ส่งออกไปต่างประเทศครั้งแรก โดยได้รับการสั่งซื้อ Intercity EMU Train จากมาเลเซียถึง 38 ขบวน และได้พัฒนาความร่วมมืออย่างต่อเนื่อง จนปัจจุบันมาเลเซียกลายเป็นฐานการผลิตและศูนย์ซ่อมบำรุงครบวงจรแห่งเดียวของ CRRC ZELC ที่ตั้งอยู่ในอาเซียน

ปัจจุบัน CRRC ZELC ได้ส่งออกหัวรถจักรไฟฟ้า EMU และรถไฟใต้ดิน ซึ่งเป็น 3 ผลิตภัณฑ์หลักของบริษัทไปต่างประเทศกว่า 20 ประเทศ โดยมียอดสั่งซื้อประมาณ 50,000 ล้านหยวน และยังก่อตั้งบริษัทลูก 12 แห่ง ใน 5 ประเทศ ได้แก่ ออสเตรีย แอฟริกาใต้ ตรุกี อินเดีย และมาเลเซีย

ผลงานที่โดดเด่นอีกหนึ่งชิ้นของ CRRC ZELC คือ การสร้างรถไฟฟ้าแม่เหล็ก (Maglev)สายแรกที่ออกแบบ ผลิต และบริหารงานโดยจีนทั้งหมดเปิดให้บริการภายในนครฉางซา (Changsha Maglev Express) ทำให้ฉางซากลายเป็นเมืองที่ 2 ของจีนที่มีเส้นทางเดินรถไฟฟ้าแม่เหล็ก ต่อจากมหานครเซี่ยงไฮ้ (เป็น Maglev ที่จีนพัฒนาร่วมกับประเทศเยอรมนี ระยะทางรวม 30 กม. ความเร็วสูงสุด 430 กม./ชม. เปิดให้บริการตั้งแต่ 31 ธ.ค. 2545)

Changsha Maglev Express เริ่มก่อสร้างเมื่อ 16 พ.ค. 2557 และเปิดให้บริการเมื่อ 6 พ.ค. 2559 เป็นMaglev ความเร็วระดับกลาง-ต่ำ (Medium-Low Speed Maglev Train) สามารถเร่งความเร็วสูงสุด 100 กม./ชม. มี 3 สถานี ใช้เวลาวิ่งประมาณ 20 นาที เงินลงทุน 4,095 ล้านหยวน ทำให้จีนกลายเป็นประเทศที่ 4 ที่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยี Maglev ความเร็วระดับกลาง-ต่ำ ต่อจากเยอรมนี ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้

คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปมณฑลหูหนานได้กล่าวถึงข้อดีของ Maglev ว่า มีระยะการเข้าโค้งน้อยกว่ารถไฟที่มีล้อและการไต่ระดับดีกว่า 1 เท่า การบำรุงรักษาประหยัดต้นทุนกว่า (เพราะไม่มีล้อจึงลดการเสียดสี) เหมาะสำหรับใช้ในตัวเมืองที่มีระยะทางไม่เกิน 100 กม. และเสียงเงียบกว่ารถไฟความเร็วสูง

มีข่าวออกมาเป็นระยะ ๆ ว่า จีนไม่หยุดนิ่งต่อการพัฒนา Maglev โดย CRRC Corporation Limited อยู่ระหว่างการวิจัยและพัฒนา Maglev ที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 600 กม./ชม. คาดว่าจะเปิดตัวในอีก 1-2 ปีข้างหน้า เพื่อแสดงศักยภาพทางเทคโนโลยีที่ “เท่าเทียม” กับ Maglev ของญี่ปุ่นที่มีความเร็วสูงสุดในโลก 603 กม./ชม.

สิ่งที่ขาดไม่ได้เลยสำหรับการพัฒนาระบบรางคือ นวัตกรรมในการผลิตอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนที่ยกระดับคุณภาพรถไฟให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น และบทบาทนี้ต้องยกให้กับ CRRC ZELRI ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2502 หลังจาก CRRC ZELC ผลิตหัวรถจักรไฟฟ้าคันแรกได้เพียง 1 ปี CRRC ZELRI ได้พัฒนาและผลิตอุปกรณ์สำคัญสำหรับรถไฟฟ้าหลากหลายชนิดให้กับ CRRC ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์กลุ่ม Electric Drive[1]ที่เกี่ยวข้องกับการขับเคลื่อน การควบคุมระบบเบรคและสัญญาณของรถไฟ รวมถึงอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงที่ใช้ในการควบคุมระบบไฟฟ้าของรถไฟ จนทำให้วัสดุที่ใช้ในการผลิตรถไฟส่วนใหญ่ใช้วัตถุดิบในจีนถึงร้อยละ 95 และปัจจุบัน CRRC ZELRI เป็นโรงงานผลิตอุปกรณ์และอะไหล่ระบบรางที่ใหญ่ที่สุดในเอเชีย และมีมาตรฐานในระดับสากล

เทคโนโลยีของอุปกรณ์สำคัญในรถไฟที่เรียกได้ว่าเป็นความภาคภูมิใจของแดนมังกร คือ ความสามารถในการผลิต IGBT[2] (Insulated Gate Bipolar Transistor) 8 นิ้ว ได้เป็นรายที่ 2 ของโลก ซึ่ง IGBT ถือเป็น “หัวใจ” ของรถไฟความเร็วสูง ที่มีความสัมพันธ์โดยตรงในระบบไฟฟ้าและระบบควบคุมที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการขับเคลื่อนของรถไฟ

ประวัติการพัฒนา IGBT ของจีนมีความน่าสนใจไม่น้อย แรกเริ่มเดิมทีจีนไม่สามารถผลิต IGBT ได้เอง ต้องพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศ แต่ก่อนอื่นต้องขอย้อนกลับไปในอดีต หลังจากปี 2521 ที่จีนได้เปิดประเทศ CRRC ZELRI ได้เริ่มต้นวิจัยอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์[3] โดยดึงเทคโนโลยีการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงจากบริษัท Westinghouse Electric Corporation ของสหรัฐฯ เข้ามา และได้พัฒนาต่อยอด โดยใช้เวลาเก็บสะสมประสบการณ์ในการผลิตอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์มาอย่างยาวนานเกือบ 30 ปี

ต่อมา ในปี 2551 Zhuzhou CRRC Times Electric Co.,Ltd ซึ่งเป็นบริษัทลูกของ CRRC ZELRI ได้เข้าซื้อกิจการ Dynex Semiconductor Limited ผู้ผลิตเพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีชื่อเสียงของอังกฤษ และได้ต่อยอดการวิจัยจนกลายเป็น IGBT 8 นิ้ว ที่เข้าสู่กระบวนการผลิตในเชิงอุตสาหกรรมเมื่อปี 2557 ทำให้ลดการนำเข้าและประหยัดต้นทุน IGBT ได้ถึงร้อยละ 50 แถมยังเพิ่มศักยภาพด้านการแข่งขัน เนื่องจากปัจจุบัน IGBT กลายเป็นอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดใหม่ที่อยู่ในความต้องการของตลาดโลกเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

ล่าสุด CRRC ZELRI ยังได้พัฒนาระบบการขับเคลื่อนอัตโนมัติหรือไร้คนขับที่เรียกว่า Autonomous Rail Rapid Transit System (ART) ที่แรกของโลก และนำมาใช้กับรถไฟรางเสมือน หรือ รถไฟที่วิ่งบนถนนโดยไม่ต้องมีราง คาดว่าต้นปี 2561 จะดำเนินการในลักษณะเชิงพาณิชย์และนำร่องเปิดวิ่งจริงในตัวเมืองจูโจว มณฑลหูหนาน โดยรถไฟรางเสมือนเป็นรถที่ผสมผสานระหว่างข้อดีของรถไฟกับรถประจำทางเข้าด้วยกัน มีระบบ ART ในการควบคุม และใช้ระบบเซ็นเซอร์ (ประกอบด้วยกล้องที่มีความคมชัดสูง ระบบ GPS และเรดาร์) นำทางเดินรถ จึงวิ่งบนเลนถนนตามแนวเส้นประสีขาวโดยไม่พึ่งรางรถไฟ และภายในปี 2563 จะพัฒนาไปสู่ระบบไร้คนขับหรือขับเคลื่อนโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์

ผู้เชี่ยวชาญของ CRRC ZELRI ได้เปรียบเทียบรถไฟรางเสมือนกับรถประจำทางว่า รถไฟรางเสมือนมีความคุ้มค่า เพราะมีอายุการใช้งานนานถึง 30 ปี และเหมาะสำหรับเมืองใหญ่ที่มีปัญหาการจราจร ซึ่งสามารถขนคนได้จำนวนมาก สนนราคาตัวรถและการติดตั้งระบบต่าง ๆ ประมาณ 30-40 ล้านหยวน/กม. (เฉพาะตัวรถประมาณ 16 ล้านหยวน)

จะเห็นได้ว่า จีนได้พัฒนาเทคโนโลยีระบบรางทั้งตัวรถไฟและอุปกรณ์รถไฟอย่างครบวงจร และมีให้เลือกหลากหลายรูปแบบมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อเป็นทางเลือกให้กับประชาชนของตน อีกทั้งยังมุ่งส่งออกผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีรถไฟไปยังประเทศเพื่อนบ้านที่ต้องการพัฒนาการขนส่งระบบราง รวมถึงประเทศไทย เพื่อตอบสนองยุทธศาสตร์ One Belt, One Road และนโยบาย “ก้าวออกไป” ลงทุนในต่างประเทศของจีน

เมื่อผนวกเข้ากับศักยภาพของไทยบนความร่วมมือรถไฟไทย-จีน โอกาสที่ไทยจะพัฒนาให้กลายเป็นผู้ผลิตรถไฟฟ้าและอุปกรณ์รถไฟ รวมถึงผู้เชี่ยวชาญด้านการซ่อมบำรุง คงไม่ใช่เรื่องที่ไกลเกินฝัน แต่จะก้าวไปถึงจุดนั้นได้จำเป็นต้องมีการวางแผนที่ดีในการกำหนดทิศทางการรับ ปรับ และดูดซับเทคโนโลยีจากจีนอย่างมีระบบ เพื่อให้สามารถ ”พึ่งพาตนเอง” ได้อย่างยั่งยืนในอนาคต


[1] Electrical Drive เป็นส่วนหนึ่งของระบบอัตโนมัติทั่วไปและกระบวนการควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์อย่างแม่นยำ ส่วนใหญ่มักนำ Electrical Drive มาใช้งานในกระบวนการอัตโนมัติขอภาคอุตสาหกรรมหัวรถจักรทันสมัย การทำงานของแขนและขาของหุ่นยนต์ รวมถึงระบบรถไฟฟ้าในประเทศไทย อาทิ BTS, Airport rail link และรถไฟฟ้าสายสีม่วง

[2]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) เป็นอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์หรือเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงชนิดใหม่ที่พัฒนามาจากข้อได้เปรียบของเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์และเพาเวอร์มอสเฟต (mosfet) เข้าไว้ด้วยกัน เป็นเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าและยังเป็นอุปกรณ์ที่ทนแรงดันและกระแสได้สูง IGBT จึงถูกนำมาประยุกต์ใช้กับงานไฟฟ้าและอุตสาหกรรมหนักหลายด้าน อาทิ อุปกรณ์ควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ (AC Drive หรือ variable-frequency drives (VFDs)) รถยนต์ไฟฟ้า รถไฟฟ้า โคมไฟบัลลาสต์ ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ ระบบสเตอริโอที่มีการสลับกับเครื่องขยายเสียง

3อุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์หรืออิเล็กทรอนิกส์กำลัง เป็นอุปกรณ์ด้านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุมการแปลงผัน และส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้า อาทิ ไดโอดกำลัง Thyristor และ IGBT

แหล่งข้อมูล

- จากการติดตาม กสญ ณ นครคุนหมิง เยือนบริษัท CRRC Zhuzhou Electric Locomotive (CRRC ZELC) และ CRRC Zhuzhou Institute (CRRC ZELRI) ในเมืองจูโจว มณฑลหูหนาน ระหว่างวันที่ 23-24 พ.ย. 2560
- http://www.crrcgc.cc/zjen
- http://www.crrcgc.cc/zzsen
- https://www.pntpower.com/hello-world-2/
- http://tech.southcn.com/t/2014-12/09/content_113895992.htm
- http://www.zzgxq.gov.cn/Item/12478.aspx
- http://news.sina.com.cn/c/2014-06-20/063030393515.shtml
- http://hn.rednet.cn/c/2014/12/15/3550154.htm
- http://english.rednet.cn/c/2014/06/23/3383852.htm
- http://www.enghunan.gov.cn/AboutHunan/Statistics/serviceSector/201507/t20150729_1809779.html
- http://www.globaltimes.cn/content/1071717.shtml
- http://www.scio.gov.cn/32618/Document/1566609/1566609.htm