這是2024年7月12日在北京延慶區(qū)拍攝的一座太陽能熱發(fā)電實驗電站（無人機照片）。新華社發(fā)
新華社北京12月16日電 題：用太陽能燒陶瓷的科學家
新華社記者袁全
研究太陽能熱發(fā)電的科學家王志峰對冰雪運動有十足的熱情。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能制冷的室內(nèi)滑雪場。在他看來，太陽能是可以跨界應(yīng)用于多種場景的清潔能源，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。
“地球的能量來源就是太陽能，因此無論從理論還是實踐上看，太陽能都具備向低能級的電力、熱力、化學能轉(zhuǎn)換的可行性。”王志峰說。
2025年6月23日，中國科學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
作為中國科學院電工研究所的研究員，數(shù)十年來，王志峰始終努力擴展人類利用太陽能的技術(shù)邊界。
比如，他目前正研究利用太陽光來燒制陶瓷。通過精準調(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。這項太陽能制陶技術(shù)的成果，曾亮相第27屆聯(lián)合國氣候變化大會，向世界展示了中國太陽能熱利用技術(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，他牽頭的太陽能跨季節(jié)儲熱項目，成功實現(xiàn)了將夏季熱量儲存210天用于冬季供暖，有效解決了太陽能間歇性問題。
今年，他又將太陽能的應(yīng)用場景拓展至探月工程，提出了“月球太陽能發(fā)電方案”，旨在通過研發(fā)月軸聚光太陽能電池棒等技術(shù)，在月球上實現(xiàn)太陽能發(fā)電。
2024年，王志峰還帶領(lǐng)團隊成功研發(fā)出全球首臺超臨界二氧化碳太陽能熱發(fā)電機組。該機組以太陽能為能量來源，以超臨界二氧化碳為工質(zhì)實現(xiàn)發(fā)電。
“我接到任務(wù)以后非常忐忑。”王志峰回憶道。2019年項目啟動之初，全球范圍內(nèi)尚無此類電站的成功先例。彼時，歐盟的“地平線2020”計劃、美國能源部的“射日計劃”里都有立項，但均未取得突破。
歷經(jīng)5年的潛心鉆研，王志峰帶領(lǐng)18家科研機構(gòu)組成的團隊，攻克了設(shè)備設(shè)計與制造中的多項技術(shù)難關(guān)，最終實現(xiàn)了集熱器在700攝氏度條件下工作的太陽能超臨界二氧化碳發(fā)電。
“這項技術(shù)的關(guān)鍵價值，不僅在于降低發(fā)電成本，更重要的是，借助儲熱裝置，太陽能熱電站在日落后或惡劣天氣下也能持續(xù)供電，真正實現(xiàn)全天候發(fā)電。”王志峰說。
中科院院士徐建中對此評價道：“沒有王志峰同志的努力和堅持，中國太陽能熱發(fā)電不會有現(xiàn)在的發(fā)展。”
近幾年，中國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的黃金期——裝機容量穩(wěn)步增長，技術(shù)應(yīng)用范圍持續(xù)拓寬，越來越多的企業(yè)投身這一賽道。
今年1月1日起實施的中國首個能源法明確“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)政策推動光熱發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
《中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書2024》顯示，截至2024年年底，中國建成光熱發(fā)電累計裝機容量838.2兆瓦，在全球占比提升至10.6%。
然而30年前，王志峰剛踏入這個行業(yè)的時候，太陽能發(fā)電在中國還是冷門賽道。但他堅信太陽能熱發(fā)電擁有廣闊前景，這份遠見源于他父親的影響。
王志峰的父親王德芳也是太陽能熱利用專家。上世紀50年代，王德芳從清華大學畢業(yè)后毅然從家鄉(xiāng)上海遠赴西北，投身新中國建設(shè)，到80年代轉(zhuǎn)向太陽能建筑的前沿研究工作。王志峰說，最讓他記憶深刻的是父親的奉獻精神——常常主動放棄單位的福利，凡事都優(yōu)先考慮同事。
“這給了我很大影響，讓我學會什么利益都不去爭。”王志峰說。在他口中，所有成就的取得，都是團隊協(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)常往來這些艱苦的地方。
一座太陽能熱電站，通常由數(shù)以萬計的定日鏡構(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的軌跡，將陽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年在北京延慶八達嶺長城附近建成的太陽能熱發(fā)電實驗電站。從第一代以太陽能加熱水到400攝氏度發(fā)電的技術(shù)，到第四代采用太陽能加熱顆粒到700攝氏度，驅(qū)動超臨界二氧化碳發(fā)電的升級方案，這座他領(lǐng)導建設(shè)的電站見證了多項重大實驗的成功落地。他和同事給電站的吸熱塔取名“太陽塔”。
如今，王志峰的團隊正依托這座電站開展溫度高達1460攝氏度的太陽能制陶和水泥研究。“這項研究的意義不僅是替代燃料，還有很高的藝術(shù)價值。”王志峰說，他未來的研究方向是實現(xiàn)科學與藝術(shù)的融合。
“因為每一分鐘的太陽都不一樣，所以每燒出一件作品，質(zhì)地、顏色、花紋也會不一樣。”王志峰說，“這是一個很有意思的工作。”
