而现在，对于光伏发电应用又一个大胆的尝试——铁路光伏正【zhèng】在英国得以实现【xiàn】。英国可【kě】再生能源投资【zī】公司Bankset Energy Corporation雄心勃勃地提出光【guāng】伏铁路计【jì】划，他们将在全【quán】球【qiú】铁【tiě】路【lù】枕【zhěn】木上安装吉【jí】瓦规模的太阳能光伏发电系【xì】统【tǒng】。
2018年6月，德国【guó】1000公里铁轨上已【yǐ】经开始安装200兆瓦【wǎ】光【guāng】伏系统，此项工程将在2019年完工，并【bìng】到2022年扩【kuò】展至10000公里。未来还会在法国、美国、中【zhōng】国、意【yì】大利铁轨【guǐ】上【shàng】应用【yòng】。
在长长的铁路上铺设光伏，既不占地又【yòu】不耽【dān】误火车运行，可【kě】谓是一轨两用、“鱼和熊掌”兼得【dé】。不过【guò】，“光伏铁【tiě】路”仍给光【guāng】伏【fú】从业【yè】者留【liú】下了一连串的疑问：光伏电池板如何能融【róng】入铁【tiě】轨?发电【diàn】消纳、成【chéng】本问题如何【hé】解决?
铁路【lù】光伏能不能推广，起决定作用【yòng】的在【zài】于铁路【lù】公司。图片来源：百度图片
前景可期
火车在快速行驶【shǐ】过程中，会【huì】产生【shēng】巨大的压力【lì】与冲【chōng】击力，这【zhè】样的光伏铁轨能【néng】经得【dé】住考验吗?
Bankset Energy总【zǒng】裁帕【pà】特里克·布里【lǐ】对媒体【tǐ】表示，“我们采【cǎi】用专利技术，硅树脂和铝制太阳能电池板设计用于夹住现【xiàn】有【yǒu】铁路【lù】枕木。这项技【jì】术【shù】目【mù】前已【yǐ】经【jīng】在混凝土、木材、钢【gāng】筋等材料上进行了【le】实验，并经受住了【le】时间的考验。”他表示，“这一技术不影响基础设施，因此避免了更换【huàn】现有【yǒu】轨【guǐ】枕的成本。”
据帕特里克·布里介绍，精【jīng】心设计的太【tài】阳能电池板可以承受住各种压【yā】力，如【rú】火【huǒ】车本身、冰【bīng】雹、岩石等，不管是在高速线路，还【hái】是在【zài】中速二级线路【lù】、慢轨【guǐ】、停【tíng】车轨【guǐ】道都毫无压力。
关于这一【yī】系统，布里表示，太阳能电池在美国制造，并在欧洲两个【gè】制造【zào】中心【xīn】进行【háng】组装。其在亚洲也有【yǒu】一个制造中心——中【zhōng】国。据说，Bankset目前还在【zài】与一些卧【wò】铺制造【zào】商【shāng】进【jìn】行【háng】讨论，以【yǐ】开发这项技术并调整其产品以【yǐ】适应所有现有的轨枕。
“铁路光伏非常有发展前景【jǐng】，是值得做的尝试。”中国能源研究会【huì】能源互联网专委会副秘书长何【hé】继江告诉《中【zhōng】国【guó】科学报》记【jì】者【zhě】，光伏【fú】铺在铁路枕木上首【shǒu】要问题就是抗震【zhèn】。“这【zhè】也并不复杂，有【yǒu】一些类型【xíng】的组【zǔ】件【jiàn】本身抗震性能就【jiù】非常好。比【bǐ】如铜铟镓硒【xī】(CIGS)的薄膜光伏等，影响不太大。”
“用普通晶硅来做组件【jiàn】的话，用【yòng】硅胶来保护组【zǔ】件，抗震【zhèn】性能也非常好，这些问题应【yīng】该都【dōu】是可【kě】以解决的【de】。”何【hé】继江【jiāng】说。
光伏铁路的另一个【gè】问【wèn】题在于铁路线路【lù】长，单个光伏【fú】面板【bǎn】面积小，并网的耗损【sǔn】会比【bǐ】较大。光伏电站的输出电能，需要考虑【lǜ】很多的因素，如温度、灰尘和污染、遮挡、组件朝【cháo】向和【hé】倾【qīng】角、逆变器效【xiào】率、线缆【lǎn】损【sǔn】耗【hào】等【děng】，铁路光伏也是如此。“在【zài】跟电【diàn】网相连的时候，并网系统【tǒng】还是需要一些创新的，如果【guǒ】要直【zhí】接供【gòng】给机车牵引用电【diàn】，还需要【yào】一些技术工艺【yì】的保障。”何继江说【shuō】。
成本是另【lìng】一【yī】个需要【yào】面对的难题，“枕木都是非常窄的条状【zhuàng】，铺设光伏【fú】板，还【hái】要把电储存起来【lái】，在线路并网【wǎng】这【zhè】一步会比较繁琐，是需要花点功夫【fū】才能把成本降下来的”。何继【jì】江表【biǎo】示【shì】。
落地仍难
在何继江看【kàn】来，我国十【shí】几万公里的铁路里程，如果【guǒ】枕木都被光伏【fú】覆盖，每【měi】年将会有【yǒu】数十【shí】吉瓦的发电【diàn】量。如果要做试点，北京到广州或上海【hǎi】这些繁忙的【de】铁路【lù】线【xiàn】或者北京到新疆【jiāng】的路线都【dōu】可【kě】以尝试【shì】，“繁忙路【lù】段铁路用电【diàn】量大【dà】，西北部光照好，光【guāng】伏枕木【mù】发的电完全可以在铁路沿线电力系统【tǒng】消纳，各有优势。”
“其【qí】实，铁路光伏【fú】能【néng】不能推广，起决定【dìng】作【zuò】用的不在【zài】于【yú】光【guāng】伏【fú】企业【yè】，而【ér】在于铁路公司。”何继江坦言，两年【nián】前他就跟中铁集团第三勘【kān】察设计院的【de】相关负【fù】责人讨论过这个问题，铁路部门的积【jī】极【jí】性【xìng】并不高。“他们认为在铁路上铺光伏可能会有安全隐【yǐn】患。”
“因为【wéi】我国【guó】铁路运营基本上是【shì】由铁路总【zǒng】公司来负责，具体到枕木【mù】铺设光伏【fú】，铁【tiě】路总公司资产管理部【bù】“原则上对【duì】铁路现【xiàn】有资产结合光伏进行复【fù】用是【shì】感兴趣的，但【dàn】是【shì】考虑到可【kě】能存在的风【fēng】险，他们难以做出实【shí】质性推动。基层铁路局不可能在这类涉【shè】及铁路系统安全的【de】关键领域独立做出决策”。何继【jì】江说。济南的【de】光伏【fú】公路之所以【yǐ】能够通车【chē】试运行，是【shì】因为不同路【lù】段隶属于不同的高速公路公司【sī】，总【zǒng】会【huì】有公【gōng】司想【xiǎng】要探索【suǒ】新的技术。
“关于光伏铁路，可以【yǐ】进行技术和应用前【qián】景探讨，但距离规模【mó】性的推广应【yīng】用还【hái】有很远距离。”国家发【fā】展和改革【gé】委【wěi】员会【huì】国际合作中心国家能源研究所原【yuán】执行所长、北燃研【yán】究院副【fù】院长白俊告诉《中国科学报【bào】》记者【zhě】。要将发的【de】电输送进架空线为【wéi】火【huǒ】车提【tí】供动力的【de】话【huà】就需要升压，光伏【fú】电力【lì】供应量和【hé】稳定性都有问题，如何和其【qí】他电源匹配，因为铁【tiě】路对供电【diàn】可靠性要求很【hěn】高，而且枕木面积太【tài】小，逐个安装也并不容易。“即使技术上的问题都可以解【jiě】决【jué】，但相对于传【chuán】统屋顶、墙面、地面【miàn】、道路等受光【guāng】面积大【dà】的应【yīng】用场景【jǐng】，光伏【fú】铁路还没有什么【me】优【yōu】势。”
成本瓶颈
随着绿色【sè】能源发展【zhǎn】与环保【bǎo】趋势【shì】的蔓【màn】延，可再生能【néng】源与大众运输【shū】的组合【hé】越来越【yuè】常见，光【guāng】伏铁路也只是诸多场景中的一种。2016年7月，中国内蒙【méng】古呼和浩【hào】特铁路【lù】局完【wán】成了全国首【shǒu】个铁路系统光伏发电示范专案，光伏铺在呼和浩特沙良物流园区的屋顶，装置量2.4兆瓦，所发电【diàn】量【liàng】主【zhǔ】要【yào】用于铁【tiě】路运【yùn】输【shū】和【hé】生产。
光伏【fú】在道路上的另一【yī】个可安装【zhuāng】位置是隔音墙或防【fáng】护栏，2012年英利【lì】集【jí】团自主研发建【jiàn】立的我国首【shǒu】座光伏隔音墙【qiáng】正式具【jù】备并网发电条件，并【bìng】申请获批国家实用新型专利。
不过，何继江告诉记者【zhě】：“隔音墙【qiáng】上铺光【guāng】伏成本比较【jiào】高，做起来也并【bìng】不划算。”如【rú】果大规模【mó】建设，成本也【yě】还是可能【néng】大【dà】幅下【xià】降的。
光伏在交通【tōng】领域还【hái】有一个值得期待的【de】应用场景，美国创【chuàng】业家埃隆【lóng】·马斯【sī】克提出【chū】的超级高铁将【jiāng】用管道的方式【shì】来运【yùn】输，管道【dào】上方安装光伏，用光伏的直流【liú】电配【pèi】上【shàng】储能【néng】来驱动超级铁路的磁悬浮动力系统。
该计划当【dāng】中，未来的超级铁路全【quán】部依靠光伏发电。“在技术落地上，他【tā】的论【lùn】证基本上是可行的。”何继【jì】江评价道，而在铁【tiě】路上面的【de】顶棚安装【zhuāng】光【guāng】伏，好处是受光面积大、发电量大，还能挡雨挡雪，提【tí】高了铁路运行的【de】安全性【xìng】，而且【qiě】铁路的高度是限定的【de】，不【bú】用【yòng】担心【xīn】限高的问题。“但这方面的缺点仍【réng】然是成【chéng】本太高。”何【hé】继江说。在铁路【lù】局各火车【chē】站的火车停车场建【jiàn】设大型的光伏车棚，是个比较容【róng】易实现【xiàn】的【de】铁路光伏【fú】场景，单个项目【mù】规模会比较大【dà】，并网和消纳都不是问【wèn】题【tí】，价格也容易控【kòng】制得住，最主要的【de】难点也就是如【rú】何有效控制施工过【guò】程对火车的安全影响了【le】。
成【chéng】本【běn】不光是以上【shàng】场景的光伏应用瓶颈，国家发展【zhǎn】和改革【gé】委员【yuán】会【huì】、财政部、国家能源局下发的【de】《关【guān】于2018年光【guāng】伏发【fā】电【diàn】有关事项的通知》(以下简称“5·31新政”)，要求光伏产业加速平价上网【wǎng】征【zhēng】程，这也【yě】使【shǐ】部分企业耽于市场【chǎng】而无暇【xiá】研发;但【dàn】从大【dà】趋势看，为了【le】在平价时代【dài】创造更好的项目收【shōu】益率，以激活下游【yóu】投资热情，光伏产业上下游【yóu】越来越多的企业正积【jī】极【jí】地通过“提效”而非单纯的“降本”方式来达到目的。
“5·31新【xīn】政”标志【zhì】着【zhe】光伏行业的暴利时代结束【shù】。东方日升点点升阳光总经理【lǐ】田【tián】君【jun1】告诉《中国【guó】科学【xué】报》记者，“5·31新政”发布以后【hòu】，整个光伏行业呈现出四个特点：去暴利化，挤泡沫;行业增长【zhǎng】速度和装机速度【dù】放缓;行业【yè】洗牌开始，未来两三年内【nèi】市场可能会由三五家【jiā】企业垄断;光【guāng】伏进入以技术【shù】、产品立【lì】身的【de】时【shí】代。
“在光伏板块我们实施两【liǎng】步走战略，”田君【jun1】说，“一方面大力发【fā】展用【yòng】户;另一方面【miàn】联合经销商、金融机【jī】构做【zuò】分布【bù】式的商【shāng】业业务，未来的蓝海市场依【yī】然【rán】存在。”
