17年末尾的時候, 有一段1000多米長的神奇的公路曾經刷爆了濟南市民的朋友圈, 因為世界首條高速公路光伏試驗段於濟南正式通車.
透明的路面裡埋著光伏板, 來往的車輛行駛在太陽能電池一般的道路上, 怎麼想都有點 '黑科技' 的意思.
而就在正式開通五天之後, 有一塊近兩米長的路面就不翼而飛, 顯然部分 '樑上君子' 對該科技更感興趣. 事件發生以後, 既有媒體開始聯繫 '國民性' 與 '道德' 呼喚社會公德, 也有評論因此就對光伏道路的發展持悲觀態度.
筆者認為, 光伏路面的前途不會被偷沒, 科技創新就是要敢於走最難的路, 而這條最難走的路最終結果也最光明.
為何要把光伏電池板做進路裡
把光伏電池板和路面結合成一體確實是個難點, 透明的鋪裝材料要有一定的強度以供車輛通行還要有相當的強度滿足國家規範對道路鋪裝變形的要求, 還要能較好的傳遞車輛對道路的衝擊以防損壞埋在其中的太陽能電池板.
不過本質上這次光伏高速上鋪裝透明混凝土就是一種熱固性的塑料而已, 而加強透明塑料性能的方法成千上萬, 所以說路面技術方面的突破並沒有其視覺衝擊力那樣大.
真正值得關注的是為何要把太陽能電池板做進路裡. 有的人會說是為了節約土地, 而這種想法其實並不符合現實. 雖然今天大城市的用地十分緊張, 連郊區都不可能奢侈的用來建設大規模的太陽能發電站, 而農村的耕地則要用來保證糧食安全, 不過在西部的沙漠和山區依然有很多土地可以用來開發風能和太陽能.
中國的耕地佔國土的比例其實不大, 耕地總數還沒有印度多. 哪怕在中國東部如浙江北部山區, 坡度大於30度的丘陵都可以用來建設光伏發電站. 哪怕非要建在道路上也可以搭建路棚, 把光伏電池板掛在大棚頂部, 這樣建設成本也比埋進路裡要省得多.
那這樣做的意義何在?我想還是因為光伏發電技術的特點決定的. 光伏電路板可以把太陽光轉變為電能, 不過產生的電壓並不大, 而且是直流電, 同時單位面積的電池板發電量其實很小.
這些因素就決定了光伏設備發出的電要麼儘可能的當地使用, 要麼就必鬚髮揮數量優勢把電路板陣列搭建的很壯觀, 分攤昂貴的變電設備的成本. 不過即使是數量壯觀的光伏發電站發出的電也很有限, 只能送到就近的城鎮使用, 或接入附近的國家電網. 因此距離中心城市較遠, 或者不值得接入國家電網的地方事實上無法建立光伏電站.
由於這些原因, 能夠賺錢的太陽能發電站其實並不多. 伊萬帕太陽能光熱發電站可能算一個, 它坐落在拉斯維加斯西南部的莫哈維沙漠中, 是一個正在運行中的太陽能光熱發電工程. 它配備了3500英畝的定日鏡, 可以聚焦太陽能發電塔頂的鍋爐上的太陽能. 這個工程——由貝克特爾公司施工完成, NRG能源公司, 穀歌公司和BrightSource能源公司合作經營——是世界運行中的最大的太陽能發電站. 為幾十公裡外的拉斯維加斯提供電能. 而該電站由於未使用光伏技術因此還不能代表光伏電站的收益.
而並不是所有城市的地理位置都像拉斯維加斯一樣適合太陽能發電技術的運用——畢竟周圍都是荒漠的綠洲城市也就這麼幾個. 所以有學者提出太陽能發電技術應儘可能就地使用. 而與周圍用電量成正比的構築物其實也就只有道路和房屋兩種, 因此把電池板做進路裡也就不難理解了, 本質是為了就近利用太陽能.
光伏高速本質是商業探索
在房屋表面或者屋頂鋪設光伏電池板以就地利用太陽能的方案目前並不可行. 在建築外牆上粘貼電池板不僅面臨脫落風險, 而且影響建築美觀, 還會造成光汙染. 在屋頂鋪設電池板, 只適用於不能搭建太陽能熱水器而又不至於太高, 受風力影響很大的建築上. 而兩者都沒法回答一個問題, 就是民用建築中並不存在對小電壓直流電的需求.
真正實現了商業化的光伏設備是太陽能電線杆, 白天收集太陽能和風能儲存在蓄電池中, 晚上用蓄電池裡的電進行照明, 如果不夠用就利用原本的城市電網. 這一新型電線杆還是在許多城市得到了應用, 不過就地使用的太陽能電線杆一樣要靠政府補貼, 按比例說甚至比成片投產的光伏電站更高. 這主要是因為太陽能電線杆需要配套蓄電池和更多的相關設備.
雪上加霜的是, 中國光伏發電板的價格因為產能提升而下降之後, 高密度蓄電池和相關設備被盜竊團夥盯上了. 早在16年跨地域偷此類光伏設備的案件就時有發生, 而且屢禁不止. 究其原因, 按鹽池縣警方破獲的一起跨省盜竊團夥的話說就是 '盜竊光伏電纜線來錢快, 一晚上就有好幾千元的收入, 怪自己心太貪, 走上犯罪道路……' .
而因為盜竊和其他因素的影響洛陽市就放棄了太陽能路燈, 所以也難怪有媒體聽說光伏路面丟失一塊後, 認為其商業前景 '涼了' .
就目前的光伏道路而言, 研究的目的並不是為了發現新的科學規律而是為了實實在在的部分解決城市的能源問題. 而該光伏高速的整個項目也是在商業化投資公司的運作下進行的, 因此本質上這就是一種商業探索.
這次的探索有很強的創新性, 主要是兩個方面. 一是把電池板結合到路面中去, 節約了管理運營的成本. 二是把將來商業化的希望放到了為電動汽車提供電力上, 也就是提高了光伏發電產品的售價而不只是一味的節約成本上. 既然光伏道路是商業模式, 那麼我們就要把被偷當做運營管理問題進行分析了.
光伏公路被偷的研究分析
一開始有一塊光伏路面不翼而飛的時候, 道路的投資公司齊魯交通發展集團雖然報了警但是出于謹慎的考量其負責人在接受媒體採訪時強調並不確定是否是被偷了. 不過隨著現場調查的深入, 現在已經基本可以確定是被盜了. 不過盜竊光伏道路的盜賊堪稱盜亦有道. 在盜竊地點的選擇上避開了監控攝像頭, 切割開一道 '口子' , 路面的一塊透明混凝土摩擦層遺失, 現場被切割開一道 '傷口' , 寬度為10-15厘米, 長度為1.85米, 此外, 另有幾塊光伏路面組件有被重擊過的痕迹, 並有疑似被液體腐蝕過的痕迹.
究竟是誰偷的?根據齊魯晚報的, 如果從金錢的角度考慮, 破壞光伏路面的透明混凝土摩擦層顯然有點不值得, 而且現場缺失的東西經濟價值很低, 從破壞程度上看, '破壞者可能對技術感興趣' .
工程建設方山東光實能源有限公司相關負責人表示, 在光伏路面的建設施工過程中, 多次碰到陌生人出現, 當時雖然是封閉施工, 但他們還是趕到了施工現場, 有人偷拍照片, 有人偷組件. '之前組件沒鋪上去, 來偷組件, 偷技術, 現在鋪完了還來偷, 實在是令人費解!' 上述工作人員表示. 從這點出發又有很多網民認為 '八成是間諜來偷技術的' .
筆者並不認同這樣的分析, 因為核心技術是偷不走的, 能偷走的技術在大宗商品內意義有限. 硫鋁酸鹽水泥這種水泥由中國科學家70年代發明, 當時即向世界公布相關技術. 直到目前為止, 中國始終生產絕大多數的硫鋁酸鹽水泥. 原因就是中國相關原料比較豐富, 而且配套技術相當成熟, 大宗商品技術的發展就是要不怕打價格戰.
真正的原因筆者分析認為可能是有盜竊團夥進行踩點, 而不是單純的對技術感興趣. 因為錘擊, 用化學品腐蝕又鋸走一片進行分析這並不像商業技術偷竊的一般特徵, 也沒這個必要.
從相關人士的分析中我們也能得出他們失望了的這個結論. 太陽能電池板的價格並不高, 作為一個犯罪活動的收益與成本完全不成正比. 總之, 既然這是一個商業行為就不能怕遇到這樣或那樣的現實問題, 減少對昂貴設備的依賴, 降低物料和管理成本才是正道. 從此次盜竊事件中我們也能看出光伏高速其實做的不錯, 不過也暴露出路面損傷修複困難的問題來. 兼顧成本, 管理和可靠性其實比單純的科研難多了, 但是正因為這條路難走, 所以回報才格外的高, 科技創新就是要不怕走市場化這條難走的路.
