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文档简介

1、BIPV 简介:较 BAPV 具备多重优势根据电站的装机规模、和用户的距离、接入电网的电压等级等不同可以分为集中式电站和分布式电站。其中,分布式电站又可以大致分为BAPV 和 BIPV 两种。图 1:光伏电站分类资料来源:北极星太阳能光伏网、研究院BIPV(Building Integrated Photovoltaic),即光伏方阵与建筑集成。是与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统,也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分,代替部分建材并降低系统成本。既具有发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还可以提升建筑物的美

2、感,与建筑物形成完美的统一体。图 2:BIPV 并网结构资料来源:中电电气官网、研究院BAPV(Building Attached Photovoltaic),即后置式的光伏方阵与建筑结合:采用特殊支架将光伏组件固定于现有建筑屋面或墙面结构,可以作为独立电源供电或者并网的方式供电,主要功能止步于发电,不具备建筑建材和建筑美观作用。也称为“安装型”太阳能光伏建筑。图 3:BAPV 示意图资料来源:格隆汇、研究院光伏建筑一体化(BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV)的形式,是光伏与建筑的深度融合。光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵

3、与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。光伏建筑一体化,是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目的是为了保护和装饰建筑

4、物。如果用光伏器件代替部分建材,即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户,这样既可用做建材也可用以发电,可谓物尽其美。对于框架结构的建筑物,可把其整个围护结构做成光伏阵列,选择适当光伏组件,既可吸收太阳直射光,也可吸收太阳反射光。目前已经研制出大尺度的彩色光伏模块,可以实现以上目的,使建筑外观更具魅力。图 4:BAPV vs BIPV 光伏组件资料来源:精工钢构官网、研究院BIPV 的发展历程建筑光伏一体化的最早应用应该推演到卫星和国际空间站上,卫星上的光伏发电结构是光伏与结构一体化的最早雏形。1967 年,日本 MSK 公司最早提出建筑光伏一体化产品。日本 MSK 是是全球最顶级的高科技材料

5、公司。MSK 将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件用于粘贴在屋顶和墙面上,是最早的 BIPV 技术商业应用概念的开拓者,也是轻量化光伏发电设备的鼻祖。2004 年,夏普就开始在美国和欧洲地区开设工厂生产光伏组件。于 2004 年前后在美国建成当时最大的太阳能电池配装公司,并把自己生产的太阳能电池板安装在英国曼彻斯特的摩天大楼幕墙上,还斥资建立了自己的太阳能研究院。此时夏普的技术路线是采用印刷型薄膜电池技术制造 BIPV 产品。2016 年该业务进入困境,出售给台湾的富士康母公司鸿海。2009 年台湾高雄世运会主场馆螺旋造型的 BIPV 屋顶落成,总装机容量 1MW。屋顶面积 21000 平

6、方米,共辐射 8844 片 BIPV 模组,由台湾纳米龙科技设计研发和制造。2010 年,中国无锡尚德总部研发大楼玻璃幕墙 BIPV 示范项目落成。当时全球最大单体BIPV 示范项目,幕墙面积 6900 平方米。2013 年底,保定英利投资的电谷锦江酒店 BIPV 示范项目落成。1.5MW 各类 BIPV 产品安装在酒店屋顶和外墙,窗户等位置,该项目也是当时中国最大 BIPV 示范项目,应该也是至今可以看到公示报告的最大单体 BIPV 示范项目。2014 年 10 月,汉能北京总部 BIPV 一体化总部大楼落成。600KW 装机量,以 BAPV 为主,装饰性薄膜玻璃电池组件。2016 年 10

7、 月,美国的特斯拉/Solar city 发布 BIPV 的屋顶瓦片。仅瓦片售价大约:25 元/W。能量密度 8090w/m2。2018 年 4 月,中国的汉能在北京大会堂隆重举行发布汉瓦产品。售价大约:13 元/W。容量密度 8085w/m2。2018 年 6 月,来自硅谷的合资公司 Helios Power 赫里欧新能源科技有限公司发布第二代智能 BIPV 产品。售价大约 700800 元/平方米,系统造价仅仅 4.55.0 元/瓦,而容量密度高达 160170w/m2。全投资投资收益率(IRR)在中国主要工业厂房屋顶上,在自发自用模式,高达 IRR=1216%以上。图 5:台湾高雄世运会

8、主场馆图 6:保定英利电谷酒 资料来源:BIPV 中国、研究院资料来源:BIPV 中国、研究院BIPV 的应用形式多样、智能、美观相对于传统 BAPV 光伏电站应用形式的单一,BIPV 的应用形式更加多样化、智能化和美观化。BIPV 屋顶:BIPV 组件安装在屋顶上,形成光伏屋面、光伏采光顶、光伏瓦屋面、光伏金属屋面等。光伏组件屋面:BIPV 组件作为屋面保护层,是一种新型的坡屋面形式,适用于新建坡屋面和平改坡屋面。光伏瓦屋面:光伏瓦或光伏组件以瓦的形式铺装,是一种新型瓦材的瓦屋面形式,适用于新建瓦屋面和传统瓦的改造。光伏采光顶:BIPV 组件作为采光顶的玻璃面板,是一种新型的玻璃采光顶形式,

9、适用于建筑采光顶。光伏隔热层屋面:在 BIPV 组件下设置空气间层,可以实现屋面在夏季隔热作用,适用于平屋顶增加隔热层。图 7:BIPV 屋顶资料来源:杭州可再生能源、研究院BIPV 幕墙:BIPV 组件还可以在建筑外墙上替代传统幕墙,形成光伏幕墙、光伏窗间墙等。BIPV 组件直接作为幕墙面板,与支承结构共同构成光伏幕墙,适用于透光和不透光建筑幕墙。图 8:BIPV 幕墙资料来源:中国储能网、研究院BIPV 遮阳:BIPV 组件与建筑遮阳结合,形成光伏外窗遮阳、光伏屋檐遮阳、光伏雨篷遮阳、光伏长廊遮阳,以及停车棚、公交站亭、过街天桥、体育场看台等光伏遮阳。具体包含以下:光伏外窗遮阳:BIPV

10、组件直接作为外窗遮阳板,适用于建筑外窗遮阳。光伏雨篷:BIPV 组件直接作为雨篷面板,适用于建筑雨篷。光伏外廊:BIPV 组件直接作为外廊顶棚,适用于建筑外廊。光伏看台遮阳:BIPV 组件直接作为看台遮阳板,适用于体育场看台。光伏阳台(一体):BIPV 组件直接作为阳台栏板,适用于建筑阳台。图 9:BIPV 遮阳资料来源:中国储能网、研究院BIPV 温室:BIPV 组件与农业温室结合,形成光伏温室。图 10:BIPV 温室资料来源:中国建筑科学研究院、研究院室外光伏:BIPV 组件安装于建筑室外,作为建筑的附属物或设施。具体包含以下:光伏车棚:BIPV 组件直接作为车棚顶棚。光伏车站:BIPV

11、 组件直接作为车站顶棚。图 11:室外光伏资料来源:武汉皖毫膜结构、研究院光伏场馆:在屋顶、幕墙等均融合了 BIPV 光伏材料的体育场馆、展会展馆、科技馆等建筑。图 12:光伏场馆资料来源:光伏盒子、研究院BIPV 的技术线路BIPV 的主要线路是晶硅和薄膜(CdTe 或 CIGS)。在多种薄膜太阳能电池生产技术中,目前已经产业化的主要有 3 种:硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)和铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)。其中,BIPV 主要基于晶硅和薄膜(CdTe 或 CIGS)电池两种技术。CdTe:具有较低的温度系数和优良的弱光响应,比晶硅电池发电能力要高出 5%10%,已

12、被证明是一种适合于大规模生产的高效廉价太阳能电池,目前实验室小面积电池效率已达 20.4%,组件全面积效率已达 14.2%。CIGS:具有很好的材料特性,易形成好的背电极和高质量的 PN 结,而且较容易做成柔性组件。CIGS 的实验室效率已达 21.7%(德国 Manz 集团),组件全面积效率已接近 16%。 CIGS 薄膜电池技术是目前行业内公认的最具工业化前景的薄膜发电技术,更被国际称为下一时代最有前途的廉价太阳电池之一。薄膜组件转化效率较低,但户外性能明显优于当前的晶硅技术,在 BIPV 应用中能够发挥优势。论文硅基薄膜太阳电池在光伏建筑一体化(BIPV)上的优势表明,硅基薄膜电池从发明

13、到真正产业化生产经过了 30 多年的历史,目前硅薄膜电池已经发展成为太阳能电池产业的一个重要分支。由于在不同市场领域中对太阳能电池有不同要求,因此不同电池结构都有其独特的发展空间。硅基薄膜电池相比于晶体硅电池有以下优越性:1)优越的弱光响应可以延长其有效发电时间;2)较高的温度系数使其在高温条件下依然保持较好的发电性能;3)对散射光的有效利用使组件对安装方向的依赖性降低;4)被遮挡时较小的功率损失;5)完美的透光效果、本底颜色和可卷曲特性满足了建筑材料对美观的要求以上的诸多优点使得硅基薄膜组件成为BIPV 的最佳选择。尽管目前硅基薄膜组件的转化效率还有待提高,但是我们相信经过科学技术领域的不断

14、研究和开发,硅基薄膜电池必将成为太阳能产业中的一个重要组成部分。BIPV 较 BAPV 具备多重优势相比于 BAPV,BIPV 的优势包括:经济性:根据某工程数据测算,BIPV 较BAPV 更具经济性,可节约材料 164 元/平。表 1:BAPV 系统与 BIPV 系统经济性成本对比表对比项BAPV 系统BIPV 系统铝镁锰屋面板包括直立锁边铝镁锰屋面板和铝合金 T型支座,约 200 元/m2无系统支架配件包括夹具、导轨、固定件等,约 0.3 元/W*120W/m2=36 元包括配套轻钢檩条、铝合金压条、橡胶密封条、固定件等,约 0.6 元/W*120W/m2=72 元光伏发电组件单元板包括光

15、伏发电板和铝合金边框,约120W/m2*2.8 元/W=336 元包括光伏发电板和铝合金边框,约120W/m2*2.8 元/W=336 元综合造价(材料价)铝镁锰屋面板+系统支架配件+光伏发电组件单元板=572 元/m2系统支架配件+光伏发电组件单元板=408 元/m2使用寿命20 年更换一次使用寿命=50结论采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料 164 元/m2资料来源:BIPV 在线、研究院建筑外观:传统钢结构后置式光伏发电屋面在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电池板,屋面较凌乱,整体性较差。BIPV 把太阳能利用纳入建筑的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,把光伏发电组件单元板和检

16、修走道板直接作为屋面板,在 BIPV 建筑中,可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,完美的实现了将太阳能光伏发电与建筑相结合。屋面美观,简洁大方,具有鲜明的现代工业建筑特征。设计寿命:光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外,有良好的密封环境,BIPV 光伏组件封装用的胶为 PVB,能达到 50 年甚至更长的使用寿命。PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性,并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作。此外,在 BIPV 系统中,选用光伏专用电线(双层交联聚乙烯浸锡铜线),选用偏大的电线直径,以及选用性能优

17、异的连接器等设备,都能延长 BIPV 光伏系统的使用寿命。屋面受力:传统钢结构后置式光伏发电屋面的压型金属板(彩钢板或铝镁锰板)与后置的光伏电池板的受力复杂,金属板和光伏电池板既有风载正压也有负压,光伏电池板受力通过支架传递到压型金属板,长期的风载作用和变形会产生疲劳效应,影响结构安全。光伏建筑一体化屋面只是单纯的屋面,结构受力清晰,结构安全性高。另外,该系统采用双面玻璃组件,钢化玻璃的厚度符合国家建筑设计规范,是通过严格的力学计算得出,能够满足屋面安全性要求。防水可靠性:传统统钢结构后置式光伏发电屋面在压型金属板( 彩钢板或铝镁锰板)屋顶安装完毕后,后期屋面二次上人安装光伏组件等设备,会因为

18、吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载,从而造成彩钢板或铝镁锰板永久沉降形变,造成后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点; 伴随使用年限越长漏水隐患会越来越多。光伏建筑一体化屋面系统主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统,屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,主水槽等受力构件采用卡扣式零穿孔连接,组件与组件( 或踏板) 间使用可靠的密封扣条进行固定和密封,泛水包边采用对焊连接,系统设计带有防震动体系,可有效防止海边高频次风荷载作用,有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术,避免了漏水的隐患。施工难度和速度:传统钢结构后置式光伏发电屋面分二期

19、施工,施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施工难度大。光伏建筑一体化屋面施工难度小,安装速度快,工程进度有保障。在完成支架和水槽施工后,每人每天至少安装 40 平(25 块组件) ,以 10000 m2 主屋面为例,20 人 15 天左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。屋面运营维护:传统钢结构后置式光伏发电屋面在施工检修中多次踩踏,屋面变形大,漏水隐患多,维修难度大。光伏建筑一体化屋面同步设计、施工,对屋面构件形成保护,不造成二次施工踩踏破坏。屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,可随意拆卸、修葺,检修维护方便; 屋面根据合理运维半径设置的检修走道踏板,对屋面和组件都不造成破坏,大大保护了

20、屋面的完整性。碳中和大背景下,BIPV 重要性凸显碳中和主基调下,绿色建筑承载节能减排重任绿色建筑作是节能减排重要方式。根据中国建筑节能协会能耗统计协会,2018 年全国建筑全过程能耗总量为 21.47 亿 tce,占全国能源消费总量比重为 46.5%。其中,建材生产阶段能耗 1 亿 tce,占全国能耗消费的 23.8%;建筑施工阶段能耗 0.47 亿 tce,占全国能源消费总量比重为 2.2%;建筑运行阶段能耗 10 亿 tce,占全国能源消费总量比重为 1%。图 13:建筑全过程能耗(亿 tce)资料来源:中国建筑节能协会、研究院2018 年全国建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿 tCO

21、2,占全国碳排放的比重为 51.3%。其中,建材生产阶段碳排放 27.2 亿 tCO2,占全国碳排放总量比重为 28.3%;建筑施工阶段碳排放 1 亿 tCO2,占全国碳排放总量比重为 1%;建筑运行阶段碳排放 21.1 亿tCO2,占全国碳排放总量比重为 21.9%。钢材、水泥、铝材能耗与碳排放占比超 90%。图 14:建筑全过程碳排放(亿 tCO2)资料来源:中国建筑节能协会、研究院图 15:主要建材能耗与碳排放情况资料来源:中国建筑节能协会、研究院2005-2018 年间,全国建筑全过程能耗由 2005 年的 9.34 亿吨标准煤,上升到 2018 年的21.47 亿吨标准煤,扩大 2.

22、3 倍,年均增长 6.6%。总体上,全国建筑全过程能耗变化呈现显著的阶段性。图 16:主要建材能耗占比图 17:主要建材碳排放占比资料来源:中国建筑节能协会、研究院资料来源:中国建筑节能协会、研究院“30、60”已成为战略国策,而能否在 2060 年如期实现“碳中和”,将在一定程度上取决于建筑业的表现。习近平总书记在 2020 年联合国大会一般性辩论的讲话提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。”报告以碳中和为目标对全国建筑碳排放进行了情景分析,发现:在基准情景下,全国建筑运行碳排放约 15

23、亿吨CO2。在碳中和情景下,基准情景的 15 亿吨 CO2 排放将通过以下四个基本途径进行中和:建筑能效提升,减排3.3 亿吨;建筑“产能”,即建筑可再生能源应用,减排 3 亿吨;建筑电气化与电力部门脱碳,减排 4.5 亿;碳汇/固碳/CCUS 等技术,吸收 4.2 亿吨。要实现 2030 年建筑碳排放达峰:十四五期末建筑碳排放总量应控制在 25 亿 tCO2,年均增速需控制在 1.50%;十四五期末建筑能耗总量应控制在 12 亿 tce,年均增速需控制在 2.20%。根据中国建筑节能协会能耗统计专委会发布的中国建筑能耗研究报告(2019),中国建筑行业的碳排放将继续增加,达到峰值时间预计为

24、2039 年前后。也就是说,在全国碳排放总量达峰之后,建筑行业的碳排放仍将继续增长 9 年。因此,中国能否在 2060 年前实现“碳中和”,将在一定程度上取决于建筑业的表现。有鉴于此,为实现“碳达峰”、“碳中和”战略国策,建筑行业作为重中之重,绿色建筑已成大势所趋,且任重道远。2.2 绿色建筑渐入佳境,光伏建筑不可或缺国内绿色建筑自 2006 年起步,2019 年新增绿色建筑占总新增建筑比重升至 65%,住建部提出 2022 年该比重将达 70%。近年来,国家陆续颁布支持超低能耗建筑建设的有关政策,明确提出“在全国不同气候区积极开展超低能耗建筑建设示范”“开展超低能耗建筑小区(园区)、近零能耗

25、建筑示范工程试点”等,各省市纷纷迈开探索建设步伐。国务院 2016年发布“十三五”节能减排综合工作方案,提出“开展超低能耗及近零能耗建筑试点”;住建部 2017 年印发建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划,提出“积极开展超低能耗建筑、近零能耗建筑建设示范在具备条件的园区、街区推动超低能耗建筑集中连片建设,鼓励开展零能耗建筑建设试点”;2021 年 3 月,“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要提出,开展近零能耗建筑、近零碳排放等重大项目示范。在一系列政策鼓励下,我国超低能耗建筑得到较快推广,建成具有代表意义的示范项目:中国建筑科学研究院近零能耗示范建筑、夏热冬暖地区首个零能耗建筑综合性办公

26、楼珠海兴业新能源产业研发楼、保留乡村生态的天友零舍近零能耗农宅示范项目、中德青岛生态园技术中心、河北高碑店列车新城等,这些建筑采用了高性能新型围护结构、太阳能建筑一体化、智能建筑微能网及地源热泵等高新技术。据中国建筑科学研究院研究员张时聪,“十三五”期间,我国超低能耗建筑专项财政激励超过 10 亿元,对其从试点示范到规模推广起到重要引导作用,在建及建成超低/近零能耗建筑项目超过 1000 万平方米,带动 100 亿增量产业规模,将引领建筑节能产业向高质量、规模化、可持续发展。图 18:绿色建筑实现路径资料来源:绿建资讯网、研究院据住房和城乡建设部 6 月 8 日消息,住建部等 15 部门发布加

27、强县城绿色低碳建设的意见。意见提出,提升县城能源使用效率,大力发展适应当地资源禀赋和需求的可再生能源,因地制宜开发利用地热能、生物质能、空气源和水源热泵等,推动区域清洁供热和北方县城清洁取暖,通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式,降低传统化石能源在建筑用能中的比例。时间政策文件政策内容2017年 1 月十三五节能减排综合工作方案到 2020 年,城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到 50%。施绿色建筑全产业链发展计划,推行绿色施工方式,推广节能绿色建材、装配式和钢结构建筑。2017年 2 月关于促进建筑业持续健康发展的意见明确提出要提升津筑设计水平,突出建

28、筑使用功能及节能、节水、节地、节材和环保等要求,提供功能适用、经济合理、安全可靠、技术先进、环境协调的建筑设计产品。2017年 3 月建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划推动重点地区、重点城市及重点建筑类型全面执行绿色建筑标准, 积极引导绿色建筑评价标识项目建设,力争使绿色建筑发展规模实现倍增,到 2020 年,全国城镇绿色建筑占新建建筑比例短过 50%,新增绿色建筑面积 20 亿平方米以上。2017年 4 月建筑业发展“十三五规划1)提高建筑节能水平;2)全面执行绿色建筑标准;3)推进绿色建筑规模化发展;4)完善监督管理机制。2018年 3 月住房城乡建设部建筑节能与科技司 2018 工作要

29、点引导有条件地区和城市新建建筑全面执行绿色建筑标准,扩大绿色建筑强制推广范围,力争到 2018 年底,城镇绿色建筑占新建建筑比例达到 40%。2019年 9 月关于成立科学建筑委员会建筑节能与绿色建筑专业委员会以进一步推动绿色建筑发展,提高建筑节能水平,充分发挥专家智库作用。2020年 7 月绿色建筑行动方案到 2022 年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到 70%,星级绿色建筑持续增加,既有建筑能效水平不断提高,住宅健康性能不断完善,装配化建表 2:国家绿色建筑政策汇总造方式占比稳步提升,绿色建材应用进一步扩大,绿色住宅使用者监督全国推广,人民群众积极参与绿色建筑创建活动,形成崇尚绿色

30、生活的社会氛围。2021年 1 月绿色建筑标识管理办法规范绿色建筑标识,表示绿色建筑星级并载有性能指标的信息标志,包括标牌和正式。绿色建筑标识由住房和城乡建筑部统一样式,证书由授予部门制作,标牌由申请单位根据不同应用场景按照制作指南自行制作。规范了绿色建筑标识管理,推动绿色建筑高质量发展。资料来源:中商情报网、研究院各省市积极响应国家政策,相继出台绿色建筑激励政策。其方式主要包括:土地转让、土地规划、财政补贴、税收、信贷、容积率、城市配套费、审批、评奖、企业资质、科研和消费引导等。有 9 个省份(直辖市)明确了对星级绿色建筑的财政补贴额度,补贴范围从 10-60 元/m2(上海对预制装配率达到

31、 25%的,资助提高到 100 元/m2),北京、上海和广东从二星级开始,江苏、福建对一星级绿色建筑激励提出明确的奖励标准,但关于二星和三星的奖励标准未发布;陕西省提出阶梯式量化财政补贴政策,奖励从 10-20 元/m2 不等。提出土地转让政策的省市有山西、广西、吉林、北京、上海、江苏、河南、陕西、江西、四川、贵州、青海、新疆等。提出土地规划政策的省市有吉林、广东、河南、陕西、广西、四川、贵州、青海、上海。城市标准政策内容:北京一星 15 万元,二星 30 万元,三星 50 万元。按建筑面积计算,将根据技术进步、成本变化等因素调整年度奖励标准。上海二星 60 万元,三星 60 万元。资助上限:

32、600 万元(保障性住房项目最高可获补贴1000 万元)获得绿色建筑标识的新建居住建筑和公共建筑,其中,整体装配式住宅示范项目,对预制装到 25%及以上的,每平万米补贴 100 元。江苏一星 15 万元。获得绿色建筑一星级设计标识,对获得绿色建筑运行标识的项目,在设计标识基础上增加 10 元/m2 奖励。研究制定江苏省绿色建筑发展条例,将年度绿色建筑目标任务完成情况与绿色建筑财政抉择资金挂钩,建立奖惩机制。制定绿色建筑工程计价依据,在建设安全文明施工措施费中明确绿色施工内容及对应费率标准。福建一星 10 万元。提建筑面积计算。同时,绿色建筑项目的设计费可上浮 10%左右收费额。广东二星 25

33、万元,三星 45 万元。资助上限:150(二星级)、200(三星级)。陕西星 10 万元,二星 15 万元,三星 20 万元。安徽计划每年安排 2000 万元专项资金。表 3:有绿色建筑财政补贴政策的省市及具体的政策内容资料来源:BIPV 在线、研究院表 4:有优先评奖的绿色建筑激励政策的省市城市政策内容:山东国家、省级评优活动及各类示范工程评选中,优先推荐、优先入选或适当加分。内蒙古在鲁班奖、广厦奖、华夏奖、草原杯、自治区优质样板工程等评优活动及各类示范工程评选中,实行优先入选或优先推荐上报,对于在绿色建筑发展方面表现突出的先进集体和先进个人,给予表彰奖励。河南优先推荐申报中州杯、鲁班奖等评

34、优评奖项目。陕西优先推荐申报长安杯、鲁班奖。安徽在组织黄山杯、鲁班奖、勘察设计奖、科技进步奖等评选时,有限入选或优先推荐。江西在鲁班奖、广夏奖、华夏奖、杜鹃花奖、全国绿色建筑创新奖等评优活动及各类示范工程评选中,优先入选或优先推荐上报的制度。将绿色建筑列为省政府节能目标责任考核指标。湖北在各类工程建设项目评优及相关示范工程评选中,作为入选的必备条件。湖南在鲁班奖、广厦奖、华夏奖、湖南省优秀勘察设计奖、芙蓉奖等评优活动及各类示范工程评选中,作为民用房屋建筑项目入选的必备条件。广西在鲁班奖、广夏奖、华夏奖等评优活动及各类示范工程评选中,优先入选或优先推荐上报等。重庆设立重庆市绿色建筑创新奖,表彰在

35、推进绿色建筑发展方面具有创新性和明显示范作用的工程项目,在绿色建筑技术研究开发和推广应用方面呈现显著成绩的单位和个人。贵州推荐参评省优秀工程勘察设计奖,按照绿色建筑标准监工验收备案的项目,积极推荐参评省优秀施工工程,同时积极推荐绿色建筑参评全国优秀勘察设计奖、国家优质工程质量奖。宁夏优先参加国家和自治区鲁班奖、广厦奖、西夏奖、优秀设计奖、建筑业新技术应用及可再生能源建筑应用示范工程的评审;对先进集体和先进个人进行表彰奖励。从绿色建筑项目中,优先评选国家和自治区可再生能源建筑应用财政支持示范项目。资料来源:BIPV 在线、研究院表 5:尝试绿色建筑相关的信贷金融政策支持的省市城市政策内容:贵州一

36、星/二星/三星:=50结论采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料 164 元/m2采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料164 元/m2资料来源:BIPV 在线、研究院北京南站作为我国面积最大的公共建筑安装光伏发电系统公众示范建筑,中央屋面采用光伏发电一体化,安装太阳能电池板 3264 块,总功率 245 千瓦。图 24:BIPV 应用于公共建筑北京南站资料来源:英利能源中国、研究院成本考量使工商业建筑率先推进光伏建筑一体化。过去,光伏设计一般由光伏企业进行专项化设计,独立于建筑设计整体之外,因此经常造成光伏组件与建筑主体的分离,导致一体化构造的缺失以及其他一系列的问题,而在光伏与建筑的融合过程中

37、,如果用 BIPV的方式,光伏组件与建筑物协同设计、施工和安装,这必然要求建筑企业与光伏企业统筹规划,搭建通用语言机制,建立全局观。有鉴于此,如果想要大力推进BIPV,增量项目是必然的切入点。成本考量使工商业建筑率先实现光伏建筑一体化。相较于我国的存量项目,屋顶形式多样,包括平顶、斜坡,并且如果是混凝土屋顶则会涉及到大面积拆除,或将影响到正常生活,施工成本较高。而对于新建的农村、工商业以及公用事业建筑可以通过光伏企业与建筑企业的深入合作直接完成光伏组件建材化,实现 BIPV 的安装,大大节约施工成本。图 25:BIPV 工商业建筑应用上海 ZHA 摩天大楼图 26:BIPV 工商业建筑应用大同

38、未来能源馆资料来源:英利能源中国、研究院资料来源:英利能源中国、研究院BIPV 行业标准完善有助于行业健康发展目前我国 BIPV 行业的标准多集中于建筑行业,对于光伏方面的标准较少。BIPV 本质上是建材,但又与建材有区别,因此需要一整套全新的行业标准来对产品技术做出相关规定。BIPV 是光伏对建筑的赋能,以建材属性为主,发电属性为辅,性能指标往往高于普通光伏系统,BIPV 产品供应链配套往往先需获得中国建材检验认证集团等相关认证。 BIPV 从生产、建设、运行再到拆除,是一个设计多方主体的过程,产权划分模糊延后了商业模式的建立。生产阶段主要涉及光伏组件厂和建材厂。建设阶段涉及到投资方、施工方

39、以及建筑业主,运行阶段也存在建筑所有者和使用者分离的状况。因此在多方之间明确收益主体和产权责任是一个消耗较高交涉成本的过程。由于牵涉主体过于复杂,目前行业尚未出台明确的划分标准。2019 年我国住房和城乡建设部关于发布国家标准建筑光伏系统应用技术标准的公告从对产品各种原材料的性能要求,到项目施工要求,到安全性要求,到逆变器等系统设备标准要求,再到 BIPV 产品本身性能要求,正在陆续出台填补行业空白,但目前仍不完善,以及部分标准涉及到发布日期和实施日期的滞后性,导致行业发展速度延缓。图 27:BIPV 标准体系资料来源:索比光伏网、研究院时间部门文件内容2017-全国建筑用玻绿色产品评价建筑玻

40、规定了建筑玻璃绿色产品评价的术语和定义、12璃标 委会、璃评价要求和评价方法等国家标委会2017-住建部建筑用柔性薄膜光伏规定了建筑用柔性薄膜光伏组件的术语和定12组件义、分类及标记、一般要求、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输 和贮存等2018-安徽省市场监建筑光伏系统防火技规定了建筑光伏系统防火的术语和定义、防火08督管 理局术规范设计、工程施工、工程验收2018-河北省质量技建筑幕墙用光伏系统规定了建筑幕墙用光伏系统的术语和定义、分09术监 督局通用技术要求类、要求和试验方法等2018-国家监管局、建筑用光伏遮阳板规定了建筑用光伏遮阳板的术语和定义、分类12标委会和标记、一般、要

41、求、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等2018-国家监管局、光伏建筑一体化规定了光伏建筑一体化组件电池额定工作温度12标委会(BIPV)组件电池额定工的测试方法,包括属于和定义、测试原理、测作温度测试方法试装置、样品制备、测试程序和测试报告等2018-国家监管局、光伏建筑一体化系统规定了光伏建筑一体化系统的术语和定义、直12标委会防雷技术规范击雷防护、雷电电磁脉冲防护及相关雷电防护装置的检测和维护要求等。2019-住建部近零能耗建筑技标明确了超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能表 9:BIPV 行业标准政策汇总01准耗、建筑和产能建筑的相关定义等。2019-中国光伏行业户用分布式光

42、伏并网规定了户用分布式光伏并网发电系统的术语和02协会发电系统技术规范定义、系统设计、主要设备选择、系统安装规范、设备与系统调试、并网验收、认证及资质要求等2019-住建部绿色建筑评价标准规定了术语、基本规定、节地与室外环境、节03能与能源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理、提高与创新等2019-国家监管局、光伏与建筑一体化发规定了光伏与建筑一体化发电系统验收的术语06标委会电系统验收规范和定义,验收的基本要求,以及结构相关工程验收、电气工程验收、系统整体验收等2019-国家监管局、建筑用太阳能光伏夹规定了建筑用太阳能光伏夹层玻璃的重测要12标委会层玻璃的重测导则求、试

43、验方法、检验规则以及检测或认证报告等。2019-国家监管局、建筑光伏幕墙采光顶规定了建筑光伏幕墙和光伏采光顶检测方法的12标委会检测方法试件、检测项目和方法、检测顺序和结果表达及检测报告等。2020-中国建筑装饰光电建筑技术应用规规定了新建、改建、扩建及既有建筑中采用光03协会程电建筑技术的设计、制作、安装、测试及验收流程等。资料来源:中商研究院、研究院组件价格下降,分时电价政策、储能系统逐步完善2021 作为十四五开局之年,光伏发电等可再生能源电力也进入后补贴的时代。我国自2009 年开始正式布局光伏建筑一体化(BIPV),但受制于光伏成本高、过度依赖政策等原因实现市场化、产业化始终差临门一

44、脚。过去多年来,我国光伏产业成本大幅下降。在越来越多的国家和地区,光伏电价已经低于火电电价,成为最具竞争力的电力产品。根据中国光伏行业协会的统计,2011 年-2020 年,光伏系统价格下降超过 4.3 倍,组件价格下降超过 5.7 倍,2021 年,我国已经全面进入平价时代。2019 年上半年开始多项重要机制推进市场化和平价进程,引导光伏发电加速实现销售侧和上网侧的全面平价。2020 年发布2020 年光伏项目建设政策、电力政策征求意见:可再生能源基金和补贴资金管理政策调整。图 28:2007-2020 年光伏组件及系统价格下降情况资料来源:中国光伏行业协会、研究院进入 2021 年,光伏发

45、展由“补贴驱动”向“需求驱动”挺进,进入平价阶段,摆脱对财政补贴的依赖,实现市场化发展、竞争化发展,行业配套政策不断完善。5 月 20 日,国家能源局发布关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知,通知明确,未来将以非水可再生能源消纳责任权重作为各省每年装机规模依据,除户用光伏 5 亿元补贴规模外,其他项目类型实施平价。6 月 11 日,国家发改委发布关于 2021 年新能源上网电价政策有关事项的通知,明确 2021 年新备案的集中式和工商业分布式光伏项目上网电价执行当地燃煤发电基准价,强调新建项目可自愿参与市场化交易形成上网电价,将定价权下放到省级价格主管部门。6 月 20 日,

46、国家能源局综合司发布了关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知,开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏建设,有利于整合资源实现集约开发,是加快推进屋顶分布式光伏发展的重要举措。表 10:2021 年上网电价(征求意见稿)项目类型保障收购小时数以内保障收购小时数以外备注保障性并网参与竞价(W 上网指导电价)市场交易价市场化并网当年上网指导电价市场交易价新能源实证平台投产年燃煤发电基准价投产年燃煤发电基准价户用光伏2021 年:0.03 元/kWh (补贴)2021 年:0.03 元/kWh(补贴)2022 年起无补贴光热示范2021 年:1.05 元/kWh2021 年:1.05 元

47、/kWh2022 年起无补贴集中式/工商业分布式2021 年起:新备案项目无补贴2021 年起:新备案项目无补贴资料来源:微信公众号“集邦新能源网”、研究院此外,分时电价机制的完善以及储能系统的大力发展都有助于 BIPV 的快速普及。7 月 29日国家发改委发布进一步完善分时电价机制的通知,部署各地进一步完善分时电价机制,服务以新能源为主体的新型电力系统建设。通知明确分时电价机制的优化、执行和实施保障。通知要求上年或当年预计最大系统峰谷差率超过 40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于 4:1;其他地方原则上不低于 3:1;尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于 20%。目前,全国 33

48、个省级电网实行分时电价政策的有 29 个,大部分省份仍需进一步提高峰谷比。此次主要从六个方面对现行分时电价机制作了进一步完善:一是优化峰谷电价机制。要求各地结合当地情况积极优化峰谷电价机制,统筹考虑当地电力供需状况、新能源装机占比等因素,科学划分峰谷时段,合理确定峰谷电价价差,系统峰谷差率超过 40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于 4:1;其他地方原则上不低于 3:1。二是建立尖峰电价机制。要求各地在峰谷电价的基础上推行尖峰电价机制,主要基于系统最高负荷情况合理确定尖峰时段,尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于 20%。可参照尖峰电价机制建立深谷电价机制。三是建立健全季节性电价机制和

49、丰枯电价机制。要求日内用电负荷或电力供需关系具有明显季节性差异的地方,健全季节性电价机制;水电等可再生能源比重大的地方,建立健全丰枯电价机制,合理确定时段划分、电价浮动比例。四是明确分时电价机制执行范围。要求各地加快将分时电价机制执行范围扩大到除国家有专门规定的电气化铁路牵引用电外的执行工商业电价的电力用户;对部分不适宜错峰用电的一般工商业电力用户,可研究制定平均电价,由用户自行选择执行。五是建立动态调整机制。要求各地根据当地电力系统用电负荷或净负荷特性变化,参考电力现货市场分时电价信号,适时调整目录分时电价时段划分、浮动比例。六是加强与电力市场的衔接。要求电力现货市场尚未运行的地方,电力中长

50、期市场交易合同未申报用电曲线或未形成分时价格的,结算时购电价格应按目录分时电价机制规定的峰谷时段及浮动比例执行。分时电价机制是基于电能时间价值设计的,是引导电力用户削峰填谷、保障电力系统安全稳定经济运行的一项重要机制安排。分时电价机制又可进一步分为峰谷电价机制、季节性电价机制等。峰谷电价机制是将一天划分为高峰、平段、低谷,季节性电价机制是将峰平谷时段划分进一步按夏季、非夏季等作差别化安排,对各时段分别制定不同的电价水平,使分时段电价水平更加接近电力系统的供电成本,以充分发挥电价信号作用,引导电力用户尽量在高峰时段少用电、低谷时段多用电,从而保障电力系统安全稳定运行,提升系统整体利用效率、降低社

51、会总体用电成本。政策引导用电端习惯改变,提升电网的新能源消纳能力,加速储能发展以及火电灵活性改造。通过扩大峰谷价差,市场化的方式直接引导用户调整用能习惯,使用户负荷在时间上分布更加均匀,能够有效提升用户用能的电网友好性,提升电网的新能源消纳能力。在峰谷电价价差拉大之后,储能系统通过谷充峰放的形式将获得更大的盈利空间,火电通过灵活性改造后成为调峰电源,有望获得更高的调峰收入,经济性的提升将加速储能和火电灵活性改造的发展。分时电价政策有望进一步向发电端传导,综合电价存提升空间。2020 年,发改委、国家能源局印发关于做好 2021 年电力中长期合同签订工作的通知,鼓励峰谷差价作为购售电双方电力交易

52、合同的约定条款,在发用电两侧共同施行,拉大峰谷差价。随着电力体制改革的进一步推荐,分时电价政策有望进一步向发电端传导,具有较强调节能力的发电端如水电有望获益,综合电价水平有望得到提升。光电建筑专业委员会成立,推动政策、标准体系建设2020 年 10 月 26 日,中国光伏行业协会光电建筑专业委员会正式成立,光伏产业与建筑业的合作拉开帷幕。过去,光伏与建筑分属于工业与民用领域,两者的融合由于缺少沟通,缺少合作机制,受产业背景、商业模式等因素影响存在一定挑战。不过近年来,通过 BIPV 产业发展联盟,与光伏企业、科研院所、设计单位等行业同仁共谋建筑光伏一体化,加强光伏产业与建筑业之间的交流与合作,

53、已经达成发展共识,共同推动 BIPV 产业的发展。实际上,合作已经开始进行了。2020 年 10 月 26 日,中国光伏行业协会光电建筑专业委员会正式成立,来自中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与能源研究院的张昕宇被选举为光电建筑专业委员会的秘书长,隆基新能源总经理陈鹏飞当选副主任委员。隆基新能源正在参与工信部、住建部以及地方政府有关 BIPV 的标准及规范制定。这对推动建立有利于光伏建筑发展的政策体系,逐步完善标准体系建设、打通行业壁垒,加快光伏与建筑行业系统发展等具有积极意义。建材公司:积极参与光伏产业链,拓展BIPV 业务屋顶围护:森特股份,与隆基强强联合屋(墙)面是 BIPV 的天然应

54、用场景之一。金属围护属轻钢结构下的屋面/墙面系统分支,在整个钢结构领域内属于附加值较高、利润水平较高的一环。金属围护系统相比非金属的优势包括:循环利用率高、绿色节能环保,与 BIPV 在实现“双碳”战略将具有协同效应。森特股份为金属屋顶维护行业龙头。公司专注研发、生产、销售绿色、环保、节能新型建材并提供相关工程设计、生产、安装和售后等一体化服务,主要承接金属围护系统工程(屋面系统、墙面系统)和声屏障系统工程,提供从工程咨询、设计、专用材料供应和加工制作到安装施工全过程的工程承包服务。公司的主要产品包括金属复合幕墙板、金属屋墙面单层板(铝镁锰合金板、镀制烤漆板)和隔吸声屏障板,目前已形成金属围护

55、和环保治理两大业务板块,金属围护产品广泛应用于工业建筑、公共建筑及交通工程领域。隆基将成为公司第二大股东。据公司公告,森特股份于 2021 年 3 月 4 日,公司控股股东、实际控制人刘爱森先生及其控制的士兴盛亚以及华永投资(持股 5%以上股东)与隆基股份签署了股份转让协议,将其持有的公司共计 13,080 万股无限售流通股(占公司总股本的 27.25%)协议转让给隆基股份。其中士兴盛亚转让 4800 万股(占公司总股本的 10%),华永投资转 4800 万股(占公司目前总股本的 10%),刘爱森转让 3480 万股(占公司目前总股本的 7.25%),本次转让价格 12.50 元/股,交易总价

56、款共计 16.35 亿元。交易完成后,隆基将成为公司第二大股东。此次与隆基牵手是布局光伏应用产品,推动BIPV 应用。公司在建筑屋顶设计/维护领域深耕多年,结合隆基股份在光伏建筑一体化(BIPV)产品制造上的优势,形成公司“光伏+绿色建筑”先发优势。钢结构:与 BIPV 协同效应强钢结构建筑是 BIPV 重要应用场景。在建筑行业实现“碳中和”、“碳达峰”战略国策中承载重大使命的大背景下,BIPV 作为建筑能源,是实现绿色建筑的具体路径;而钢结构产品可全部在工厂制作,同时具有节能、节水、环保、减排的天然优势,且易拆除,部分产品可重复利用、材料可循环利用,使其成为建筑施工过程中实现建筑低碳环保的绝

57、佳方式,因此二者在实现能源革命中具有强大的协同效应;此外,目前 BIPV 主要应用于工商业项目以及政府类公建项目,与钢结构传统应用领域及政策大力推广方向高度重合。东南网架:携手福斯特布局 BIPV东南网架成立碳中和科技子公司,正式进军绿色建筑光伏产业。公司于 2021 年 3 月 30日成立全资子公司浙江东南碳中和科技有限公司,认缴出资额 5000 万元,主营业务包括新能源技术研发、光伏设备的研究、产销与租赁,以及合同能源管理等,公司正式进军绿色建筑光伏产业。携手福斯特,实现 EPC+BIPV 前瞻性布局。2021 年 4 月 27 日公司发布公告,为落实国家”碳达峰碳中和”的绿色发展战略,积

58、极推进建筑-光伏一体化产业的布局,公司拟与杭州福斯特应用材料股份有限公司签订合作意向书,公司拟以现金方式收购福斯特持有的浙江福斯特新能源开发有限公司 51%的股权。福斯特新能源的主营业务包括光伏光电能源技术的开发,实业投资,光伏发电设备、太阳能胶膜、太阳能组件、太阳能背板、电池片、硅料硅片的销售等。2020 年、2021 年一季度,浙江福斯特分别实现营业收入 2488.24万元、552.74 万元,实现净利润 443.57 万元、103.9 万元。截至 2021 年一季度末,浙江福斯特资产总额(未经审计)约为 2.42 亿元。浙江福斯特未来主营业务将包括对既有建筑屋顶,进行光伏发电项目 EPC

59、 和合同能源管理开发、投资;对新建建筑光伏发电一体化 EPC 以及合同能源管理开发、投资;申办碳交易、电力交易等资质,并参与交易;开发其他有利于公司发展的技术和业务。另外,股转完成后,目标公司拟新设全资子公司对光伏建筑一体化、碳中和建筑、综合能源管理服务系统等进行研究开发。表 11:标的公司浙江福斯特营业情况(万元)项目2021 年 3 月 31 日(未经审计)2020 年 12 月 31 日(经审计)营业收入552.742,488.24营业利润119.98578.65净利润103.90443.57经营活动产生的现金流量净额-129.981,316.95资料来源:公司公告,研究院杭萧钢构:投资

60、合特光电,布局 BIPV公司 7 月 17 日公告,以现金方式对合特光电进行 3500 万元的增资。公司基于“成为世界一流的绿色建筑集成服务商”的战略愿景目标,于 2021 年 7 月 17 日发布公告,董事会审议通过了关于公司投资入股浙江合特光电有限公司的议案。为积极推进产业链布局,经公司管理层调研及审慎研究,拟与张群芳、浙江合特光电有限公司签订增资扩股协议,同意公司以现金方式对合特光电进行 3500 万元的增资。张群芳以无形资产(“高效柔性晶硅薄膜太阳能电池及组件产业化关键技术”,根据江苏五星资产评估有限责任公司出具的评估报告【苏五星评报字(2021)074 号】,该无形资产以 2021

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