高速装光伏板,以后不用加油站了?我国首条光伏高速怎么样了?

开车上高速的时候,有没有想过脚下的路面不只是普通的沥青,而是一块块能发电的太阳能面板?车子跑着跑着,电就自动充上了,再也不用到处找充电桩?这听着挺科幻的,但确实有人认真做过这件事——而且不止一个国家。法国人试过,失败了;中国人也试过,结果嘛……说来话长。但故事远没有结束,反而越来越精彩。

网红光伏路踩过的坑比发的电还多

要聊"光伏高速",绕不开山东济南那条曾经轰动全球的"网红公路"。

2017年12月27日,由齐鲁交通发展集团投资建设的世界首条高速公路光伏路面试验段在济南南绕城高速正式通车,试验路段全长1120米,铺设长度1080米,预计年发电量约100万千瓦时。通车当天,央视《新闻联播》专门做了报道,朋友圈刷屏,评论区清一色的"厉害了我的国"。

这条路的技术方案说白了就是"三明治结构":最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数高于传统沥青路面,保证轮胎不打滑的同时,还拥有较高的透光率,可以让阳光穿透它,使下面的太阳能电池把光能转换成电能。中间层就是光伏发电组件,最底层是绝缘防潮层。更让人兴奋的是,路面下还预留了电磁感应线圈,随着电动汽车无线充电技术的成熟,将来电动汽车在此路段行驶过程中,可实现边行驶边充电。

"边跑边充电"——光是这句话就够让人激动的了。

然而,现实给了所有人一记响亮的耳光。通车后第六天,工作人员在例行巡查时就发现路面遭破坏,一块透明混凝土面层遗失,另七块面板有遭重击痕迹。后来经过警方调查,排除了人为盗窃,确定是大中型车辆高速行驶产生的颠簸造成的损伤。投运后的8个多月时间里,这条试验路段进行了四次封闭式施工维修。

到了2018年8月,网上甚至传出了"光伏高速要拆了"的消息。建设方出来澄清说是在做技术升级。但真实情况呢?行车道的光伏面板仅剩十米左右,大部分已被新铺设的沥青路面取代。而应急车道的光伏面板虽没有拆除,但表面成黄褐色,覆盖了不少泥尘。

说实话,这个结果让不少人失望。但如果把目光放远一点,其实全世界在"光伏铺路面"这条技术路线上,几乎都栽了跟头。法国人比咱们动手还早。诺曼底的Wattway包括2800块光伏电池板,里程大约一公里,2016年年底通车时被法国环境部称赞为"史无前例"。

结果不到三年就宣告失败——道路裂缝随处可见,并且在2018年,由于磨损造成的损坏,部分道路不得不拆除。即使在最高峰时,这条路也只能产生预期能量的一半。建设方承认:"我们的系统对于城市间的交通来说还不成熟。"

所以,把光伏板直接铺在车轮底下这件事,至少在当前的材料和工艺条件下,确实不太行得通。车辆碾压、落叶遮挡、雨水侵蚀、泥土积聚——每一个问题单独看都不大,叠加起来就足以让一条光伏路面迅速"报废"。

但济南这段一公里的试验路也不是白修的——试验段上的确出现了很多预想不到的问题,但其中一些很好地回答了技术团队的疑问,例如到底是很少行车的应急车道发电量高,还是车辆密集、有遮挡的主行车道发电量高?这些数据对后续的技术迭代极有价值。

声屏边坡齐上阵换条路子天地宽

路面铺不了,难道就放弃了?当然不会。中国工程师最擅长的就是"此路不通绕道走"——既然光伏板经不住车轮碾压,那就别放在路面上嘛。高速公路上有的是闲置空间:边坡、声屏障、收费站屋顶、服务区车棚、匝道圈……这些地方既不影响行车安全,又有充足的光照条件,何乐而不为?

上海虹梅南路高架给出了一个大胆的方案。2025年4月30日,上海虹梅南路高架隔声棚光伏项目正式并网,作为国内首个高架隔声棚光伏项目,思路非常巧妙——把全封闭声屏障的顶部铺上轻质薄膜光伏组件,既给桥下居民隔噪音,又能发电。

不过,并网还不到一个月就出了意外。5月21日下午2时左右,上海虹梅南路高架往虹梅南路隧道方向高架声屏障顶部起火,被烧出一个窟窿。附近居民看到,铺设在声屏障顶部的光伏板燃烧后,冒出大量黑烟。幸运的是,这起事故未造成人员伤亡。目前,起火原因正在进一步调查中。

这件事给整个行业敲了一记警钟:光伏上了高架,消防安全必须跟上。技术创新不能只盯着发电效率,安全才是底线。不过,这次事故并没有否定"光伏+声屏障"这条技术路线的价值,而是提醒大家在快速推广的同时,要把每一个安全细节做扎实。

同样是声屏障上做文章,浙江的做法似乎更稳妥一些。申嘉湖高速湖州东互通路段的光伏声屏障项目双向全长1660米,采用先进的双玻光伏组件取代传统金属屏体背板,降噪系数达0.95,组件设计充分考虑了高速公路声屏障的特殊结构,通过优化电池排布,有效解决了立柱阴影遮挡等问题。

一块声屏障既当隔音墙又当发电站,这种"一物两用"的思路非常务实。"传统光伏电站需占用大量土地,而密集的路网声屏障恰好为光伏发展提供了全新载体。"湖州管理中心项目负责人的这番话说得很到位。

要知道,中国公路运输碳排放量在交通领域中占绝对大头,减碳压力巨大。在这个背景下,把高速公路沿线那些原本"吃闲饭"的空间盘活起来,不占耕地、不额外征地,就能持续产出清洁电力,这笔账怎么算都划得来。

零碳高速铺新路山东样板打头阵

如果说济南绕城高速的光伏路面是中国在"交能融合"领域交的第一笔学费,那么山东后来的做法,就是交完学费之后真正开窍的表现。

2024年12月20日,济菏高速改扩建工程正式通车,该项目以改扩建为契机,实施"高速+光伏"工程规模化建设,系中国首条改扩建零碳高速。和2017年那条一公里的试验段不同,济菏高速全线光伏发电装机容量30兆瓦,年发电量3300万度,在实现全路段零碳运营的同时,还可创造稳定的经济效益。

光伏板不再被"埋"在路面下挨车轮碾,而是出现在服务区、收费站、匝道圈、边坡等各种场景中。济菏高速采用的光伏组件,已经是山东高速路域光伏的3.0版本。技术迭代的速度可见一斑。

更值得一提的是,整条济菏高速配了一个"智慧大脑"。除布设光伏板外,项目同时布设风力发电、地源热泵设备,打造多能互补零碳应用场景。路域分布式储能配置总容量9MW/18MWH,并辅以移动式储能应急保障。光伏发电、风力发电、储能系统、充电桩……这些设施被统一纳入零碳综合管控平台进行智能调度。

改扩建后,济菏高速运营期内年均碳排放量约1.36万吨,通过减排、增汇、清除等措施实现年均碳减排量约2.25万吨,直接碳排放和间接碳排放净值均小于零。

这意味着什么?意味着这条高速公路不仅不排碳,还在"负排碳"——它产出的绿色效益已经超过了它自身的碳排放。对于一条一百多公里长的高速公路来说,这在全国乃至全球都算得上标杆级的成就。

而山东的"交能融合"野心远不止这一条路。从2021年开始建设全国首个规模化高速公路边坡光伏项目,到如今年均发电约7.8亿千瓦时、年减排二氧化碳约69万吨,山东高速集团路域光伏发电量约占全国路域光伏总容量的70%。这个数字太惊人了——全国十分之七的高速公路沿线光伏发电容量都在山东。

各省也在纷纷跟进。四川提出在全省打造36条光伏高速公路,到2025年高速公路分布式光伏装机容量达到120兆瓦。陕西交控的高速公路路域分布式光伏发电项目投运后预计年均发电量1.45亿度,光伏发电年均减排二氧化碳11.96万吨。上海、云南、四川、河南……一张"交能融合"的全国版图正在迅速铺开。

说到底,"高速公路上装光伏板,以后不用加油站了"这个说法,既浪漫又有一定的超前性。无线充电技术确实在进步,但离大规模商用还有距离。

不过换个角度看,高速公路沿线的服务区充电站正在越建越密、越建越快,驾驶员在济青中线济潍段服务区用液冷超充充电桩快速充电,喝杯咖啡的功夫就能满电出发——这不就是另一种形式的"不用加油站"吗?

从2017年那条一公里长的"网红光伏路",到2024年一百五十多公里的零碳高速,中国在"光伏+高速"这条路上栽过跟头、交过学费,但从来没有停下脚步。

路面铺设走不通就换声屏障,声屏障出了火情就加强安全标准,边坡光伏效率低就优化角度和组件——每一次失败都变成了下一次进步的台阶。这才是真正让人踏实的中国式创新:不怕犯错,就怕不做。