你可曾設(shè)想過給露天的高速公路加個(gè)遮光擋雨的頂棚，而且還能通過太陽能發(fā)電？
近期，一項(xiàng)發(fā)表在《Earth's Future》期刊上題為《Roofing Highways With Solar Panels Substantially Reduces Carbon Emissions and Traffic Losses》（《用太陽能電池板覆蓋高速公路大大減少碳排放和交通損失》）的研究探索了在高速公路光伏系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的潛力和經(jīng)濟(jì)可行性并量化了其在減少碳排放和交通損失方面的協(xié)同效益。
圖片出自該論文
經(jīng)研究小組評(píng)估，將523億塊最大發(fā)電量250W的太陽能電池板覆蓋全球范圍內(nèi)的高速公路和主要道路的年發(fā)電量可達(dá)17578TWh，是美國年發(fā)電量的四倍多。而2023年全球用電量大約為30000TWh，也就是說整套高速公路光伏若能建成則能夠滿足目前全球一半以上的用電需求。其中，中國、歐盟和美國等擁有廣闊領(lǐng)土和發(fā)達(dá)的公路網(wǎng)絡(luò)的國家擁有更龐大的潛力。若是在地理覆蓋范圍更廣、密度更高的二級(jí)公路安裝電池板則可額外獲得13570TWh的年發(fā)電量，新熱點(diǎn)為印度、東歐、伊朗和巴西。
研究還評(píng)估了高速公路光伏對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)。在充分挖掘高速公路光伏潛力的情況下每年大約可以減少二氧化碳當(dāng)量排放9.66Gt，約占2018年全球總排放量的28.78%，可完全中和交通運(yùn)輸系統(tǒng)的碳排放。其中，中國和美國的減排量最大。
另外，高速公路光伏還能夠極大地降低惡劣天氣（如：雨、雪、冰凍等）引發(fā)的交通事故風(fēng)險(xiǎn)，從而減少交通損失，在歐洲降水概率較高的國家和中國南方多雨地區(qū)的降幅更大。道路交通事故作為全球第八大死因，每年約有135萬人喪生，5000萬人受傷。據(jù)研究員估計(jì)，全球高速公路光伏每年可減少145413人次的道路交通死亡人數(shù)和大約426.6億美元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，相當(dāng)于當(dāng)前道路交通事故死亡人數(shù)減少10.8%，社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)減少17.0%。二級(jí)公路光伏還能使這些數(shù)字進(jìn)一步擴(kuò)大。
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研究小組認(rèn)為，高速公路光伏系統(tǒng)是全球可持續(xù)發(fā)展的綜合解決方案，具有提供清潔電力、減少碳排放和降低交通損失等優(yōu)勢。為了增強(qiáng)其吸引力和競爭力，在未來可以從優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)電網(wǎng)連接、改進(jìn)預(yù)測和調(diào)度技術(shù)、建立市場機(jī)制以及與高速公路建設(shè)同步規(guī)劃等方面上手，作出進(jìn)一步努力，使高速公路光伏在未來得到更廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)然，未來主義的高速公路也會(huì)面臨一系列挑戰(zhàn)，例如昂貴的安裝和維護(hù)成本等以及更多平凡的問題，比如如何清潔數(shù)十億塊太陽能電池板。這些問題為未來的研究提供了寶貴的方向。
