原標題:光伏建筑一體化 開辟綠能新藍海
剛過去的周末,合肥市科技館蜀西湖館區(qū)里人潮涌動,400萬伏高壓放出長達8米的電弧,給參觀者以強烈震撼。這個網(wǎng)紅項目叫“人造閃電”,其中的“電”,一部分來自科技館的屋頂光伏。
建筑屋頂俗稱第五立面,是光伏建筑一體化最常見也是占有率最高的場景,除了屋頂,現(xiàn)在連外墻、地磚、護欄都在悄悄“學”發(fā)電。與連片的集中式光伏相比,它可以就近并網(wǎng),就近轉(zhuǎn)換,就近使用,場景多樣、前景廣闊,甚至被視作具有十萬億級市場規(guī)模的“新藍?!?。
近期出臺的《中共中央 國務院關于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》中明確提出:推進城鄉(xiāng)建設發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型,優(yōu)化建筑用能結(jié)構,推進建筑光伏一體化建設。
產(chǎn)業(yè)變革潮起,考驗的是識變、應變、求變的膽識與眼力。安徽作為光伏產(chǎn)業(yè)大省,是否能把握產(chǎn)業(yè)升級先機,進而鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢、搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點?
新藍海與新藍圖
“幾年前籌建新館時,我們就考慮到全生命周期的節(jié)能環(huán)保,也參考了很多方案,有些技術很超前,但是造價較高,綜合下來最后選擇了陽光新能源,2800平方米的屋面,年發(fā)電量可達60萬度?!焙戏适锌萍拣^一位工作人員告訴記者。
光伏建筑一體化主要包括兩類:BAPV和BIPV。BAPV附著在建筑物上,不承擔建筑物功能,而新興的BIPV也稱“建材型”光伏,它可以成為建筑的一部分。
在今年6月舉辦的“2024RCEP地方政府暨友城合作(黃山)論壇”上,一間“海螺屋”吸引了大家的目光,它用的“宣瓦”“徽墻”來自宣城海螺建筑光伏,該系列BIPV產(chǎn)品可直接替代建材,讓光伏建筑和普通建筑看起來沒什么區(qū)別。
遠在福建的全國首個“碳中和”工業(yè)園區(qū),使用了陽光新能源的iBuilding智慧光伏直接替代傳統(tǒng)屋頂建材,不僅結(jié)構牢固、安全升級,還可抵御12級臺風、50年一遇暴雪等極端天氣。
建筑業(yè)是碳排放“大戶”,占到全國總量的38.2%。光伏將成為建筑綠色轉(zhuǎn)型的關鍵,橫跨建筑與光伏兩大行業(yè)的新藍海,描繪著城鄉(xiāng)建設清潔能源的新藍圖。
根據(jù)中國第一個全覆蓋且多年度建筑物屋頂數(shù)據(jù)——“中國建筑物屋頂面積多年度數(shù)據(jù)集”,2021年我國屋頂達到11萬億平方米,加上光伏幕墻、發(fā)電地磚,以及鋁型材、五金配件、密封膠等傳統(tǒng)建材領域創(chuàng)新,整個光伏建筑一體化賽道規(guī)??赡苓_到10萬億元級規(guī)模。
新技術與新突破
目前光伏一體化有晶硅和薄膜兩大技術路線,晶硅型占到了市場的95%以上,產(chǎn)量大成本低,薄膜組件發(fā)展出碲化鎘、銅銦鎵硒、鈣鈦礦等多種技術路線,具有很好的弱光性、透光性,潛力巨大。
吳忠憲博士從事銅銦鎵硒材料研究已近17年,在凱盛光伏擔任技術總監(jiān)的他,堅信一種新型“發(fā)電玻璃”將從安徽蚌埠走向世界。凱盛光伏由中國建材集團旗下凱盛科技集團公司發(fā)起,是目前國內(nèi)唯一可量產(chǎn)銅銦鎵硒BIPV的廠家。中建材是國內(nèi)首家建立建筑光伏一體化產(chǎn)業(yè)的集團性企業(yè)。
銅銦鎵硒BIPV是一種“可以發(fā)電的特種玻璃”,吳忠憲認為,它代表著光伏最先進的發(fā)展方向之一,市場正處于爆發(fā)期的臨界點,憑借在玻璃產(chǎn)業(yè)的體量優(yōu)勢和技術沉淀,中建材將是這一綠色建筑材料的頭號種子選手。蚌埠市目前擁有中建材玻璃新材料研究總院、凱盛光伏等一批龍頭企業(yè),在銅銦鎵硒、碲化鎘兩種技術路徑上具有優(yōu)勢。
鈣鈦礦,被行業(yè)公認為最具前景的下一代光伏電池技術,安徽在鈣鈦礦電池理論研究領域總體水平處于國內(nèi)第一梯隊。截至目前,中國科學技術大學、合肥工業(yè)大學等省內(nèi)高校以鈣鈦礦電池為主要研究方向的高水平研發(fā)團隊超過12個,在多個領域取得了全球領先成果。華晟新能源、滁州捷泰、中環(huán)低碳等本土企業(yè)組建了鈣鈦礦電池研發(fā)團隊。
位于宣城的華晟新能源是最年輕的光伏獨角獸企業(yè),建成的全球首條高標準建筑光伏一體化產(chǎn)品全自動化生產(chǎn)線,可使產(chǎn)品交付周期縮短50%。雄安商務服務中心建成的國內(nèi)首個大面積陶瓦與光伏瓦穿插設計大型屋面,使用的光伏瓦便來自這里。
安徽是較早布局光伏建筑一體化技術的地區(qū)之一,產(chǎn)業(yè)鏈全、技術儲備多,安徽企業(yè)在光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)鏈中表現(xiàn)不俗,未來可期。
新思路與新布局
現(xiàn)階段,光伏建筑一體化的堵點和難點還有不少,如跨行業(yè)存在一定的行業(yè)壁壘,標準體系還不規(guī)范、不健全,一體化、集約化設計和施工不成熟。
光伏要替代建材,首先必須滿足建筑行業(yè)的要求和規(guī)范,如消防、結(jié)構等通用要求。2022年,國家能源風能太陽能仿真與檢測認證技術重點實驗室、鑒衡認證、陽光新能源等單位聯(lián)合發(fā)布《建筑光伏一體化(BIPV)技術白皮書》,為行業(yè)提供了一定的技術指引與標準范例。進一步完善國家標準或行業(yè)標準,是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。
中國工程院院士彭壽曾建議將光伏材料應用、光伏建筑一體化發(fā)展等強制性要求納入政策法規(guī)體系,完善國家標準體系。其次,僅靠市場自發(fā)行動,很難形成合力,須加大政策引導支持力度,形成多路徑破題格局。
《安徽省光伏建筑一體化試點示范和推廣應用實施方案》提出,支撐光伏建筑一體化高質(zhì)量發(fā)展的技術研發(fā)體系、政策法規(guī)體系、規(guī)劃建設體系、運行保障體系不斷完善;每年擇優(yōu)遴選一批光伏建筑一體化創(chuàng)新應用場景案例給予一次性獎勵。到2030年,光伏建筑一體化在安徽省各類建筑實現(xiàn)規(guī)?;?、市場化應用,適合安徽城鄉(xiāng)特點的可再生能源高質(zhì)量發(fā)展格局基本形成。
安徽已有蚌埠、蕪湖、宣城、滁州4個“省級光伏建筑應用試點城市”,多個城市推出了光伏建筑一體化應用項目補貼。
今年4月,省住房和城鄉(xiāng)建設廳召開建筑光伏一體化高質(zhì)量發(fā)展研討會,提出加快推動全省建筑光伏一體化高質(zhì)量發(fā)展,探索推廣光伏建筑一體化商業(yè)模式,統(tǒng)籌推進先進光伏技術在建筑領域的應用,助力城鄉(xiāng)建設綠色低碳轉(zhuǎn)型邁上新臺階。