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BIPV掀起绿色建筑新潮

日期:2020-04-24    来源:中国电力报

国际太阳能光伏网

2020
04/24
10:01
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关键词: BIPV 光伏建筑 分布式光伏

光伏建筑一体化(BIPV)是解决近零能耗建筑用电用能需求的关键技术,随着光伏建材产品的相继推出,BIPV市场有望获得新突破。中国电力报电气周刊特邀光伏设备企业、建筑行业专家共同探讨BIPV发展的前景及面临的问题。

近年来,国内外密集出台对近零能耗建筑的支持政策和发展目标,对绿色建筑达成了共识。BIPV作为绿色建筑的主流形式,高度契合了绿色建筑的发展潮流,代表了城市和建筑能源发展的未来趋势。中国建筑科学研究院教授级高级工程师何涛认为,作为传统电力的最佳替代方案,把余电上网和自发自用相结合,BIPV对建筑的内部电网几乎不形成冲击,可实现及时就地消纳,无需考虑并网问题且不靠补贴。如果算上技术领先且规模庞大的国内电池组件产业作为支持,BIPV的潜力显然非常巨大,前景不可限量。

工商业建筑为BIPV发展提供空间

中国光伏产业全产业链都走到了世界前列,中国光伏产业谋求更大发展,需要开拓思路、突破瓶颈,探求“光伏+”在不同场景下的新应用。随着近几年光伏成本下降,BIPV被应用于公共建筑的项目逐渐增多,例如在一、二线城市中新建的大型工业园区、公共枢纽站的屋顶、外墙等都能见到BIPV的身影。

基于多地对绿色建筑、绿色制造的政策支持,工商业界对环保和节能的意识不断加强,我国的建筑资源为BIPV市场提供了庞大的市场空间。中国建筑设计有限公司国家住宅与居住环境工程技术研究中心太阳能建筑技术研究所所长鞠晓磊介绍说:“根据相关数据推算,我国2020年城市建筑面积322.33亿平方米,光伏可安装面积总量达32.07亿平方米,在建筑资源方面BIPV发展空间充裕。”

西安隆基新能源有限公司总经理陈鹏飞接受中国电力报记者采访时也表示,对中国BIPV产业来说,工商业屋顶是主战场。根据住房和城乡建设部、建筑前沿、申万证券等多家机构的统计数据显示,全国现有工商业(含公共建筑)屋顶可安装光伏总面积约60亿平方米,立面约16亿平方米,合计近80亿平方米,如果全部建设成BIPV,共计可安装1100吉瓦,相当于5.5万亿元的潜力市场。万亿级市场,吸引众多光伏企业提早布局。

国内领先光伏企业摩拳擦掌

即将完工的江西丰城市100兆瓦屋顶分布式光伏发电项目,引人注目。该项目BIPV容量达40.9兆瓦,建成后,将成为全球BIPV单体容量最大的项目,该项目中有多家光伏发电设备企业参与供货,中信博、英利等企业在BIPV领域获得了新尝试。光伏发电设备制造业内一致认为,该标志性项目的建成,意味着2020年可能被定义为BIPV市场崛起之年,将带动更多光伏制造企业进军BIPV市场。据不完全统计,目前国内第一梯队中的隆基、东方日升、晶科等多家光伏设备企业均已涉足BIPV光伏构件市场。

经过光伏产业技术不断进步,相对成熟并满足当前市场需求的BIPV产品相继问世。陈鹏飞强调:“在价格方面,工商业屋面BIPV产品与其它同类高档材料相比已经具备明显的可比较性和可行性,而在尺寸、强度、安全、建筑美学等方面亦能够符合建筑应用的特殊要求。对于工业建筑来说,安装BIPV不仅能够解决节能减排的难题,更能提升建筑的外在形象,使之更符合商业建筑美学审美。”

隆基新能源即将问世的BIPV新品将全面应用双玻半片高效单晶、360度直立锁边、无缝拼接等领先技术,全面提升BIPV产品保温散热、防风防水、防火防雷抗冲击、轻量化等性能及使用寿命的同时,实现发电功能、建材功能、一体系统的完美结合,引领BIPV发展新的方向和趋势。

东方日升作为国内较早一批从事光伏发电业务的企业之一,也在积极布局BIPV,2020年初,东方日升新能源股份公司全球市场总监莊英宏表示,东方日升已储备了BIPV的相关技术并得以应用,其江苏常州金坛工厂屋顶2兆瓦BIPV项目已于2019年8月28日通过电网验收并开始发电。预计年均发电量约为200万千瓦时,内部投资收益率14.8%。

未来,随着BIPV投资成本持续下降、行业标准陆续完善、认证资质不断完备,BIPV市场增长有望加速。

BIPV将驶入发展快车道

——访西安隆基新能源有限公司总经理陈鹏飞

记者:

您认为,国内BIPV市场发展面临机遇的同时还有哪些挑战?

陈鹏飞:

BIPV发展的关键因素是市场对绿色建材需求的不断增长和BIPV技术的不断提升。由于我国积极开展“新基建”,未来相当长一段时间内,新建建筑将继续保持高增长,同时,我国对城镇新建建筑的能效水平要求不断提升,绿色建材应用占比也将大幅提升。因此,BIPV的市场发展空间并不小,采用BIPV的各类建筑会越来越多。

BIPV迎来快速发展的同时,也同时面临一些挑战:作为光伏发电与建筑的深入结合,BIPV也面临光伏行业政策的影响;其次,BIPV与建筑行业的深入程度还有待加强,相关的产业标准、产品标准、验收标准相对缺失,相信随着绿色建筑、近零能耗建筑普及和重视程度的提升,这一问题将得到解决。

记者:

BIPV相比于BAPV最大的优势体现在哪?

陈鹏飞:

BIPV区别于BAPV的最核心功能是其能够替代传统的彩钢瓦、混凝土和水泥屋面,在建筑设计阶段进行一体化设计,在建设中建筑主体一体成型。同时,BIPV也可以用于已建成建筑的翻新和改建,通过对原有建筑屋顶的完美替换,全面提升建筑物屋顶的气密、水密、抗风揭、轻量化等性能的同时,实现高效的光伏发电功能。

记者:

平价时代已至,您是否看好国内BIPV市场的发展?

陈鹏飞:

我认为,未来3~5年内,国内BIPV市场将会迎来一次爆发式的发展。在中国BIPV产业中,工商业屋顶市场容量巨大。如今,随着国内疫情的逐渐结束,社会各界对环境和健康问题的关注度会比疫情之前更高。作为节能减排的关键主体,工商业企业不得不考虑清洁能源的深度使用,这对BIPV市场的发展是一个重要机遇。

随着BIPV投资成本持续下降、行业标准陆续完善、认证资质不断完备,市场增长有望加速。而工商业屋顶凭借大面积、标准化、以及自发自用的高电价优势,项目投资回收期已缩至5~8年,对应IRR达12%以上,有望引领国内BIPV市场加速增长,真正地打开这片万亿级蓝海市场,开辟光伏产业新时代。

今年下半年,隆基新能源将推出全新的BIPV产品和解决方案,全面进军BIPV市场,通过领先的技术、完善的系统解决方案推动国内BIPV市场的快速发展。

记者:

隆基新能源在进军BIPV领域做了哪些准备?

陈鹏飞:

依托绿色制造体系,BIPV的优势日益凸显,BIPV即将驶入发展的快车道。作为隆基股份全产业链布局中最重要的一环,隆基新能源在BIPV领域全面发力,提供全球领先的“光伏+建筑”绿色能源解决方案。

隆基新能源以“全生命周期、多场景应用、一站式解决方案”的理念进行BIPV的产品研发和创新,即将上市的新品将全面应用双玻半片高效单晶、360度直立锁边、无缝拼接等领先技术,在全面提升BIPV产品保温散热、防风防水、防火防雷抗冲击、轻量化等性能及使用寿命的同时,实现发电与建材功能一体系统完美结合。

日前,隆基新能源自主研发的首款构件式BIPV产品获得T譈V莱茵在国内颁发的构件式BIPV产品认证证书,隆基就此成为国内首家获得构件式BIPV产品T譈V莱茵产品认证的光伏企业。

异质结可满足BIPV发电效益与美学要求

——访东方日升新能源股份有限公司全球市场总监莊英宏

记者:

您认为,BIPV发展的关键因素是什么?

莊英宏:

相比普通光伏电站项目,BIPV的市场发展空间并不小。中国建筑科学研究院教授级高工何涛曾表示,未来数年,我国对城镇新建建筑的能效水平要求会不断提升,绿色建材应用占比也要超过40%。算上国内既有建筑面积600亿平方米和每年新建建筑面积20亿平方米等,使用BIPV的各类建筑会越来越多。

从设计、施工及业主方来说,BIPV光伏产品的能效比、安全性、成本等都将是该产业从高数量级提升的本质因素。

记者:

您认为,国内BIPV市场推广前景如何?

莊英宏:

其实,从国内的鼓励政策及评价体系来说,BIPV早就受到了重视和关注。

早在2018年8月,我国开始实施《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》,从制度上定义了BIPV的安全指标及操作规程,开启了这一产品的技术规则之路,也让该应用的速度被加快。技术规范对太阳能光伏系统的设计、规划设计、建筑及结构、太阳能光伏系统安装和工程验收,都给予了更全面的参考指导。

2019年9月,国家推出《近零能耗建筑技术标准》,再次点燃了BIPV业者热情。该标准对推动建筑节能减排和提升建筑环境水准、调整建筑能源结构等都有积极而深远的意义。

2019年11月6日,国家发展改革委公布了《产业结构调整指导目录 (2019年本)》在新能源大类中,BIPV组件设计与制造被列入了第一类鼓励类别中。所以,国内BIPV市场有着远大的前景。

东方日升作为第一批进入光伏行业的公司,一直在探索“光伏+”这个领域的应用,最早可以追溯到我们总部办公楼顶的项目,可以算是BIPV的初步尝试。而东方日升常州金坛厂区的BIPV项目总工期45天,能效高,也省了建筑费。东方日升针对该BIPV项目拿出了2兆瓦(1万平米)的屋顶资源,与合作伙伴们一起共同尝试从BAPV到BIPV的思路转变,不再是简单地在建筑上安装组件,而是直接让组件完全取代原有屋顶。2兆瓦的BIPV项目完成后,它既可发电,又能当厂区的屋顶,让整座太阳能工厂更透亮,更美观,更实用。

所以,对于东方日升而言,凭借全球前十大光伏组件制造商的领航式走向,“电池组件、储能、新材料”的一体两翼业务大布局,其必然会在BIPV市场中蛟龙腾跃。

记者:

东方日升目前的哪些产品可适用于BIPV项目建设?

莊英宏:

BIPV需要高效率和配合建筑表面的灵活性,如果匹配异质结电池,将能发挥更大的发电和美学优势。异质结电池的双面性更高,高温发电性能好,能够和超薄的柔性硅片兼容。未来,异质结电池还可以通过和钙钛矿叠层电池的方式,拓展电池效率到30%以上。因此在BIPV项目的应用上,异质结电池比其他电池更具优势。

作为行业内率先布局异质结的企业之一,东方日升已在异质结电池组件研发与量产化应用方面取得显著成效,且今年初,东方日升为吉林白城100兆瓦光伏“领跑者”奖励1号项目提供异质结组件,意味着东方日升创新研发的异质结技术通过了“领跑者”项目严苛的认证标准,并投入实际应用,为电站项目的持久高效运行提供技术支撑。

政策驱动BIPV市场

光伏和建筑行业融合度有待提高

“目前国内外对近零建筑的要求越来越高,部分国家对于近零建筑在政策方面给出了明确的强制要求,这是其BIPV市场发展步伐走的较快的原因之一。”中国建筑设计有限公司国家住宅与居住环境工程技术研究中心太阳能建筑技术研究所所长鞠晓磊指出,BIPV在某个市场的发展机遇一般要从政策的影响、行业标准、以及光伏和建筑两个行业的融合度几个角度来评判。基于以上几个维度的思考,我国目前BIPV蓄势待发,将开启绿色建筑以及光伏应用的新时代。

政策支持是产业发展的强劲动力

随着,国内外对于环保的重视逐日提升,对于近零能耗的相关要求也不断提升。以美国加利福尼亚州为例,加州能源委员会颁布的《2019建筑能效标准》就明确要求,从今年1月1日开始,所有在加利福尼亚州建造的新建住宅包括3层楼以下独栋或公寓都将被要求安装住宅光伏系统。

毫无疑问,这一政策对于去年底发布第三代光伏屋面的特斯拉而言是一个利好政策,事实也正如此,据外媒报道,3月,特斯拉的超级工厂已经可以一周内完成4兆瓦的第三代光伏屋面的制造。

不仅美国,在英国、丹麦、法国等对新建建筑的近零排放标准都提出不同程度的政策要求。“建筑产能需求大大提升了市场对建筑光伏集成构件的需求,可以说,政策为BIPV带来一定的市场空间。”鞠晓磊说。

目前,我国对于建筑光伏的态度以引导为主。从近两年国家发布的政策来看,对国内BIPV市场引导意见明显。从去年到今年,对于BIPV的利好消息不断,能源和建筑行业相继出台了有关政策规定,推动绿色建筑的发展。2019年,国家发展改革委、国家能源局印发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中将“高效太阳能利用技术创新”列入了重点任务当中;而住房和城乡建设部下发的《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》中又规定,城镇可再生能源替代民用建筑常规能源消耗比重超过6%,城镇绿色建筑占新建建筑比例超过50%。由此可见,在政策鼓励下,“十四五”期间,BIPV实现跨越式发展不无可能。

鞠晓磊说:“BIPV是解决近零能耗建筑用电用能需求的关键技术因素,随着近年来光伏产业链成本的快速降低,使得光伏建筑具备商业化应用的价值。从早期的户用光伏走向BIPV,行业由政策依赖走向无补贴时代,自发性市场需求的崛起将打开BIPV发展的广阔空间。”

技术及行业间协作等问题仍需攻克

具体到BIPV技术环节,毕竟是光伏与建筑的跨行业合作,其中很多共性问题仍需进一步攻克。目前,从制造到施工再到运维,各个环节算下来国内做光伏的企业成千上万,而做BIPV的却屈指可数。鞠晓磊强调:“BIPV产业推进缓慢的原因最主要的还是跨行业结合带来的困难,行业间的合作机制没有建立,光伏组件及设备制造商与建筑师之间没有建立直接联系,有可能造成需求与产品的不匹配。”

同时,在安装和建设BIPV方面应注意到,BIPV的发电功能并不是建筑光伏的唯一收益,其对建筑环境的提升有可能被忽视。BIPV不同特性的光伏构件选择安装在建筑不同部位,带来的节能效果也需重视,达到发电与节能效果的最大化的结果最佳。鞠晓磊解释说:“例如不透光的BIPV光伏构件适宜平行安装在屋面,或者在遮阳板处安装,可以起到保温隔热、遮阳避光的效果;而中、低透光的光伏构件可安装在采光窗或采光顶的位置,发电的同时不影响建筑内自然采光的效果。”

“在构件方面,越来越多的企业参与进来,目前多种不同型式的BIPV光伏发电设备也逐渐丰富,未来随着BIPV市场的逐渐兴起,相关的产品标准也有待完善,保障行业优质发展。”鞠晓磊说。目前为止,国内BIPV项目的建设虽然数量较少,项目的规模与技术一直在不断提升,越来越多的光伏企业和建筑企业加入推动BIPV的行列。


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