随着电网清洁化程度的提高,太阳能热利用的碳排放效益将更加显著。

2026 年 7 月 15 日
作者:Dominic Shales

在英国,屋顶太阳能发电的优势曾经不言而喻。太阳能电池板可以产生清洁电力,而它所连接的电网却燃烧天然气和煤炭。每产生一千瓦时的电力,就相当于减少了一千瓦时的化石燃料消耗,其益处显而易见。

然后英国开始清理电网。煤炭于2024年9月完全退出电网。风能和太阳能共同供电。 去年该国近一半的电力消耗量根据Carbon Brief 2026年1月的分析,屋顶光伏太阳能电池板每年替代的电力越来越清洁,因此,它每年实际减少的碳排放总量也会减少。

清洁电网大幅降低排放量是一项了不起的成就。但其他非电网技术如今也实现了更高比例的碳减排。

Christian Albrecht 是 Naked Energy 集团的业务发展总监,这是一家英国公司,该公司正自信地从光伏发电的阴影中崛起,建造利用阳光加热水而不是发电的集热器。

太阳能热发电是一项年代久远且常被人遗忘的技术,人们大多只在希腊和西班牙的屋顶上看到用螺栓固定的滚筒式太阳能热水器。阿尔布雷希特认为,英国电网越清洁,他的技术就越显得有吸引力——所有流行的事物最终都会卷土重来。这是一个略显奇特的论点,但他却以老练的耐心和说服力将其阐述得淋漓尽致。

点击此处观看 Naked Energy 的 Christian Albrecht 的完整采访。音频版也可在 Spotify、Apple Music 和 Amazon Music 上收听。

光伏板浪费的能量

首先,让我们来看看光伏板是如何利用阳光的,而它们大部分时间都在浪费阳光。业内人士津津乐道于效率提升的零点几个百分点,比如从22%到23%,从23%到23.5%。阿尔布雷希特希望你关注的是剩下的77%。

“太阳能电池板接收到的能量超过百分之百,但只有百分之二十三能转化为电能,”他说。“剩下的太阳能被光伏电池板转化为热能,这些热能不仅使电池板发热,还会辐射到大气中。所以,所有这些能量都白白浪费掉了。” 夏季屋顶上的光伏阵列就像一台制造热量却无人利用的机器。

太阳能热利用系统可以有效利用热量。“太阳能集热器的效率可以达到百分之六十、百分之七十甚至百分之八十,”阿尔布雷希特说道。Naked Energy公司的管道可以将水加热到120摄氏度,适用于淋浴、厨房、洗衣房、游泳池以及大量的工业过程热。

屋顶也因此发挥了更大的作用。传统的太阳能电池板朝南倾斜,会遮挡其后方的物体,因此安装人员会在每排电池板之间留出走廊,使屋顶的一半空间处于空置状态。Naked Energy 的集热器东西走向,仅将吸收器朝南倾斜,这样就无需留出走廊。“你可以用发电设施覆盖整个服务区域,”Albrecht 说。他声称其利用率高达 85%,而光伏发电的利用率仅为 40% 到 50%。

莫雷纳

位于大英图书馆屋顶的“裸露能量”装置。

始终无法下降的数字

效率只是他论点中较小的部分。更重要的是每项技术取代了什么,以及这些燃料在二十五年内会发生什么变化。

天然气不可能变得更清洁。燃烧天然气会释放碳,释放比例由燃料本身决定,因此,到2050年,一千瓦时天然气的碳排放量与今天相同。政府的 2025年转换系数 天然气每千瓦时二氧化碳排放量为0.183公斤,与上一年相比几乎没有变化。技术升级并未改变这一数字,因为燃料本身没有任何改变。

电网电力是一种政策,而政策是不断变化的。随着可再生能源规模的扩大,其碳排放强度迅速下降,政府预计这一趋势将继续下降,直至接近零排放。将这两条线沿着太阳能资产的整个生命周期向前推算,它们会交叉。阿尔布雷希特对最终结果的描述并不复杂。“根据政府的预测,电力排放因子预计将下降到几乎为零的程度,届时太阳能光伏发电将不再减少碳排放。它确实能降低你的电费,但由于电网现在已经清洁,它并不能为你减少任何碳排放。”

既能省钱又不产生碳排放的太阳能电池板仍然值得拥有。然而,它与当初可能作为产品销售时所宣传的已经有所不同了。

与此同时,太阳能热发电系统在其整个生命周期中取代的电力数量却始终不变。“在英国甚至瑞士这样电网非常清洁的地方,由于大量水力发电,”阿尔布雷希特说,“我们能够实现的碳减排量比传统的太阳能光伏阵列高出一个数量级。”

Naked Energy 将射程设定为 二到十倍 传统太阳能的碳减排优势显而易见,阿尔布雷希特对此深信不疑。他指出,推动太阳能普及的两个因素是:集热器的效率和替代能源的排放因子。后者最为重要,也是影响最大的因素。随着电网脱碳进程的推进,太阳能热发电的优势日益凸显。

莫雷纳

太阳能集热器比太阳能光伏板占用更多的屋顶空间。

温布尔登、骑士桥和大英图书馆的屋顶

Naked Energy公司目前有大约120个项目正在进行中,其中不少项目都位于一些耳熟能详的建筑物上。该公司的管道为球员们的淋浴间提供热水。 温布尔登的奥朗吉馆海德公园文华东方酒店内有一组阵列。其中最大的一个就位于大英图书馆上。

图书馆的故事更有意思,因为它原本不可能存在。它是一级保护建筑,位于伦敦市中心,圣潘克拉斯文艺复兴酒店就在旁边,而现在它却承载着…… 英国最大的太阳能热装置:950 个收集器,占地 712.5 平方米,预计每年可减少 55 吨二氧化碳排放,资金来自公共部门脱碳计划。

审批流程包括英国历史建筑与古迹委员会的审查,以及对建筑外观和光线效果的评估,以确保邻居不会被晃到。“这确实是一个相当严格的流程,”阿尔布雷希特说,“但我们顺利通过了。”这套系统从街上是完全看不见的,而这正是它的意义所在。

阿尔布雷希特并不否认那些引人注目的屋顶是偶然之作。“高调的建筑确实有助于我们吸引更多人关注我们的业务,”他说道,随后话锋一转,谈到了那些无人问津的建筑。“我们承接的是大型工业和大型公用设施项目,在这些项目中,视觉冲击力并不重要。而能源密度当然才是关键所在。”

这才是真正的市场所在。啤酒厂、制药厂、纸浆造纸厂、食品饮料厂:这些场所全年都需要工艺热能,而且完全没有美观方面的顾虑。热能约占全球最终能源需求的一半,而且目前仍然主要依赖化石燃料。温布尔登的淋浴间就像一个橱窗,而装瓶厂才是真正的生意所在。

谁也不会有28万欧元闲置着。

卓越的碳排放性能本身并不能赢得订单。而真正可能导致项目失败的,是第一年所需的预付款。

Naked Energy目前正在进行一个价值28万欧元的欧洲客户项目。如果你让这家食品制造商筹集这笔资金,你就是在和他们竞争,因为他们正在建设一条新的灌装生产线、一个新的配送中心或一个新的厂址。

阿尔布雷希特显然不止一次地谈过这个问题。“我们不会专门拨出两三千万英镑用于脱碳项目,”他模仿客户的声音说道,“我们想在工厂里建一条新的灌装生产线。”

因此,该公司推出了“热力即服务”方案,该方案由Naked Energy与其合作伙伴E.​​ON通过其能源基础设施解决方案部门共同打造。Naked Energy及其股权合作伙伴负责资产的融资、建设和运营,并以每兆瓦时固定价格向客户出售热能,“该价格低于客户购买天然气的成本”。制造商通过这种方式实现脱碳,规避燃料价格波动风险,并将资金用于灌装生产线。

其背后的逻辑很简单。将基础设施和燃料成本分摊到25年,供暖的成本就比天然气低。“但你需要第一年就投入资金,”阿尔布雷希特说,“这就是问题所在。” 经济效益一直都很合理。服务模式只是将这些成本转移到一个原本就旨在承担这些成本的资产负债表上。

英国没有支付的补贴

这本应是国家介入的地方,但国家却大多没有。大英图书馆是建立在公共部门脱碳计划的基础上的,而该计划现已到期,且没有替代方案。“目前英国在供热脱碳方面没有任何补贴计划,”阿尔布雷希特说道。

跨过英吉利海峡,情况就大为改观:德国、奥地利、比荷卢经济联盟、西班牙和葡萄牙都出台了强制性规定,此外,工业用地还实行可再生热能拍卖,开发商可以竞相竞标减排碳的成本。

尽管公司总部位于英国,但阿尔布雷希特对于公司未来的发展方向却毫不在意,这一点令人钦佩。“我们的很多业务都在气候更温暖的地方开展,”他说,“而且我们确实受益于欧洲各地的补贴。”

他反复提及的罪魁祸首是廉价天然气,但他小心翼翼地避免对此进行道德评判。数十年的补贴和根深蒂固的基础设施使得天然气价格低廉,这对任何支付账单的人来说都是好事,但对任何试图取代它的人来说却是灾难性的。当现有能源价格低廉时,节省下来的钱不足以偿还对替代能源的投资,因此,在达到顶峰之前,替代能源的商业价值就已经被侵蚀殆尽。

清洁电网告诉我们什么

Naked Energy 正在与一家尚未透露名称的战略合作伙伴完成新一轮融资。 17万英镑B轮融资 该公司于2024年7月宣布成立,由E.ON EIS领投,巴克莱银行联合投资。目前,该公司拥有120个在建项目,产品已通过TÜV认证,并开发出可将工程设计时间从数周缩短至数分钟的设计软件。一切准备就绪。

然而,这种论点的影响范围远不止于这家公司。英国和其他国家已经花了十年时间清洁电力,并且取得了显著成效,产生了切实的下游影响。系统中残留的碳越来越多地来自电网从未处理过的碳,其中大部分是热能:例如啤酒厂的锅炉、发酵罐下的燃烧器以及燃料排放因子固定的燃气。

未来十年脱碳的胜利将取决于那些无人问津的屋顶——啤酒厂、装瓶厂和制药厂的屋顶。照射在那里的阳光与平日一样。如今的不同之处在于,我们可以利用这些阳光的热量,持续降低碳排放。