在日本，增加光伏發電設置場所的行動取得進展。日本道路（THE NIPPON ROAD）等開發出了埋入停車場和人行道的光伏面板。據估算，如果在日本所有道路上鋪設光伏面板，發電能力相當於300多個核電站機組。日本國內適合光伏發電的場所有限，不過道路、窗戶及農業溫室等都有望用來進行光伏發電。光伏電力有可能成為地産地消的能源。

　　　

　　日本道路的生産技術本部課長弓木宏之自信地説：「15噸的卡車軋過去也紋絲不動」。該公司與光伏電池初創企業F-WAVE（東京千代田區）合作開發出了埋入路面的光伏面板。

 　

　

　　作為光伏發電的候選場地，首先受到關注的是道路。把光伏面板埋入路面，人和車可以從上面通過。

 

　　市面上流通的光伏面板9成以上採用矽製作，設置在屋頂、山坡、空地等處。為了增加設置場所，最近光伏面板行業內正在開發使用容易透光的材料的封裝技術，還根據用途改變發電使用的光波長等。

  　

　　能承受道路變形

 　　

　　日本道路等的光伏面板採用矽材料，外框採用結實的硬質塑膠。一般道路以10年為單位進行維修，光伏面板被認為將擁有那麼長的壽命。光伏面板通過防滑加工，確保了汽車和行人的安全性。即使道路隨著溫度變化而膨脹、收縮或者因為大型車輛通行等發生了彎曲，面板也可以承受。

　　

 　　

　　光伏面板的能源轉換效率在8％左右，高效率産品在20％左右。雖然轉換效率比較低，但目標是大量鋪設在人行道及停車場上，在當地的設施等使用。2022年8月，在日本道路位於筑波市的設施內跟蓄電池一起施工，嘗試用於夜間照明。計劃2023年度開始面向地方政府等銷售。

  　　　

　　簡單計算的話，在路面設置光伏面板的潛力很大。據開展路面一體型光伏面板業務的MIRAI-LABO（東京都八王子市）介紹，日本國內的道路面積為77萬公頃。據悉如果鋪設光伏面板，輸出功率超過335吉瓦，相當於335個核電站機組。

  　　

　　在國外，德國BASF和加拿大Solar Earth Technologies也在開發路面一體型光伏面板。能源轉換效率為12.7％。從2023年4～6月開始在中國的北京和上海、北美、亞洲、非洲及歐洲等地開展實證實驗。

　　　　

　　　　  

　　部分企業也在推進實用化。法國大型道路建設企業Colas在2019年讓在停車場等地鋪設的光伏面板實用化。還被加拿大及阿聯酋（UAE）等國引進。

  　　

　　在路肩的路緣石上鋪設光伏面板的舉措也在推進。開展混凝土産品業務的ITO YOGYO和早水電機工業（神戶市）除了路面一體型光伏面板，還在開發與路緣石一體化的産品。寬26釐米的路緣石試製品長8.5米，據悉發電量可以點亮LED路燈。

 　

　　用住宅等的窗戶發電也有很大潛力。雖然有的光伏面板以前就可以設置在窗戶上，但面板為了吸收光進行了著色，並且由於設計性，能設置的場所有限。

　

 　　

　　可作為透明窗戶使用的光伏面板備受關注。ENEOS控股（HD）等出資的美國初創企業Ubiquitous Energy開發出了可作為窗戶使用的光伏面板。這是透明的有機薄膜型光伏面板，吸收肉眼看不到的紫外線和紅外線用於發電，能透過可見光。目前的能源轉換效率實驗室水準最高為10％。産品可以穩定輸出，最早2025年在美國上市。

 　　

　　使用農田進行光伏發電的動向也在擴大。以前只是在休耕地上安裝光伏面板，現在計劃安裝到農業溫室上。

  　　

　　需要解決效率和成本問題

 　　　

　　瑞士初創企業Voltiris開發出了安裝在農業溫室天花板上的光伏面板。其工作原理是把透過天花板的光聚集在一起來發電。太陽光中含有多種波長的光，該公司的光伏面板只使用綠色光和近紅外光來發電。據稱，蕃茄和甜椒等蔬菜通過吸收其他波長的光來生長，因此這種面板不會妨礙蔬菜生長，可充分發揮發電能力。爭取2023年內實現商用化。

 　　

　　要進行推廣，需要解決能源轉換效率和成本課題。比如用於公路時，如果交通量較大，發電效率就會下降，導致引入光伏發電的優勢減少。日本道路公司稱，如果建設嵌有光伏面板的公路，費用將是普通公路的數倍以上。

  　　

　　還有可能需要修改道路法。日本目前的法律並未設想到把光伏面板嵌入路面的情況。日本道路公司的弓木科長表示，「如果國家今後通過實施實證實驗等，明確提出所要求的光伏面板規格和標準的話，可能會通過業界團體等提出修改法律的要求」。

  

　　日本政府支援各地引入光伏發電。日本國土交通省在2022年11月召開的審議會上表示，將公開徵集公路光伏發電技術，並實施戶外性能確認測試和課題審查。法國政府和荷蘭政府也在為安裝路面一體型光伏面板提供支援。

　　　　

　　　  　

　　由於日元貶值和俄羅斯進攻烏克蘭之後出現能源危機等原因，日本的電費不斷上漲。能夠地産地消的能源備受期待。

   　　

　　光伏面板大量廢棄的問題引發擔憂

  　　

　　據歐洲光伏發電業界團體「歐洲光伏産業協會（Solar Power Europe）」透露，從全球光伏發電裝機量來看，2021年達到約1.7億千瓦，從2000年之後的累計裝機量來看，到2026年將總共達到約24億千瓦。光伏發電與風力發電、地熱發電等相比，投産之前的週期比較短，可輕鬆引入。但隨著裝機量的增加，廢棄物問題也越來越嚴重。

　　　 

　　日本2012年開始對光伏電力實施固定價格收購制度（FIT）之後，引入光伏發電的動向不斷擴大。光伏面板的壽命和FIT適用期限從2032年開始逐漸到期之後，面板的大量廢棄問題令人擔憂。

  　　

　　日本新能源産業技術綜合開發機構（NEDO）的估算數據顯示，日本國內的光伏面板廢棄量將在2035～2037年前後達到峰值，每年約為17～28萬噸，相當於工業廢棄物最終處理量的1.7～2.7％。目前絕大部分面板採用填埋方式處理。

   　　

　　根據日本環境省的估算，以輸出功率為10千瓦的工業用光伏發電系統為例，從生産到廢棄的過程中會排放約15噸二氧化碳。光伏面板中除了矽和玻璃之外，還含有鋁和銅等資源。減排二氧化碳和進行循環利用也是重要課題。

 　　

　　這方面的對策正在成為商機。三菱化學的子公司新菱（位於北九州市）2月建成了每年可處理9萬塊、約1500噸光伏面板的工廠。據稱可以重新利用超過99％的資源，有望帶來減排2000噸二氧化碳的效果。

 　　

　　歐洲對廢棄光伏面板加強了限制，通過法律規定對資源回收率等進行管理。日本也在環境省的主導下展開了要求必須進行迴圈再利用的討論。能源的引入需要從成本、能源消耗、廢棄物等多方面考慮生命週期。

 　　

　　日本經濟新聞（中文版：日經中文網）三隅勇氣、燧芽實、北川舞

　　　　　 

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