应用太阳能先驱 「光伏建筑一体化」

在香港，超过九成的电力消耗在建筑物，超过六成的碳排放是因为建筑物耗能。减少燃煤和天然气发电，并增加可再生能源发电比例，是达至「碳中和」目标的措施之一。作为研究可再生能源的先驱之一，理大积极利用校园应用和试验可再生能源项目，开发可再生能源利用技术，李兆基楼（Y-Block）的太阳能光伏发电系统即为一例。「香港地贵、不可能像内地西北地区一样把光伏板置于地面上，」研究可再生能源逾３０年的香港理工大学建筑环境及能源工程学系教授杨洪兴说︰「因此要用上『光伏建筑一体化』技术，将光伏板结合建筑物，大幅应用，减少碳排放、打造绿色校园。」

现时香港的发电组合，有约50%来自天然气；另有约25%为高碳排放并造成严重污染的燃煤发电；而包括进口核能和可再生能源的非化石燃料仅占四分之一，特别是在太阳能和风能使用上，远远落后于日本、德国等先进国家，也无法和中国大陆相比。香港政府公布的《迈向更美好的香港： 2050年实现净零碳排放蓝图》，提倡积极改变发电燃料组合，大幅增加可再生能源组合，减低70%的直接碳排放，并引用理工大学研究，提出香港10%的电力可以来自可再生能源，包括太阳能和风力发电。

「我95年来理工大学以后，就开始在校内筹建太阳能光伏建筑发电实验系统。」杨洪兴教授说，他早于1999年已在理工大学建成了香港当时第一个光伏建筑可再生能源实验项目，在邵逸夫楼（VA座）顶层的水箱上安装了8千瓦光伏板以接收太阳能作发电用途，及后，亦于唐炳源楼（F-C座）顶层安装另外一个光伏实验装置。

校园内的领先项目，为社会展示了示范作用，吸引政府和工业界的注意，派员参观有关项目。随后，政府和业界在香港各地陆续兴建多个具示范作用的光伏建筑一体化发电工程。后来，杨教授协助嘉道理农场、赛马会、以至马湾公园等发展项目中，设计和安装了太阳能光伏发电系统，极大推动了香港的太阳能光伏建筑一体化可再生能源发电技术的发展。

「开物成务、励学利民」，杨洪兴教授的研究契合理大校训，不仅开拓研究前沿，更重于实际应用——香港土地弥足珍贵，不可能像外国或内地省份一样将大幅土地用于采集可再生能源，而杨教授的研究，更着重于如何应用在已发展的城市，例如香港、深圳、上海等对电力需求高，但又苦无空间采集可再生能源的都市。杨洪兴教授遂提出「光伏建筑一体化」概念，鼓励社会在筹建、翻新建筑物、或在现有建筑上，加入设计、安装和应用太阳能光伏发电的方案︰「除屋顶外，香港的建筑外墙有很多玻璃幕墙，安装太阳能光伏板可以替代玻璃幕墙，并不影响建筑物的外观，」他说︰「 而且现在有各种光伏板，一平米的光伏板才10多公斤，重量也绝对不是问题。」

早于爱迪生以前，已经有人尝试发明电灯，爱迪生之成功，在于他劝说政府铺设电网，扩大电灯普及使用。同理，要扩大太阳能光伏技术的使用，杨洪兴教授亦积极参与推广应用光伏技术的工作，包括发表多个高被引论文、出版专著、在香港各种会议上发表演讲、去立法会宣传国内外使用可再生能源的进展、组织「香港太阳能学会」并当选第一届会长、向政府和电力公司出谋献策，和同行一起促成政府和电力公司接受光伏系统并网安排，推出「上网电价计划」。

「上网电价计划」自2018年展开，港府透过电力公司向应用太阳能发电系统及其他可再生能源系统、根据不同设备提供每度电3.0至5.0港元的上网电价（现为2.5至4.0港元），为企业和一般市民提供使用可再生能源的经济诱因，大力推展香港应用大阳能光电系统。杨教授说，现在香港有很多建筑，特别是新界的独立屋顶层，已安装了太阳能光伏板。如果按照一个3层楼的独立房屋计算，屋顶可以安装3,000至5,000瓦光伏系统，一年可生产大约3,000至6,000度电，住户或者投资者每年有12,000-24,000港元收益，大概五至七年即可收回安装光伏系统的投资。有关计划备受业界和市民欢迎，极大地推动了太阳能光伏建筑技术应用的发展。

杨洪兴教授其后通过更多科研工作，推动太阳能光伏发电技术的普及应用。他有份参与发明的「自清洁太阳能光伏板纳米涂层」，在光伏板上喷洒具有光催化特性和超亲水特性的涂层后，光伏板面可自行分解吸附表面的有机物，也可以通过雨水把灰尘和污染物冲刷干净，令发电能力增加百分之五至十，更省却市民和物业管理者恒常清洁的麻烦，更有利推广大众和企业使用。该研究成果已经转让给本地的一家企业，用于商业生产。杨教授研究团队也与理工大学校园发展处和校外楼房业主积极合作，于校内X座玻璃幕墙和港灯在南丫岛发电厂的太阳能光伏板上使用了涂层作科技验证。

「香港地方不够，对建筑物的规定很多，安装使用太阳能光伏发电难度高」，杨教授说，理大校园属绝佳的太阳能光伏建筑发电场地，因周边没有高楼，阳光充足，冀我们能在现有的建筑屋顶、未来的新建建筑屋顶和墙面尽量使用此可再生能源技术。充分利用每一平方米屋顶面积安装光伏板，积少成多，是校园里减少碳排放的最有效途径之一，「不仅仅是示范，是真正的应用，利用太阳能供应建筑物所需部分电力，令理工大学成为充分使用可再生能源的表表者。」