日本打造高新科技道路:路面發電、數據傳輸……

2019/11/18


      在被視為「沉睡資産」的道路上應用最新科技的動向在日本擴大。日本東京的一家新興企業MIRAI-LABO開發出了配備光伏面板的道路鋪裝系統。高速公路的管理運營企業「中日本高速道路(NEXCO中日本)」正在開發使用埋入道路的傳感器,發送自動駕駛所需數據的系統。著眼汽車的「CASE」(互聯汽車、自動駕駛、共享和電動化)的普及,日本將正式挖掘總長約128萬公里的國內道路的價值。

         

發生擁堵的日本東名高速公路上行線(資料)

       

      2006年創立的MIRAI-LABO是一家開發緊急用電源等節能設備並向日本全國的警局和地方自治體銷售的新興企業。此次開發出通過太陽光發電的道路鋪裝系統「Solar Mobiway」。該系統使用特殊樹脂覆蓋在光伏面板上,代替道路的鋪裝材料。目前正在與大型道路鋪裝企業NIPPO推進性能測試,力爭在2022年推向實用。

    

      普通的光伏面板抗衝擊性能較差,容易開裂。MIRAI-LABO此次使用柔韌性好的材料,開發出抗衝擊性強的面板。普通面板暴露在路面,容易出現汽車打滑和路面磨損的情況。為防止出現這些情況,將使用混合陶瓷片的透明樹脂覆蓋在面板上。

          

       

      另外,設置在大廈屋頂等場所的光伏面板如果遇到光照角度較小的情況,發電效率將會降低。據稱該公司開發的鋪裝材料中的陶瓷能夠改變太陽光的角度,有望起到全天提高發電量的效果。産生的電力將通過地下的電線存儲至蓄電池內。還設想回收利用純電動汽車(EV)等使用過的電池。

  

      日本國內的道路總長達128萬公里左右,不過主要被用於汽車和人的移動,被視為「沉睡資産」。MIRAI-LABO的平塚利男社長推算「如果將一半的高速公路和國道鋪裝成發電型路面,産生的電力將可滿足日本16.5%的用電量」。

   

      MIRAI-LABO著眼的是汽車的電動化和自動駕駛等「CASE」時代的正式到來。路面所發電力除了用於路燈、道路指示牌外,未來還設想用來為行駛中的純電動車進行無線充電以及作為自動駕駛所需的道路狀況相關數據通信的電源使用。再比如,自動駕駛汽車方面,如果發生因為停電而無法向汽車傳輸信息的狀況,可能引發事故,但如果可以依靠道路來供電則可以帶來很大的益處。

   


      將道路作為發電基地還有其他好處。在平地較少的日本,砍伐森林鋪設光伏面板的情況較多,如果活用道路則可以避免破壞環境。即使因災害引發停電,通過路面的光伏面板發電的話,仍可以維持信號和路燈正常使用。在再生能源的送電網不足成為問題的背景下,使用道路發電還有助於實現「自産自銷」。

        

   

      日本國內的道路趨於老化,今後將迎來大規模的改造維修期。據日本國土交通省推算,今後30年,高速公路和普通道路需要超過2萬億日元的工程費用。由於道路老化對策的時期與CASE大潮到來的時期重疊,越來越多的企業開始開發埋入道路的最新科技。

    

      中日本高速道路將在高速公路上安裝傳感器和攝像頭。該公司已經在東名高速等主要高速公路上埋入地磁傳感器,收集交通擁堵等數據。今後,將以很短的間距設置高精度攝像頭,從而可以不間斷地對道路的運行狀況進行監視。

    

      中日本高速道路管轄的約6成公路使用年限已達到30年,「自明年起,首都圏的主要公路將迎來整修期」(相關負責人)。如果新一代通信標準「5G」達到實用水平,高速公路上就能順利收發大容量影像數據,向自動駕駛車發送數據等道路的附加值將獲得提高。

    

      建築公司大成建設與豐橋技術科學大學正在聯合開發用於純電動汽車的無線供電系統。在地面上鋪設電極後,裝有電力接受設備的純電動汽車在路面行駛時便可接收電力。普利司通也在與東京大學等共同開發在道路上通過輪胎為汽車充電的技術。如果能在道路上供電,就能減少汽車配備的電池量,從而幫助汽車實現車身的輕量化。

    

      這些技術要走向普及面臨的課題是成本。雖説MIRAI-LABO和NIPPO進行試驗的發電型路面鋪裝材料「尚未到定價階段」(NIPPO),但成本的大幅增加難以避免。今後有必要通過擴大生産規模來降低成本,或通過提高道路附加值來構建新的盈利模式。

    

      在日本以外國家,一些政府和企業也在加緊應對汽車的CASE,今後國際競爭將會更加激烈。比如,美國及法國等國家正在推進道路光伏發電技術的開發,但據稱目前還沒有出現明確的成功案例。

    

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