新華社北京12月16日電題：用太陽(yáng)能燒陶瓷的科學(xué)家
新華社記者袁全
研究太陽(yáng)能熱發(fā)電的科學(xué)家王志峰對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)有十足的熱情。他辦公室有一面照片墻，上面全是他和家人在雪道上俯沖、轉(zhuǎn)彎的照片。
他甚至還設(shè)想在光照充足的南方海島建立太陽(yáng)能制冷的室內(nèi)滑雪場(chǎng)。在他看來(lái)，太陽(yáng)能是可以跨界應(yīng)用于多種場(chǎng)景的清潔能源，既可以轉(zhuǎn)化為熱能給人們供暖，也可以轉(zhuǎn)化為包括制冷在內(nèi)的多種能量形式。
“地球的能量來(lái)源就是太陽(yáng)能，因此無(wú)論從理論還是實(shí)踐上看，太陽(yáng)能都具備向低能級(jí)的電力、熱力、化學(xué)能轉(zhuǎn)換的可行性?！蓖踔痉逭f(shuō)。
2025年6月23日，中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員王志峰在辦公室接受記者采訪。新華社記者 袁全 攝
作為中國(guó)科學(xué)院電工研究所的研究員，數(shù)十年來(lái)，王志峰始終努力擴(kuò)展人類(lèi)利用太陽(yáng)能的技術(shù)邊界。
比如，他目前正研究利用太陽(yáng)光來(lái)燒制陶瓷。通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)聚光鏡的角度與溫度，他研發(fā)出一套零碳排放的陶瓷燒制工藝。這項(xiàng)太陽(yáng)能制陶技術(shù)的成果，曾亮相第27屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)，向世界展示了中國(guó)太陽(yáng)能熱利用技術(shù)在高碳工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。
王志峰的腦海中從不缺乏創(chuàng)新構(gòu)想。他的研究觸角既扎根于地球，也延伸至太空。
2021年，他牽頭的太陽(yáng)能跨季節(jié)儲(chǔ)熱項(xiàng)目，成功實(shí)現(xiàn)了將夏季熱量?jī)?chǔ)存210天用于冬季供暖，有效解決了太陽(yáng)能間歇性問(wèn)題。
今年，他又將太陽(yáng)能的應(yīng)用場(chǎng)景拓展至探月工程，提出了“月球太陽(yáng)能發(fā)電方案”，旨在通過(guò)研發(fā)月軸聚光太陽(yáng)能電池棒等技術(shù)，在月球上實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電。
2024年，王志峰還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首臺(tái)超臨界二氧化碳太陽(yáng)能熱發(fā)電機(jī)組。該機(jī)組以太陽(yáng)能為能量來(lái)源，以超臨界二氧化碳為工質(zhì)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
“我接到任務(wù)以后非常忐忑?！蓖踔痉寤貞浀?。2019年項(xiàng)目啟動(dòng)之初，全球范圍內(nèi)尚無(wú)此類(lèi)電站的成功先例。彼時(shí)，歐盟的“地平線2020”計(jì)劃、美國(guó)能源部的“射日計(jì)劃”里都有立項(xiàng)，但均未取得突破。
歷經(jīng)5年的潛心鉆研，王志峰帶領(lǐng)18家科研機(jī)構(gòu)組成的團(tuán)隊(duì)，攻克了設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)了集熱器在700攝氏度條件下工作的太陽(yáng)能超臨界二氧化碳發(fā)電。
“這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵價(jià)值，不僅在于降低發(fā)電成本，更重要的是，借助儲(chǔ)熱裝置，太陽(yáng)能熱電站在日落后或惡劣天氣下也能持續(xù)供電，真正實(shí)現(xiàn)全天候發(fā)電?！蓖踔痉逭f(shuō)。
中科院院士徐建中對(duì)此評(píng)價(jià)道：“沒(méi)有王志峰同志的努力和堅(jiān)持，中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電不會(huì)有現(xiàn)在的發(fā)展?！?/p>
近幾年，中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的黃金期——裝機(jī)容量穩(wěn)步增長(zhǎng)，技術(shù)應(yīng)用范圍持續(xù)拓寬，越來(lái)越多的企業(yè)投身這一賽道。
今年1月1日起實(shí)施的中國(guó)首個(gè)能源法明確“積極發(fā)展光熱發(fā)電”。中央和地方政府也發(fā)布了相關(guān)政策推動(dòng)光熱發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
《中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)藍(lán)皮書(shū)2024》顯示，截至2024年年底，中國(guó)建成光熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量838.2兆瓦，在全球占比提升至10.6%。
然而30年前，王志峰剛踏入這個(gè)行業(yè)的時(shí)候，太陽(yáng)能發(fā)電在中國(guó)還是冷門(mén)賽道。但他堅(jiān)信太陽(yáng)能熱發(fā)電擁有廣闊前景，這份遠(yuǎn)見(jiàn)源于他父親的影響。
王志峰的父親王德芳也是太陽(yáng)能熱利用專(zhuān)家。上世紀(jì)50年代，王德芳從清華大學(xué)畢業(yè)后毅然從家鄉(xiāng)上海遠(yuǎn)赴西北，投身新中國(guó)建設(shè)，到80年代轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能建筑的前沿研究工作。王志峰說(shuō)，最讓他記憶深刻的是父親的奉獻(xiàn)精神——常常主動(dòng)放棄單位的福利，凡事都優(yōu)先考慮同事。
“這給了我很大影響，讓我學(xué)會(huì)什么利益都不去爭(zhēng)?！蓖踔痉逭f(shuō)。在他口中，所有成就的取得，都是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的功勞，而他自己的努力卻很少提及。
光熱發(fā)電站多建于戈壁、荒漠等地區(qū)，夏季氣溫高達(dá)40攝氏度，冬季則低至零下20攝氏度。像王志峰這樣的科研人員要經(jīng)常往來(lái)這些艱苦的地方。
一座太陽(yáng)能熱電站，通常由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的定日鏡構(gòu)成。這些鏡面以同心圓狀排布在地面，像向日葵一樣追隨著太陽(yáng)的軌跡，將陽(yáng)光反射并匯聚到中央的吸熱塔上。
王志峰最有成就的作品是2012年在北京延慶八達(dá)嶺長(zhǎng)城附近建成的太陽(yáng)能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站。從第一代以太陽(yáng)能加熱水到400攝氏度發(fā)電的技術(shù)，到第四代采用太陽(yáng)能加熱顆粒到700攝氏度，驅(qū)動(dòng)超臨界二氧化碳發(fā)電的升級(jí)方案，這座他領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)的電站見(jiàn)證了多項(xiàng)重大實(shí)驗(yàn)的成功落地。他和同事給電站的吸熱塔取名“太陽(yáng)塔”。
如今，王志峰的團(tuán)隊(duì)正依托這座電站開(kāi)展溫度高達(dá)1460攝氏度的太陽(yáng)能制陶和水泥研究?！斑@項(xiàng)研究的意義不僅是替代燃料，還有很高的藝術(shù)價(jià)值?！蓖踔痉逭f(shuō)，他未來(lái)的研究方向是實(shí)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的融合。
“因?yàn)槊恳环昼姷奶?yáng)都不一樣，所以每燒出一件作品，質(zhì)地、顏色、花紋也會(huì)不一樣。”王志峰說(shuō)，“這是一個(gè)很有意思的工作?！?/p>
