光伏建築一體(tǐ)化迎來(lái)千億新藍(lán)海
來(lái)源:郭天戈 浏覽人(rén)數(shù):26443 時(shí)間(jiān):2021/07/23
2020年9月,我國首次向全球宣布碳達峰和(hé)碳中和(hé)目标,預計(jì)到2030年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降65%以上(shàng),非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右,風電(diàn)、太陽能發電(diàn)總裝機容量達到12億千瓦以上(shàng)。去年末,我國向全球承諾,将在2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和(hé)。根據今年政府工作(zuò)報告披露的信息,目前已制(zhì)定2030年前碳排放達峰行(xíng)動方案,将優化産業結構和(hé)能源結構,大(dà)力發展新能源。
從我國碳排放的占比結構來(lái)看,建築行(xíng)業占比最高(gāo),2018年全過程碳排量占全國總量的51.3%(數(shù)據來(lái)源:中國建築節能協會(huì)),傳統城鄉建設的高(gāo)能耗與碳中和(hé)目标嚴重不符,因此,建築業減排工作(zuò)極為(wèi)重要。建築行(xíng)業碳排放主要由:1、建材生(shēng)産運輸;2、建築施工;3、建築運行(xíng);4、建築拆除等四個(gè)環節構成。為(wèi)了給建築行(xíng)業減排,目前政府在大(dà)力推動發展綠色建築,而光伏建築是實現綠色建築的最佳能源路徑。光伏建築是把光伏發電(diàn)系統與屋頂、幕牆融為(wèi)一體(tǐ),在建築結構外表面鋪設光伏組件提供電(diàn)力,可(kě)應用于民用、工業、公共建築,是光伏産業的重要新興領域。光伏建築在國外發展較早,以德國為(wèi)例,其每年80%的新增光伏裝機都是在居民住宅的屋頂。
2020年,我國光伏新增裝機48.2GW,其中集中式光伏電(diàn)站(zhàn)32.7GW、分布式光伏15.5GW,在分布式光伏中,光伏與建築結合的形式大(dà)概占比一半。業界普遍認為(wèi),未來(lái)光伏産業将由大(dà)型地面電(diàn)站(zhàn)建設轉向更靠近電(diàn)力負荷側的分布式光伏,而光伏建築是最佳的應用。光伏建築分為(wèi)兩類:1、BAPV(Building Attached Photovoltaic),即後置式的光伏與建築結合,采用特殊支架将光伏組件固定于現有(yǒu)建築屋面或牆面結構。BAPV可(kě)以作(zuò)為(wèi)獨立電(diàn)源供電(diàn)或者并網的方式供電(diàn),但(dàn)不具備建築建材和(hé)建築美觀作(zuò)用。2、BIPV(Building Integrated Photovoltaic),即光伏建築一體(tǐ)化,光伏發電(diàn)系統與建築物同時(shí)設計(jì)、施工、安裝,與建築完美結合,施工時(shí)直接在屋頂安裝一體(tǐ)化的光伏發電(diàn)系統,光伏闆成為(wèi)建築圍護結構的一部分。下圖1為(wèi)BAPV模式,圖2為(wèi)BIPV模式。
圖1. BAPV
圖2. BIPV
兩種模式相比,BAPV更加簡易,适合在存量建築上(shàng)加裝光伏系統,目前我國的光伏建築以這類為(wèi)主。BIPV的主要優勢是一次性完成建設,占地空(kōng)間(jiān)及結合度更好,可(kě)以代替部分建材并降低(dī)系統成本。BIPV整體(tǐ)成本更低(dī),據測算(suàn),屋頂平面建設120W/平米的BIPV光伏系統,整體(tǐ)材料造價為(wèi)408元/平米,相對BAPV系統可(kě)節約材料費用164元/平米,主要原因在于可(kě)代替部分建材。對于用戶而言,成本與收益性是最重要的考量因素,隻要成本更低(dī)、穩定性好、安裝便捷度高(gāo),就會(huì)傾向于選擇BIPV模式。
過去,國內(nèi)BIPV項目類型主要為(wèi)政府投資的公共建築項目、工業項目、商業項目等,項目種類包括屋頂、幕牆、停車(chē)棚等,但(dàn)目前在國內(nèi)并沒有(yǒu)取得(de)規模化發展,有(yǒu)幾個(gè)原因:1、相對而言,直接在建築屋頂加裝光伏更加簡單,BIPV是光伏和(hé)建築融為(wèi)一體(tǐ),需要光伏提供商和(hé)建材商協同合作(zuò)。2、安裝量低(dī),沒有(yǒu)達到産業規模效應的拐點。3、行(xíng)業标準沒有(yǒu)統一規範。今年以來(lái),限制(zhì)發展的掣肘因素正在快速解決,随着政策加碼支持、光伏平價降低(dī)原材料成本、行(xíng)業龍頭技(jì)術(shù)與經驗積累,光伏建築一體(tǐ)化行(xíng)業很(hěn)可(kě)能将迎來(lái)成長拐點。
政策方面,今年6月20日,國家(jiā)能源局正式下發《關于報送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開(kāi)發試點方案的通(tōng)知》,拟在全國組織開(kāi)展整縣(市、 區(qū))推進屋頂分布式光伏開(kāi)發試點工作(zuò),提出申報試點的縣應滿足:黨政機關、學校(xiào)醫(yī)院公共建築、工商業廠房(fáng)、農村住房(fáng)等建築屋頂總面積可(kě)安裝光伏發電(diàn)比例分别不低(dī)于50%、40%、30%、20%,這一 “5432”安裝目标,正逐步打開(kāi)巨量的存量市場(chǎng)。
技(jì)術(shù)方面,行(xíng)業領導者隆基公司推出的隆頂BIPV産品系統,兼具建材與發電(diàn)屬性,具有(yǒu)抗風揭、結構穩定、耐久、隔音(yīn)降噪、防冷、通(tōng)風降溫、轉化率高(gāo)、裝機容量大(dà)、美觀等優勢,解決了傳統BAPV産品容易積灰漏水(shuǐ)、無法上(shàng)人(rén)、抗風揭不足等痛點。目前隆頂 BIPV産品已應用代表案例包括嘉興工廠、無錫連城凱克斯、西安湯姆森(sēn)電(diàn)氣等。今年1月8日,無錫連城凱克斯BIPV光伏發電(diàn)項目正式交付運營,每年可(kě)為(wèi)基地提供160萬度清潔電(diàn)力,這是隆基首個(gè)新建廠房(fáng)BIPV光伏發電(diàn)項目,也是江蘇省首個(gè)裝配式BIPV應用案例。
成本方面,目前隆頂BIPV采用無邊框+自散熱設計(jì),較傳統BAPV發電(diàn)量增加 15%,提升項目投資回報率,另外工業企業可(kě)以參與碳交易獲取額外收益。據隆基測算(suàn),以8萬平工業廠房(fáng)項目為(wèi)例,考慮到碳交易增厚回報,項目可(kě)實現1.5年收回BIPV金屬屋面成本,7 年收回整個(gè)光伏系統成本,之後會(huì)持續制(zhì)造收益,測算(suàn)全生(shēng)命周期內(nèi)淨收益相比傳統 BAPV可(kě)增加27%左右。
光伏建築行(xíng)業即将迎來(lái)向上(shàng)拐點,潛在成長空(kōng)間(jiān)巨大(dà)。存量改造方面,目前我國居住建築面積總量超過600億平米,工業廠房(fáng)面積為(wèi)200億平米,其中屋頂等可(kě)安裝面積約占1/6,對應合計(jì)133億平米,按照BAPV的模式,在屋頂加裝光伏系統,每平米安裝120W,造價約為(wèi)5元/W,對應潛在裝機容量1600GW,市場(chǎng)總規模8萬億元。當然,存量建築的改造速度會(huì)很(hěn)緩慢,2020年我國光伏建築裝機也僅為(wèi)8GW。新增市場(chǎng)方面,我國建築業去年竣工面積接近40億平米,對應潛在新增裝機空(kōng)間(jiān)約80GW,市場(chǎng)規模4000億元。BIPV光伏建築一體(tǐ)化模式更容易在新增建築中滲透,新增建築占比最大(dà)的為(wèi)住宅(67.3%),第二為(wèi)廠房(fáng)(12.6%)。廠房(fáng)的工業用電(diàn)較貴,峰時(shí)段用電(diàn)價格超過1元/度,且在電(diàn)力供應緊張時(shí)存在限電(diàn)的可(kě)能,影(yǐng)響正常生(shēng)産經營,因此,廠房(fáng)有(yǒu)足夠的動力去安裝BIPV。廠房(fáng)每年新增面積約5億平米(容積率1-1.5,假設屋頂面積為(wèi)2.5億平米),潛在光伏裝機空(kōng)間(jiān)30GW,對應1500億市場(chǎng)規模。中長期來(lái)看,預計(jì)光伏建築一體(tǐ)化BIPV将憑借經濟性、便捷性、觀賞性等方面的優勢,成為(wèi)未來(lái)新增光伏建築的主體(tǐ),在碳中和(hé)的浪潮中迎來(lái)更大(dà)的發展空(kōng)間(jiān)。
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