陶瓷太阳能产业亟待提速

　　“打开水龙头，流出来的是温水，我们也能享受像城里人一样的生活了。”1月7日，山东省巨野县核桃园镇吴平坊村，搬入新居的一位村民兴奋地说。

　　记者在现场看到，与一般房屋的“人字坡”房顶不同，吴平坊村的这些新建房屋采用的是向南整体倾斜的“一面坡”房顶。房顶覆盖的也不是平常所用的红瓦，而是一块块黑色的陶瓷太阳能板。正是依靠这些陶瓷太阳能板，为住户提供了取暖和生活热水。

　　吴平坊村村支书刘长存告诉记者，当地纬度36度，一般农居不取暖，冬天室温普遍只有-2-6℃，个别家庭烧煤取暖，平均室温也难以达到10℃，不仅易造成雾霾等空气污染，而且导致了多起煤气中毒事件。

　　而搬入装有陶瓷太阳能房顶的新居后，情况则发生了变化。该村第一排东第一户的取暖温度记录显示，1月4日清晨6点半，室外温度0℃，而室内温度达到13℃。

　　然而，就是这样一项有利于节能减排的清洁能源技术，正经历着从科技成果走向产业化的艰难转变。

　　与建筑一体化 造价具有竞争力

　　记者从山东省科学院新材料研究所了解到，吴平坊村新建房屋采用的陶瓷太阳能技术正是该所的曹树梁技术团队历经30年研制成功的。此技术已获得中国发明专利和日本、澳大利亚专利。为了加快推进陶瓷太阳能的市场推广和产业化，山东天虹弧板有限公司应运而生。

　　山东天虹弧板有限公司董事长、山东省科学院新材料研究所研究员曹树梁告诉记者，陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，这些无白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、寿命最长、性能最稳定的工程材料之一。不仅如此，陶瓷太阳能的制热性能也很优秀。经国家太阳能热水器质量监督检验中心检测，陶瓷太阳板的阳光吸收比为0.94，陶瓷太阳能房顶的日得热量为8.6MJ，均远高于国家标准。

　　2006年起开始实施的国家标准GB50364-2005“民用建筑太阳能热水系统应用技术规范”提出太阳能热水系统与建筑一体化的基本要求。然而，国家标准实施9年来，传统太阳能系统仍难以实现与房顶真正一体化。

　　在曹树梁看来，传统太阳能热水系统采用金属框架结构，单元面积约2㎡，安装在已经建造好的平房顶或斜房顶上。少数镶嵌在已经建造好的斜房顶上，覆盖面积小，难以安全、方便安装和维护。此外，传统太阳能热水系统是增量投资，价格较高，各部件寿命低于建筑寿命。一户农居为1-2间房间取暖需要40㎡以上太阳能集热系统，成本约6万元，因此难以普及。

　　曹树梁介绍说，相比传统的太阳能集热系统，陶瓷太阳能房顶可以与原房顶共用结构层、保温层、防水层，实现了与建筑结构的一体化，简化了房顶结构，主要部件可与建筑同寿命。改传统的“人字坡”房顶为“一面坡”房顶后，能够成倍增加采光面积，并且大幅降低了单位建筑面积造价。

　　据了解，吴平坊村陶瓷太阳能房顶农居单位面积售价（含太阳能房顶与系统）仅为821元，当地传统农居单位面积售价为900-1000元。而采用传统的太阳能集热系统，其单位面积售价则接近1500元。

　　太阳能利用的经济性是其能否普及的关键。为此，曹树梁和他的技术团队在保持产品性能的前提下，不断地挖掘降低造价的潜力。“用锚桩支撑结构代替原来的框架结构，造价只是原来的1/10。”曹树梁说。

　　生产过程变废为宝 性能优势明显

　　黑瓷复合陶瓷太阳能板简称陶瓷太阳能板，其生产原料是没有白度要求的普通陶瓷和钒钛黑瓷。曹树梁告诉记者，生产陶瓷太阳能板的过程，本身就是变废为宝的过程。

　　据了解，以前制造黑色陶瓷需加入钴、铬、镍、钒、钛、锰、铁等金属氧化物，制造成本很高。曹树梁团队经过长期研究，发明了以工业废弃物——提钒尾渣制造黑色陶瓷的技术，即钒钛黑瓷，目前该技术已获得多国发明专利。

　　“我国提钒尾渣产出量居世界首位。钒钛黑瓷阳光吸收比高而稳定、是成本最低的太阳能吸收材料，可以制造出成本和性能双重优势的钒钛黑瓷太阳板。”曹树梁说。

　　传统上，太阳能集热体通常是金属平板或真空玻璃管。但是，金属平板焊接处容易腐蚀，真空玻璃管的真空度会下降，两者太阳能吸收膜都是在常温下由太阳能吸收材料颗粒聚集形成的分子键结合的膜层，没有形成稳定矿物，长期使用，阳光吸收比会衰减，难以形成多孔立体网状结构。

　　曹树梁告诉记者，陶瓷太阳能板经1200℃烧成，整体是瓷质材料，黑瓷阳光吸收层可以长期承受数百度的温度而阳光吸收比不会衰减，可以长期承受海水、苦咸水的腐蚀，经过数年高温试验的陶瓷太阳能板没有发现明显的结垢现象。

　　起大早赶晚集 产业化亟待提速

　　记者了解到，我国陶瓷墙地砖产能达110亿平方米以上，占全球70％以上，产能过剩23亿平方米，这些生产线改造、转产陶瓷太阳能板所需资金和时间是新建生产线的1/4左右，不仅可以促进我国传统陶瓷工业改造、转型、升级，而且能够带动陶瓷太阳能产业迅速崛起。

　　曹树梁表示，现在最紧迫的是尽快启动陶瓷太阳能市场。“希望能够借助政策驱动和市场推动的双重力量尽快实现产业化。”目前，陶瓷太阳能集热系统已获得山东省建设厅新产品推广证书。

　　据介绍，一些有眼光的企业已经开始与山东天虹弧板有限公司合作，进行陶瓷太阳能板的工业化生产。然而，在业内专家看来，这样好的一项技术，在产业化方面的动作还是太迟缓了。“早在五六年前，就应该推动这一技术成果产业化。”有熟悉情况的人士向记者表示。

　　中国科学技术发展战略研究院副院长郭铁成长期关注陶瓷太阳能项目。他表示，陶瓷太阳能产业既不同于传统的陶瓷产业，也区别于传统的太阳能产业，而是一个全新的产业。“陶瓷太阳能业界亟待建立一个行业协会，统筹推动行业发展。”郭铁成说。

　　山东建筑大学相关专家透露，他们正与山东天虹弧板有限公司保持密切的合作，将着手制定陶瓷太阳能在建筑应用的一系列标准，以推动产业更健康发展。

　　郭铁成认为，山东天虹弧板有限公司已经到了必须实现转型升级的关头。“要从单体创新向集成创新转变；要从单纯的制造企业向设计、研发、标准制定一体化的服务型企业转变；要从技术驱动向市场驱动转变；要从直接经营向资本经营转变。”他建议。

　　山东省科学院相关负责人也表示，今后对于天虹弧板有限公司等旗下企业，将更多地运用市场的手段和股权的方式实现管理，帮助企业更好地适应市场竞争的需要。

　　对于一辈子投身科研的曹树梁来说，他面临的新挑战丝毫不比搞科技发明轻松：他不得不从科技成果发明者变为新产品的市场推广者；从科学家转身为企业家。