中國光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境分析政策支持+技術(shù)先行產(chǎn)業(yè)將迎大爆發(fā)

中國光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境分析政策支持+技術(shù)先行產(chǎn)業(yè)將迎大爆發(fā)中國光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境分析政策支持+技術(shù)先行產(chǎn)業(yè)將迎大爆發(fā)一、光伏建筑一體化行業(yè)概況光伏建筑一體化即BIPV（BuildingIntegratedPhotovoltaic），是一種將太陽能發(fā)電（光伏）產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)，與BAPV在應(yīng)用形式、適用組件上存在區(qū)別。BIPV和BAPV的區(qū)別一體化類型應(yīng)用形式附加效益適用組件光伏組件與建筑結(jié)合(BAPV)屋頂傾角-無特殊要求，性價比優(yōu)先，普通光伏組件即可屋面平鋪保溫隔熱、通風(fēng)墻體貼附安裝降低墻體溫度，減少空調(diào)冷負(fù)荷光伏組件與建筑一體化(BIPV)光伏屋頂節(jié)材、保溫必須考慮建筑的結(jié)合性，性價比次之;通常需要采用不同形狀、顏色和透光度的光伏組件，部分場景需要柔性組件，更具消費品特性光伏幕墻遮陽、節(jié)材、保溫光伏遮陽板遮陽采光頂采光、照明、節(jié)材陽臺護(hù)欄節(jié)材二、光伏建筑一體化行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析1。社會環(huán)境近年來中國全社會用電量保持增長。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國全社會用電量為83128億千瓦時，較上年同比增長10。7%；2022年1-4月中國全社會用電量為26829億千瓦時，較上年同比增長10。5%。但由于電力投資不足，新增電力投產(chǎn)速度明顯與電力需求增長不匹配，國內(nèi)電力供應(yīng)緊張。工業(yè)和高耗電產(chǎn)業(yè)的高速增長進(jìn)一步加劇了缺電局面，電力資源緊缺下光伏發(fā)電迎來機(jī)遇。據(jù)數(shù)據(jù)，2021年，中國光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為54。93GW，累計裝機(jī)容量為305。99GW；2022年1-3月，中國光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為13。21GW，累計裝機(jī)容量為318。55GW。根據(jù)國家能源局印發(fā)2022年能源工作指導(dǎo)意見，目前風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量的比重達(dá)到12。2%左右。未來隨著光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量保持增長，光伏發(fā)電將在社會供電體系中發(fā)揮越發(fā)重要的作用，預(yù)計2025年中國風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量的比重達(dá)到16。5%。2。政策環(huán)境\t"/market/202205/_blank"顯示，隨著氣候變暖及化石能源日益枯竭，大力發(fā)展可再生能源已成為全球共識。在中國堅持綠色低碳循環(huán)發(fā)展理念的情況下，太陽能憑借清潔、安全、取之不盡、用之不竭等顯著優(yōu)勢逐漸受到國家關(guān)注。此外光伏建筑一體化對提高中國綠色能源占比、促進(jìn)建筑節(jié)能降耗來說也具有重要意義，因此近年來國家對光伏建筑一體化發(fā)展的重視程度持續(xù)提升，相繼出臺相關(guān)政策引導(dǎo)和支持行業(yè)發(fā)展。如“十四五”規(guī)劃綱要提出，構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，推進(jìn)能源革命，建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系，提高能源供給保障能力。加快發(fā)展非化石能源，堅持集中式和分布式并舉，大力提升風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模，加快發(fā)展東中部分布式能源，建設(shè)一批多能互補(bǔ)的清潔能源基地，非化石能源占能源消費總量比重提高到20%左右。2021年6月，國家能源局綜合司正式下發(fā)關(guān)于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知，擬在全國組織開展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)試點工作，提出黨政機(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%。光伏作為可再生能源的主要電力方式，受到國家層面鼓勵支持，未來光伏建筑一體化將迎來更大發(fā)展。中國光伏建筑一體化行業(yè)相關(guān)政策發(fā)布時間政策名稱發(fā)布機(jī)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容2021年6月《關(guān)于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》國家能源局?jǐn)M在全國組織開展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)試點工作，提出黨政機(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%。2018年4月19日《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018～2020年)》工業(yè)和信息化部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家能源局、國務(wù)院扶貧辦建設(shè)獨立的“就地消納”建筑光伏一體化電站2017年12月19日《關(guān)于2018年光伏發(fā)電項目價格政策的通知》國家發(fā)展改革委分布式光伏發(fā)電項目自用電量免收隨電價征收的各類政府性基金及附加、系統(tǒng)備用容量費和其他相關(guān)并網(wǎng)服務(wù)費。2016年12月18日《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國家發(fā)展改革委繼續(xù)支持在已建成且具備條件的工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等用電集中區(qū)域規(guī)?；茝V屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。2016年11月8日《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2014-2020年)》國家發(fā)展改革委、國家能源局“十三五”期間將全面推進(jìn)分布式光伏發(fā)電建設(shè)，重點發(fā)展屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，實施光伏建筑一體化工程。2016年12月8日《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國家能源局大力推進(jìn)屋頂分布式光伏發(fā)電。繼續(xù)開展分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范區(qū)建設(shè)，到2020年建成100個分布式光伏應(yīng)用示范區(qū)，園區(qū)內(nèi)80%的新建建筑屋頂、50%的已有建筑屋頂安裝光伏發(fā)電。2016年12月《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國家發(fā)展改革委、國家能源局堅持技術(shù)進(jìn)步、降低成本、擴(kuò)大市場、完善體系。優(yōu)化太陽能開發(fā)布局，優(yōu)先發(fā)展分布式光伏發(fā)電，擴(kuò)大“光伏+”多元化利用，促進(jìn)光伏規(guī)?；l(fā)展。2016年12月《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》國家能源局將新型高效低成本光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)列為集中攻關(guān)類，研究目標(biāo)：研制出新型高效低成本光伏電池，突破大型光伏電站設(shè)計集成和運行維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，掌握GW級光伏電站集群控制技術(shù)。將多能互補(bǔ)分布式發(fā)電和微網(wǎng)應(yīng)用推廣列為應(yīng)用推廣類，研究目標(biāo)：實現(xiàn)智能化分布式光伏應(yīng)用、光伏微電網(wǎng)互聯(lián)、交直流混合微電網(wǎng)以及多能互補(bǔ)微網(wǎng)統(tǒng)一能量管理等的工程示范和推廣應(yīng)用。將光伏組件用高分子材料開發(fā)及應(yīng)用列為示范實驗類，研究目標(biāo)：形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列光伏用高分子材料制造技術(shù)，實現(xiàn)項目產(chǎn)品在光伏發(fā)電上大規(guī)模應(yīng)用。2014年9月2日《關(guān)于進(jìn)一步落實分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》國家能源局鼓勵開展多種形式的分布式光伏發(fā)電應(yīng)用。充分利用具備條件的建筑屋頂(含附屬空閑場地)資源，鼓勵屋頂面積大、用電負(fù)荷大、電網(wǎng)供電價格高的開發(fā)區(qū)和大型工商企業(yè)率先開展光伏發(fā)電應(yīng)用。2014年6月7日《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》國務(wù)院辦公廳鼓勵大型公共建筑及公用設(shè)施、工業(yè)園區(qū)等建設(shè)屋頂分布式光伏發(fā)電。2014年5月7日《光電建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會、光電建筑應(yīng)用委員會規(guī)劃綱要主要闡述了我國光電建筑發(fā)展所取得的成就，明確了光電發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)，以及光電建筑發(fā)展的保障措施，是“十三五”時期我國光電建筑發(fā)展的基本依據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年中國分布式光伏新增裝機(jī)量為29GW，較上年同比增長86。9%；2022年1-3月中國分布式光伏新增裝機(jī)量為8。87GW，較上年同比增長192%。2016-2022年1-3月中國分布式光伏累計裝機(jī)容量由10。32GW增長至115。61GW。預(yù)計2021-2025年中國BIPV裝機(jī)量由1。1GW增長至30。2GW，在分布式光伏中的滲透率由4。9%增至74。5%。3。技術(shù)環(huán)境技術(shù)的發(fā)展使BIPV應(yīng)用更加快捷。中國制定出龐大的光伏技術(shù)發(fā)展計劃，旨在大幅度提高光伏電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，降低成本，不斷擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)階段中國光伏技術(shù)已經(jīng)初步形成商業(yè)化生產(chǎn)能力，進(jìn)而驅(qū)動光伏建筑一體化的發(fā)展。光伏建筑一體化技術(shù)經(jīng)過30年發(fā)展逐漸多樣化。目前主要光伏技術(shù)有晶硅光伏組件、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏組件、碲化鎘(CdTe)薄膜光伏組件。不同種類光伏組件具有不同的技術(shù)特點，在與光伏建筑一體化結(jié)合時，產(chǎn)生了不同的效果與特點，極大的擴(kuò)大了光伏建筑一體化的應(yīng)用場景，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入從追求規(guī)模與速度向重視效益與質(zhì)量轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。光伏建筑一體化技術(shù)分類及其特點光伏技術(shù)簡介優(yōu)點缺點晶硅組件晶硅組件主要分為多晶硅和單晶硅兩種。在外觀方面，單晶硅電池的四角呈現(xiàn)圓弧狀，表面沒有花紋，顏色為深藍(lán)色(接近于黑色)；而多晶硅電池的4個角呈現(xiàn)方角，表面有類似冰花一樣的花紋，顏色為淺藍(lán)色晶硅類BIPV組件主要是使用封裝材料將多晶硅電池片或單晶硅電池片封裝在兩層或多層鋼化玻璃中間，通過調(diào)整電池片的數(shù)量、排布、間距或采用穿孔硅電池片，達(dá)到特定的透光率，其中也包含一些使用彩色電池片的BIPV組件。晶硅類BIPV組件尺寸、模數(shù)及厚度可滿足建筑多樣化的需求，同時背板及太陽能電池片顏色可根據(jù)建筑要求進(jìn)行選擇。晶硅類BIPV組件單位裝機(jī)功率高，單位功率可達(dá)160W/m2~220W/m2；轉(zhuǎn)化效率可達(dá)16%~22%，同樣裝機(jī)面積下發(fā)電量優(yōu)于薄膜組件。由于晶硅自身的技術(shù)原因，傳統(tǒng)的晶硅組件色澤一致性差，組件之間會有明顯的色差，電池片之間有明顯的電路線，達(dá)不到建筑美觀要求(圖2)。彩色的BIPV組件技術(shù)還不成熟，太陽能電池片可以在加工過程中，加特殊的化學(xué)藥劑染色燒結(jié)而成彩色芯片，不但組件功率會降低30%左右，外觀仍達(dá)不到建筑美觀的需求。彩色晶硅BIPV組件通過蓋板玻璃或PVB進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，可研制出多種電子片間距、色彩、透光率的定制化BIPV光伏組件。銅銦鎵硒薄膜組件銅銦鎵硒薄膜光伏組件以銅銦鎵硒半導(dǎo)體薄膜作為吸收層，由前蓋板超白玻璃層、封裝膠層、薄膜電池各功能層、襯底鈉鈣玻璃層及接線盒組成。其中薄膜電池各功能層總厚度僅3μm左右。與目前主流晶硅太陽能電池相比，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具有全生命周期發(fā)電量更多、弱光性好、衰減率低、安全穩(wěn)定性好、能源回收周期短的優(yōu)點。銅銦鎵硒薄膜光伏組件完全能夠滿足建筑美學(xué)需求，色彩和質(zhì)感豐富，被國際上稱為“極具發(fā)展前景的薄膜太陽能電池”。尤其是彩色CIGS光伏組件可以適應(yīng)各種建筑類型的需求。由于銅銦鎵硒薄膜組件技術(shù)發(fā)展時間短，其單位面積功率及組件轉(zhuǎn)化效率明顯低于晶硅類組件，產(chǎn)線組件平均效率為15%~16%。此外，CIGS組件價格偏高，是晶硅組件價格的3~5倍，直接導(dǎo)致收益回收期過長，這成為制約CIGS組件在建筑中推廣應(yīng)用的不利因素。碲化鎘薄膜光伏組件碲化鎘薄膜太陽能電池是一種以P型碲化鎘和N型硫化鎘(CdS)的異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的太陽能電池。碲化鎘是直接帶隙半導(dǎo)體，光吸收強(qiáng)，其禁帶寬度與地面太陽光譜有很好的匹配，是一種良好的太陽能電池材料。化鎘薄膜光伏組件具有溫度系數(shù)低、弱光效應(yīng)好、穩(wěn)定性高、熱斑效應(yīng)小等特點，組件色彩均勻、美觀大方，整體感強(qiáng)，特別適合于對美觀度要求較高的建筑上使用。碲化鎘薄膜光伏組件單位面積功率及組件轉(zhuǎn)化效率都比晶硅組件低，產(chǎn)線組件平均效率為17%~18%。雖然碲化鎘標(biāo)準(zhǔn)組件在價格上已接近于晶硅組件，但定制化的BIPV組件價格仍較高，是晶硅組件價格的3~5倍，這成為制約碲化鎘組件在建筑中推廣應(yīng)用的不利因素。鎘作為重金屬具有毒性，碲化鎘太