董小姐的“空调发电”能实现吗？

在全球气候不断变暖，部分地区甚至因为高温而导致灾难发生的情况下，随时随地发电甚至家庭发电，显得非常重要。最近格力电器董事长董明珠称：格力用九年时间研发了零碳源空调，可以通过空调发电，如果投入使用，可让全球温度降低0.5度。此言一出，立即上了热搜。

那么，空调发电是否可行呢？业界有相信的，也有讽刺的。本文从技术的角度来分析这种可能性。

董明珠提出空调当发电站，全球可降温0.5度

7月6日，在CBNData举办的2021中国新消费品牌增长峰会上，格力电器董事长兼总裁董明珠称，格力开发了一种新技术，可把光能、储能和空调结合起来，当足够的能源聚集起来后通过空调发电。并表示，把这个技术深入研究，一个家庭可完全自我发电，照明不用花一分钱电费。若该技术得到全球全部应用，全球温度可降0.5度。

对此，有很多人持怀疑态度。原因有二：一是技术路线可行性，二是经济可行性。

空调发电技术路线

空调发电可能的技术路线有两种，一种是通过空调室外机安装太阳能板进行储能，二是把空调制冷/制热的热量进行回收，即热电转化发电。当然还有把这两种结合起来的综合路线。而格力电器申请的专利是通过冷凝水驱动微型发电机进行发电。

技术路线一：光伏发电

通过室外机安装太阳能板进行储能，这种模式其实就是光伏储能逆变系统，母线通直流电，再带直流空调作为负载。该系统技术上是可行的，但绝对不能算是空调发电，而是光伏发电。

但是家用光伏发电不一定能够普及，主要原因是投入大，条件苛刻，且回报周期长。

这个方案在国外典型的产品是马斯克的太阳能屋顶。

2016年10月，特斯拉在洛杉矶发布了太阳能屋顶（Solar roof）和第二代能源墙（Powerwall 2.0）两款产品。

2019年，特斯拉Solar Roof的第三代产品，外观类似于普通的瓦片，但表面为带纹理的玻璃，内部隐藏有可以发电的光伏电池。

2021年，除了继续在美国本土市场发展，特斯拉太阳能屋顶开始进入加拿大和欧洲等海外市场。6月底，特斯拉在拉萨举行光储充一体化项目发布会，宣布其Powerwall电池和太阳能屋顶系统已经在中国落地。

特斯拉太阳能屋顶价格

据国外住在加利福尼亚州奥克兰市的用户称，一座1295平方英尺的房子的报价为47,774美元，其中屋顶为37,274美元，Power wall为10,500美元。这一估计还不包括销售税或许可证费用。而美国很多房子的价格也不贵，埃隆·马斯克(Elon Musk)最近主要住在德克萨斯州布朗斯维尔(Brownsville)附近的一处住所，其价值也才5万美元。

同时，特斯拉太阳能光伏屋顶的价格也不稳定。今年4月，特斯拉上调了光伏屋顶的价格，导致大量客户取消了购买计划。

国内太阳能屋顶

国产的太阳能屋顶方案有很多，但源头是太阳能瓦片，这方面汉能集团的汉瓦和汉墙市场占有率很大。

汉瓦：太阳能瓦片

汉墙：太阳能墙

国内太阳能屋顶电站一般设计容量为3KW-5KW，如果房屋有40㎡斜面南向的屋顶，或60㎡左右的平面屋顶（不同纬度对面积多少的要求会有所不同），可以建设3KWp并网太阳能电站，价格大概在5-10万元人民币。按城市居民月均用电以及发电并网回报，这个投资需要5-7年才能回收。

6月，中国信达资产管理股份有限公司发布公告称，2021年6月18日10时，该公司在淘宝网阿里拍卖平台对汉能光伏科技有限公司债权资产进行了公开竞价活动，仅一名竞买人出价27,399,800.00元，现发布补登公告，若在公告期内无异议，将确定竞买人（竞买号【F4586】）为最终买受人。汉能光伏由于种种原因就此被拍卖。不过，即使被拍卖，汉能光伏的产品和技术应该一样会继续下去。

现在，回到我们刚才说的空调发电。如果要把空调室外机当做发电瓦片，需要的面积很大。

分布式光伏发电安装1千瓦需要10-20平米的屋顶面积。而空调是耗电大户，功率往往在3KW左右，这样的屋顶面积对于城镇用户来说是较大的阻碍。

很明显，用室外机当光伏接收远远不够，如果是用屋顶，一方面大部分城镇居民不可能，另一方面也不符合格力空调的商业逻辑（做空调改为做光伏产业了），用业界某些人士话称是“不务正业”。

技术路线二：热电转化发电，空调热能转化为电能

早在2008年，美国就曾推出新型热电材料，能有效将废弃热能转化为电能。

美国GMZ Energy 于2008年4月22日宣布推出一款突破性的新型材料，有助于制造新一代更加清洁、能效更高的产品。这种新型热电材料使用了纳米技术，清洁环保，能够有效地将废弃的热能转化为电能。

该款GMZ材料能优化电冰箱及空调的制冷功能，并能利用汽车尾气排放系统的热源产生动力。GMZ 材料已经研发成功，并具有成本效益及易于采用等特点，具备商业可行性。它可以用于现今许多产品，能减少能源消耗和温室气体排放。

2011年12月21日，总部位于马萨诸塞州沃尔瑟姆的GMZ Energy在由三井风投与 I2BF Global Ventures、Energy TechnologyVentures、Kleiner Perkins Caufield & Byers 和 BP Alternative Energy 牵头的 C 轮融资中筹集了 1400 万美元。据外媒报道，“GMZ Energy 正在为价值 80 亿美元的住宅、商业和工业太阳能热水市场开发其首款产品。预计将于2012年推出，该产品将直接将其热电材料集成到传统的太阳能热水收集器中，使除了热和热水之外，还生产电力。”

该公司在七年内获得了三轮融资，总额约为 2000 万美元。

但是，到2012 年底，GMZ Energy公司意识到它需要转换方向，原因是中国太阳能电池板制造业的大幅增长，使得太阳能电池板的价格急剧下降，从而降低了太阳能热技术的竞争力，也降低了 GMZ 的热电设备的吸引力，因为它们是为太阳能集热器相对低温的热量而设计的。

自此，GMZ Energy停止了该产品，转到了400-600 ℃高温余热发电方向。

综合路线：太阳能与热电转化相结合

有关媒体曾经报道：由美国麻省理工学院（MIT）、开发热电转换技术的美国GMZ Energy公司、美国波士顿学院及阿拉伯联合酋长国（UAE）马斯达尔理工学院（Masdar Institute of Science and Technology）的研究人员组成的研究小组，开发出了采用热电转换元件的平板型太阳能发电兼热水供应系统。该系统能够“热电联产”，不仅能发电还能同时供应热水，发电的转换效率为5％左右，同时还能提供50℃左右的热水。

转换效率或达到14％，制造成本低

该技术的特点是理论值与实测值差距很小。在论文中，理论转换效率与实际测量值基本一致。理论转换效率大部分取决于热电转换材料的性能。“如果能够实现ZT＝2的热电转换元件，那么发电面板的转换效率就能够达到14％”（论文）。

另一方面，制造成本比现有太阳能电池降低。因为通过采用集热式，可以采用小号热电转换元件，并且无需追随太阳转动。论文提到“（此次采用的）BiTe类材料的采购成本只有0.17美元/W”。关于采用真空容器这一点，论文还介绍说“在中国，采用真空管的太阳能热水器已经导入73GW以上。这些产品的耐用年限为15年”。此外，此次系统的真空度比原有太阳能热水器差两个等级也没关系。 

注：一般太阳能电池板已经商业化的转换效率是17%，最近通威太阳能近日利用 PERC（Passivated Emitterand Rear Cell，是电池的一种结构）量产设备，通过电池制程工艺创新，使其 M6 大尺寸全面积（Area=274.50cm）电池转化效率达到了 23.47%。这个转换效率打破了世界纪录。

但是，自从GMZ Energy转变方向后，这个产品方案由于商业化程度不够，也没有合适的场景，也算是流产了。

格力电器的空调发电专利

2021年1月，格力电器公开了“一种可发电的空调”相关专利，公开号为CN212362406U。该专利可以利用空调制冷产生的冷凝水发电，有效降低待机功耗。

专利摘要提到，现有空调在待机情况下会消耗电能，一般用户没有关机下拔插座的习惯，使得空调长期处在待机情况下，造成能源浪费及用户的经济损失。

“本实用新型提供一种利用冷凝水发电的空调，其设有一冷凝水接水槽，用来接收空调制冷时产生的冷凝水，所述冷凝水接水槽设有一排水口，所述排水口连接一排水通道，排水口出口侧或排水通道上设有一微型发电机，所述空调设有一储能器，所述微型发电机与所述储能器电连接，利用空调制冷下产生的冷凝水进行发电可以有效降低待机功耗。”专利摘要显示。

针对该专利的可行性，家电行业分析师刘步尘表示，“利用空调制冷产生的冷凝水发电，以抵消空调的待机功耗”这句话至少有两个逻辑错误。“一，空调待机状态下根本不工作，哪来的冷凝水？二，空调在工作中产生的冷凝水量很少，如果冷凝水能发电，何不直接给空调灌水，这样发电量更大”。

刘步尘进一步提出，如果这台能发电的空调，可以在不通电的地方使用，才能承认这项专利的价值。“直觉感觉这项专利价值不大，不实用。中国企业对专利数量很看重，但是对有质量有价值的专利却不怎么在乎”。

从格力电器所有申请的专利来看，除了上面的冷凝水发电专利以外，没有发现其他热电转化方面的知识产权。

结语

从上面的几种技术路线，我们看到了空调发电的可行性，不是“不务正业”，就是曾经的热电转换技术创新遭遇太阳能大规模产业化导致成本过高没有竞争力从而流产。

当然，并不是说国外的创新不行就说中国的创新也不可行，或者说其他创新不行就代表格力也不行。

但是，采用光伏发电的技术路线明显偏离了空调发电的方向，至于第二种，则有待新材料甚至半导体转化的发展以及产业化，才可能趟出一条创新之路。

然而，创新一直都是外部发生的。无论是新能源电动汽车，还是空调发电，都会遵循这样的市场规律。

汽车动力能量回收系统从最初宝马等汽车厂商的尝试，到现在的特斯拉，经历了十余年，期间特斯拉差点倒闭。目前看还是特斯拉这个外部闯入者取得了较大的成功。

随着技术的发展，空调发电不是不可能。如果可能，这个过程可能一样需要外部的创新来推动。把家庭空调当做发电站，不仅需要创新精神，更需要一个独立的创新体去推动。

作者：Challey