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十万屋顶发电计划惊醒上海

发布时间:2019-08-14 17:15:24

十万屋顶发电计划惊醒上海

2004年8月,崔容强接受了上海市经委和世界自然基金会(WWF)托付,开始了“上海市十万个太阳能屋顶计划”可行性研究报告。一年之后,研究已近尾声。他说:“2030年太阳能将承担上海20%以上的用电量。”

8月的一个清晨,浦东。一个由7幢20多层高楼组成的普通住宅小区。

第一缕阳光,七点之时打在周伟的脸上。

他醒了。

关上打了一夜的空调,开灯,打开电视,启动热水器,这是32岁的单身男人周伟早晨必过的程序,与别的家庭毫无二致。惟一不同是,他家的电表指数从未跳动,始终保持在0。

一年来,电力公司从来没有找过周伟的麻烦,因为他家的电,并不是从电力公司而来,而是来自屋顶上的那块太阳能板。

夏日炎热,早上10点,外面早已有34度的温度。

开着顶着太阳能驱板的汽车,周伟前往自己的电脑公司。要走过被阳光暴晒的停车场,对任何人来说都是一种煎熬,但他却不怕,装有太阳能发电制冷设备的衣服,足以让他清凉。

周伟所在的办公大楼,看起来很怪异。这与普通建筑相比,屋顶是半透明的太阳能天花板,所有的外立面既无钢筋也无水泥,而是由一块块太阳能光伏电磁板组成的“太阳能墙面”。

这样一幢“全副武装的”大楼,相当于40千瓦的发电装机容量,也就是太阳每照射一小时,大楼就能“自发电”40千瓦时,基本能满足大楼办公用电需求……

听起来像是科幻小说,不错,以上是中国太阳能研究权威崔容强向描述的25年后上海太阳能应用的远景。

2005年8月2日,上海交通大学一间简陋的教学室里,窗式空调正在使劲地嗡嗡作响。在这里工作了几十年的崔容强,早已适应了这个声音。63岁,却与太阳能打了34年的交道,他有一连串非常专业的头衔:交通大学太阳能研究所所长、中国太阳能学会理事、光电专业委员会副主任、上海市太阳能学会常务秘书长……等等。

2004年8月,崔容强接受了上海市经委和世界自然基金会(WWF)托付,开始了“上海市十万个太阳能屋顶计划”可行性研究报告。一年之后,研究已近尾声。他说:“2030年太阳能将承担上海20%以上的用电量。”

上海2亿平方米屋顶空置

站在88层高的金贸大厦,俯瞰上海的屋顶,灰色、单调。

2亿平方米的上海屋顶,绝大部分是建国后建的薄板平屋顶,遮阳挡雨之外,毫无用处。

城市的管理者也在考虑改造、利用这些平屋顶。通常,是“平植绿”,屋顶绿化。1999年开始“平改坡”,将平顶改造成斜坡顶。目前,上海市政府已经将800多万平方米的平屋顶改成了斜坡顶。

“这两种方法,‘平改坡’增加了顶屋居室的保温隔热性能,‘平植绿’开拓了绿化新空间。”但是,对于能源专家崔容强来说,这两种方法都没能充分发挥平屋顶的价值,最值得做的是——在平屋顶上安装“太阳并屋顶光伏发电系统”,让上海屋顶成为一个巨大的发电厂。

崔容强做过一个算式:在标准日照条件(1000瓦/平方米)下,安装太阳能发电系统,1平方米屋顶可获得瓦电

。按上海地区标准日照时间小时/年计算,1平方米屋顶的最低年发电量可达143度。若以上海现有2亿平方米平屋顶的1.5%,即十万个屋顶(约300万平方米),用作并发电,每年至少能发电4.3亿度。

4亿多的电量,对于目前电力超负的上海来说,不啻为一个大数字。据电力部门预测,上海今年的最高用电负荷可能达到1850万千瓦至1900万千瓦。目前上海市电力主要靠火电,而利用太阳能光伏发电的屋顶不足200平方米,奉贤、崇明、江湾新城等地装有近100千瓦的太阳能发电装置,安装了太阳能路灯,但都处于示范阶段。

这个算术,崔容强已算了很久。对于上海的屋顶,崔容强已“觊觎”了几十年了。

“上海没有油田煤矿,但有2亿平方米屋顶。”这是他接受媒体采访时说得最多的一句话。

1000亿的投资

1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这就是“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。目前,该技术已经可用于任何需要电源且有光照的场合。

崔容强所设想的“太阳并屋顶光伏发电系统”采用的就是这种技术。

崔容强说,与某些“太阳能大国”相比,上海的优势得天独厚:有充足的日照、一流的太阳能科研机构、成熟的光伏发电设备生产企业以及刚刚出台的绿电机制。“只需一点阳光政策,屋顶发电就不再是梦想”。

要利用这些平屋顶获得电能,需要多少投资呢?按照崔的计算,目前,1平方米光伏发电太阳电池板需要约3000至4000元,若将这2000万平方米的平顶屋都装上太阳电池板的话,需要投入600亿至800亿元左右,再加上其他相关设备,组成并发电系统,总投资可能是1000亿元左右。平均每个屋顶的一次性投资高达15万元。

可以说,太阳能发电成本是传统火电的10倍。但一套屋顶发电系统的寿命约为年,这期间基本无需维护,使用成本接近于零,如此平摊下来,太阳能发电的成本就大大降低了。据日本和欧美科学家预测,到2010年,国际间光伏发电的成本可降到6美分/度(相当于0.5元人民币/度)以下,与火力发电成本大体持平。更重要的是,太阳能发电是典型的无污染、可持续利用绿色电能,同时又是最好的补峰能源。

对于资金的解决,崔容强带有“理想化”的设想。他一直强调政府主导推行安装,就像上海当初安装管道煤气一样,而并发电,能让市民坐在家里,就可以赚到钱。崔容强自信地说:“我听说市政府的高层领导曾经表示过对这个项目的浓厚兴趣。

“零能源”社区的梦想

实际上,屋顶发电,只是崔容强梦想当中的一部分,他的目标是“零能源”社区,就像英国的贝丁顿社区。

英国的贝丁顿“零能源”社区,是英国最大的环保生态小区。自居民2002年入住以来,它蜚声世界,是国际公认的可持续能源建筑与居住的范例。该社区能达到“零能源”,与其建筑设计和太阳能建材的广泛运用是密不可分的。

零能源社区,房屋的外墙、屋顶形成超级绝缘外套,再在其上安装可透光的太阳能板,使太阳能转化为电能。其形成的电能可以满足社区一天内日常的生活和办公需求,多余部分供给国家电。那时再也不会出现“纽约大停电”、所有的大厦瘫痪、居民有家不能回的情景,因为只要有阳光,太阳能就可以提供源源不断的电能。

“25年后的上海,不仅各大厦屋顶安装有光伏发电的设备,同时在各大厦的幕墙上也被贴上了薄膜太阳能发电系统。每天只要有阳光,城市中的无数个光伏发电点发的电能就源源不断地输入城市电中,那时上海再也不会在高温天气出现用电紧张局面。”说到激动处,崔容强摘下眼镜,拿起桌上的屋顶发电计划草案,嗓门越来越大。

25年,是崔容强的时间表。按照10万屋顶实施需要5年时间来计算,全上海小区都装上,最理想也要在25年后才能完成。

从1971年开始,崔容强就决定将研究方向定在新能源研究与开发上。由于研究领域的生僻,几十年来,崔容强已经习惯了冷清与寂寞。

直到前不久,崔容强的“十万屋顶发电计划”报告书被上海本地媒体披露,由此引来很多媒体的跟踪采访。外滩在崔的办公室呆了半个小时,就见崔容强接了近十个,“从以前的门可罗雀到现在的门庭若市,还真有点不太习惯。”崔容强笑着说。

欧美日的百万屋顶计划

只需要买套设备,然后什么都不用做,你就可以每天坐在家中赚钱,另一方面,还能给国家提供所需要的清洁能源。这种好事确确实实发生了,那就是德国、日本、法国、美国等国家于上世纪90年代实施的“百万屋顶计划”。

1990年,联邦德国政府在世界上率先推出“屋顶计划”,至1997年已完成近万套屋顶系统,累计安装量已达33兆瓦。1994年,日本开始实施“朝日七年计划”,至2010年的目标是安装总量达7600兆瓦。

走在德国、日本一些城市的大街上,随处可见别墅、厂房和仓库等各种房子的屋顶上都铺设黑色的大片“硅板”——太阳能发电系统。白天阳光普照,这些发电系统把太阳能转化为电能,但因为居民这时都在上班,并非用电高峰,发电系统就通过电线直接把富余的电送到电;太阳下山,回家的居民就从电购买所需要的电。安装太阳能发电系统的房子里都有一个双向电表,白天,当居民把电卖给电时,通过电表,根据流量为之加钱,晚上,居民购买、使用电时,将根据流量扣钱。

如今的德国、日本,凡是从事与太阳能相关行业的人几乎都赚钱,无论是科研、生产、安装,还是使用。德国政府规定,太阳能电站在公共电中每发一千瓦时电,由政府补贴0.574欧分(相当于人民币5.74元),而居民屋顶发电将比太阳能电站发电的价格还要高。

国家政策引导甚至强制规定,是太阳能能够在这些国家大规模应用的关键。比如,德国在开始实施时,响应者寥寥。但因为该计划提供10年无息信贷,政府还提供37.5%的补贴,而且制定政策保证太阳能发电电价高于常规能源发电的电价,结果第二年,人们就争先恐后地购买设备,计划迅速推广开去。

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