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我国光伏建筑一体化产业发展环境分析 政策支持+技术先行 产业将迎大爆发

我国光伏建筑一体化产业发展环境分析 政策支持+技术先行 产业将迎大爆发

、光伏建筑一体化行业概况

光伏建筑一体化即BIPV(Building Integrated Photovoltaic),是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,与BAPV在应用形式、适用组件上存在差异。

BIPVBAPV的区别

一体化类型

应用形式

附加效益

适用组件

光伏组件与建筑结合(BAPV)

屋顶倾角

-

无特殊要求,性价比优先,普通光伏组件即可

屋面平铺

保温隔热、通风

墙体贴附安装

降低墙体温度,减少空调冷负荷

光伏组件与建筑一体化(BIPV)

光伏屋顶

节材、保温

必须考虑建筑的结合性,性价比次之;通常需要采用不同形状、颜色和透光度的光伏组件,部分场景需要柔性组件,更具消费品特性

光伏幕墙

遮阳、节材、保温

光伏遮阳板

遮阳

采光顶

采光、照明、节材

阳台护栏

节材

资料来源:观研天下整理

、光伏建筑一体化行业发展环境分析

1.社会环境

近年来我国全社会用电量保持增长。数据显示,2021年我国全社会用电量为83128亿千瓦时,较上年同比增长10.7%;2022年1-4月我国全社会用电量为26829亿千瓦时,较上年同比增长10.5%。但由于电力投资不足,新增电力投产速度明显与电力需求增长不匹配,国内电力供应紧张。

近年来我国全社会用电量保持增长。数据显示,2021年我国全社会用电量为83128亿千瓦时,较上年同比增长10.7%;2022年1-4月我国全社会用电量为26829亿千瓦时,较上年同比增长10.5%。但由于电力投资不足,新增电力投产速度明显与电力需求增长不匹配,国内电力供应紧张。

数据来源:观研天下数据中心整理

工业和高耗电产业的高速增长进一步加剧了缺电局面,电力资源紧缺下光伏发电迎来机遇。据数据,2021年,我国光伏发电新增装机容量为54.93GW,累计装机容量为305.99GW;2022年1-3月,我国光伏发电新增装机容量为13.21GW,累计装机容量为318.55GW。根据国家能源局印发《2022年能源工作指导意见》,目前风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到12.2%左右。未来随着光伏发电新增装机容量保持增长,光伏发电将在社会供电体系中发挥越发重要的作用,预计2025年我国风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到16.5%。

工业和高耗电产业的高速增长进一步加剧了缺电局面,电力资源紧缺下光伏发电迎来机遇。据数据,2021年,我国光伏发电新增装机容量为54.93GW,累计装机容量为305.99GW;2022年1-3月,我国光伏发电新增装机容量为13.21GW,累计装机容量为318.55GW。根据国家能源局印发《2022年能源工作指导意见》,目前风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到12.2%左右。未来随着光伏发电新增装机容量保持增长,光伏发电将在社会供电体系中发挥越发重要的作用,预计2025年我国风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到16.5%。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

2.政策环境

根据观研报告网发布的《中国光伏建筑一体化行业发展现状研究与投资前景分析报告(2022-2029年)》显示,随着气候变暖及化石能源日益枯竭,大力发展可再生能源已成为全球共识。在我国坚持绿色低碳循环发展理念的情况下,太阳能凭借清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势逐渐受到国家关注。此外光伏建筑一体化对提高我国绿色能源占比、促进建筑节能降耗来说也具有重要意义,因此近年来国家对光伏建筑一体化发展的重视程度持续提升,相继出台相关政策引导和支持行业发展。

如“十四五”规划纲要提出,构建现代能源体系,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力。加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举,大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,建设一批多能互补的清洁能源基地,非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。2021年6月,国家能源局综合司正式下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作,提出党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。光伏作为可再生能源的主要电力方式,受到国家层面鼓励支持,未来光伏建筑一体化将迎来更大发展。

我国光伏建筑一体化行业相关政策

发布时间 政策名称 发布机构 相关内容
2021年6月 《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》 国家能源局 拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作,提出党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。
2018年4月19日 《智能光伏产业发展行动计划(2018~2020年)》 工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局、国务院扶贫办 建设独立的“就地消纳”建筑光伏一体化电站
2017年12月19日 《关于2018年光伏发电项目价格政策的通知》 国家发展改革委 分布式光伏发电项目自用电量免收随电价征收的各类政府性基金及附加、系统备用容量费和其他相关并网服务费。
2016年12月18日 《可再生能源发展“十三五”规划》 国家发展改革委 继续支持在已建成且具备条件的工业园区、经济开发区等用电集中区域规模化推广屋顶光伏发电系统。
2016年11月8日 《电力发展“十三五”规划(2014-2020年)》 国家发展改革委、国家能源局 “十三五”期间将全面推进分布式光伏发电建设,重点发展屋顶分布式光伏发电系统,实施光伏建筑一体化工程。
2016年12月8日 《太阳能发展“十三五”规划》 国家能源局 大力推进屋顶分布式光伏发电。继续开展分布式光伏发电应用示范区建设,到2020年建成100个分布式光伏应用示范区,园区内80%的新建建筑屋顶、50%的已有建筑屋顶安装光伏发电。
2016年12月 《能源发展“十三五”规划》 国家发展改革委、国家能源局 坚持技术进步、降低成本、扩大市场、完善体系。优化太阳能开发布局,优先发展分布式光伏发电,扩大“光伏+”多元化利用,促进光伏规模化发展。
2016年12月 《能源技术创新“十三五”规划》 国家能源局 将新型高效低成本光伏发电关键技术列为集中攻关类,研究目标:研制出新型高效低成本光伏电池,突破大型光伏电站设计集成和运行维护关键技术,掌握GW级光伏电站集群控制技术。将多能互补分布式发电和微网应用推广列为应用推广类,研究目标:实现智能化分布式光伏应用、光伏微电网互联、交直流混合微电网以及多能互补微网统一能量管理等的工程示范和推广应用。将光伏组件用高分子材料开发及应用列为示范实验类,研究目标:形成具有自主知识产权的系列光伏用高分子材料制造技术,实现项目产品在光伏发电上大规模应用。
2014年9月2日 《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》 国家能源局 鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。充分利用具备条件的建筑屋顶(含附属空闲场地)资源,鼓励屋顶面积大、用电负荷大、电网供电价格高的开发区和大型工商企业率先开展光伏发电应用。
2014年6月7日 《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》 国务院办公厅 鼓励大型公共建筑及公用设施、工业园区等建设屋顶分布式光伏发电。
2014年5月7日 《光电建筑发展“十三五”规划》 中国建筑金属结构协会、光电建筑应用委员会 规划纲要主要阐述了我国光电建筑发展所取得的成就,明确了光电发展的目标任务,以及光电建筑发展的保障措施,是“十三五”时期我国光电建筑发展的基本依据。

资料来源:观研天下整理

根据数据,2021年我国分布式光伏新增装机量为29GW,较上年同比增长86.9%;2022年1-3月我国分布式光伏新增装机量为8.87GW,较上年同比增长192%。2016-2022年1-3月我国分布式光伏累计装机容量由10.32GW增长至115.61GW。预计2021-2025年我国BIPV装机量由1.1GW增长至30.2GW,在分布式光伏中的渗透率由4.9%增至74.5%。

根据数据,2021年我国分布式光伏新增装机量为29GW,较上年同比增长86.9%;2022年1-3月我国分布式光伏新增装机量为8.87GW,较上年同比增长192%。2016-2022年1-3月我国分布式光伏累计装机容量由10.32GW增长至115.61GW。预计2021-2025年我国BIPV装机量由1.1GW增长至30.2GW,在分布式光伏中的渗透率由4.9%增至74.5%。

数据来源:国家能源局、观研天下数据中心整理

数据来源:国家能源局、观研天下数据中心整理

数据来源:国家能源局、观研天下数据中心整理

数据来源:国家能源局、观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

3.技术环境

技术的发展使BIPV应用更加快捷。我国制定出庞大的光伏技术发展计划,旨在大幅度提高光伏电池转换效率和稳定性,降低成本,不断扩大产业。现阶段我国光伏技术已经初步形成商业化生产能力,进而驱动光伏建筑一体化的发展。

光伏建筑一体化技术经过30年发展逐渐多样化。目前主要光伏技术有晶硅光伏组件、铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件、碲化镉(CdTe)薄膜光伏组件。不同种类光伏组件具有不同的技术特点,在与光伏建筑一体化结合时,产生了不同的效果与特点,极大的扩大了光伏建筑一体化的应用场景,产业进入从追求规模与速度向重视效益与质量转变的关键时期。

光伏建筑一体化技术分类及其特点

光伏技术 简介 优点 缺点
晶硅组件 晶硅组件主要分为多晶硅和单晶硅两种。在外观方面,单晶硅电池的四角呈现圆弧状,表面没有花纹,颜色为深蓝色(接近于黑色);而多晶硅电池的4个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹,颜色为浅蓝色 晶硅类BIPV组件主要是使用封装材料将多晶硅电池片或单晶硅电池片封装在两层或多层钢化玻璃中间,通过调整电池片的数量、排布、间距或采用穿孔硅电池片,达到特定的透光率,其中也包含一些使用彩色电池片的BIPV组件。晶硅类BIPV组件尺寸、模数及厚度可满足建筑多样化的需求,同时背板及太阳能电池片颜色可根据建筑要求进行选择。晶硅类BIPV组件单位装机功率高,单位功率可达160W/m²~220W/m²;转化效率可达16%~22%,同样装机面积下发电量优于薄膜组件。 由于晶硅自身的技术原因,传统的晶硅组件色泽一致性差,组件之间会有明显的色差,电池片之间有明显的电路线,达不到建筑美观要求(图2)。彩色的BIPV组件技术还不成熟,太阳能电池片可以在加工过程中,加特殊的化学药剂染色烧结而成彩色芯片,不但组件功率会降低30%左右,外观仍达不到建筑美观的需求。彩色晶硅BIPV组件通过盖板玻璃或PVB进行色彩调节,可研制出多种电子片间距、色彩、透光率的定制化BIPV光伏组件。
铜铟镓硒薄膜组件 铜铟镓硒薄膜光伏组件以铜铟镓硒半导体薄膜作为吸收层,由前盖板超白玻璃层、封装胶层、薄膜电池各功能层、衬底钠钙玻璃层及接线盒组成。其中薄膜电池各功能层总厚度仅3µm左右。 与目前主流晶硅太阳能电池相比,铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有全生命周期发电量更多、弱光性好、衰减率低、安全稳定性好、能源回收周期短的优点。铜铟镓硒薄膜光伏组件完全能够满足建筑美学需求,色彩和质感丰富,被国际上称为“极具发展前景的薄膜太阳能电池”。尤其是彩色CIGS光伏组件可以适应各种建筑类型的需求。 由于铜铟镓硒薄膜组件技术发展时间短,其单位面积功率及组件转化效率明显低于晶硅类组件,产线组件平均效率为15%~16%。此外,CIGS组件价格偏高,是晶硅组件价格的3~5倍,直接导致收益回收期过长,这成为制约CIGS组件在建筑中推广应用的不利因素。
碲化镉薄膜光伏组件 碲化镉薄膜太阳能电池是一种以P型碲化镉和N型硫化镉(CdS)的异质结为基础的太阳能电池。碲化镉是直接带隙半导体,光吸收强,其禁带宽度与地面太阳光谱有很好的匹配,是一种良好的太阳能电池材料。 化镉薄膜光伏组件具有温度系数低、弱光效应好、稳定性高、热斑效应小等特点,组件色彩均匀、美观大方,整体感强,特别适合于对美观度要求较高的建筑上使用。 碲化镉薄膜光伏组件单位面积功率及组件转化效率都比晶硅组件低,产线组件平均效率为17%~18%。虽然碲化镉标准组件在价格上已接近于晶硅组件,但定制化的BIPV组件价格仍较高,是晶硅组件价格的3~5倍,这成为制约碲化镉组件在建筑中推广应用的不利因素。镉作为重金属具有毒性,碲化镉太阳能电池在生产和使用过程中有一定的危险性,而一旦排放,将对环境造成污染。这对其在建筑上的应用产生了制约。

资料来源:观研天下整理(zlj)

、总结

受社会用电需求激增和能源结构调整加快影响,光伏建筑一体化成为国家扶持的新兴产业。相关政策的出台将促进光伏建筑一体化规模化发展,国家给予光伏建筑一体化项目的财政补贴增加则将驱动光伏建筑一体化渗透率持续提升。在政策驱动下,目前光伏建筑一体化已蓄势待发。同时技术先行,使得光伏建筑一体化转化效率更高,外观更美观多样,助力光伏建筑一体化建筑降本增效,产业或将迎来大爆发。

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