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想象一下,你正駕車行駛在高速公路上。腳下踩的不再是沉悶漆黑的瀝青,而是泛著深藍(lán)色金屬光澤的半透明面板。
陽(yáng)光直射而下,電流順著輪胎下方的電磁感應(yīng)線圈,源源不斷注入車輛電池。儀表盤上的續(xù)航里程不僅沒(méi)掉,反而隨著你的飛馳一點(diǎn)點(diǎn)往上漲。這種帶有濃厚科幻色彩的“發(fā)光公路”,真不是實(shí)驗(yàn)室里的虛幻愿景。
其實(shí),這種嘗試早在九年前就已經(jīng)在中國(guó)的土地上邁出了第一步。2017年12月28日,我國(guó)首條承載式光伏高速公路試驗(yàn)段在山東濟(jì)南正式通車。
那天下午,濟(jì)南繞城高速南線擠滿了看新鮮的媒體與專家。朋友圈更是被這條“會(huì)發(fā)電的馬路”刷了屏。不少人興奮地議論:照這個(gè)速度發(fā)展下去,以后是不是真的能徹底告別加油站了?
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如今回望,從通車那一刻起到現(xiàn)在,九年的光陰足以讓一項(xiàng)技術(shù)從喧囂回歸冷靜。那段全長(zhǎng)1.08公里的“發(fā)光路”,究竟成了開(kāi)啟未來(lái)的金鑰匙,還是僅僅留下了一段昂貴的科研背影?
把嬌貴的光伏板鋪在成千上萬(wàn)噸貨車碾壓的路面上,聽(tīng)起來(lái)像是個(gè)“瘋狂計(jì)劃”。但中國(guó)工程師們硬是利用“透光混凝土+光伏發(fā)電組件+絕緣防護(hù)”的三層夾心結(jié)構(gòu),把設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。
最上面那層看起來(lái)像“磨砂玻璃”的材料,其實(shí)是一種高分子半透明新型材料。它必須扛住車輛頻繁的摩擦與重壓,同時(shí)還得保證透光率超過(guò)80%,好讓下層光伏板能“吃”到陽(yáng)光。根據(jù)通車時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),這短短1公里的試驗(yàn)段,鋪設(shè)面積近6000平方米,年理論發(fā)電量可達(dá)100萬(wàn)度。
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如果把視野放寬,拿山東省當(dāng)時(shí)超過(guò)9000公里的高速通車?yán)锍虂?lái)說(shuō)。若全部鋪上光伏板,一年的發(fā)電效益能輕松突破34億元,這還沒(méi)算上路面下預(yù)留的電磁感應(yīng)線圈。
這是為了未來(lái)的無(wú)線充電技術(shù)做鋪墊。那個(gè)階段,這條路被賦予了極高的期待。其一,它能承重并能發(fā)電;其二,它能給車補(bǔ)能;其三,它在冬天還能通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換自動(dòng)消融冰雪。
科技創(chuàng)新的道路從來(lái)不是靠喊口號(hào)就能鋪就的。就在通車后的頭一年,現(xiàn)實(shí)就給這個(gè)“明星項(xiàng)目”潑了一盆冷水。
根據(jù)當(dāng)時(shí)的追蹤記錄,這條試驗(yàn)路在運(yùn)行不到八個(gè)月的時(shí)間里,竟先后進(jìn)行了四次大修。 問(wèn)題的核心在于,光伏板需要一個(gè)極其穩(wěn)定的剛性環(huán)境,而高速公路卻是一個(gè)充滿變數(shù)的動(dòng)態(tài)環(huán)境。
其一,路面太“脆”了。傳統(tǒng)瀝青路面有彈性,能緩沖重型貨車的沖擊。光伏路面的表層為了保護(hù)電池片,必須做得極硬。結(jié)果這種“硬碰硬”導(dǎo)致路面頻繁開(kāi)裂。
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其二,成本與維護(hù)的性價(jià)比成了難以逾越的大山。這種路面的造價(jià)是普通瀝青路的數(shù)十倍。由于高速公路上飛揚(yáng)的塵土以及輪胎磨損掉落的橡膠顆粒,很快就會(huì)像一層厚厚的黑紗遮住光伏板。這導(dǎo)致發(fā)電效率呈斷崖式下跌。
網(wǎng)絡(luò)上隨之出現(xiàn)了一些質(zhì)疑聲。有人認(rèn)為這工程“涼”了。但現(xiàn)在回看,這種看法顯然過(guò)于片面。作為全球首條承載式光伏高速試驗(yàn)段,它的首要意義在于科研。它用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)告訴了全世界:直接在車輪底下鋪光伏板,目前在材料科學(xué)以及商業(yè)模式上還存在巨大的技術(shù)瓶頸。
中國(guó)人的智慧在于遇到南墻不硬撞,而是借力打力,另辟蹊徑。
現(xiàn)在的目光已經(jīng)從磨損嚴(yán)重的“主行車道”轉(zhuǎn)向了更廣闊的“路域空間”。看如今的山東,正處于能源結(jié)構(gòu)深刻變革的關(guān)鍵窗口期,全省非化石能源裝機(jī)已突破1.4億千瓦。
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現(xiàn)在的“光伏高速”不再死磕腳下的路面。陣地轉(zhuǎn)移到了高速公路的邊坡、服務(wù)區(qū)房頂、隧道口,甚至是橫跨高架橋的“光伏遮陽(yáng)棚”上。
就上海虹梅南路高架來(lái)說(shuō),光伏板像巨大的遮陽(yáng)傘一樣架設(shè)在空中。這種設(shè)計(jì)妙不可言。它不僅能發(fā)電,還能順便給底下的車輛遮光擋雨。
同時(shí)它能充當(dāng)天然的隔音屏障,降低高速噪音對(duì)兩側(cè)居民的影響。這種“光伏與聲屏障”的復(fù)合利用,維護(hù)成本極低。由于沒(méi)有遮擋,發(fā)電效率反而更高。
為什么中國(guó)非要在交通能源這件事上死磕到底?
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翻開(kāi)史實(shí)數(shù)據(jù),答案一目了然。交通運(yùn)輸行業(yè)占全國(guó)碳排放總量的10%左右。其中公路運(yùn)輸?shù)奶寂欧耪急雀哌_(dá)74%。 如果不解決公路補(bǔ)能的綠色化,“雙碳”目標(biāo)就缺了一個(gè)巨大的拼圖。
回想2016年,法國(guó)也曾造過(guò)一條太陽(yáng)能公路。結(jié)果因?yàn)樵胍魯_民以及路面受損,最終沒(méi)能撐過(guò)試驗(yàn)期。但中國(guó)的情況不同。依托全球最完整的分布式光伏產(chǎn)業(yè)鏈,中國(guó)的光伏技術(shù)已經(jīng)從“規(guī)模擴(kuò)張”轉(zhuǎn)向了“質(zhì)量突圍”。 到現(xiàn)在,N型光伏電池的量產(chǎn)效率已穩(wěn)居25%以上。
這種產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)讓交通部門敢于進(jìn)行各種全場(chǎng)景創(chuàng)能的嘗試。現(xiàn)在的“智慧高速”不僅需要電,更需要“穩(wěn)”以及“近”。路側(cè)的5G基站、自動(dòng)駕駛所需的感知設(shè)備、密布的高清攝像頭,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是電量的消耗大戶。與其跨越千山萬(wàn)里調(diào)運(yùn)電能,不如就地利用高速路域的每一寸陽(yáng)光。
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目前的濟(jì)南光伏高速試驗(yàn)段,更像是一位功成身退的先行者。它雖然沒(méi)讓人們立刻進(jìn)入“邊跑邊充”的時(shí)代,卻為后來(lái)的能源公路摸清了雷區(qū),留下了珍貴的底層數(shù)據(jù)。
看著如今全國(guó)風(fēng)電光伏累計(jì)裝機(jī)突破18億千瓦的勢(shì)頭,看著重卡綠色補(bǔ)能廊道在全國(guó)范圍內(nèi)鋪開(kāi),徹底告別加油站的那一天或許并不遙遠(yuǎn)。中國(guó)在交通能源轉(zhuǎn)型上的每一步都走得極其扎實(shí)。
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