一、“双碳”目标助力建筑光伏领域新蓝海
1.2、 碳中和、绿色建筑、分布式政策推动建筑光伏市场崛起
绿色建筑是实现“碳达峰、碳中和”的必然选择
绿色低碳发展是我国“十四五”期间以及未来发展的重要目标。2020年9月,习近平主席在第75届联合国大会上,明确提出中国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标。同年10月通过的“十四五”规划中明确指出,到2035年要广泛形成绿色生活方式,在“十四五”期间推动绿色低碳发展,降低碳排放强度,制定2030年前实现“碳达峰”的行动方案。12月的中央经济工作会议进一步强调,将做好碳达峰、碳中和工作作为2021年八大重点任务之一,加快能源结构的调整,大力发展新能源。
建筑行业的碳排放量占全国51.3%,是我国实现“双碳”目标的主战场。根据中国建筑节能协会最新发布的数据,2018年我国建筑全生命周期能耗总量为21.47亿tce,占全国能源消费总量比重为46.5%。其中,建材生产、建筑施工和建筑运行阶段的能耗分别为11亿tce、0.47亿tce和10亿tce,占全国能源消费总量的比重分别达到23.8%、2.2%和21.7%。
碳排放是建筑全过程的重要能耗数据。建筑行业在建筑物的全生命周期,即从建筑材料的生产和运输阶段、建筑施工阶段、建筑物运行阶段,到后期建筑物拆除和建筑物废料的回收处理五个阶段,均会产生二氧化碳的排放,各阶段二氧化碳排放量之和构成建筑全生命周期碳排放。根据中国建筑节能协会最新发布的数据,2018年我国建筑全生命周期碳排放量达到49.3亿tCO2,占全国碳排放总量的51.3%,全国建筑全过程的综合碳排放强度为658.75kgCO2/m2。
建筑运行阶段的碳减排与建筑光伏的应用密切相关。根据中国建筑节能协会能耗专委会发布的《中国建筑能耗研究报告(2020)》数据显示,2018年我国建材生产阶段的碳排放最高为27.2亿tCO2,占全国的比重为28.3%,其中90%左右来自钢材、水泥和铝材的生产阶段。建筑施工阶段碳排放总量达到1亿tCO2,占全国碳排放的比重为1%。建筑运行阶段碳排放21.1亿tCO2,占全国碳排放的比重为21.9%。建材的生产更多取决于工业生产时的能耗及碳排放,而运行阶段则与日常的能源使用及建筑光伏的应用相关度更高。
绿色建筑符合我国低碳环保、绿色发展的理念,是建筑行业实现碳减排的必然选择。绿色建筑市值充分利用太阳能、风能等绿色新能源,节约能源的消耗和减少温室气体的排放,减轻建筑对环境的负荷,能够达到节能减排目的的建筑物,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑,有助于我国“碳达峰”和“碳中和”目标的实现。
筑光伏利用太阳能发电,可有效节约资源,是推行绿色建筑的重要手段。结合目前的技术水平来看,绿色建筑的实现路径可以分为三类:建筑能源类、生态规划类和施工实施类。建筑能源类的主要目的是通过利用可再生能源或节能技术,节约建筑过程的能源耗费。根据住建部2019年发布的《绿色建筑评级标准》,能源利用和节能在绿色建筑的分数中权重最高,并且可再生能源利用评分准则中规定,只要可再生能源供电量不低于4%,该项即可获得满分,可见建筑能源在绿色建筑的发展中至关重要。而太阳能作为一种可再生能源,具有噪音小、占地小、不受地域限制等优点,可以满足节能和能源利用的高需求,使得光伏建筑成
为全面推行绿色建筑的重要实现途径。各地重视光伏建筑一体化在推动绿色建筑中的作用,BIPV受到国家政策的大力支持。作为光伏建筑的重要形式,光伏建筑一体化(BIPV)与传统的BAPV相比,在安全性、观赏性、便捷性和经济性方面具有明显优势,高度契合了绿色建筑的发展潮流,代表了绿色建筑发展的未来趋势。伴随光伏行业的蓬勃发展和“双碳”目标的提出,国内各省市不断推出政策对BIPV进行补贴,支持BIPV的发展
整县推进分布式光伏风口已至,户用市场前景亦广阔
我国光伏装机容量逐年增加,分布式光伏发展势头强盛。2013年至2020年,我国光伏累计装机容量从17GW增长至253GW,2020年增长近24%。2020年新增光伏装机规模48GW,较上年同比增长60%。2013年至2020年,集中式光伏和分布式光伏在光伏行业中的占比也发生了较大变化。2013年,集中式光伏是光伏的主要形式,当年集中式光伏的新增装机规模高达91%。随着分布式光伏发展,到2018年该比例下降至52%,分布式和集中式光伏占比基本持平。近年来分布式光伏的占比有所降低,截至2020年底,分布式光伏的占比约为31%。
政策优势使户用光伏市场迅速扩张,2020年户用光伏新增装机规模超10GW,成为分布式光伏发展的重要力量。户用光伏区别于工商业光伏,是将光伏组件安装在民用住宅的屋顶。在光伏产业迅速发展发展和利好政策的刺激下,户用光伏成为近年分布式光伏发展的亮点。中国光伏行业协会的最新数据显示,2020年我国的户用光伏新增装机规模高达10.1GW,月平均新增装机规模约为900MW,占去年国内分布式光伏新增装机规模的70%,超过过去4年间我国户用光伏新增装机规模之和。截至2020年底,国内户用光伏的装机规模累计达到20GW,较上年同比增长近100%。
户用光伏的市场集中度进一步提高,山东、河北和河南三省的占比不断扩大。我国的户用光伏市场主要集中在山东、河北、河南等为代表的东南部地区。根据中国光伏产业协会的数据,2019年上述三大省份的户用光伏新增装机规模占全国总量的61%,2020年这一比重增长至66%,其中山东省的户用光伏发展迅速,占全国总量的比重由2019年的36%增长至2020年的45%。这主要是因为山东省的太阳能利用基础较好,民众对光伏发电具有较高的接受度,因此户用光伏的推广也更加迅速简单。同时,受益于经济发达和资源充足的优势,山西、江苏以及安徽等地的户用光伏也实现迅速的发展,户用光伏安装量均超过百兆瓦,市场潜力巨大。
需求转变和技术进步推动户用光伏市场向更加高效的方向发展。由于户用光伏产品是针对民用住宅,产品的定制化需求强烈,经过近几年的快速发展,户用光伏产品正逐渐向家电化和消费品的方向转变。目前的户用光伏形式以BAPV为主,即光伏产品与建筑相独立,通过固定装置将光伏组件安装于住宅屋顶,美观性较差。但是随着居民生活水平的提高,居民对户用光伏产品的美观性和与建筑的统一性有了更高的要求。因此BIPV逐渐被应用到户用光伏领域,通过对光伏组件的颜色、形状和透光性等特点,提高光伏产品的观赏性和与建筑的统一性。未来随着光伏产业的发展和BIPV市场的扩张,BIPV的成本有望进一步下降,技术水平和发电效率有望进一步提高,从而更好地助力户用光伏行业的发展。
改造难度以及建筑标准问题成BIPV需攻克难点
改造难度:中国城市建筑以中高层为主,且存量建筑一般未考虑潜在建筑光伏安装的可能性,这无形的加大了BIPV改造、推广的难度;相比较而言,工商业、公共建筑、乡镇、农村地区有望成为主战场。
建筑标准:BIPV是建筑和光伏深度融合的产物,以建筑材料的属性为主,太阳能发电的属性为辅,这就对BIPV光伏组件的性能提出了更高的要求。不仅要求其具备普通光伏系统的发电性能,还应该满足建筑材料的要求,在防水性、安全性、牢固性和美观性等方面符合建材的标准。
行业标准尚处于起步阶段。从目前的BIPV行业标准来看,主要集中在建筑领域,缺乏针对光伏发电的标准规范。虽然近几年我国加快了针对BIPV的国家标准体系的建设,例如在2019年发布的《建筑光伏幕墙采光顶检测方法》和《光伏与建筑一体化发电系统验收规范》。但是由于BIPV是一个新兴产物,相关行业和部门对其认识和了解有待加深,现阶段BIPV的标准制定大多依靠行业内的讨论或地方政府的规划,尚未形成全国性的BIPV统一标准体系。