應用太陽能先驅 「光伏建築一體化」

在香港，超過九成的電力消耗在建築物，超過六成的碳排放是因為建築物耗能。減少燃煤和天然氣發電，並增加可再生能源發電比例，是達至「碳中和」目標的措施之一。作為研究可再生能源的先驅之一，理大積極利用校園應用和試驗可再生能源項目，開發可再生能源利用技術，李兆基樓（Y-Block）的太陽能光伏發電系統即為一例。「香港地貴、不可能像內地西北地區一樣把光伏板置於地面上，」研究可再生能源逾３０年的香港理工大學建築環境及能源工程學系教授楊洪興說︰「因此要用上『光伏建築一體化』技術，將光伏板結合建築物，大幅應用，減少碳排放、打造綠色校園。」

現時香港的發電組合，有約50%來自天然氣；另有約25%為高碳排放並造成嚴重污染的燃煤發電；而包括進口核能和可再生能源的非化石燃料僅佔四分之一，特別是在太陽能和風能使用上，遠遠落後於日本、德國等先進國家，也無法和中國大陸相比。香港政府公布的《邁向更美好的香港： 2050年實現淨零碳排放藍圖》，提倡積極改變發電燃料組合，大幅增加可再生能源組合，減低70%的直接碳排放，並引用理工大學研究，提出香港10%的電力可以來自可再生能源，包括太陽能和風力發電。

「我95年來理工大學以後，就開始在校內籌建太陽能光伏建築發電實驗系統。」楊洪興教授說，他早於1999年已在理工大學建成了香港當時第一個光伏建築可再生能源實驗項目，在邵逸夫樓（VA座）頂層的水箱上安裝了8千瓦光伏板以接收太陽能作發電用途，及後，亦於唐炳源樓（F-C座）頂層安裝另外一個光伏實驗裝置。

校園內的領先項目，爲社會展示了示範作用，吸引政府和工業界的注意，派員參觀有關項目。隨後，政府和業界在香港各地陸續興建多個具示範作用的光伏建築一體化發電工程。後來，楊教授協助嘉道理農場、賽馬會、以至馬灣公園等發展項目中，設計和安裝了太陽能光伏發電系統，極大推動了香港的太陽能光伏建築一體化可再生能源發電技術的發展。

「開物成務、勵學利民」，楊洪興教授的研究契合理大校訓，不僅開拓研究前沿，更重於實際應用——香港土地彌足珍貴，不可能像外國或內地省份一樣將大幅土地用於採集可再生能源，而楊教授的研究，更著重於如何應用在已發展的城市，例如香港、深圳、上海等對電力需求高，但又苦無空間採集可再生能源的都市。楊洪興教授遂提出「光伏建築一體化」概念，鼓勵社會在籌建、翻新建築物、或在現有建築上，加入設計、安裝和應用太陽能光伏發電的方案︰「除屋頂外，香港的建築外牆有很多玻璃幕牆，安裝太陽能光伏板可以替代玻璃幕牆，並不影響建築物的外觀，」他說︰「 而且現在有各種光伏板，一平米的光伏板才10多公斤，重量也絕對不是問題。」

早於愛迪生以前，已經有人嘗試發明電燈，愛迪生之成功，在於他勸說政府鋪設電網，擴大電燈普及使用。同理，要擴大太陽能光伏技術的使用，楊洪興教授亦積極參與推廣應用光伏技術的工作，包括發表多個高被引論文、出版專著、在香港各種會議上發表演講、去立法會宣傳國內外使用可再生能源的進展、組織「香港太陽能學會」並當選第一屆會長、向政府和電力公司出謀獻策，和同行一起促成政府和電力公司接受光伏系統並網安排，推出「上網電價計劃」。

「上網電價計劃」自2018年展開，港府透過電力公司向應用太陽能發電系統及其他可再生能源系統、根據不同設備提供每度電3.0至5.0港元的上網電價（現為2.5至4.0港元），為企業和一般市民提供使用可再生能源的經濟誘因，大力推展香港應用大陽能光電系統。楊教授說，現在香港有很多建築，特別是新界的獨立屋頂層，已安裝了太陽能光伏板。如果按照一個3層樓的獨立房屋計算，屋頂可以安裝3,000至5,000瓦光伏系統，一年可生產大約3,000至6,000度電，住戶或者投資者每年有12,000-24,000港元收益，大概五至七年即可收回安裝光伏系統的投資。有關計劃備受業界和市民歡迎，極大地推動了太陽能光伏建築技術應用的發展。

楊洪興教授其後通過更多科研工作，推動太陽能光伏發電技術的普及應用。他有份參與發明的「自清潔太陽能光伏板納米塗層」，在光伏板上噴灑具有光催化特性和超親水特性的塗層後，光伏板面可自行分解吸附表面的有機物，也可以通過雨水把灰塵和污染物沖刷乾淨，令發電能力增加百分之五至十，更省卻市民和物業管理者恒常清潔的麻煩，更有利推廣大眾和企業使用。該研究成果已經轉讓給本地的一家企業，用於商業生産。楊教授研究團隊也與理工大學校園發展處和校外樓房業主積極合作，於校內X座玻璃幕牆和港燈在南丫島發電廠的太陽能光伏板上使用了塗層作科技驗證。

「香港地方不夠，對建築物的規定很多，安裝使用太陽能光伏發電難度高」，楊教授說，理大校園屬絕佳的太陽能光伏建築發電場地，因周邊沒有高樓，陽光充足，冀我們能在現有的建築屋頂、未來的新建建築屋頂和牆面盡量使用此可再生能源技術。充分利用每一平方米屋頂面積安裝光伏板，積少成多，是校園裏减少碳排放的最有效途徑之一，「不僅僅是示範，是真正的應用，利用太陽能供應建築物所需部分電力，令理工大學成為充分使用可再生能源的表表者。」