董明珠的“空調(diào)發(fā)電”能實現(xiàn)嗎？
時間：2021-07-16 11:54:38 作者：
Challey7月6日，在CBNData舉辦的2021中國新消費品牌增長峰會上，格力電器董事長兼總裁董明珠稱，格力開發(fā)了一種新技術(shù)，可把光能、儲能和空調(diào)結(jié)合起來，當足夠的能源聚集起來后通過空調(diào)發(fā)電。并表示，把這個技術(shù)深入研究，一個家庭可完全自我發(fā)電，照明不用花一分錢電費。若該技術(shù)得到全球全部應用，全球溫度可降0.5度。
在全球氣候不斷變暖，部分地區(qū)甚至因為高溫而導致災難發(fā)生的情況下，隨時隨地發(fā)電甚至家庭發(fā)電，顯得非常重要。最近格力電器董事長董明珠稱：格力用九年時間研發(fā)了零碳源空調(diào)，可以通過空調(diào)發(fā)電，如果投入使用，可讓全球溫度降低0.5度。此言一出，立即上了熱搜。
那么，空調(diào)發(fā)電是否可行呢？業(yè)界有相信的，也有諷刺的。本文從技術(shù)的角度來分析這種可能性。
董明珠提出空調(diào)當發(fā)電站，全球可降溫0.5度
7月6日，在CBNData舉辦的2021中國新消費品牌增長峰會上，格力電器董事長兼總裁董明珠稱，格力開發(fā)了一種新技術(shù)，可把光能、儲能和空調(diào)結(jié)合起來，當足夠的能源聚集起來后通過空調(diào)發(fā)電。并表示，把這個技術(shù)深入研究，一個家庭可完全自我發(fā)電，照明不用花一分錢電費。若該技術(shù)得到全球全部應用，全球溫度可降0.5度。
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對此，有很多人持懷疑態(tài)度。原因有二：一是技術(shù)路線可行性，二是經(jīng)濟可行性。
空調(diào)發(fā)電技術(shù)路線
空調(diào)發(fā)電可能的技術(shù)路線有兩種，一種是通過空調(diào)室外機安裝太陽能板進行儲能，二是把空調(diào)制冷/制熱的熱量進行回收，即熱電轉(zhuǎn)化發(fā)電。當然還有把這兩種結(jié)合起來的綜合路線。而格力電器申請的專利是通過冷凝水驅(qū)動微型發(fā)電機進行發(fā)電。
技術(shù)路線一：光伏發(fā)電
通過室外機安裝太陽能板進行儲能，這種模式其實就是光伏儲能逆變系統(tǒng)，母線通直流電，再帶直流空調(diào)作為負載。該系統(tǒng)技術(shù)上是可行的，但絕對不能算是空調(diào)發(fā)電，而是光伏發(fā)電。
但是家用光伏發(fā)電不一定能夠普及，主要原因是投入大，條件苛刻，且回報周期長。
這個方案在國外典型的產(chǎn)品是馬斯克的太陽能屋頂。
2016年10月，特斯拉在洛杉磯發(fā)布了太陽能屋頂（Solar roof）和第二代能源墻（Powerwall 2.0）兩款產(chǎn)品。
2019年，特斯拉Solar Roof的第三代產(chǎn)品，外觀類似于普通的瓦片，但表面為帶紋理的玻璃，內(nèi)部隱藏有可以發(fā)電的光伏電池。
2021年，除了繼續(xù)在美國本土市場發(fā)展，特斯拉太陽能屋頂開始進入加拿大和歐洲等海外市場。6月底，特斯拉在拉薩舉行光儲充一體化項目發(fā)布會，宣布其Powerwall電池和太陽能屋頂系統(tǒng)已經(jīng)在中國落地。
特斯拉太陽能屋頂價格
據(jù)國外住在加利福尼亞州奧克蘭市的用戶稱，一座1295平方英尺的房子的報價為47,774美元，其中屋頂為37,274美元，Power wall為10,500美元。這一估計還不包括銷售稅或許可證費用。而美國很多房子的價格也不貴，埃隆·馬斯克(Elon Musk)最近主要住在德克薩斯州布朗斯維爾(Brownsville)附近的一處住所，其價值也才5萬美元。
同時，特斯拉太陽能光伏屋頂?shù)膬r格也不穩(wěn)定。今年4月，特斯拉上調(diào)了光伏屋頂?shù)膬r格，導致大量客戶取消了購買計劃。
國內(nèi)太陽能屋頂
國產(chǎn)的太陽能屋頂方案有很多，但源頭是太陽能瓦片，這方面漢能集團的漢瓦和漢墻市場占有率很大。
漢瓦：太陽能瓦片
漢墻：太陽能墻
國內(nèi)太陽能屋頂電站一般設計容量為3KW-5KW，如果房屋有40㎡斜面南向的屋頂，或60㎡左右的平面屋頂（不同緯度對面積多少的要求會有所不同），可以建設3KWp并網(wǎng)太陽能電站，價格大概在5-10萬元人民幣。按城市居民月均用電以及發(fā)電并網(wǎng)回報，這個投資需要5-7年才能回收。
6月，中國信達資產(chǎn)管理股份有限公司發(fā)布公告稱，2021年6月18日10時，該公司在淘寶網(wǎng)阿里拍賣平臺對漢能光伏科技有限公司債權(quán)資產(chǎn)進行了公開競價活動，僅一名競買人出價27,399,800.00元，現(xiàn)發(fā)布補登公告，若在公告期內(nèi)無異議，將確定競買人（競買號【F4586】）為最終買受人。漢能光伏由于種種原因就此被拍賣。不過，即使被拍賣，漢能光伏的產(chǎn)品和技術(shù)應該一樣會繼續(xù)下去。
現(xiàn)在，回到我們剛才說的空調(diào)發(fā)電。如果要把空調(diào)室外機當做發(fā)電瓦片，需要的面積很大。
分布式光伏發(fā)電安裝1千瓦需要10-20平米的屋頂面積。而空調(diào)是耗電大戶，功率往往在3KW左右，這樣的屋頂面積對于城鎮(zhèn)用戶來說是較大的阻礙。
很明顯，用室外機當光伏接收遠遠不夠，如果是用屋頂，一方面大部分城鎮(zhèn)居民不可能，另一方面也不符合格力空調(diào)的商業(yè)邏輯（做空調(diào)改為做光伏產(chǎn)業(yè)了），用業(yè)界某些人士話稱是“不務正業(yè)”。
技術(shù)路線二：熱電轉(zhuǎn)化發(fā)電，空調(diào)熱能轉(zhuǎn)化為電能
早在2008年，美國就曾推出新型熱電材料，能有效將廢棄熱能轉(zhuǎn)化為電能。
美國GMZ Energy 于2008年4月22日宣布推出一款突破性的新型材料，有助于制造新一代更加清潔、能效更高的產(chǎn)品。這種新型熱電材料使用了納米技術(shù)，清潔環(huán)保，能夠有效地將廢棄的熱能轉(zhuǎn)化為電能。
該款GMZ材料能優(yōu)化電冰箱及空調(diào)的制冷功能，并能利用汽車尾氣排放系統(tǒng)的熱源產(chǎn)生動力。GMZ 材料已經(jīng)研發(fā)成功，并具有成本效益及易于采用等特點，具備商業(yè)可行性。它可以用于現(xiàn)今許多產(chǎn)品，能減少能源消耗和溫室氣體排放。
2011年12月21日，總部位于馬薩諸塞州沃爾瑟姆的GMZ Energy在由三井風投與 I2BF Global Ventures、Energy Technology Ventures、Kleiner Perkins Caufield & Byers 和 BP Alternative Energy 牽頭的 C 輪融資中籌集了 1400 萬美元。據(jù)外媒報道，“GMZ Energy 正在為價值 80 億美元的住宅、商業(yè)和工業(yè)太陽能熱水市場開發(fā)其首款產(chǎn)品。預計將于2012年推出，該產(chǎn)品將直接將其熱電材料集成到傳統(tǒng)的太陽能熱水收集器中，使除了熱和熱水之外，還生產(chǎn)電力。”
該公司在七年內(nèi)獲得了三輪融資，總額約為 2000 萬美元。
但是，到2012 年底，GMZ Energy公司意識到它需要轉(zhuǎn)換方向，原因是中國太陽能電池板制造業(yè)的大幅增長，使得太陽能電池板的價格急劇下降，從而降低了太陽能熱技術(shù)的競爭力，也降低了 GMZ 的熱電設備的吸引力，因為它們是為太陽能集熱器相對低溫的熱量而設計的。
自此，GMZ Energy停止了該產(chǎn)品，轉(zhuǎn)到了400-600 ℃高溫余熱發(fā)電方向。
綜合路線：太陽能與熱電轉(zhuǎn)化相結(jié)合
有關(guān)媒體曾經(jīng)報道：由美國麻省理工學院（MIT）、開發(fā)熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的美國GMZ Energy公司、美國波士頓學院及阿拉伯聯(lián)合酋長國（UAE）馬斯達爾理工學院（Masdar Institute of Science and Technology）的研究人員組成的研究小組，開發(fā)出了采用熱電轉(zhuǎn)換元件的平板型太陽能發(fā)電兼熱水供應系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠“熱電聯(lián)產(chǎn)”，不僅能發(fā)電還能同時供應熱水，發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率為5％左右，同時還能提供50℃左右的熱水。
轉(zhuǎn)換效率或達到14％，制造成本低
該技術(shù)的特點是理論值與實測值差距很小。在論文中，理論轉(zhuǎn)換效率與實際測量值基本一致。理論轉(zhuǎn)換效率大部分取決于熱電轉(zhuǎn)換材料的性能?！叭绻軌?qū)崿F(xiàn)ZT＝2的熱電轉(zhuǎn)換元件，那么發(fā)電面板的轉(zhuǎn)換效率就能夠達到14％”（論文）。
另一方面，制造成本比現(xiàn)有太陽能電池降低。因為通過采用集熱式，可以采用小號熱電轉(zhuǎn)換元件，并且無需追隨太陽轉(zhuǎn)動。論文提到“（此次采用的）BiTe類材料的采購成本只有0.17美元/W”。關(guān)于采用真空容器這一點，論文還介紹說“在中國，采用真空管的太陽能熱水器已經(jīng)導入73GW以上。這些產(chǎn)品的耐用年限為15年”。此外，此次系統(tǒng)的真空度比原有太陽能熱水器差兩個等級也沒關(guān)系。
注：一般太陽能電池板已經(jīng)商業(yè)化的轉(zhuǎn)換效率是17%，最近通威太陽能近日利用 PERC（Passivated Emitterand Rear Cell，是電池的一種結(jié)構(gòu)）量產(chǎn)設備，通過電池制程工藝創(chuàng)新，使其 M6 大尺寸全面積（Area=274.50cm）電池轉(zhuǎn)化效率達到了 23.47%。 這個轉(zhuǎn)換效率打破了世界紀錄。
但是，自從GMZ Energy轉(zhuǎn)變方向后，這個產(chǎn)品方案由于商業(yè)化程度不夠，也沒有合適的場景，也算是流產(chǎn)了。
格力電器的空調(diào)發(fā)電專利
2021年1月，格力電器公開了“一種可發(fā)電的空調(diào)”相關(guān)專利，公開號為CN212362406U。該專利可以利用空調(diào)制冷產(chǎn)生的冷凝水發(fā)電，有效降低待機功耗。
專利摘要提到，現(xiàn)有空調(diào)在待機情況下會消耗電能，一般用戶沒有關(guān)機下拔插座的習慣，使得空調(diào)長期處在待機情況下，造成能源浪費及用戶的經(jīng)濟損失。
“本實用新型提供一種利用冷凝水發(fā)電的空調(diào)，其設有一冷凝水接水槽，用來接收空調(diào)制冷時產(chǎn)生的冷凝水，所述冷凝水接水槽設有一排水口，所述排水口連接一排水通道，排水口出口側(cè)或排水通道上設有一微型發(fā)電機，所述空調(diào)設有一儲能器，所述微型發(fā)電機與所述儲能器電連接，利用空調(diào)制冷下產(chǎn)生的冷凝水進行發(fā)電可以有效降低待機功耗?！睂＠@示。
針對該專利的可行性，家電行業(yè)分析師劉步塵表示，“利用空調(diào)制冷產(chǎn)生的冷凝水發(fā)電，以抵消空調(diào)的待機功耗”這句話至少有兩個邏輯錯誤。“一，空調(diào)待機狀態(tài)下根本不工作，哪來的冷凝水？二，空調(diào)在工作中產(chǎn)生的冷凝水量很少，如果冷凝水能發(fā)電，何不直接給空調(diào)灌水，這樣發(fā)電量更大”。
劉步塵進一步提出，如果這臺能發(fā)電的空調(diào)，可以在不通電的地方使用，才能承認這項專利的價值?！爸庇X感覺這項專利價值不大，不實用。中國企業(yè)對專利數(shù)量很看重，但是對有質(zhì)量有價值的專利卻不怎么在乎”。
從格力電器所有申請的專利來看，除了上面的冷凝水發(fā)電專利以外，沒有發(fā)現(xiàn)其他熱電轉(zhuǎn)化方面的知識產(chǎn)權(quán)。
結(jié)語
從上面的幾種技術(shù)路線，我們看到了空調(diào)發(fā)電的可行性，不是“不務正業(yè)”，就是曾經(jīng)的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)創(chuàng)新遭遇太陽能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化導致成本過高沒有競爭力從而流產(chǎn)。
當然，并不是說國外的創(chuàng)新不行就說中國的創(chuàng)新也不可行，或者說其他創(chuàng)新不行就代表格力也不行。
但是，采用光伏發(fā)電的技術(shù)路線明顯偏離了空調(diào)發(fā)電的方向，至于第二種，則有待新材料甚至半導體轉(zhuǎn)化的發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)化，才可能趟出一條創(chuàng)新之路。
然而，創(chuàng)新一直都是外部發(fā)生的。無論是新能源電動汽車，還是空調(diào)發(fā)電，都會遵循這樣的市場規(guī)律。
汽車動力能量回收系統(tǒng)從最初寶馬等汽車廠商的嘗試，到現(xiàn)在的特斯拉，經(jīng)歷了十余年，期間特斯拉差點倒閉。目前看還是特斯拉這個外部闖入者取得了較大的成功。
隨著技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)發(fā)電不是不可能。如果可能，這個過程可能一樣需要外部的創(chuàng)新來推動。把家庭空調(diào)當做發(fā)電站，不僅需要創(chuàng)新精神，更需要一個獨立的創(chuàng)新體去推動。
責編：Luffy Liu
