2022年3月,住建部發(fā)布《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》,明確指出“十四五”全國(guó)將新增建筑光伏裝機(jī)0.5億千瓦以上,建設(shè)超低/近零能耗建筑0.5億平米。2022年4月1日起將實(shí)施《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》,要求“新建居住建筑和公共建筑平均設(shè)計(jì)能耗水平應(yīng)在2016年執(zhí)行的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上分別降低30%和20%;碳排放強(qiáng)度平均降低40%,降低7kgCO2/(㎡·a)以上”。
各地政府積極推動(dòng)建筑節(jié)能率的提升,2013年北京和天津、2015年河北、2020年江蘇、2021年遼寧就已分別要求建筑節(jié)能率達(dá)到75%,2021年北京繼續(xù)將節(jié)能率要求提升至80%。我們認(rèn)為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)低散熱和建筑設(shè)備低功耗等節(jié)能降碳舉措已在當(dāng)前建筑節(jié)能中較廣泛應(yīng)用,而隨著建筑節(jié)能率的進(jìn)一步提升,前述舉措實(shí)現(xiàn)難度和增量投資將大幅增加;通過(guò)建筑光伏等可再生能源應(yīng)用比例提升,將成為推動(dòng)建筑節(jié)能率提升的重要途徑。
建筑光伏驅(qū)動(dòng)我國(guó)分布式光伏啟航,2021年末建筑光伏裝機(jī)占分布式光伏45%。據(jù)國(guó)家能源局,2021年我國(guó)分布式光伏新增裝機(jī)29GW,占全年新增的53%;累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)107.5GW,五年CAGR達(dá)60%。分類型看,2021年戶用/工商業(yè)光伏分別新增裝機(jī)21.6/7.4GW,同比+113%/+37%,其中戶用光伏的高速增長(zhǎng)是2021年分布式光伏增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)。
我們根據(jù)住建部歷年的建筑節(jié)能專項(xiàng)檢查結(jié)果,得到2009-2016年歷年新增或累計(jì)的太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用裝機(jī)容量;根據(jù)2017-2021年分布式光伏裝機(jī)數(shù)據(jù)估算得到歷年新增光電建筑應(yīng)用裝機(jī)容量,我們測(cè)算截至2021年末全國(guó)累計(jì)光電建筑裝機(jī)48GW,占全部分布式光伏裝機(jī)的45%。隨著建筑節(jié)能率的繼續(xù)提升,我們預(yù)計(jì)“十四五”建筑光伏占比有望快速提升。根據(jù)我們的測(cè)算,“十三五”實(shí)際完成建筑新增裝機(jī)約29GW,“十四五”若超額完成50GW裝機(jī)目標(biāo),目標(biāo)增速將超過(guò)70%;剔除2021年實(shí)際裝機(jī),2022-2025年目標(biāo)裝機(jī)仍然較2017-2020年實(shí)際裝機(jī)量高25%。
屋頂光伏待開(kāi)發(fā)資源豐富,政策首次明確量化目標(biāo)。2021年6月,國(guó)家能源局正式下發(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》,明確黨政機(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%;而《碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中首次提出,到2025年新建公共機(jī)構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭(zhēng)達(dá)到50%。參考華泰環(huán)保與公用事業(yè)組(《分布式光伏:下一個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)》20220214)預(yù)測(cè),2021/2025年末我國(guó)屋頂光伏潛在裝機(jī)容量為2,256GW/2,932GW,2022-2025年我國(guó)分布式光伏有望累計(jì)新增176GW,其中戶用/工商業(yè)/公共建筑分別為63/63/50GW。
目前分布式光伏仍以BAPV為主。BIPV和BAPV是分布式光伏的兩種形式,兩者區(qū)別主要在于光伏與建筑的結(jié)合方式。目前分布式光伏以BAPV為主,即將光伏作為附著物安裝在建筑上,其安裝和拆除不承擔(dān)也不破壞其他建筑物的功能。而B(niǎo)IPV則是將光伏組件與建筑物相結(jié)合成建筑不可缺少的一部分,可以作為屋頂、天窗、幕墻等建筑物的替代。從與建筑結(jié)合的部位來(lái)看,建筑光伏可分為光伏屋頂、光伏幕墻、光伏遮陽(yáng)等,目前分布式光伏主要圍繞屋頂展開(kāi),一方面因?yàn)槲蓓斒芄庹彰娣e較大,可利用光資源豐富;另一方面也因?yàn)槲蓓敼夥脑旌桶惭b難度較低,以BAPV形式只需要通過(guò)夾具、支架等將光伏組件與屋頂結(jié)構(gòu)連接,不會(huì)對(duì)其原有結(jié)構(gòu)造成影響。因此,存量建筑中BAPV是更合適的分布式光伏形式,據(jù)IEA數(shù)據(jù),2020年全球新增光伏中BIPV裝機(jī)僅約1GW,占比不到1%。
BIPV優(yōu)點(diǎn)更加突出,滲透率有望持續(xù)提升。對(duì)于存量建筑而言,考慮可操作性及安裝難度,我們認(rèn)為BAPV仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。但由于有些建筑在設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮后續(xù)安裝光伏,所以存在荷載校驗(yàn)問(wèn)題,往往很多建筑的荷載不滿足要求,需要對(duì)原有屋面進(jìn)行加固,或是加固困難,導(dǎo)致無(wú)法安裝光伏組件,因此在重新設(shè)計(jì)和改造的過(guò)程中與建筑結(jié)合性更好的BIPV滲透率有望提升。而對(duì)于新建建筑,我們認(rèn)為BIPV在建筑美學(xué)、設(shè)計(jì)壽命、安全性、功能性等方面具有優(yōu)勢(shì),有望逐漸替代BAPV成為建筑光伏的主要形式。
應(yīng)用形式更加豐富,BIPV未來(lái)有望加速擴(kuò)容。BAPV受限于建筑原有結(jié)構(gòu),應(yīng)用形式主要在建筑屋頂,僅提供單一的光伏發(fā)電功能;而B(niǎo)IPV在設(shè)計(jì)階段便將光伏與建筑相結(jié)合,可應(yīng)用于建筑的多個(gè)部位,在提供可再生電力的同時(shí)可作為建材提供節(jié)能、防水、保溫等建筑功能,尤其是在建筑節(jié)能提標(biāo)的背景下有望開(kāi)發(fā)出更多的應(yīng)用場(chǎng)景。如將BIPV與建筑門(mén)窗結(jié)合,可在不同季節(jié)改變通風(fēng)口的開(kāi)關(guān),夏季時(shí)光伏玻璃在發(fā)電的同時(shí)吸收了大部分太陽(yáng)輻射并加熱腔內(nèi)空氣形成向上的氣流,若腔內(nèi)溫度高于室外溫度則會(huì)打開(kāi)外通風(fēng)口,減少室內(nèi)溫度以及光伏玻璃溫度增加;冬天則反過(guò)來(lái),減少室內(nèi)溫度損失。通過(guò)這種方式,BIPV不僅能夠提供可再生電力,還能夠幫助建筑節(jié)能保溫。
原標(biāo)題:BIPV星火燎原