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光伏建筑一体化发展机遇与挑战

2022-12-15 09:01:42 创业故事

前言:2020年9月,习总书记在第75届联合国大会上,明确提出中国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标,绿色建筑是实现“碳达峰、碳中和”的必然选择。

一、BIPV概述

BIPV属于分布式光伏发电的分支,由发电光伏板与建筑结合,达到光伏建筑一体化集成,除了屋顶光伏外,还可以用作光伏幕墙、光伏遮阳、光伏温室等应用场景,其中的光伏板不仅提供发电功能,同时作为建筑结构的一部分,取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等。除了必要的光伏阵列之外,完整的BIPV系统还应包括负载、蓄电池、逆变器以及系统控制调节装置。

BIPV作为建筑光伏的新方案,在安全性、观赏性、便捷性和经济性等方面都具备一定的优势:1)BIPV不需要额外装置来固定光伏设备,其光伏组件也不像BAPV一样暴露在外面,不易受到外力侵蚀,更具有安全性;2)BIPV将光伏组件融入建材,使得建筑更具有整体性,可以通过改变组件的颜色、形状和透明度等进行定制化设计,使其更具有观赏性;3)光伏组件与建筑的深度融合提高了BIPV的稳定性,使其使用寿命远高于其他分布式光伏;4)维护时减少了对已有建筑的毁损,降低了维护成本。

二、BIPV的发展机遇

中国建筑节能协会能耗统计表明,2018年(2020年版只统计到2018年)全国建筑全过程能耗总量为21.47亿tce,占全国能源消费总量比重为46.5%;全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿tCO2,占全国碳排放的比重为51.3%。因此,要想完成碳达峰、碳中和目标,建筑全过程节能降耗势在必行。2020年7月国家住建部联合发改委等7部委发布了《绿色建筑创建行动方案》提出到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加,既有建筑能效水平不断提高,住宅健康性能不断完善,装配化建造方式占比稳步提升,绿色建材应用进一步扩大。同时在2019年11月国家发改委公布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》提到在新能源大类中,将太阳能建筑一体化组件设计与制造列入第一类鼓励类别中。

2021年6月,为全面推进屋顶分布式光伏,国家能源局发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,在全国范围内开展整县(市、区)推进屋顶光伏的开发试点工作,《通知》规定,党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。同时鼓励各地方政府利用财政补贴等措施对试点工作进行支持,积极开发分布式发电的市场化交易。在此政策指引下,各地方政府积极响应,目前全国已有20余个省区出台相关推进政策,在此政策机遇下,我国分布式光伏产业必将迎来爆发式增长。

三、BIPV市场空间测算

在不考虑建筑外立面的情况,全国存量建筑可提供建筑光伏市场规模约为3.8万亿元,若BIPV占比达到50%,则市场规模为1.9万亿元,同时每年新增建筑约20亿平方米,每年新增市场空间将可达1000亿元。同时若考虑光伏立面以及遮阳棚等,市场容量将更大。综合来看,随着政策的催动以及光伏建筑一体化技术的成熟,BIPV对比BAPV更加具有优势,未来这一领域的市场发展空间巨大,将是万亿级市场。

四、BIPV发展面临的挑战

存量改造难以实施。城市居住建筑以中高层现代建筑为主,建筑结构稳定,使用寿命长,建筑承重压力较大,很难存在BIPV改造的可能性,相较而言,工商业、公共建筑、乡镇、农村地区有望成为主战场,尤其是彩钢瓦工业厂房,但同时产权问题会成为束约工业厂房改造的拦路虎。

产品性能面临挑战。BIPV是建筑和光伏深度融合的产物,以建筑材料的属性为主,光伏发电性能为辅,这就对BIPV光伏组件的性能提出了更高的要求,不仅要求具备较长使用寿命,还要具备建材的防水性、安全性、牢固性和美观性等方面的要求。

行业标准尚未形成。从目前BIPV行业来看,主要标准集中在建筑领域,缺乏针对光伏发电的标准规范。同时现阶段BIPV的标准制定大多依靠行业内的讨论和地方政策的规划指导,尚未形成全国性的BIPV统一标准体系。

建筑与光伏行业缺少沟通。传统的光伏产品立足于提高转换效率、降低成本,缺乏对建筑行业的了解以及建材制造能力不足,对建筑要求的防水、采光、耐热和通风等性能欠缺考虑。同时建筑过程存在方案设计、施工设计等多个阶段,不同建材有明确的介入点,而光伏组件介入的时间较为滞后,导致其为了满足建筑在颜色、材质和形状等要求,需要频繁修改光伏组件的设计,加大了施工难度,拖慢施工进程。同时后续的维修和服务问题也导致后期运营过程中出现矛盾。

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