中國(guó)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(guó)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(guó)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(yáng)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(lèi)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(wú)特殊要求，性?xún)r(jià)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?xún)r(jià)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(chǎng)景需要柔性組件，更具消費(fèi)品特性光伏幕墻遮陽(yáng)、節(jié)材、保溫光伏遮陽(yáng)板遮陽(yáng)采光頂采光、照明、節(jié)材陽(yáng)臺(tái)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(huì)環(huán)境近年來(lái)中國(guó)全社會(huì)用電量保持增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)全社會(huì)用電量為83128億千瓦時(shí)，較上年同比增長(zhǎng)10。7%；2022年1-4月中國(guó)全社會(huì)用電量為26829億千瓦時(shí)，較上年同比增長(zhǎng)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(zhǎng)不匹配，國(guó)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(zhǎng)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(lái)機(jī)遇。據(jù)數(shù)據(jù)，2021年，中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為54。93GW，累計(jì)裝機(jī)容量為305。99GW；2022年1-3月，中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為13。21GW，累計(jì)裝機(jī)容量為318。55GW。根據(jù)國(guó)家能源局印發(fā)2022年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)，目前風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量的比重達(dá)到12。2%左右。未來(lái)隨著光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量保持增長(zhǎng)，光伏發(fā)電將在社會(huì)供電體系中發(fā)揮越發(fā)重要的作用，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)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(shí)。在中國(guó)堅(jiān)持綠色低碳循環(huán)發(fā)展理念的情況下，太陽(yáng)能憑借清潔、安全、取之不盡、用之不竭等顯著優(yōu)勢(shì)逐漸受到國(guó)家關(guān)注。此外光伏建筑一體化對(duì)提高中國(guó)綠色能源占比、促進(jìn)建筑節(jié)能降耗來(lái)說(shuō)也具有重要意義，因此近年來(lái)國(guó)家對(duì)光伏建筑一體化發(fā)展的重視程度持續(xù)提升，相繼出臺(tái)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(jiān)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(fèi)總量比重提高到20%左右。2021年6月，國(guó)家能源局綜合司正式下發(fā)關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知，擬在全國(guó)組織開(kāi)展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)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(huì)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(chǎng)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(guó)家層面鼓勵(lì)支持，未來(lái)光伏建筑一體化將迎來(lái)更大發(fā)展。中國(guó)光伏建筑一體化行業(yè)相關(guān)政策發(fā)布時(shí)間政策名稱(chēng)發(fā)布機(jī)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容2021年6月《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》國(guó)家能源局?jǐn)M在全國(guó)組織開(kāi)展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)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(huì)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(chǎng)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(dòng)計(jì)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(yùn)輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家能源局、國(guó)務(wù)院扶貧辦建設(shè)獨(dú)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(xiàng)目?jī)r(jià)格政策的通知》國(guó)家發(fā)展改革委分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目自用電量免收隨電價(jià)征收的各類(lèi)政府性基金及附加、系統(tǒng)備用容量費(fèi)和其他相關(guān)并網(wǎng)服務(wù)費(fèi)。2016年12月18日《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國(guó)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(kāi)發(fā)區(qū)等用電集中區(qū)域規(guī)模化推廣屋頂光伏發(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(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)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(diǎn)發(fā)展屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)施光伏建筑一體化工程。2016年12月8日《太陽(yáng)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國(guó)家能源局大力推進(jìn)屋頂分布式光伏發(fā)電。繼續(xù)開(kāi)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(gè)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(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步、降低成本、擴(kuò)大市場(chǎng)、完善體系。優(yōu)化太陽(yáng)能開(kāi)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(guó)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(lèi)，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(jì)集成和運(yùn)行維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，掌握GW級(jí)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(lèi)，研究目標(biāo)：實(shí)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(kāi)發(fā)及應(yīng)用列為示范實(shí)驗(yàn)類(lèi)，研究目標(biāo)：形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列光伏用高分子材料制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)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(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》國(guó)家能源局鼓勵(lì)開(kāi)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(chǎng)地)資源，鼓勵(lì)屋頂面積大、用電負(fù)荷大、電網(wǎng)供電價(jià)格高的開(kāi)發(fā)區(qū)和大型工商企業(yè)率先開(kāi)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(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》國(guó)務(wù)院辦公廳鼓勵(lì)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(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)、光電建筑應(yīng)用委員會(huì)規(guī)劃綱要主要闡述了我國(guó)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(shí)期我國(guó)光電建筑發(fā)展的基本依據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)分布式光伏新增裝機(jī)量為29GW，較上年同比增長(zhǎng)86。9%；2022年1-3月中國(guó)分布式光伏新增裝機(jī)量為8。87GW，較上年同比增長(zhǎng)192%。2016-2022年1-3月中國(guó)分布式光伏累計(jì)裝機(jī)容量由10。32GW增長(zhǎng)至115。61GW。預(yù)計(jì)2021-2025年中國(guó)BIPV裝機(jī)量由1。1GW增長(zhǎng)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(guó)制定出龐大的光伏技術(shù)發(fā)展計(jì)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)?，F(xiàn)階段中國(guó)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(dòng)光伏建筑一體化的發(fā)展。光伏建筑一體化技術(shù)經(jīng)過(guò)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(lèi)光伏組件具有不同的技術(shù)特點(diǎn)，在與光伏建筑一體化結(jié)合時(shí)，產(chǎn)生了不同的效果與特點(diǎn)，極大的擴(kuò)大了光伏建筑一體化的應(yīng)用場(chǎng)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(shí)期。光伏建筑一體化技術(shù)分類(lèi)及其特點(diǎn)光伏技術(shù)簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)晶硅組件晶硅組件主要分為多晶硅和單晶硅兩種。在外觀(guān)方面，單晶硅電池的四角呈現(xiàn)圓弧狀，表面沒(méi)有花紋，顏色為深藍(lán)色(接近于黑色)；而多晶硅電池的4個(gè)角呈現(xiàn)方角，表面有類(lèi)似冰花一樣的花紋，顏色為淺藍(lán)色晶硅類(lèi)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(guò)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(lèi)BIPV組件尺寸、模數(shù)及厚度可滿(mǎn)足建筑多樣化的需求，同時(shí)背板及太陽(yáng)能電池片顏色可根據(jù)建筑要求進(jìn)行選擇。晶硅類(lèi)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?jī)?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(huì)有明顯的色差，電池片之間有明顯的電路線(xiàn)，達(dá)不到建筑美觀(guān)要求(圖2)。彩色的BIPV組件技術(shù)還不成熟，太陽(yáng)能電池片可以在加工過(guò)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(huì)降低30%左右，外觀(guān)仍達(dá)不到建筑美觀(guān)的需求。彩色晶硅BIPV組件通過(guò)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(xiàn)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(yáng)能電池相比，銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)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(diǎn)。銅銦鎵硒薄膜光伏組件完全能夠滿(mǎn)足建筑美學(xué)需求，色彩和質(zhì)感豐富，被國(guó)際上稱(chēng)為“極具發(fā)展前景的薄膜太陽(yáng)能電池”。尤其是彩色CIGS光伏組件可以適應(yīng)各種建筑類(lèi)型的需求。由于銅銦鎵硒薄膜組件技術(shù)發(fā)展時(shí)間短，其單位面積功率及組件轉(zhuǎn)化效率明顯低于晶硅類(lèi)組件，產(chǎn)線(xiàn)組件平均效率為15%~16%。此外，CIGS組件價(jià)格偏高，是晶硅組件價(jià)格的3~5倍，直接導(dǎo)致收益回收期過(guò)長(zhǎng)，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(yáng)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(yáng)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(yáng)光譜有很好的匹配，是一種良好的太陽(yáng)能電池材料?；k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(diǎn)，組件色彩均勻、美觀(guān)大方，整體感強(qiáng)，特別適合于對(duì)美觀(guān)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(xiàn)組件平均效率為17%~18%。雖然碲化鎘標(biāo)準(zhǔn)組件在價(jià)格上已接近于晶硅組件，但定制化的BIPV組件價(jià)格仍較高，是晶硅組件價(jià)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