太陽能板公路有否出路?

Thursday, May 4, 2017

太陽能板公路既能通車又能發電,吸引許多國家投入研究開發。法國在2016年底以520萬美元的高價,於西北部的小鎮舖設了一公里長的太陽能板公路。雖然是利用現成的公路建設,但太陽能板公路的造價卻很昂貴,到底未來發展性如何?

 

Wattway 全球首條太陽能板公路

2016年12月,法國環境部長賀雅(Ségolène Royal)在圖爾夫爾鎮啓用了世界第一條太陽能板公路Wattway。Wattway每天約有2,000名駕駛者經過,估計平均每天的電力輸出為767 kWh(夏季甚至可達到每日1500 kWh),每年可以產生280 MWh的電力,產生的能源足夠運行圖爾夫爾鎮的所有路燈。

 

太陽能板公路是法國「Positive Energy」計畫的一部分,是利用既有的公路建設發電,不需要新土地或新房舍。由於公路上有車的時間平均僅約占20%,因此其餘時間可以讓太陽能板公路吸收陽光儲能。理論上只要鋪上25萬平方公里的太陽能板公路,法國的能源就可以自主。太陽能板公路的資金是向石化燃料業者增稅而來,該計畫初期工程將在西部布列塔尼半島和南部馬賽市進行,預計2021年前會將太陽能板安裝在1000公里(621英里)的公路上,產生的電力可以提供法國人口的8%,約5百萬人使用。

 

 

荷蘭與美國的發展

除了法國舖設全球第一條太陽能板公路外,由於騎自行車在荷蘭是一個非常受歡迎的活動,因此荷蘭於2014 年在北部的Krommenie打造了全長70公尺的太陽能板自行車道Solaroad,成為第一個鋪設太陽能板自行車道的國家。

 

Solaroad是在兩條自行車道中的其中一條裝設太陽能板,一年可以產生超過3000 kWh的能源,足以提供3個家庭一年所需的電力。整個Solaroad的檢測時間需要3年,但在開幕一個月後就因為冬天惡劣的天氣造成Solaroad的頂層折斷,一部分的路徑不得不關閉。幸好後來負責該計畫的TNO公司工程師們研究出可以抵禦惡劣天氣的材料,因此不久後SolaRoad又重新開放,並且在運行六個月期間內吸引了超過15萬人在上面騎車。

 

相較於荷蘭,在美國民眾使用自行車通勤的機率只有1%,因此太陽能板車道的計畫仍以公路為主。Solar Roadways是位於愛達荷州的公司,由Scott 及 Julie Brusaw這對夫妻於2006年創立。公司的產品SolarRoadways®(SR)是一種環保材質、可以回收的太陽能板,由特殊配置的鋼化玻璃製成,可以承受卡車的重量及磨耗。當有行人或動物穿越道路時,特殊的感壓裝置還能讓路面發亮,提醒駕駛人注意前方路況。

 

Solar Roadways的目標是要取代傳統瀝青道路,建造一條可以產生能源並且聰明的公路。該公司獲得美國運輸部共160萬美元的資金從事太陽能車道和停車場的建造,用太陽能為電動車充電。Solar Roadways還透過 Indiegogo成功籌資220萬美元,計畫將SR太陽能板舖設於號稱世界上最具代表性,有「美國大街」之稱的66號公路,希望它能產生足夠的能源為休息站提供電力,這將會是第一個把太陽能板舖設在高速公路上的計畫。

 

太陽能板公路的造價成致命傷

太陽能板公路鋪設於現有的道路上,雖然節省空間又環保,但造價非常昂貴,是否值得建造,一直有不同的意見。以法國的Wattway為例,它的太陽能板不到一厘米厚,以多晶矽製成,在極度脆弱的太陽能電池表面,覆蓋上以樹脂與聚合物組成的5 層基板,使太陽能板因此變得堅固,足以抵禦包括卡車在內等所有類型交通工具的垂直壓力,而且重型防滑設計也能減少車禍的發生。建造商Colas 宣稱只要215平方英呎的Wattway,就足夠產生一個法國家庭一年所需要的能源,而且Wattway 太陽能板公路的壽命與一般公路差不多,若在車流量不高的地區,公路壽命甚至可以達到20 年。

 

與傳統的瀝青、水泥公路相較,太陽能板公路雖然具有非常多的優點,但造價卻相對偏高。以法國Wattway為例,一公里的成本為500萬歐元,而荷蘭的SolaRoad 70公尺的建造成本約300萬歐元,美國的SolarRoadways®若要在全美大規模鋪設,可能須花費56兆美元,均高於普通的瀝青、水泥公路。

 

太陽能板公路的發電成本也偏高,每度電約17歐元 (約新台幣578元),是一般屋頂太陽能面板發電成本1.3歐元 (約新台幣44元) 的13倍。而且屋頂的傾斜角度比公路的平面更容易抓住太陽的光線,所以太陽能板公路的發電效能會低於屋頂太陽能面板。但法國再生能源機構SER表示,太陽能發電成本在2009年到2015年間已經下跌了60%,Colas也預期太陽能發電成本在2020年前就會變得有競爭力,屆時太陽能板公路發電成本偏高的現象就會逐漸消失,成為被大眾所接受並且普遍應用的乾淨能源。

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