2022年7月13日,住建部、國家發委聯合印發《關于城鄉建設領域碳達峰實施方案的通知》提出,到2025年新建公共機構建築、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。也就是說,此次方案印發,有望加速屋頂光伏産業的大面積落地。
如今天氣持續炎熱不斷,有人突發奇想:趁光伏産業的東風,我們要是用太陽能電池板把城市直接覆蓋起來,既解決了用電問題,又變不熱了,這種項目可行嗎?
一、國家也有這個思路,正在有條不紊地搞光伏整縣開發
我的一個同學就在電力央企,目前正在做光伏發展。他是這麽說的,如果可以把一個城市的光伏開發權包給他們,他們是可以把所有地方都安裝上光伏板的。而且國家也是這個思路,所以正在陸續搞光伏整縣的開發項目。
- 也就是說,其實已經在這麽幹了,不過城市改造成本相對比較高,我們就只能先從光照比較好的鄉鎮縣城等開始搞起來。
比如青海省共和縣,它的光伏面板覆蓋超過609平方公裏,這樣的面積差不多是接近一個新加坡了。
據報道,青海省境內光伏産業平均年發電量高達8000萬度,這些清潔能源的供電除能夠滿足省內消耗外,還可以輸送到江蘇、河南等地,同時還帶動近120萬個公益扶貧就業崗位。
可見,這個思路很有趣,爲有犧牲多壯志,敢叫日月換新天。當然,我們也要知道,目前太陽能電池板並不能阻止被曬熱,而且發電效率差不多20%,陽光能量的80%還是會化爲熱能。所以,即使城市全覆蓋,氣溫正常也不會有太大變化。
- 不過,只要實現城市內使用20%的熱能轉化,那就相當于少從外部輸入這個城市的20%電能。那麽,城市全覆蓋太陽能電池可行嗎?
二、算一算:若用太陽能電池把城市覆蓋起來發電,投入成本有多高?
我用上海城市來舉例:在平地上將玻璃板或太陽能電池板架到約6米高的支架,成本約100到120元每平方米。在城市中,支架要適應現存建築物和地形起伏、應對地形障礙和各種天氣造成的沖擊、占用建成區的部分地塊、必要時征地等,總成本會水漲船高。
另外,太陽能電池板的成本約270到740元每平方米,每年每平方米至少需要約40元維護費。而且上海市中心城區面積約6.64億平方米,存在大量建築高低差等,覆蓋此面積就需要支架與太陽能板成本突破1萬億元,你覺得這個成本能接受嗎?
- 同時,太陽能電池板不會完全防止光照引起的升溫,覆蓋下的城市空氣流動、照明、雨水處理等方面需要額外設計,還需要征地、采購、施工等,配套設備至少數千億元的成本。
再看看2020年上海市GDP 3.87萬億人民幣元,一般公共預算收入7046.3億人民幣元,一般公共預算支出8102.1億人民幣元。上海有那麽多錢能拿出來蓋這種工程?
而且每年,這些太陽能板需要數百億元維護費,每一塊太陽能板約25到30年後需要更換並報廢處理,這成本也是不亞于重造一次。
在上海年均光照情況下,上述太陽能電池板每年可發電約1100億度,功率隨時間、天氣等波動甚大,而2020年上海用電約1576億度。也就是說,上述太陽能電池板即使花了大價錢還是不夠用了。
- 綜上所述,即使不考慮技術細節,上述工程在當前生産力水平下也是無利可圖的,理所當然沒人去會去搞城市全覆蓋工程。
三、但目前城市裏,確實已出現太陽能電池板覆蓋的項目類型
這個其實思路是完全可以探討的,也許完全覆蓋不切實際,但是安裝在屋頂、雨棚等上倒是合理的,還可以給人流量大的人行道加部分太陽能遮陽棚方便夏日和雨天出行等。
- 可見,在目前城市裏,確實已經開始出現太陽能電池板覆蓋的項目類型。而且它們都有一個共同特點,除了發電,還有其他效益。
一是樓頂露台封閉遮陽棚。本來不允許建的,但是以太陽能名義,就允許建設了。多出來很多使用面積,老值錢了,這就不在意太陽能本身的投資收益比了。
二是別墅屋頂也是一種光伏發電資源。只需2.4萬元就可以安裝7000瓦光伏發電板,在南方地區每年可得到7000度電,按照中國年人均用電800多度電來算,足夠一家三口之用。
三是停車場太陽能遮陽棚。本來停車場就要建遮陽棚和充電樁。順便建成太陽能遮陽棚,發電補充電,效益也就出來了。
四是路燈,裝飾彩燈。有些地方拉電線很麻煩,用一塊太陽能板給路燈供能,省很多事,效益能顯現出來了。
- 總之,隨著太陽能板效率提升,成本下降,政策引導精准,城市中太陽能面板覆蓋面積必然會越來越多,不過,這必然也是一個漸進過程。
最後的話:城市光伏想象空間大,技術在發展,要揚長避短,不能因噎廢食
我們要知道,在很多國家,公共電網的使用與上網電價差可能高達1RMB/kWh。隨著锂電池價格的日漸降低,比如大衆預計2030年锂電池價格降低到$50/kWh,那即使完全依賴光伏和電池儲能,在成本上或許都會比公共電網更劃算。
- 當然,我國國土遼闊、陽光資源分布不均衡,主要城市多是二類三類陽光資源地區,目前搞光伏事倍功半。相反西北部沙漠等地區全年日照超2000小時,屬于一級光資源區域,初步計算僅塔克拉瑪幹沙漠全部鋪設光伏板,就可以綽綽有余供應全世界的電力需求。先易後難,城市光伏想象空間也很大,讓我們一起拭目以待吧。