光伏建筑一體化發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

 前言：2020年9月，習(xí)總書(shū)記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，明確提出中國(guó)力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)，綠色建筑是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的必然選擇。

一、BIPV概述

BIPV屬于分布式光伏發(fā)電的分支，由發(fā)電光伏板與建筑結(jié)合，達(dá)到光伏建筑一體化集成，除了屋頂光伏外，還可以用作光伏幕墻、光伏遮陽(yáng)、光伏溫室等應(yīng)用場(chǎng)景，其中的光伏板不僅提供發(fā)電功能，同時(shí)作為建筑結(jié)構(gòu)的一部分，取代部分傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)如屋頂板、瓦、窗戶、建筑立面、遮雨棚等。除了必要的光伏陣列之外，完整的BIPV系統(tǒng)還應(yīng)包括負(fù)載、蓄電池、逆變器以及系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)裝置。

BIPV作為建筑光伏的新方案，在安全性、觀賞性、便捷性和經(jīng)濟(jì)性等方面都具備一定的優(yōu)勢(shì)：1）BIPV不需要額外裝置來(lái)固定光伏設(shè)備，其光伏組件也不像BAPV一樣暴露在外面，不易受到外力侵蝕，更具有安全性；2）BIPV將光伏組件融入建材，使得建筑更具有整體性，可以通過(guò)改變組件的顏色、形狀和透明度等進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，使其更具有觀賞性；3）光伏組件與建筑的深度融合提高了BIPV的穩(wěn)定性，使其使用壽命遠(yuǎn)高于其他分布式光伏；4）維護(hù)時(shí)減少了對(duì)已有建筑的毀損，降低了維護(hù)成本。

二、BIPV的發(fā)展機(jī)遇

中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)能耗統(tǒng)計(jì)表明，2018年（2020年版只統(tǒng)計(jì)到2018年）全國(guó)建筑全過(guò)程能耗總量為21.47億tce，占全國(guó)能源消費(fèi)總量比重為46.5%；全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量為49.3億tCO2，占全國(guó)碳排放的比重為51.3%。因此，要想完成碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，建筑全過(guò)程節(jié)能降耗勢(shì)在必行。2020年7月國(guó)家住建部聯(lián)合發(fā)改委等7部委發(fā)布了《綠色建筑創(chuàng)建行動(dòng)方案》提出到2022年，當(dāng)年城鎮(zhèn)新建建筑中綠色建筑面積占比達(dá)到70%，星級(jí)綠色建筑持續(xù)增加，既有建筑能效水平不斷提高，住宅健康性能不斷完善，裝配化建造方式占比穩(wěn)步提升，綠色建材應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)在2019年11月國(guó)家發(fā)改委公布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》提到在新能源大類中，將太陽(yáng)能建筑一體化組件設(shè)計(jì)與制造列入第一類鼓勵(lì)類別中。

2021年6月，為全面推進(jìn)屋頂分布式光伏，國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂光伏的開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作，《通知》規(guī)定，黨政機(jī)關(guān)建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；學(xué)校、醫(yī)院、村委會(huì)等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%；工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于30%；農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。同時(shí)鼓勵(lì)各地方政府利用財(cái)政補(bǔ)貼等措施對(duì)試點(diǎn)工作進(jìn)行支持，積極開(kāi)發(fā)分布式發(fā)電的市場(chǎng)化交易。在此政策指引下，各地方政府積極響應(yīng)，目前全國(guó)已有20余個(gè)省區(qū)出臺(tái)相關(guān)推進(jìn)政策，在此政策機(jī)遇下，我國(guó)分布式光伏產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

三、BIPV市場(chǎng)空間測(cè)算

在不考慮建筑外立面的情況，全國(guó)存量建筑可提供建筑光伏市場(chǎng)規(guī)模約為3.8萬(wàn)億元，若BIPV占比達(dá)到50%，則市場(chǎng)規(guī)模為1.9萬(wàn)億元，同時(shí)每年新增建筑約20億平方米，每年新增市場(chǎng)空間將可達(dá)1000億元。同時(shí)若考慮光伏立面以及遮陽(yáng)棚等，市場(chǎng)容量將更大。綜合來(lái)看，隨著政策的催動(dòng)以及光伏建筑一體化技術(shù)的成熟，BIPV對(duì)比BAPV更加具有優(yōu)勢(shì)，未來(lái)這一領(lǐng)域的市場(chǎng)發(fā)展空間巨大，將是萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)。

四、BIPV發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

存量改造難以實(shí)施。城市居住建筑以中高層現(xiàn)代建筑為主，建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，建筑承重壓力較大，很難存在BIPV改造的可能性，相較而言，工商業(yè)、公共建筑、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)有望成為主戰(zhàn)場(chǎng)，尤其是彩鋼瓦工業(yè)廠房，但同時(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題會(huì)成為束約工業(yè)廠房改造的攔路虎。

產(chǎn)品性能面臨挑戰(zhàn)。BIPV是建筑和光伏深度融合的產(chǎn)物，以建筑材料的屬性為主，光伏發(fā)電性能為輔，這就對(duì)BIPV光伏組件的性能提出了更高的要求，不僅要求具備較長(zhǎng)使用壽命，還要具備建材的防水性、安全性、牢固性和美觀性等方面的要求。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未形成。從目前BIPV行業(yè)來(lái)看，主要標(biāo)準(zhǔn)集中在建筑領(lǐng)域，缺乏針對(duì)光伏發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。同時(shí)現(xiàn)階段BIPV的標(biāo)準(zhǔn)制定大多依靠行業(yè)內(nèi)的討論和地方政策的規(guī)劃指導(dǎo)，尚未形成全國(guó)性的BIPV統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系。

建筑與光伏行業(yè)缺少溝通。傳統(tǒng)的光伏產(chǎn)品立足于提高轉(zhuǎn)換效率、降低成本，缺乏對(duì)建筑行業(yè)的了解以及建材制造能力不足，對(duì)建筑要求的防水、采光、耐熱和通風(fēng)等性能欠缺考慮。同時(shí)建筑過(guò)程存在方案設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)等多個(gè)階段，不同建材有明確的介入點(diǎn)，而光伏組件介入的時(shí)間較為滯后，導(dǎo)致其為了滿足建筑在顏色、材質(zhì)和形狀等要求，需要頻繁修改光伏組件的設(shè)計(jì)，加大了施工難度，拖慢施工進(jìn)程。同時(shí)后續(xù)的維修和服務(wù)問(wèn)題也導(dǎo)致后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)矛盾。