互聯(lián)網(wǎng)預(yù)言家凱文·凱利曾說過，不管你是做哪個行業(yè)的，真正對你構(gòu)成最大威脅的一定不在行業(yè)內(nèi)，而是那些行業(yè)之外你看不到的對手。正當(dāng)業(yè)界還在爭論，未來是否應(yīng)把充電樁放置在傳統(tǒng)加油站內(nèi)，以化解電動汽車產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸時，全球首條光伏高速公路近日在山東濟(jì)南建成通車。
盡管該項目尚處試驗階段，但未來三年的技術(shù)路線方向卻是實(shí)現(xiàn)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(fā)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(fā)展集團(tuán)（以下簡稱“齊魯交通”）董事長徐春福如是說道。
這一“超級公路”試驗段位于濟(jì)南繞城高速南線，由太陽能(5.740, -0.15, -2.55%)光伏電池板鋪設(shè)于主行車道和應(yīng)急車道上。該項目自2016年12月啟動，由齊魯交通投資建設(shè)，并連同同濟(jì)大學(xué)、山東光實(shí)能源有限公司進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。
徐春福介紹道，光伏高速路面全長1120米，鋪設(shè)凈總面積為5875平方米，呈現(xiàn)出與其他高速公路不同的灰白色。根據(jù)測算，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量峰值功率817.2千瓦，預(yù)計可實(shí)現(xiàn)年發(fā)電量約100萬千瓦時。
作為傳統(tǒng)的高速公路運(yùn)營企業(yè)，齊魯交通發(fā)展集團(tuán)是全球第一個試水者。一位參與項目人員坦言，這一創(chuàng)新探索的背后，實(shí)是一場被倒逼的改革。
為確保技術(shù)適用性，2017年9月齊魯交通已建設(shè)了160米普通路面示范區(qū)，進(jìn)行了一系列應(yīng)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，摩擦系數(shù)高于傳統(tǒng)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(zhuǎn)換成電能，實(shí)時輸送上電網(wǎng)，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(jìn)行一體化解決的方案。2016年年底，在法國諾曼底的一個小鎮(zhèn)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(yùn)營。
“法國項目只是在較窄的小路上應(yīng)用于轎車等輕型車，我們考慮到未來大面積推廣需求，此次鋪設(shè)于高速公路上，應(yīng)用在包括卡車等重型車在內(nèi)的主車道上。”負(fù)責(zé)提供技術(shù)支持的山東光實(shí)能源有限公司董事長李武介紹道，經(jīng)過8年的研發(fā)，光伏路面作為一種跨界技術(shù)已經(jīng)成熟，其設(shè)計壽命、力學(xué)參數(shù)、路用性能等各項指標(biāo)均高于現(xiàn)有瀝青混凝土路面。
齊魯交通發(fā)展集團(tuán)成立于2015年7月1日，運(yùn)營管理高速公路3409公里，占山東全省高速公路通車?yán)锍痰?0%，資產(chǎn)規(guī)模2200億元。在新舊動能轉(zhuǎn)換的激變時代，守著三千多公里的高速公路，難道只能靠收過路費(fèi)過日子？
曾幾何時，山東高速(6.170, 0.08, 1.31%)公路總里程在全國名列前茅，從2009年到2016年這7年的時間里，山東由原來的全國第二已經(jīng)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(yǎng)路費(fèi)等因素影響，大量已建成的收費(fèi)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(dá)15條高速收費(fèi)到期無法還貸而被迫延期收費(fèi)，一度引發(fā)了社會爭論。交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2016年全國收費(fèi)公路統(tǒng)計公報》顯示，截至2016年年底，全國收費(fèi)公路債務(wù)余額達(dá)到4.86億元，同比增長9.1%；通行費(fèi)通行費(fèi)收支缺口高達(dá)4143.3億元，同比增長30.0%。
根據(jù)公開的財報顯示，齊魯交通發(fā)展集團(tuán)2017年上半年營業(yè)收入58億元，營業(yè)利潤僅為1.15億元，2016年同期營業(yè)利潤為2.13億元。
按照測算，山東省通車高速公路5700多公里，緊急停車帶和外側(cè)行車道總面積為6696萬平方米，如果將來鋪設(shè)路面光伏設(shè)備后年發(fā)電量可達(dá)156億度，發(fā)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占比要超過30%，但核能、風(fēng)電都須國家層面審批，光伏產(chǎn)業(yè)則是少有的地方有審批權(quán)限的新能源項目。這也為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供了土壤。
盡管光伏高速只有1公里長，盡管尚處試驗階段，但在齊魯交通董事長徐春福看來卻是，“山東新舊動能轉(zhuǎn)換的重大探索性創(chuàng)新，是交通行業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性融合發(fā)展的標(biāo)志，將為我國智慧交通和綠色能源開辟全新發(fā)展前景。”
造價不菲
“汽車產(chǎn)業(yè)的智能化與電氣化是兩大趨勢。一直以來，由于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(jìn)；由于公路沒有實(shí)現(xiàn)電氣化變革，導(dǎo)致電動汽車只能蝸居在城市里。”山東光實(shí)能源有限公司董事長李武指出，光伏高速的市場化應(yīng)用有望一體推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)這兩大趨勢的進(jìn)程。
當(dāng)初，正因為鐵路實(shí)現(xiàn)了電氣化、智能化，才有了舉世矚目的中國高鐵奇跡；如今這條被稱為“超級公路”的光伏高速試水，給汽車產(chǎn)業(yè)帶來無盡的遐想空間。
李武曾是一名從業(yè)多年的道路工程師，在他看來，之所以公路一直沒能實(shí)現(xiàn)電氣化變革，是因為電遠(yuǎn)距離傳輸成本太高。“從電廠遠(yuǎn)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(shè)電站還高。而以往傳統(tǒng)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(jù)測算，電價結(jié)構(gòu)包括發(fā)電成本、長距離傳輸成本、局域網(wǎng)傳輸成本、分到各戶的傳輸成本。發(fā)電和長距離傳輸各占了30%—40%。
業(yè)界普遍認(rèn)為，智能交通一般分三大步驟：一是公路電氣化；二是車路能源與信息的協(xié)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(shù)據(jù)等技術(shù)已經(jīng)成熟，但始終無法在城際公路得到應(yīng)用。
“光伏路面技術(shù)是交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)朝著智慧交通目標(biāo)行進(jìn)的一次技術(shù)創(chuàng)新和儲備。”長期從事光伏路面研究的同濟(jì)大學(xué)教授張宏超認(rèn)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(yīng)，將使公路真正成為智慧交通的空間載體、能源和信息交互平臺。
徐春福告訴記者，出于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(lián)網(wǎng)覆蓋、大數(shù)據(jù)集成與分析都是重要的組成部分。
目前，電動汽車無線充電技術(shù)已經(jīng)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(jīng)實(shí)現(xiàn)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(shù)的外國公司已經(jīng)主動與其接觸，雙方正在洽談合作。公司計劃3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)光伏高速的無線充電。他表示，此次光伏高速預(yù)留了電磁感應(yīng)線圈，未來隨著電動汽車無線技術(shù)的配套，可實(shí)現(xiàn)電動汽車邊行使邊充電。屆時，高速公路將徹底顛覆傳統(tǒng)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(shù)往往要面臨高成本的難題，遭遇規(guī)?；⑹袌龌淖璧K。2016年在法國世界首條太陽能電池公路1公里造價高達(dá)500萬歐元。此次中國的光伏高速“一公里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(fā)電效率不高的產(chǎn)業(yè)瓶頸。“如果以傳統(tǒng)的視角與普通高速公路比造價，與傳統(tǒng)的發(fā)電站比效率，對于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算法。
在李武看來，光伏高速可以避免占用大量耕地，造成環(huán)境污染；能夠大大節(jié)省電力傳輸?shù)某杀荆构冯姎饣蔀榭赡?；解決電動汽車電池重量占比大（約占整車60%-70%）、成本過高（約占80%）、壽命短（兩至三年）、充電難、污染重的問題，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展；隨著大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)等智能化應(yīng)用，無人駕駛、智能物流也將大大提速。李武指出，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高成本、低效率等產(chǎn)業(yè)難題逐漸化解，光伏高速的復(fù)合型社會效益必將逐漸彰顯出來。
同濟(jì)大學(xué)張宏超教授認(rèn)為，一旦實(shí)現(xiàn)光伏路面與智能車輛的能量和信息交互，必將改變未來交通的模式，促進(jìn)交通產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)的全面升級換代。由此催生的裝備制造、智能交通等新興產(chǎn)業(yè)，將影響到每一個車輛用戶。
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