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存储未来能源的瑞士解决之道

在高速公路上架设太阳能板能否加速绿色能源供应?

瑞士南部城市马提尼附近计划在高速公路上架设太阳能电池板,图中是艺术家展现的这一试点项目。 ©servipier Ag

要到2050年实现净零碳排放,瑞士就需要加大太阳能的普及率,而在高速公路上架设太阳能电池板听似一个理想的解决办法。可是要在这个阿尔卑斯山国启动此类方案,依然是场硬仗。

此内容发布于 2022年01月20日 - 09:00

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Energypier是瑞士可再生能源领域的一家初创企业,其老板洛朗·若斯潘(Laurent Jospin)有着远大的眼光:在瓦莱州(Valais)沿罗讷河谷(Rhône Valley)伸展的高速公路上架设起太阳能电池板和小型风力发电机,用来生产绿色能源、对抗气候变化。

他坚信自己的这个高速公路太阳能试点项目具备了完美的地点与条件。拥有阳光充足的梯田式葡萄园与富饶果园的瓦莱州,也是瑞士日照最丰富的地区之一。

“我担心我们正日益接近一种非常严峻的气候状况。而现在,我们却没有选择正确的道路。我有孩子,所以我相信自己有责任做一些事,”他告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

这位企业家希望在马提尼(Martigny)附近的A9高速公路菲伊(Fully)路段搭建全长1.6公里的金属框架结构,在上面安装4.7万个太阳能电池板,以生产每年足够1.2万户家庭使用的电力。Energypier正在苏黎世附近的高速公路上计划另一个类似的试点方案,旨在满足2万户家庭的用电需要。到实施第二阶段时,他还准备在金属结构旁边安装小型直立式风力发电机。

若斯潘确信自己能在全国各地扩增项目,来帮助推动可再生能源的发展。

瑞士政府承诺要到2050年实现净零碳排放,太阳能是该战略的一个主要纲领。随着核能发电站逐步退役,可再生能源必须满足日益增长的电力需求。2020年的太阳能年发电量为2.6太瓦时(TWh),有关部门希望到2050年,太阳能年发电量可达34太瓦时。然而实施太阳能项目说来容易做来难。

若斯潘在自己的传统太阳能、房地产与金融生意之外还经营着这家雇有10名员工的年轻初创企业,12年来,他一直在为实现自己的梦想而奋斗。他的高速公路太阳能项目不断遭遇各式各样的行政障碍,以及地方、州和联邦有关单位的质疑。

“项目申报手续相当复杂--一贯的千层糕式瑞士行政作风,”他打趣道。

2018年,联邦道路局总算批准他使用高速公路。要在A9高速公路上看到他架设起的太阳能电池板,可能还得再耐心等上两年。

“他们看到了好处,但却总是为在道路上方架设别的东西而担心,”他解释说。有关部门担心太阳能电池板或者金属结构的零件掉到来往车辆上,或者令驾车人不能专心开车。

至少从纸面上来看,在瑞士现有房屋屋顶和外墙上安装太阳能电池板,为满足对太阳能日益增长的需求提供了长足的潜力。联邦能源局指出,这些光伏电池板可以分别生产50太瓦时和17太瓦时的电能。但政府表示,在高速公路上安装太阳能板等其他“补充性”方案也同样有必要,并准备向Energypier这类私营企业免费提供高速公路基础设施。

筹资难题

虽然若斯潘的计划最初遇到的障碍多跟安全与法律问题有关,但为他5000万瑞郎(约合人民币3.69亿元)的创新计划找到投资商却谈何容易。好消息是,该公司目前正在为一份重要融资合同进行谈判。

然而前路仍有数个障碍需要跨越。 这个项目本身必须被纳入该州主要基建规划,而他将需要一份建筑许可。如果一切能按计划进行,那么施工工作可能会在2022年秋季开始,菲伊的首个太阳能项目到2023年年底时将能竣工。

在欧洲大陆上,荷兰、比利时、德国和西班牙等国也在考虑类似的项目。法国和美国则在对光伏板路面进行实验。

隔音屏障上的太阳能板

巴塞尔乡村州吉贝纳赫(Giebenach)A2高速公路外面的光伏装置。 OFROU

在Energypier紧锣密鼓筹备首个试点项目之时,瑞士政府也做出决定修订立法,鼓励在高速公路和铁轨隔音屏障--用混凝土、钢材、木料和其他材料制作的屏障结构--上安装太阳能电池板。理论上讲,这些太阳能板每年可生产100吉瓦时(GWh)电力--道路隔音屏障能生产55吉瓦时,铁轨隔音屏障46吉瓦时,足够2万户家庭使用。

瑞士高速公路上已有10个此类装置,其他几个国家也安装了同类设施(见下面的图表)。目前提契诺州洛迦诺附近正在规划一个新的项目。

外部内容

尽管利用隔音屏障的概念听似大有前途,但在这个人口稠密的国家,众多制约因素限制了此类光伏装置的总体影响。

联邦委员会在最近的一份报告中写道:“这类隔音屏障的可利用潜力仅占全国房屋屋顶与外墙总利用潜力的0.15%。”

安全规则严格规定了哪里能够安装此类电池板。而额外研究与手续则使得每套太阳能隔音屏幕的造价比传统隔音墙贵了3万瑞郎(约合人民币22.15万元)。如果安装方向不正确,那么隔音屏幕上的太阳能板不但不会吸收车辆噪音,反而会反射噪音。这些电池板也容易被盗或被蓄意破坏,还经常受到保护组织的批评。

尽管有这些难题,洛桑联邦理工学院(EPFL)太阳能专家让-路易·斯卡尔泰齐尼(Jean-Louis Scartezzini)仍然相信,这些类型的太阳能项目都值得去实施。

他告诉瑞士资讯:“我们需要用聪明的办法把所有可利用的表面都利用起来,无论它是在高速公路上还是铁路沿线。”他指出,装配了太阳能板的首批隔音屏障的建成年份是1989年,安装地点在格劳宾登州(Graubünden),如今没有理由不使用现代技术来重新考虑这个理念。

虽有创新,但拖沓而复杂

瑞士在太阳能方面是最富创新性的国家之一,国内顶尖研究机构及阳光动力号外部链接飞机等开拓性项目都证明了这一点。然而太阳能项目难以在全国水平取得突破,瑞士也远远落在其他欧洲国家后面。去年新安装的太阳能电池板总数较2019年增加近50%,但这10万个太阳能发电装置仅能满足全国能源消耗的4.7%。该行业组织Swissolar曾在7月宣布,要想满足可再生能源目标,那么太阳能装置数量必须增加15倍(多语)外部链接

联邦有关机构坚称自己做出了很多努力,尤其是通过建议修订法律。政府今年还拨款4.7亿瑞郎(约合人民币34.69亿元)用来鼓励安装小型和大型太阳能设备,并称政府正在简化手续。对《瑞士能源法》的修订--例如鼓励安装大型太阳能设施及外墙太阳能板的经济刺激措施--应能从明年起推动太阳能板的安装数量。

在斯卡尔泰齐尼看来,政府对太阳能项目的支持依然过于缓慢拖沓。

“他们虽在努力想办法加快速度,”他说道,“但这是个优先顺序的问题”。

他认为如果实施得力,那么只要使用2%的平坦屋顶,就能实现瑞士需在2050年增加的太阳能发电量的一半。

住宅与楼房上的太阳能板

根据瑞士有关部门的说法,更为廉价高效、用来在家里储存绿色能源的电池应该也会鼓励更多人为了自家的用电需要而安装太阳能电池板。

苏黎世格林马特(Grünmatt)住房合作社里房屋屋顶上的太阳能电池板,2021年3月。 © Keystone / Christian Beutler

对私人住宅房主和企业来说可能会是这样。据报道,大型企业正在草拟零碳战略,并在新楼房上安装太阳能电池板。但给需要翻修的旧楼房和公寓房安装太阳能板,则是件复杂的事。

很多人以为在楼房屋顶安装太阳能板就能解决能源供应问题,在若斯潘看来,这种想法其实不切实际。

“你永远都不可能说服大家在使用寿命只有15年的屋顶上安装使用寿命为30年的太阳能装置,”他说道。

他补充说,就这方面而言,瑞士人比欧洲邻居更加保守和小心翼翼。

“在所有的技术变革之中,他们希望搞清楚自己在安装太阳能板时到底在做什么,”这位瑞士企业家表示。

“不错,我们能够在公寓房、超市与楼房的屋顶上安装更多太阳能板,但我们永远无法成功安装瑞士所需的一切。”

因此,他深信自己的高速公路太阳能方案才是答案。

若斯潘指出:“一旦我们做好了首个项目,解决了问题,显示了其工作原理及工艺定义,那么后续工作的进度就会快得多。”

取决于几个试点项目的成功情况,Energypier估计,他们有可能在100-700公里的瑞士道路上安装配备风力发电机的太阳能结构,届时每年可以生产2.45-25.48太瓦时的绿色能源。

(译自英语:于雷)

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