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中国济南,6月一个被雾霾笼罩的下午,大型原木运输车和油罐车正沿着高速公路隆隆行驶,从山脚下的弯道疾驰而过.车流和一旁的深谷间,只隔着一条未经加固的护栏.无论如何,这一路段都考验着驾驶员的车技.不过专家对这条弯道关注有加,是因为它是由太阳能电板铺就而成的.
山东光实能源有限公司总经理李武表示：“如果通过了这项测试,它就能适应任何环境.”这家公司负责生产由塑料膜包裹、铺于路面的太阳能电板.他们的产品若能取得成功,会对可再生能源行业产生深远影响,大大改变人们的驾驶体验.
随着可再生能源领域越来越有利可图,战略意义也愈发重大,中国渴望取得创新突破,继而主导市场,试运营光伏高速公路就再次体现了这一点.目前,全球3/4的太阳能电板均由中国制造,中国风力涡轮制造业的规模也在全球数一数二.
太阳能路面的吸引力显而易见.这种技术利用改装后的太阳能电板代替沥青路面,可以通过高速公路和普通街道发电,而无需在装满了太阳能电板的田野和沙漠里发电,从而节约了许多土地资源.中国人口稠密,近年来对能源的需求激增,所以这几条优势尤其重 要.01 西方国家已经调查研究太阳能公路数年,现在中国率先在济南一段山路下坡路段推行太阳能公路.
鉴于市内道路纵横交错,城市周边也被公路环绕,路面发电后马上可以就近利用.这也意味着,和边远地区的发电设施不同,这条光伏高速公路的电力在传输过程中几乎没有损耗；同时城市道路本就必不可少,所以土地资源基本也是免费的；此外,原有路面每隔几年必须重铺一次,成本高昂,安装了耐用的太阳能电板后就可以降低道路养护费用.
光伏道路也能提升驾驶体验：电热条能够融化落在地面上的雪；嵌在电板里的发光二极管可以成为交通标志,引导司机驶入出口匝道,并提醒他们注意前方施工和其他交通危险.
现在,这种道路终于切实可行了.近年来,很大程度上由于中国太阳能电板产量飙升,其大幅下滑,一块电板的成本降到了10年前的1/10.中国的道路设计师甚至想赶超美国日前开展的一项实验,设计出能让电动汽车无线充电的光伏路面.
山东光实能源和齐鲁交通发展集团是中国光伏道路领域的佼佼者.这两家公司目前正在山东省济南市展开合作,光实能源负责为齐鲁交通生产太阳能电板,后者是一家负责修建、管理高速公路的大型国有企业,也是此次光伏高速公路的运营方.
上海同济大学交通运输工程学院的张宏超教授参与研发了光实能源公司的太阳能路面.他介绍说,这些电板表面由一种类似塑料的复杂聚合物构成,摩擦力比传统路面略大.不过他也表示,生产过程中摩擦力大小可以按需调整,从而确保轮胎抓地力与沥青路面相 当.
一开始,光实能源并未选择在山脚下这段长长的弯道上测试光伏路面.后来之所以选中这里,是因为它距离变电站较近,可以确保道路接入电网.中国各地迅速涌现了大批太阳能和风力发电设施,以至于远离变电站的项目有时要推迟数年才能连接电网.
在西方,光实能源和齐鲁交通的最大竞争对手是法国科拉斯集团（Colas）.这家道路建设巨头已经修建了25处实验性太阳能道路及停车场,多数设施都位于法国境内,但也有部分建在加拿大、日本、美国等地.科拉斯集团现有规模最大的太阳能发电项目是一条位于法国诺曼底乡间的公路.它在一年半前竣工通车,但铺设的电板面积只有济南光伏高速公路的一半.至于像中国一样在高速路上安装太阳能电板,科拉斯集团一直持谨慎态度,但张宏超教授认为他们的电板是绝对安全的. 02 上海同济大学的张宏超教授参与研发了光实能源公司的太阳能路面. 03 2018年1月12日,上海,混凝土内放置了一台小机器测试太阳能公路的“路面”.
然而,太阳能道路也面临着各种巨大挑战,距离真正普及还有很长的路要走.
首先,在将太阳能转换为电能时,道路太阳能电板效率比屋顶电板要低,前者只能水平摆放,时不时会被车辆遮挡,而屋顶电板可以朝向阳光倾斜摆放,所以光伏道路发电量只能达到屋顶电板的一半左右.
太阳能道路也比沥青路贵.每隔10年翻新修复沥青路的费用约为每平方米120美元.相比之下,光实能源和科拉斯集团希望能实现量产,将光伏公路的造价控制在每平方米310至460美元.
張宏超教授解释说,高速公路上的电板翻新的频率可能比沥青路面更低.而每平方米光伏道路一年可产生价值约15美元的电力.因此与沥青相比,光伏道路大约15年就能收回成本.
但我们还不能确定在未来十多年里,太阳能电板能否承受住每年数百万次的轮胎碾轧.我们也不知道,电板会不会被人偷走.
在美国修建光伏道路则复杂得多.
德克萨斯大学（University of Texas）运输工程学教授卡拉·科克尔曼（Kara M. Kockelman）说,除了某些桥梁和州际高速公路部分路段,美国的道路往往用大量沥青铺就,但下面浇筑的混凝土比其他国家要少.
沥青的缺陷在于受到卡车重压时会轻微变形.太阳能电池里的蓝色硅片是电板上的发电组件,它可以承受数吨的压力,但纸片般的电池片一旦弯曲就会断裂,就像薄薄的糖纸一样脆弱（这在中国倒不是什么大问题,因为中国的高速公路铺有坚实的混凝土路基）.
尽管如此,美国的公司高管还是充满了希望,他们认为技术已经到位,甚至也不在意美国高速公路复杂的施工条件.
“条件允许的话,”齐鲁交通发展集团董事长徐春福说道,“我想到美国建一条光伏道路.”
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