在全球氣候不斷變暖，部分地區(qū)甚至因?yàn)楦邷囟鴮?dǎo)致災(zāi)難發(fā)生的情況下，隨時(shí)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(zhǎng)董明珠稱：格力用九年時(shí)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(dāng)發(fā)電站，全球可降溫0.5度

7月6日，在CBNData舉辦的2021中國(guó)新消費(fèi)品牌增長(zhǎng)峰會(huì)上，格力電器董事長(zhǎng)兼總裁董明珠稱，格力開發(fā)了一種新技術(shù)，可把光能、儲(chǔ)能和空調(diào)結(jié)合起來，當(dāng)足夠的能源聚集起來后通過空調(diào)發(fā)電。并表示，把這個(gè)技術(shù)深入研究，一個(gè)家庭可完全自我發(fā)電，照明不用花一分錢電費(fèi)。若該技術(shù)得到全球全部應(yīng)用，全球溫度可降0.5度。

對(duì)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(jì)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(jī)安裝太陽能板進(jìn)行儲(chǔ)能，二是把空調(diào)制冷/制熱的熱量進(jìn)行回收，即熱電轉(zhuǎn)化發(fā)電。當(dāng)然還有把這兩種結(jié)合起來的綜合路線。而格力電器申請(qǐng)的專利是通過冷凝水驅(qū)動(dòng)微型發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

技術(shù)路線一：光伏發(fā)電

通過室外機(jī)安裝太陽能板進(jìn)行儲(chǔ)能，這種模式其實(shí)就是光伏儲(chǔ)能逆變系統(tǒng)，母線通直流電，再帶直流空調(diào)作為負(fù)載。該系統(tǒng)技術(shù)上是可行的，但絕對(duì)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(bào)周期長(zhǎng)。

這個(gè)方案在國(guó)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(guó)本土市場(chǎng)發(fā)展，特斯拉太陽能屋頂開始進(jìn)入加拿大和歐洲等海外市場(chǎng)。6月底，特斯拉在拉薩舉行光儲(chǔ)充一體化項(xiàng)目發(fā)布會(huì)，宣布其Powerwall電池和太陽能屋頂系統(tǒng)已經(jīng)在中國(guó)落地。

特斯拉太陽能屋頂價(jià)格

據(jù)國(guó)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(bào)價(jià)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(jì)還不包括銷售稅或許可證費(fèi)用。而美國(guó)很多房子的價(jià)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(jià)值也才5萬美元。

同時(shí)，特斯拉太陽能光伏屋頂?shù)膬r(jià)格也不穩(wěn)定。今年4月，特斯拉上調(diào)了光伏屋頂?shù)膬r(jià)格，導(dǎo)致大量客戶取消了購(gòu)買計(jì)劃。

國(guó)內(nèi)太陽能屋頂

國(guó)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(tuán)的漢瓦和漢墻市場(chǎng)占有率很大。

漢瓦：太陽能瓦片

漢墻：太陽能墻

國(guó)內(nèi)太陽能屋頂電站一般設(shè)計(jì)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(duì)面積多少的要求會(huì)有所不同），可以建設(shè)3KWp并網(wǎng)太陽能電站，價(jià)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(bào)，這個(gè)投資需要5-7年才能回收。

6月，中國(guó)信達(dá)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(shí)，該公司在淘寶網(wǎng)阿里拍賣平臺(tái)對(duì)漢能光伏科技有限公司債權(quán)資產(chǎn)進(jìn)行了公開競(jìng)價(jià)活動(dòng)，僅一名競(jìng)買人出價(jià)27,399,800.00元，現(xiàn)發(fā)布補(bǔ)登公告，若在公告期內(nèi)無異議，將確定競(jìng)買人（競(jìng)買號(hào)【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(yīng)該一樣會(huì)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(jī)當(dāng)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(duì)于城鎮(zhèn)用戶來說是較大的阻礙。

很明顯，用室外機(jī)當(dāng)光伏接收遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(wù)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(guó)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(guó)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(dòng)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(diǎn)，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(fēng)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(bào)道，“GMZ Energy 正在為價(jià)值 80 億美元的住宅、商業(yè)和工業(yè)太陽能熱水市場(chǎng)開發(fā)其首款產(chǎn)品。預(yù)計(jì)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?！?/p>

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(shí)到它需要轉(zhuǎn)換方向，原因是中國(guó)太陽能電池板制造業(yè)的大幅增長(zhǎng)，使得太陽能電池板的價(jià)格急劇下降，從而降低了太陽能熱技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，也降低了 GMZ 的熱電設(shè)備的吸引力，因?yàn)樗鼈兪菫樘柲芗療崞飨鄬?duì)低溫的熱量而設(shè)計(jì)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(bào)道：由美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）、開發(fā)熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的美國(guó)GMZ Energy公司、美國(guó)波士頓學(xué)院及阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)（UAE）馬斯達(dá)爾理工學(xué)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(yīng)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(shí)供應(yīng)熱水，發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率為5％左右，同時(shí)還能提供50℃左右的熱水。

轉(zhuǎn)換效率或達(dá)到14％，制造成本低

該技術(shù)的特點(diǎn)是理論值與實(shí)測(cè)值差距很小。在論文中，理論轉(zhuǎn)換效率與實(shí)際測(cè)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(dá)到14％”（論文）。

另一方面，制造成本比現(xiàn)有太陽能電池降低。因?yàn)橥ㄟ^采用集熱式，可以采用小號(hào)熱電轉(zhuǎn)換元件，并且無需追隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。論文提到“（此次采用的）BiTe類材料的采購(gòu)成本只有0.17美元/W”。關(guān)于采用真空容器這一點(diǎn)，論文還介紹說“在中國(guó)，采用真空管的太陽能熱水器已經(jīng)導(dǎo)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(gè)等級(jí)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(shè)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(dá)到了 23.47%。 這個(gè)轉(zhuǎn)換效率打破了世界紀(jì)錄。

但是，自從GMZ Energy轉(zhuǎn)變方向后，這個(gè)產(chǎn)品方案由于商業(yè)化程度不夠，也沒有合適的場(chǎng)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(hào)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(jī)功耗。

專利摘要提到，現(xiàn)有空調(diào)在待機(jī)情況下會(huì)消耗電能，一般用戶沒有關(guān)機(jī)下拔插座的習(xí)慣，使得空調(diào)長(zhǎng)期處在待機(jī)情況下，造成能源浪費(fèi)及用戶的經(jīng)濟(jì)損失。

“本實(shí)用新型提供一種利用冷凝水發(fā)電的空調(diào)，其設(shè)有一冷凝水接水槽，用來接收空調(diào)制冷時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，所述冷凝水接水槽設(shè)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(shè)有一微型發(fā)電機(jī)，所述空調(diào)設(shè)有一儲(chǔ)能器，所述微型發(fā)電機(jī)與所述儲(chǔ)能器電連接，利用空調(diào)制冷下產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行發(fā)電可以有效降低待機(jī)功耗?！睂＠@示。

針對(duì)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(jī)功耗”這句話至少有兩個(gè)邏輯錯(cuò)誤。“一，空調(diào)待機(jī)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(jìn)一步提出，如果這臺(tái)能發(fā)電的空調(diào)，可以在不通電的地方使用，才能承認(rèn)這項(xiàng)專利的價(jià)值?！爸庇X感覺這項(xiàng)專利價(jià)值不大，不實(shí)用。中國(guó)企業(yè)對(duì)專利數(shù)量很看重，但是對(duì)有質(zhì)量有價(jià)值的專利卻不怎么在乎”。

從格力電器所有申請(qǐng)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(shí)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(wù)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(dǎo)致成本過高沒有競(jìng)爭(zhēng)力從而流產(chǎn)。

當(dāng)然，并不是說國(guó)外的創(chuàng)新不行就說中國(guó)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(dǎo)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(dòng)汽車，還是空調(diào)發(fā)電，都會(huì)遵循這樣的市場(chǎng)規(guī)律。

汽車動(dòng)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(diǎn)倒閉。目前看還是特斯拉這個(gè)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(gè)過程可能一樣需要外部的創(chuàng)新來推動(dòng)。把家庭空調(diào)當(dāng)做發(fā)電站，不僅需要?jiǎng)?chuàng)新精神，更需要一個(gè)獨(dú)立的創(chuàng)新體去推動(dòng)。

責(zé)編：Luffy Liu