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中国建筑设计研究院鞠晓磊:建筑光伏一体化(BIPV)的发展态势与展望

光伏系统工程  来源:北极星太阳能光伏网    2020/10/23 22:45:41  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:光伏建筑一体化(BIPV)建设在当前已经引起了越来越多国家的重视,各国也从自身实际出发为BIPV 的发展设计了相应的支持政策。目前BIPV在世界各地的发展并不完善,还存在着业主不清,商业模式、合作机制缺乏等问题。在未来随着建筑电力消费不断增长,建筑电力消费具体形式的愈发多元,将会给BIPV建设提出更多的要求,也会使其发展路线更清晰、模式更规范。

——中国建筑设计研究院有限公司太阳能建筑技术研究所所长鞠晓磊

当下的竞、平价光伏项目开发经验成为未来的宝贵经验,而大规模平价时代光伏产业链又将面临新的机遇和挑战。北极星电力网与北极星太阳能光伏网于10月23日在北京举办“第二届光伏新时代论坛暨‘北极星杯’2020光伏影响力品牌评选颁奖典礼”。

鞠晓磊.jpg

中国建筑设计研究院有限公司太阳能建筑技术研究所所长鞠晓磊作《建筑光伏一体化的发展态势与展望》主题演讲。

讲话实录:

这次跟大家分享三个部分的内容:首先,看一下国外BIPV,主要指光伏屋顶相关的发展态势,第二部分,国内BIPV发展的现状,以及相关的,为什么现在大家都在讲BIPV,而市场没有打开,问题在哪儿。第三部分,未来的发展机遇和未来的期望。

政策导向下的BIPV

首先看国外的情况,特斯拉的屋顶去年年底发布,今年正式的投入市场,包括现在的产品,无论在技术方面或者概念或构造,包括价格都不是特别具有优势,但为什么推广销售特别好占有量非常高,重要的一点在于政策推动。

2011年加州开始在加州建住宅强制性的安装光伏,包括对住宅零能耗的要求,这里面还牵扯到一些对房产税和个人所得税方面的问题:如果住户安装光伏建筑能达到能效,其可以获得税收优惠,这提高了他们的积极性,在政策的推动下,屋顶的销售情况非常好,包括马斯克在微博上也一直在推广他们的光伏屋顶。他做过一个测算,采用这种光伏屋顶的建筑,未来二三十年,就整个电力消耗以及使用能效来说,远比他初装成本低得多。

欧盟采取了更为激进的政策,欧盟提出了能效以及可再生能源目标,要求32%的能源到2030年须来自可再生能源,同时对温室气体的排放要求降低80%,类似于在气候协定的基础上制定了相应的对于建筑能耗的目标,这是因为建筑是能耗最大的,无论在温室气体排放还是能耗方面都是如此。在2018年所有的政府拥有或使用的公共建筑要达到建筑近零能耗,2020年所有的清洁建筑要达到近零能耗要求。建筑要求达到零能耗,就要求建筑本身产生一定的能源,这位建筑光伏带来了市场。欧洲和美国是通过对建筑能效提出要求,来强迫业主采用可再生能源。英国、德国、丹麦针对于各国家具体情况分别提出了细化指标,高于欧盟提出的要求。

从政策比较角度看,国外政策与国内政策是有类似的发展趋势,当然国外会比国内早几年。从前期光伏的初装补贴(金太阳工程),到后面的光伏发电补贴,从2014年开始的住建补贴,到后来的建筑能耗强制要求,都与欧洲的政策相似。通过最后建筑能耗的强制要求来使整个光伏行业与建筑行业包括设计行业、基础材料行业、施工联合起来。因为市场和需求的存在,这些行业会集中在一起形成合力。

这是国外目前将光伏与建筑行业进行一体化集成的案例,一天之内就可以让建筑物变成零能耗的、实现自我产能的。

这是屋顶装的光伏系统,当然设计前期可能会有一些时间,但是最终到施工的时间,从运输到现场,到安装完成,其实只用8个小时就完成了,国外因为有这种政策的推动、有政策的强制性要求,导致整个光伏行业等相关行业大家在一起努力完成这个事情,也会推动这个市场,跟国内是有一些区别的,目前我们讲建筑光伏一体化,国内主要依托光伏行业独立去推动,因为建筑行业其实还没有协同起来,导致实际上我们真正能用到实施的项目其实非常少。

BIPV发展阻碍:业主不明、商业模式与合作机制缺乏、标准图集滞后

第二部分,跟大家聊一下目前国内BIPV的发展态势和存在的一些市场的问题,主要是由几个方面,一是BIPV应用的业主不明确,还有商业模式没有建立起来,另外对于市场标准方面比较滞后。

应用的业主不明确,跟国外不一样,国内主要是房地产开发做的比较多,就是说我们的建设方和最后建筑的使用方不是一体,那就代表前期光伏行业需要投资的时候,建设方去投资,最后使用者来获得收益,涉及到产权问题。建设方来投钱,看不到未来收益点,所以有抵触,跟国外是有区别,国外的建设方跟投资方相对是一体的。

整个商业模式没有建立起来,可能现在主要推BIPV的以光伏行业为主,光伏行业天然认为要通过发电量来去算我们建筑光伏一体化商业模式,但是大家知道我们怎么去PK也PK不过屋顶电站、PK不过地面电站、PK不过分布式系统,总之对建筑很多成本是没法平衡掉的,而且好多项目比如说光电幕墙也好、其他的也好,对一定发电量是有损失的,但是一直没有算,与建筑结合的时候,发电同时对建筑本身能耗的贡献。比如用对阳光的遮挡、对室内的温度的调节,可减少空调的使用,对功能空间的拓展,加强室内的通风,减少室内动力的负荷。经测算,在做遮阳或者建筑室内阳光控制的作用之后,他所降低的空调使用的负荷、能耗,反而比他产生的电力还要高。另外大家也没有注重到这点,刚才各位专家前面讲的,大家可能把电站几分钱,包括电站各种成本都算得特别细,包括发电量几年能回收算的特别细,但到建筑上就算不清楚了,算不清楚可能我们的模式就建立不起来。

另外一个问题,对于建筑行业,建筑行业还是相对比较保守的行业,在前面的时候,建筑师内心是比较奔放的,我们做方案的时候前期会想各种各样奇异的造型、很好的想法,真正落地的时候有各种各样的规范、条文,各种各样的法规会限制做尝试。

现在光伏行业和建筑行业缺少沟通,需要点对点的沟通。缺少合作机制问题,因为缺少沟通平台,我们传统建筑从方案、到后面施工图、到项目建设过程是有不同的阶段、不同的建筑构建也好、建筑材料也好他的接入点是有明确的、建筑师可控的,到了光伏要做的时候,可能介入点不能到这么前期,到后期介入的时候反而要满足建筑师前期对色彩、材质、尺寸方面的要求。我见过很多光伏企业为了满足最后的设计效果会反复的,可能样品就要做20几次、30几次的大型项目,包括中国馆项目,因为后期才介入的,导致没有相应的方案,屋顶上的用那个电池,每片电池都不一样,大家可以想象难度多大,就带来因为缺少合作机制所带来的对于光伏构建企业非常大的难度。

标准图集的滞后。光伏行业发展太快,2007年的时候我做第一个BIPV的项目,那时候可能在40多元/瓦,现在已经1元多/瓦了,包括我2009年编第一本标准《建筑光伏系统规范》的时候,当时50千瓦就是大型光伏系统,现在分布式电站已经6兆瓦了,分布式差了好几倍,光伏行业发展太快,而建筑行业编标准是相对比较漫长的过程,所以导致我们的图集包括标准滞后,对于工程的指导作用是很有限。

发展方向:深挖建筑光伏集成潜力、满足建筑能源需求

前面有专家讲过,未来建筑电力消费将飞速增长,未来建筑的能源消耗会逐渐单一化的,我们现在可能有热力需求、有其他的需求,未来可能逐渐会往电气化转变,大家会感受到我们整个过程,包括未来的供给,前面可能各位专家也有讲过的,未来的光电也会有10倍以上的增长,建筑用能方面也逐渐向多元化往电气化转变,包括我们建筑节能潜力也主要是在电方面,也就是说建筑对电的需求是逐步增加的。

对建筑与光伏集成的潜力是非常巨大的,这个数据可能大家看过,之前我也在2015年算过未来10年的,包括2030年的指标,我们建筑面积会达到310亿平方米,每年会增长23亿平方米,这都是我们建筑光伏的资源。

同样,建筑面积不断增长的同时,组件的价格、系统的价格也在飞速下降,与建筑集成、与建筑基材集成,价格敏感度就降低,代表我们未来应用可能性增长。同样装一块幕墙,用玻璃和用光电幕墙差距会增大。

广泛相关的政策,包括“十三五”、“十四五”的政策,发改委、能源局规划,都把光伏作为重点推动。2019年发布的《产业结构调整目录》,提出了把太阳能建筑一体化的设计制造作为一个重点的产业结构调整目录来推广。

从建筑本身,刚才我们提到有用电的需求,现在我们国内刚刚发布新绿建评价标准,因为现在像北京、河北要求新建的建筑必须是绿色建筑,当然有一星、二星、三星不同的比例,绿建也把可再生能源作为一个重要的指标提出,经测算,安装光伏只要能达到4%的使用需求就可以拿到满分,对光伏来说是相对很容易的,而且的投资成本较低的,在维护成本,对建筑空间的占用、对维护的需求方面表现良好。

刚才提到了国外的相关补贴,是从光伏装机补贴、光伏发电上网补贴,逐渐转到能耗的需求,我觉得国内向光政策的推出也一定会往这个方向去转,未来一段时间我觉得会推出对于建筑能耗的强制需求,对建筑光伏安装需求量的增长将起到促进作用。

随着光伏系统的下降,光伏系统的综合效益会进一步提升的,未来智能或节能建筑甚至零能耗建筑,是未来城市的主要形式,包括建筑用能的革命,往电气化转变是非常重要的组成部分,未来我们建筑的目标一定是往零能耗、往产能建筑去转变、去发展,建筑光伏一体化也将会成为建筑主要的功能形式。

另外,对于建筑产能构建,未来会实现规模化的发展,现在存在产能问题,未来发展规模化提升,从成本方面和从电气化方面,都会有转变。同样,未来我们的建筑行业包括光伏行业、以及金融行业实现更好的互动,推动我们建筑光伏一体化,能够跟上建筑发展的需求,。

最后,我是建筑行业,我也是一个建筑师,我希望两个行业之间能够更紧密的沟通,大家一起去,不是管培育一些项目也好、培育一些技术也好,通过一些标准,以及我们对于产品也好应用方面的创新,能够实现进驻与光伏更好的融合。

今天介绍就到这里,非常感谢大家!

(来源:北极星太阳能光伏网,如需转载请完整转载全文不允许删减)

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