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。

 

【中美创新时报据新华社济南１２月２８日电】（新华社记者 魏圣曜）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。（完）