中國儲能網(wǎng)訊：“打開水龍頭，流出來的是溫水，我們也能享受像城里人一樣的生活了。”1月7日，山東省巨野縣核桃園鎮(zhèn)吳平坊村，搬入新居的一位村民興奮地說。
記者在現(xiàn)場看到，與一般房屋的“人字坡”房頂不同，吳平坊村的這些新建房屋采用的是向南整體傾斜的“一面坡”房頂。房頂覆蓋的也不是平常所用的紅瓦，而是一塊塊黑色的陶瓷太陽能板。正是依靠這些陶瓷太陽能板，為住戶提供了取暖和生活熱水。
吳平坊村村支書劉長存告訴記者，當(dāng)?shù)鼐暥?6度，一般農(nóng)居不取暖，冬天室溫普遍只有-2-6℃，個別家庭燒煤取暖，平均室溫也難以達(dá)到10℃，不僅易造成霧霾等空氣污染，而且導(dǎo)致了多起煤氣中毒事件。
而搬入裝有陶瓷太陽能房頂?shù)男戮雍?，情況則發(fā)生了變化。該村第一排東第一戶的取暖溫度記錄顯示，1月4日清晨6點半，室外溫度0℃，而室內(nèi)溫度達(dá)到13℃。
然而，就是這樣一項有利于節(jié)能減排的清潔能源技術(shù)，正經(jīng)歷著從科技成果走向產(chǎn)業(yè)化的艱難轉(zhuǎn)變。
與建筑一體化 造價具有競爭力
記者從山東省科學(xué)院新材料研究所了解到，吳平坊村新建房屋采用的陶瓷太陽能技術(shù)正是該所的曹樹梁技術(shù)團(tuán)隊歷經(jīng)30年研制成功的。此技術(shù)已獲得中國發(fā)明專利和日本、澳大利亞專利。為了加快推進(jìn)陶瓷太陽能的市場推廣和產(chǎn)業(yè)化，山東天虹弧板有限公司應(yīng)運而生。
山東天虹弧板有限公司董事長、山東省科學(xué)院新材料研究所研究員曹樹梁告訴記者，陶瓷太陽板的基體是普通陶瓷，這些無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一。不僅如此，陶瓷太陽能的制熱性能也很優(yōu)秀。經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，陶瓷太陽板的陽光吸收比為0.94，陶瓷太陽能房頂?shù)娜盏脽崃繛?.6MJ，均遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
2006年起開始實施的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50364-2005“民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”提出太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化的基本要求。然而，國家標(biāo)準(zhǔn)實施9年來，傳統(tǒng)太陽能系統(tǒng)仍難以實現(xiàn)與房頂真正一體化。
在曹樹梁看來，傳統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)采用金屬框架結(jié)構(gòu)，單元面積約2㎡，安裝在已經(jīng)建造好的平房頂或斜房頂上。少數(shù)鑲嵌在已經(jīng)建造好的斜房頂上，覆蓋面積小，難以安全、方便安裝和維護(hù)。此外，傳統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)是增量投資，價格較高，各部件壽命低于建筑壽命。一戶農(nóng)居為1-2間房間取暖需要40㎡以上太陽能集熱系統(tǒng)，成本約6萬元，因此難以普及。
曹樹梁介紹說，相比傳統(tǒng)的太陽能集熱系統(tǒng)，陶瓷太陽能房頂可以與原房頂共用結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層，實現(xiàn)了與建筑結(jié)構(gòu)的一體化，簡化了房頂結(jié)構(gòu)，主要部件可與建筑同壽命。改傳統(tǒng)的“人字坡”房頂為“一面坡”房頂后，能夠成倍增加采光面積，并且大幅降低了單位建筑面積造價。
據(jù)了解，吳平坊村陶瓷太陽能房頂農(nóng)居單位面積售價（含太陽能房頂與系統(tǒng)）僅為821元，當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)農(nóng)居單位面積售價為900-1000元。而采用傳統(tǒng)的太陽能集熱系統(tǒng)，其單位面積售價則接近1500元。
太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性是其能否普及的關(guān)鍵。為此，曹樹梁和他的技術(shù)團(tuán)隊在保持產(chǎn)品性能的前提下，不斷地挖掘降低造價的潛力。“用錨樁支撐結(jié)構(gòu)代替原來的框架結(jié)構(gòu)，造價只是原來的1/10?！辈軜淞赫f。
生產(chǎn)過程變廢為寶 性能優(yōu)勢明顯
黑瓷復(fù)合陶瓷太陽能板簡稱陶瓷太陽能板，其生產(chǎn)原料是沒有白度要求的普通陶瓷和釩鈦黑瓷。曹樹梁告訴記者，生產(chǎn)陶瓷太陽能板的過程，本身就是變廢為寶的過程。
據(jù)了解，以前制造黑色陶瓷需加入鈷、鉻、鎳、釩、鈦、錳、鐵等金屬氧化物，制造成本很高。曹樹梁團(tuán)隊經(jīng)過長期研究，發(fā)明了以工業(yè)廢棄物——提釩尾渣制造黑色陶瓷的技術(shù)，即釩鈦黑瓷，目前該技術(shù)已獲得多國發(fā)明專利。
“我國提釩尾渣產(chǎn)出量居世界首位。釩鈦黑瓷陽光吸收比高而穩(wěn)定、是成本最低的太陽能吸收材料，可以制造出成本和性能雙重優(yōu)勢的釩鈦黑瓷太陽板?！辈軜淞赫f。
傳統(tǒng)上，太陽能集熱體通常是金屬平板或真空玻璃管。但是，金屬平板焊接處容易腐蝕，真空玻璃管的真空度會下降，兩者太陽能吸收膜都是在常溫下由太陽能吸收材料顆粒聚集形成的分子鍵結(jié)合的膜層，沒有形成穩(wěn)定礦物，長期使用，陽光吸收比會衰減，難以形成多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
曹樹梁告訴記者，陶瓷太陽能板經(jīng)1200℃燒成，整體是瓷質(zhì)材料，黑瓷陽光吸收層可以長期承受數(shù)百度的溫度而陽光吸收比不會衰減，可以長期承受海水、苦咸水的腐蝕，經(jīng)過數(shù)年高溫試驗的陶瓷太陽能板沒有發(fā)現(xiàn)明顯的結(jié)垢現(xiàn)象。
起大早趕晚集 產(chǎn)業(yè)化亟待提速
記者了解到，我國陶瓷墻地磚產(chǎn)能達(dá)110億平方米以上，占全球70％以上，產(chǎn)能過剩23億平方米，這些生產(chǎn)線改造、轉(zhuǎn)產(chǎn)陶瓷太陽能板所需資金和時間是新建生產(chǎn)線的1/4左右，不僅可以促進(jìn)我國傳統(tǒng)陶瓷工業(yè)改造、轉(zhuǎn)型、升級，而且能夠帶動陶瓷太陽能產(chǎn)業(yè)迅速崛起。
曹樹梁表示，現(xiàn)在最緊迫的是盡快啟動陶瓷太陽能市場?！跋Ｍ軌蚪柚唑?qū)動和市場推動的雙重力量盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”目前，陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)已獲得山東省建設(shè)廳新產(chǎn)品推廣證書。
據(jù)介紹，一些有眼光的企業(yè)已經(jīng)開始與山東天虹弧板有限公司合作，進(jìn)行陶瓷太陽能板的工業(yè)化生產(chǎn)。然而，在業(yè)內(nèi)專家看來，這樣好的一項技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)化方面的動作還是太遲緩了?！霸缭谖辶昵埃蛻?yīng)該推動這一技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化?！庇惺煜で闆r的人士向記者表示。
中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院副院長郭鐵成長期關(guān)注陶瓷太陽能項目。他表示，陶瓷太陽能產(chǎn)業(yè)既不同于傳統(tǒng)的陶瓷產(chǎn)業(yè)，也區(qū)別于傳統(tǒng)的太陽能產(chǎn)業(yè)，而是一個全新的產(chǎn)業(yè)?！疤沾商柲軜I(yè)界亟待建立一個行業(yè)協(xié)會，統(tǒng)籌推動行業(yè)發(fā)展?！惫F成說。
山東建筑大學(xué)相關(guān)專家透露，他們正與山東天虹弧板有限公司保持密切的合作，將著手制定陶瓷太陽能在建筑應(yīng)用的一系列標(biāo)準(zhǔn)，以推動產(chǎn)業(yè)更健康發(fā)展。
郭鐵成認(rèn)為，山東天虹弧板有限公司已經(jīng)到了必須實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)頭?！耙獜膯误w創(chuàng)新向集成創(chuàng)新轉(zhuǎn)變；要從單純的制造企業(yè)向設(shè)計、研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定一體化的服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變；要從技術(shù)驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變；要從直接經(jīng)營向資本經(jīng)營轉(zhuǎn)變?！彼ㄗh。
山東省科學(xué)院相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，今后對于天虹弧板有限公司等旗下企業(yè)，將更多地運用市場的手段和股權(quán)的方式實現(xiàn)管理，幫助企業(yè)更好地適應(yīng)市場競爭的需要。
對于一輩子投身科研的曹樹梁來說，他面臨的新挑戰(zhàn)絲毫不比搞科技發(fā)明輕松：他不得不從科技成果發(fā)明者變?yōu)樾庐a(chǎn)品的市場推廣者；從科學(xué)家轉(zhuǎn)身為企業(yè)家。
