而现在，对于光伏发电应【yīng】用【yòng】又一个【gè】大胆的尝试——铁路【lù】光【guāng】伏正在英【yīng】国得以实现。英国可再生能【néng】源【yuán】投资公司Bankset Energy Corporation雄心勃勃地提出光伏铁路计划【huá】，他们将在【zài】全【quán】球铁路枕木上安装吉瓦规模【mó】的太阳【yáng】能光伏发电系【xì】统【tǒng】。
2018年6月，德国1000公里铁轨上已经开始【shǐ】安装【zhuāng】200兆瓦光伏系统，此项工程将在2019年完工【gōng】，并到2022年扩展至10000公里。未来还会【huì】在法【fǎ】国、美国、中国【guó】、意大利铁【tiě】轨上应用。
在长长的铁路上铺【pù】设光伏，既不占地又【yòu】不耽误火车运行【háng】，可谓是一轨两用、“鱼和熊掌”兼得。不过，“光【guāng】伏【fú】铁路【lù】”仍给光伏从业者留下了一连串的疑问：光【guāng】伏【fú】电池板如【rú】何能【néng】融入铁【tiě】轨?发电消【xiāo】纳、成本【běn】问题如何解【jiě】决【jué】?
铁路【lù】光伏能【néng】不能推【tuī】广【guǎng】，起决定作【zuò】用的在于铁路公司。图片来源：百度图片
前景可期
火车在快【kuài】速行【háng】驶过程中【zhōng】，会产生巨大【dà】的压力【lì】与冲击力，这【zhè】样【yàng】的光伏铁轨能经得住考验吗【ma】?
Bankset Energy总裁【cái】帕【pà】特里克·布里对媒体表示，“我们采用专利技【jì】术【shù】，硅树脂和【hé】铝【lǚ】制太阳能电池板设【shè】计用于【yú】夹住现有铁路枕木。这【zhè】项技术目【mù】前已经在混凝土、木材、钢【gāng】筋【jīn】等材料上进行了实验，并经受住了时间的考【kǎo】验【yàn】。”他【tā】表示【shì】，“这一技术不影【yǐng】响基础【chǔ】设【shè】施，因此避【bì】免了更换现有轨枕的成本。”
据帕特里【lǐ】克·布里介绍，精【jīng】心设计的太阳能电池【chí】板可以承受住各种【zhǒng】压力，如【rú】火车本身、冰雹【báo】、岩【yán】石等，不管是【shì】在高速线路，还是在【zài】中速二【èr】级线【xiàn】路、慢轨、停车轨道都【dōu】毫【háo】无压力。
关于这【zhè】一系统【tǒng】，布里表示，太【tài】阳能电【diàn】池在美【měi】国制造，并在欧洲两个制造中心【xīn】进行【háng】组装。其在亚洲也【yě】有【yǒu】一【yī】个制造中心【xīn】——中国【guó】。据说【shuō】，Bankset目前还在与一些卧铺制造【zào】商进行【háng】讨论，以开发这项技【jì】术并调整其产品以【yǐ】适应所有现【xiàn】有的轨枕。
“铁路光伏非常【cháng】有发展【zhǎn】前景，是值得做的尝试【shì】。”中国能源研究会能【néng】源互联网【wǎng】专委会【huì】副秘书【shū】长何继江告诉《中国科学报》记【jì】者，光【guāng】伏【fú】铺在【zài】铁路枕木上首要问【wèn】题就是抗震。“这也并【bìng】不复杂，有【yǒu】一些类型的组件本身抗震性能就非常好。比如铜铟【yīn】镓硒(CIGS)的【de】薄膜光伏【fú】等，影【yǐng】响【xiǎng】不太大。”
“用普通【tōng】晶硅来做组【zǔ】件【jiàn】的话【huà】，用硅【guī】胶来保护组【zǔ】件，抗震性能也非常好，这些问题应该都是【shì】可以解决的【de】。”何【hé】继江说。
光伏【fú】铁路的另一个问题【tí】在于铁路线路长，单个光伏【fú】面板面积小，并网【wǎng】的耗【hào】损会【huì】比【bǐ】较大。光伏电站的输【shū】出电能【néng】，需要考虑很多的【de】因素，如温度、灰尘和污染【rǎn】、遮【zhē】挡、组件朝向【xiàng】和倾【qīng】角、逆变器【qì】效【xiào】率、线缆损耗等，铁路光伏也是如此。“在跟电【diàn】网【wǎng】相连的时候【hòu】，并网系统还是需要一些创新的，如果要直接供给机车牵引【yǐn】用电【diàn】，还需要一些技术工【gōng】艺的保障【zhàng】。”何继江说【shuō】。
成【chéng】本是另一个【gè】需要面对的难【nán】题，“枕木都是非常【cháng】窄的条状，铺设【shè】光伏板【bǎn】，还【hái】要把电储存起来【lái】，在线路并网这一【yī】步会比【bǐ】较繁琐，是需要花点功夫才能【néng】把【bǎ】成本降【jiàng】下来的”。何【hé】继江表示。
落地仍难
在何【hé】继江看【kàn】来【lái】，我国十几万公里【lǐ】的铁路里程，如果枕【zhěn】木都被光伏覆盖，每年将会有数十【shí】吉瓦【wǎ】的【de】发【fā】电量。如果要做试点，北京到广【guǎng】州【zhōu】或上海这些繁忙的铁路线或者【zhě】北京到新疆的路线都可以尝【cháng】试，“繁忙【máng】路段铁路用电量【liàng】大，西北部光照好【hǎo】，光伏枕木发的电完全【quán】可以在【zài】铁路沿线电力【lì】系统消【xiāo】纳【nà】，各有优势。”
“其实，铁路光伏能不能推广，起【qǐ】决定作用的不【bú】在【zài】于【yú】光【guāng】伏企【qǐ】业，而在于铁【tiě】路公【gōng】司。”何继江坦言，两年前【qián】他就跟中铁集团第三勘察设【shè】计院的相关负责人讨【tǎo】论【lùn】过这个问题，铁【tiě】路部门【mén】的【de】积极性并不高。“他们认【rèn】为在铁路上铺光伏可能会有安全【quán】隐患。”
“因为我【wǒ】国【guó】铁【tiě】路运营基本上是由铁路【lù】总公司【sī】来负【fù】责，具【jù】体到枕木铺【pù】设【shè】光伏，铁【tiě】路总公司资产管理部“原则上对铁路现有资产【chǎn】结合光伏进【jìn】行复用是感兴趣的，但是考【kǎo】虑到【dào】可能存在的风险【xiǎn】，他们【men】难以做出实质性推动。基层铁路【lù】局不【bú】可能在这类涉及铁路系统安全的关键领域独立做【zuò】出决策【cè】”。何继【jì】江说。济【jì】南的【de】光【guāng】伏公路之所以能够通车试运【yùn】行，是因为不【bú】同路段隶【lì】属于不同的高速公【gōng】路公【gōng】司，总会有【yǒu】公司想【xiǎng】要探索新的技术。
“关于光伏铁路，可【kě】以【yǐ】进行【háng】技术和应【yīng】用【yòng】前景探【tàn】讨，但【dàn】距离规【guī】模【mó】性的【de】推广【guǎng】应用还【hái】有很【hěn】远距离。”国家发展和改革委员会【huì】国际合作【zuò】中心国家【jiā】能源研究所原执【zhí】行所长、北燃研究【jiū】院副院长白俊告诉《中【zhōng】国科学报【bào】》记【jì】者。要【yào】将发的电输送进架空线为火车【chē】提供动力的话就需要升压，光【guāng】伏电力供应量【liàng】和稳定【dìng】性都有【yǒu】问题，如何和其【qí】他电源匹配，因为铁路对供电可靠性要求很【hěn】高，而且【qiě】枕木【mù】面积太【tài】小，逐【zhú】个【gè】安装也并不容易。“即使技【jì】术上的问题都可以解【jiě】决，但相对【duì】于传统屋顶、墙面、地面、道路等受【shòu】光面积大的应用场景，光伏铁路还没有什么优【yōu】势。”
成本瓶颈
随着绿色【sè】能源【yuán】发展与环保趋势的蔓延，可再生能源与大众运输的组合【hé】越来越常【cháng】见，光伏铁路也只是诸多场景中的一种。2016年7月，中国内蒙古呼【hū】和【hé】浩特铁路【lù】局完成【chéng】了全国首【shǒu】个【gè】铁路系【xì】统光伏【fú】发电示范【fàn】专案，光伏铺在呼和浩【hào】特沙良物【wù】流园区的屋【wū】顶，装【zhuāng】置【zhì】量2.4兆瓦，所【suǒ】发电量主要用于铁路【lù】运【yùn】输【shū】和生【shēng】产【chǎn】。
光伏在道路【lù】上的【de】另一个可【kě】安装位置是隔【gé】音墙或防【fáng】护栏，2012年英利集团自主研发建立的我国首座光伏隔音【yīn】墙正式具备并【bìng】网发【fā】电【diàn】条【tiáo】件，并申请获批国家【jiā】实用【yòng】新型专利【lì】。
不过，何【hé】继江告诉【sù】记者：“隔音墙上铺光伏成本比【bǐ】较高，做起来也并【bìng】不划算。”如果大【dà】规模【mó】建设，成本也【yě】还是【shì】可能大幅下降【jiàng】的。
光伏在交通领域还【hái】有【yǒu】一个值得期【qī】待的应【yīng】用场景，美国创业家埃隆·马斯克提【tí】出的超【chāo】级高铁将用管道的方式【shì】来运输，管道上方安装光伏，用光伏的直【zhí】流电配上储能【néng】来【lái】驱动超【chāo】级铁路的磁悬浮【fú】动【dòng】力系【xì】统。
该【gāi】计划当中，未来的超级铁路全【quán】部【bù】依靠光伏发电。“在技术落地【dì】上，他的论证基【jī】本上是【shì】可行【háng】的【de】。”何继江评价道，而在铁路上面的顶棚【péng】安装光伏，好【hǎo】处【chù】是受光【guāng】面积【jī】大、发电【diàn】量大【dà】，还能挡雨【yǔ】挡雪，提高了铁路运行的【de】安【ān】全性，而【ér】且铁路的高度是限【xiàn】定的，不用担心限高的问题。“但这方面【miàn】的缺【quē】点仍然是【shì】成本【běn】太高。”何继江【jiāng】说。在铁路局各火【huǒ】车站的火车【chē】停车场建设大型的光伏车棚，是个比较【jiào】容易实【shí】现【xiàn】的铁【tiě】路光伏场景，单个项目规模会比较大，并网【wǎng】和消纳都不是问题，价格也容【róng】易控制【zhì】得住，最主要【yào】的难点也就是如【rú】何有效【xiào】控制施【shī】工过【guò】程对【duì】火车的安全影响了【le】。
成本不光是以上场景的光伏应用瓶颈，国【guó】家发【fā】展和改革委员会、财【cái】政【zhèng】部、国家能源【yuán】局下发的《关于2018年光伏发电有关事项的通【tōng】知【zhī】》(以下简【jiǎn】称“5·31新【xīn】政”)，要【yào】求光伏产业加速平【píng】价上网征程，这也使部分企业耽【dān】于市场而无暇研发【fā】;但从大【dà】趋势看，为【wéi】了在【zài】平【píng】价时【shí】代创【chuàng】造更好的项目收益率，以【yǐ】激活下游投资【zī】热情，光【guāng】伏产业【yè】上下【xià】游越来越多的企业正积极【jí】地通过“提【tí】效”而非单【dān】纯的“降本【běn】”方式来达到目的。
“5·31新政”标志着光伏行业的暴利时代结束。东方日升点点升阳【yáng】光总经理【lǐ】田【tián】君告【gào】诉《中国科学报【bào】》记者，“5·31新【xīn】政”发布【bù】以后，整个【gè】光伏行业呈现出四个特点：去暴利【lì】化，挤泡沫;行业增长速度和装机速【sù】度放缓;行业洗牌开始，未来两三年【nián】内【nèi】市场【chǎng】可能会【huì】由三五家企业【yè】垄【lǒng】断;光【guāng】伏进【jìn】入【rù】以技术、产品立【lì】身【shēn】的【de】时代。
“在光伏板【bǎn】块我【wǒ】们实施【shī】两【liǎng】步走战略，”田君【jun1】说，“一方面【miàn】大力发展用户;另一方面联合经销商、金融机构做分布式的商业【yè】业务，未来【lái】的【de】蓝海【hǎi】市场依【yī】然存在。”
