互聯網預言家凱文·凱利曾說過, 不管你是做哪個行業的, 真正對你構成最大威脅的一定不在行業內, 而是那些行業之外你看不到的對手. 正當業界還在爭論, 未來是否應把充電樁放置在傳統加油站內, 以化解電動汽車產業最大的瓶頸時, 全球首條光伏高速公路近日在山東濟南建成通車.
儘管該項目尚處試驗階段, 但未來三年的技術路線方向卻是實現車輛移動充電, 使整個公路化身為一個巨大的 '充電樁' .
倒逼的改革
'未來 '超級公路' 既是一個 '發電場' , 也將是一個巨大的 '充電樁' . ' 2017年12月28日, 在全球首段光伏高速公路建成通車儀式上, 投資該項目的齊魯交通發展集團 (以下簡稱 '齊魯交通' ) 董事長徐春福如是說道.
這一 '超級公路' 試驗段位於濟南繞城高速南線, 由太陽能光伏電池板鋪設於主行車道和應急車道上. 該項目自2016年12月啟動, 由齊魯交通投資建設, 並連同同濟大學, 山東光實能源有限公司進行技術研發.
徐春福介紹道, 光伏高速路面全長1120米, 鋪設淨總面積為5875平方米, 呈現出與其他高速公路不同的灰白色. 根據測算, 分布式光伏併網發電裝機容量峰值功率817.2千瓦, 預計可實現年發電量約100萬千瓦時.
作為傳統的高速公路運營企業, 齊魯交通發展集團是全球第一個試水者. 一位參與項目人員坦言, 這一創新探索的背後, 實是一場被倒逼的改革.
為確保技術適用性, 2017年9月齊魯交通已建設了160米普通路面示範區, 進行了一系列應用型測試. 這種高速光伏路面, 最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料, 摩擦係數高於傳統瀝青路面, 保證輪胎不打滑的同時, 還擁有較高的透光率, 可以讓陽光穿透它, 使下面的太陽能電池把光能轉換成電能, 即時輸送上電網, 如同一個巨大的充電寶.
眾所周知, 車離不開路與能源兩大要素. 目前, 全球為拓展車的智能化, 電氣化空間, 紛紛探索將路與能源進行一體化解決的方案. 2016年年底, 在法國諾曼底的一個小鎮上, 2.8米寬, 1000米長的世界首條太陽能電池公路已投入試運營.
'法國項目只是在較窄的小路上應用於轎車等輕型車, 我們考慮到未來大面積推廣需求, 此次鋪設於高速公路上, 應用在包括卡車等重型車在內的主車道上. ' 負責提供技術支援的山東光實能源有限公司董事長李武介紹道, 經過8年的研發, 光伏路面作為一種跨界技術已經成熟, 其設計壽命, 力學參數, 路用性能等各項指標均高於現有瀝青混凝土路面.
齊魯交通發展集團成立於2015年7月1日, 運營管理高速公路3409公裡, 佔山東全省高速公路通車裡程的60%, 資產規模2200億元. 在新舊動能轉換的激變時代, 守著三千多公裡的高速公路, 難道只能靠收過路費過日子?
曾幾何時, 山東高速公路總裡程在全國名列前茅, 從2009年到2016年這7年的時間裡, 山東由原來的全國第二已經淪落到全國第八, 甚至被一些中部省份接連超越.
與此同時, 受取土地, 人工成本大幅增長和取消養路費等因素影響, 大量已建成的收費公路面臨著盈利下降, 虧損, 甚至無法按期收回成本的尷尬. 2015年, 山東就有多達15條高速收費到期無法還貸而被迫延期收費, 一度引發了社會爭論. 交通運輸部發布的《2016年全國收費公路統計公報》顯示, 截至2016年年底, 全國收費公路債務餘額達到4.86億元, 同比增長9.1%; 通行費通行費收支缺口高達4143.3億元, 同比增長30.0%.
根據公開的財報顯示, 齊魯交通發展集團2017年上半年營業收入58億元, 營業利潤僅為1.15億元, 2016年同期營業利潤為2.13億元.
按照測算, 山東省通車高速公路5700多公裡, 緊急停車帶和外側行車道總面積為6696萬平方米, 如果將來鋪設路面光伏設備後年發電量可達156億度, 發電效益152億元, 年減排二氧化碳1550萬噸, 減排效益46億元, 直接效益198億元.
目前, 國家要求各省新能源佔比要超過30%, 但核能, 風電都須國家層面審批, 光伏產業則是少有的地方有審批許可權的新能源項目. 這也為產業創新提供了土壤.
儘管光伏高速只有1公裡長, 儘管尚處試驗階段, 但在齊魯交通董事長徐春福看來卻是, '山東新舊動能轉換的重大探索性創新, 是交通行業與新能源產業進入實質性融合發展的標誌, 將為我國智慧交通和綠色能源開闢全新發展前景. '
造價不菲
'汽車產業的智能化與電氣化是兩大趨勢. 一直以來, 由於缺失公路的智能化配套, 智能駕駛只能圍繞汽車單方面推進; 由於公路沒有實現電氣化變革, 導致電動汽車只能蝸居在城市裡. ' 山東光實能源有限公司董事長李武指出, 光伏高速的市場化應用有望一體推進汽車產業這兩大趨勢的進程.
當初, 正因為鐵路實現了電氣化, 智能化, 才有了舉世矚目的中國高鐵奇蹟; 如今這條被稱為 '超級公路' 的光伏高速試水, 給汽車產業帶來無盡的遐想空間.
李武曾是一名從業多年的道路工程師, 在他看來, 之所以公路一直沒能實現電氣化變革, 是因為電遠距離傳輸成本太高. '從電廠遠距離傳送至公路沿線, 從高壓變低壓, 從直流變交流, 輸電成本往往比在附近建設電站還高. 而以往傳統公路用電大多是照明, 攝像頭, 用電量不高, 損耗卻大, 這造成了城際公路的電氣化改造一直停滯不前. '
據測算, 電價結構包括髮電成本, 長距離傳輸成本, 區域網路傳輸成本, 分到各戶的傳輸成本. 發電和長距離傳輸各佔了30%—40%.
業界普遍認為, 智能交通一般分三大步驟: 一是公路電氣化; 二是車路能源與資訊的協同; 三是智慧交通. 公路電氣化的停滯也拖累了交通智能化改革. 目前道路融雪, 無線WIFI, 大數據等技術已經成熟, 但始終無法在城際公路得到應用.
'光伏路面技術是交通基礎設施產業朝著智慧交通目標行進的一次技術創新和儲備. ' 長期從事光伏路面研究的同濟大學教授張宏超認為, 未來智能電動車輛離不開公路的電氣化. 光伏路面提供的能源供應, 將使公路真正成為智慧交通的空間載體, 能源和資訊交互平台.
徐春福告訴記者, 出於安全性和電動車保有量不足等因素考慮, 試驗段尚未涉足無線充電; 但在未來將開展的功能中, 汽車移動無線充電, 互聯網覆蓋, 大數據整合與分析都是重要的組成部分.
目前, 電動汽車無線充電技術已經較為成熟. 2013年, 世界上首條無線充電公交車車道在韓國建成. 2017年5月18日, 美國高通公司已經實現了電動汽車速度100km/h條件下的無線充電.
李武透露, 擁有無線充電技術的外國公司已經主動與其接觸, 雙方正在洽談合作. 公司計劃3年內實現光伏高速的無線充電. 他表示, 此次光伏高速預留了電磁感應線圈, 未來隨著電動汽車無線技術的配套, 可實現電動汽車邊行使邊充電. 屆時, 高速公路將徹底顛覆傳統思維, 搖身一變成為一個巨大的充電樁.
不過, 每一種顛覆性新技術往往要面臨高成本的難題, 遭遇規模化, 市場化的阻礙. 2016年在法國世界首條太陽能電池公路1公裡造價高達500萬歐元. 此次中國的光伏高速 '一公裡路的投建成本會比國外降低一半以上' , 可即使如此, 光伏高速的造價仍然價值不菲, 何況光伏高速也面臨著太陽能電池板發電效率不高的產業瓶頸. '如果以傳統的視角與普通高速公路比造價, 與傳統的發電站比效率, 對於光伏高速都是不公平的. ' 李武對這一具有跨界顛覆性的項目有著另一種演算法.
在李武看來, 光伏高速可以避免佔用大量耕地, 造成環境汙染; 能夠大大節省電力傳輸的成本, 使公路電氣化成為可能; 解決電動汽車電池重量佔比大 (約佔整車60%-70%) , 成本過高 (約佔80%) , 壽命短 (兩至三年) , 充電難, 汙染重的問題, 推進產業的整體發展; 隨著大數據, 資訊技術等智能化應用, 無人駕駛, 智能物流也將大大提速. 李武指出, 隨著光伏產業的發展, 高成本, 低效率等產業難題逐漸化解, 光伏高速的複合型社會效益必將逐漸彰顯出來.
同濟大學張宏超教授認為, 一旦實現光伏路面與智能車輛的能量和資訊交互, 必將改變未來交通的模式, 促進交通產業, 資訊產業和汽車產業的全面升級換代. 由此催生的裝備製造, 智能交通等新興產業, 將影響到每一個車輛用戶.
