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大观园 - 09 Feb 2018 EDY 165238
中国迈出 走向超级公路重要一步
中国迈出 走向超级公路重要一步
想象一下这幅画面:车轮下的路面一边源源不断地发电并网,一边为路面上疾驰的电动车辆充电。
这不全是科幻电影里的情节。在中国东部城市山东济南,一段长约1公里的试验路段已迈出"第一步" :为高速公路的主行车道、紧急停车带铺设光伏路面,用以太阳能发电。
经过近2个月的建设,28日下午,位于济南市绕城高速南线的高速公路光伏路面试验段通车。在迎接过往车流的同时,也实现与中国国家电网并网发电。
山东光实能源有限公司首席科学家、同济大学交通运输工程学院教授张宏超说,5875平方米的光伏路面总装机量峰值功率为817.2千瓦,设计使用年限20年。保守估计,年发电能力约100万千瓦时,可满足800户中国居民一年的用电量。
张宏超说,光伏路面与传统沥青路面不同,它由三层结构组成:第一层是抗压耐滑的透光混凝土层,中间是薄如蝉翼的晶硅板,第三层是防水绝缘保护层,总厚度不超过3厘米。
"最大的创新点是第一层,我们运用道路工程专业多层弹性体系设计理论,经过反复验证,使它既可承载大中型车辆行驶又可透光,以保护第二层脆弱的晶硅板持续发电。" 张宏超说,这是道路设计行业与太阳能产业的一次"跨界融合" 。
作为中国高速公路资源大省,山东省已通车高速公路5700公里。
该路段的投资建设方齐鲁交通发展集团董事长徐春福介绍,高速公路光伏路面的设计使用寿命、路用性能各项指标均高于现有沥青混凝土路面。"12月下旬,山东公路检测中心、电力系统、路政和交警部门都已验收通过,合格率达100%。"
这一试验段选址综合考虑了太阳能资源、道路等级、交通量组成、道路线形及路面结构等各项因素,力求使其处于最为苛刻的使用环境中,充分测试和验证技术的可靠性。
据张宏超率领的团队分析,与传统分布式光伏发电相比,光伏路面发电具有显著优势:节约紧张的土地资源、为沿线就近输送清洁能源。
目前,这一光伏路面的每平米发电功率为120-160瓦特,光电转化率超过15%。据分析,即使按照中国公路仅两车道(共343亿平方米)铺设这种光伏路面,年发电量也可达7.2万亿度,约为2015年中国全社会用电量的1.28倍,年减排温室气体71.8亿吨。
据张宏超介绍,首先提出用光伏发电板建造公路的,是美国爱达荷州的一对工程业余爱好者斯科特布鲁索夫妇,他们在2006年提出"太阳能公路" 梦想,并得到美国联邦公路管理局资金支持。
张宏超认为,目前真正用于公路的光伏路面技术竞争是在法国和中国之间展开的。2016年底,法国率先公开用于低等级公路的光伏路面,瞬间引发轰动,但也存在路面设计承载水平较低、成本偏高的问题,每平米造价达2000多欧元,且不能适应重交通等复杂条件。
"我们的造价不到法国的一半,已满足最高等级的高速公路、重型卡车通行等多个苛刻要求,路面维修也十分快捷,可按小时计。" 山东光实能源有限公司总经理李武说,随着技术进一步成熟、产业规模提升,造价还有望下降。
不过,欧美国家的优势在于"第二步" 利用同频共振原理,在电磁波上传输电能。张宏超指出,这方面美国、法国等国家已经走在前面。
在徐春福、张宏超等人看来,打造立体智能出行的未来交通系统即"超级公路" 为期不远。"超级公路" 将以光伏路面为道路电气化、智能化的基础载体,实现车辆无线移动充电、智能编组、同速汇流等高时速、高效率、高智能出行,打造绿色、安全、点到点的全新出行方式。
研究道路、光伏与信息行业的专家们认为,一旦光伏路面与智能车辆实现能力和信息交互,必将促进交通、信息、汽车等产业的全面升级。
目前,中国这条试验路段已实现为路灯、电子情报板、融雪剂自动喷淋设施、隧道及收费站供电,剩余电量并入国家电网。即将开展的功能集成有道路电子标志标线、汽车移动无线充电、路面电热融雪、互联网覆盖、大数据集成与分析等。
"现代高速公路已走过了百年历史,人类正驶向超级公路,我相信这一天并不遥远。" 张宏超说,就像当初人类很难想象电力会带来什么,光伏路面的未来也无可限量。(新华社记者魏圣曜)
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