9月29日,由齐鲁交通发展集团投资建设的全国首例光伏路面示范区揭幕。该示范区位于山东省济南市龙奥大厦西邻银丰财富广场D座南侧,是我国首例光伏路面试验段,也是全球首条全路幅宽度铺设的光伏路面。齐鲁交通发展集团董事长徐春福介绍，该光伏路面只要晒太阳就能发电,冬天也能够实现电热转换,同步融化路面积雪,由此告别高速公路因大雪封底的困扰，未来还能为汽车进行充电。
公路就是"充电宝"
光伏路面示范区自2016年12月启动,采用承载式光伏路面技术,于今年9月完成660平方米路面的铺设并实现并网发电,同时配备了电动汽车充电桩、智能引导标线等衍生应用设施,是我国首例光伏路面试验段,也是全球首条全路幅宽度铺设的光伏路面。
据悉,路面光伏不必额外占用土地,能为沿线城市和居民提供优质的清洁能源,极大地改善自然环境。以山东省的高速公路为例,仅总面积2600多万平方米的紧急停车道,铺设路面光伏设备后,年发电量将达62.17亿度,发电效益60.93亿元,年减排二氧化碳620万吨,减排效益18.6亿元,直接效益达79.5亿元。
山东光实能源有限公司首席科学家、同济大学教授张宏超介绍,未来通过与电动汽车技术的衔接,还能实现车辆移动充电。遍布全国的高速公路网,将会变成一个流动的"太阳能充电宝"。并且通过与信息技术和大数据的衔接,该项目还将实现道路与车辆的信息交互,为无人驾驶提供前置性技术支持,推动智慧交通和智能城市建设进程,为经济发展和公众出行提供全新模式。
张宏超表示,目前产品正在研发试验,处于技术孵化期,尚未进入产业化阶段,还不具备商业性成本分析条件,预计造价不到国外类似技术产品的一半。
徐春福介绍,在创新"高速公路+光伏"模式下,集团依托高速公路沿线土地资源布局分布式光伏发电,聚焦跨界融合的颠覆式创新,以高速公路路面作为光伏发电载体,将逐步实现光伏发电、交通运输、节能减排、自动驾驶、道路养护、耕地保护的高效整合,开创交通与新能源的全新业态。他透露,"下一步,将在光伏路面示范区进行一系列应用性测试,进一步提升完善核心技术和周边系统,年内启动全球首条高速公路承载式光伏路面的研发和铺设,将这项重大技术革新引向深入,为实现光伏路面产业化打下坚实的基础。"
"太阳能公路"是各国研究的对象
"太阳能公路"是由美国爱荷达州布鲁索夫妇于2006年率先提出的概念和梦想，太阳能公路的理论构想是将太阳能电池阵列埋入公路的路面内，并寻找新型的光学材料来铺设高速公路的路面。这种新型的路面材料(如透明陶瓷和聚光透镜等)，它既要符合高速公路的行车要求，又要满足对太阳光的透射和聚焦作用，使得铺设在其下面的太阳能光伏阵列能接收到太阳光的辐射。也就是说中间层和最上面层两者的共同作用应达到高速公路的设计标准，从而确保高速公路的行车安全。
布鲁索夫妇为此进行了一系列的研究、试验工作，取得了卓有成效的阶段性成果。此后，美国、荷兰、意大利、英国、德国以及比利时等国也先后就此进行了研究、探索和试验。
意大利A18公路是世界上第一条太阳能高速公路，于2011年建成，长30公里，沿线安装的太阳能光伏装置将百分之百满足沿线80万个设施的电力需求。路面上的光伏设备每年发电量为1200万千瓦时，相当于每年节约31万吨石油，并减排10万吨二氧化碳的排放量。
美国一段一公里长的四车道高速公路发电量可供300个家庭使用。另外，美国加州101国道上七座太阳能高架，其光伏系统可以生产15兆瓦的电量。
荷兰铺设的太阳能道路，每平方米能生成约50千瓦时的电能，而荷兰每个家庭的年耗电为3500千瓦时，故70平方米的太阳能道路就可以提供一个家庭的用电量。
根据研究和试验表明，这种太阳能高速公路的优点很多，节能、环保、智能、安全、分散，也可以节省大量的土地，其最终的、最直接的结果就是可以逐渐让人们不再那么依赖煤和石油等矿物燃料。
不仅是路面光伏，公路沿线及其服务区也可进行光伏开发
早在2014年3月的全国两会上，全国政协委员、通威集团董事局主席刘汉元先生就提出了结合国内现有高速路网资源状况，参考国外已有的经验和做法，充分利用国内存量高速网，将其作为太阳能光伏发电的新型、有效载体，实现光伏发电、交通运输、节能减排、安全行驶、道路养护、耕地保护六者的高效整合与最佳统一的方案。
刘汉元当时分析，到2012年，我国的高速公路总里程达9.62万公里，全国高速公路的车道里程为42.46万公里。按照每条车道宽3.5米计算，每公里单条车道的空间面积约为3500平方米，如果实际装机容量按15/千瓦计算，则每公里的光伏容量为230千瓦,。而全国高速公路仅车道总面积就达14.86亿平方米，如利用全国高速公路建设太阳能光伏电站，总装机容量近1000亿瓦；即便只有50%的高速公路具备装机条件，装机容量也可达500亿瓦，远远超过全国现有总装机容量，年发电量可达490亿度，约占全国全年消耗量的9%，且每年能节省标准煤1953万吨，二氧化碳减排5200万吨，按照现有的补贴及脱硫电价计算。每年可直接产生450亿元的经济效益。
高速公路建设太阳能光伏电站，单车道每公路每年的发电量就可直接产生大约25万元的财富，而同等单车道每公里对应的农田每年的收益仅为2000元左右。
刘汉元还介绍，除了太阳能公路，还可以充分利用我国高速公路沿线及其服务区、停车场，推动太阳能光伏电站建设，能满足高速公路沿线通信设施、视频监控系统、服务区等运行用电需要。
在山东济南光伏路面示范区之前，虽然还没有一个部门或单位提出过实现太阳能高速公路的设想和规划，但已经有一些地方的高速公路利用服务区、收费站、隧道、声屏障等沿线设施建立太阳能光伏发电系统，服务于设施内部的供电、照明、取暖，并取得了明显的经济效益和节能、环保效果，如2016年建设的江西省高速公路分布式光伏发电工程。据了解该整体规划100兆瓦，投资约8亿元，利用江西省11条高速公路的服务区、收费站的屋顶、边坡，及高速公路沿线枢纽、互通等近100万平方米的闲置资源建设光伏发电工程。
尽管现在光伏路面在我国已经开始了研发和试点，但要实现太阳能公路仍然要解决两个关键问题：路面结构和造价。当然还有其他方面问题，如路面维护等。
来源：光伏产业观察网
