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“冰絲帶”速滑館啟示:政府和市場(chǎng)合力推動(dòng)光伏發(fā)電玻璃發(fā)展

2022-08-15 來(lái)源:每日經(jīng)濟(jì)新聞

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中玻網(wǎng)

  2022年北京冬奧會(huì)順應(yīng)“雙碳”目標(biāo)與綠色發(fā)展理念指引,通過(guò)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的重復(fù)利用與節(jié)能改造,提升建筑利用率,減少因建筑耗材、建筑生產(chǎn)造成的污染。而僅有的新建速滑場(chǎng)館“冰絲帶”也根據(jù)《北京市綠色雪上運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求,充分運(yùn)用綠色電力、綠色建筑,將綠色元素融入冰雪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館。

  “冰絲帶”的“絲帶”狀曲面玻璃幕墻采用一萬(wàn)多塊光伏發(fā)電玻璃拼接而成,兼具美感和發(fā)電性能,通過(guò)結(jié)構(gòu)與建材設(shè)計(jì)使得其不僅是一個(gè)容納運(yùn)動(dòng)賽事的建筑體,同時(shí)也成為一座發(fā)電廠。

  即將突 破400億的光伏發(fā)電玻璃市場(chǎng)

  光伏發(fā)電玻璃即碲化鎘發(fā)電玻璃,屬于建材與新能源產(chǎn)業(yè)的復(fù)合產(chǎn)品。通過(guò)在玻璃表面涂抹一層碲化鎘光電材料,促使絕緣玻璃變?yōu)閷?dǎo)體進(jìn)行導(dǎo)發(fā)電。目前每微米光伏發(fā)電玻璃可有效吸收90%以上可見光并轉(zhuǎn)換為電力,僅三四塊即可滿足一個(gè)家庭全年用電量。

  根據(jù)最 新市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示,2020年全 球光伏玻璃市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到273億元。按照2元/W的光伏組件價(jià)格計(jì)算,至2022年底全 球光伏市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)突 破400億元,2026年將擴(kuò)張至652億元。此外,近些年全 球光伏發(fā)電成本不斷下探,2010至2022年間成本下降幅度達(dá)85%,隨著光伏玻璃經(jīng)濟(jì)性的不斷提升,市場(chǎng)需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。

  受“雙碳”目標(biāo)引導(dǎo)與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型影響,我國(guó)已成為世界光伏發(fā)電裝機(jī)量最多的國(guó)家,光伏發(fā)電玻璃市場(chǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大。目前我國(guó)光伏玻璃市場(chǎng)呈現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展趨勢(shì),并主要依仗兩大行業(yè)龍 頭企業(yè)——信義光能與福萊特(601865),兩家在市場(chǎng)占有率總計(jì)已超50%以上。

  光伏發(fā)電玻璃具有三大優(yōu)勢(shì)

  相比于傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)品,光伏發(fā)電玻璃具有如下幾大優(yōu)勢(shì):一是光電轉(zhuǎn)換效率更高,對(duì)于光線強(qiáng)弱及天氣要求更低,更適應(yīng)環(huán)境苛刻地區(qū);二是制造成本更低,雖然光伏發(fā)電玻璃整體制作結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,但碲化鎘材料的光吸收能力卻更強(qiáng),所需制造材料消耗更少;三是耐用性更強(qiáng),電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命普遍長(zhǎng)達(dá)30年,損耗率更低。

  在環(huán)境影響方面,光伏發(fā)電玻璃某些情況下能改善環(huán)境并創(chuàng)造環(huán)境效益。以荒漠治理為例,原本某些荒山因缺乏植被而造成的水分流失、土地干涸,可通過(guò)安裝光伏發(fā)電玻璃將空氣中的水分凝結(jié)在背板,復(fù)又形成露珠滴回地面,從而為土地提供水分補(bǔ)給。而在能源消耗與碳排放方面,光伏發(fā)電玻璃主要碳排放仍發(fā)生于玻璃生產(chǎn)階段。碲化鎘則由廢渣廢料提取,其碳排放、各類有害元素排放量明顯低于晶硅電池等,能效轉(zhuǎn)化卻更高。目前,每生產(chǎn)1度電碲化鎘僅排放11克二氧化碳。隨著玻璃生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn),未來(lái)光伏發(fā)電玻璃碳排放將進(jìn)一步削減?;谏鲜鰞?yōu)勢(shì),光伏發(fā)電玻璃目前被主要應(yīng)用于綠色建筑建設(shè)中。

  在綠色建筑領(lǐng)域方面,光伏發(fā)電玻璃可促進(jìn)建筑體能源使用的綠色化、低碳化,已受到市場(chǎng)認(rèn)可并被廣泛應(yīng)用于建筑的屋頂或幕墻。一方面,該設(shè)計(jì)可為建筑體提供足夠的清潔電能,滿足建筑內(nèi)部電器和設(shè)備需求;另一方面,該設(shè)計(jì)不阻礙和違背建筑美學(xué)構(gòu)建,具備可觀性,并解決傳統(tǒng)玻璃幕墻所存在的光污染問(wèn)題。張家口帝達(dá)世博廣場(chǎng)將光伏發(fā)電玻璃與建筑外立面完 美結(jié)合,轉(zhuǎn)變成清潔能源發(fā)電站。寧波龍谷村使用光伏發(fā)電玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)琉璃瓦的屋頂,使自己變成一個(gè)新型光伏電站。

  此外,當(dāng)前盛行的光伏建筑—體化不同于將光伏系統(tǒng)簡(jiǎn)單地附著在建筑,可將光伏產(chǎn)品和建筑在產(chǎn)業(yè)鏈充分融合,是未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展方向。在上游產(chǎn)業(yè)鏈,建筑師設(shè)計(jì)需考慮到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造、光伏產(chǎn)品節(jié)能、物理性能及其他功能的有 機(jī)融合。中游產(chǎn)業(yè)鏈即生產(chǎn)光伏產(chǎn)品及相關(guān)配套設(shè)備產(chǎn)品并在施工環(huán)節(jié)進(jìn)行組裝,包括光伏組件、逆變器、各類支架、各類電力系統(tǒng)監(jiān)控等。下游產(chǎn)業(yè)鏈主要為運(yùn)維,將產(chǎn)品組裝完成后進(jìn)行光伏建筑運(yùn)營(yíng)和產(chǎn)業(yè)鏈維護(hù)。目前在武漢、上海、北京、大同等地已陸續(xù)建設(shè)光伏建筑一體化建筑,通過(guò)合理利用能源資源、減少傳統(tǒng)建材用量并在新型建材上貼附光伏發(fā)電玻璃,實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”,為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供穩(wěn)固支持。

  除建筑領(lǐng)域外,在汽車、電子設(shè)備、光伏電站等領(lǐng)域光伏發(fā)電玻璃也同樣具有巨大的應(yīng)用潛力。通過(guò)將車載光伏玻璃安裝于電動(dòng)汽車車身或車頂,有效提升電動(dòng)汽車行駛性能,解決部分太陽(yáng)輻射強(qiáng)地區(qū)電動(dòng)汽車性能難以支撐里程的問(wèn)題,并一定程度上縮短電動(dòng)汽車充電時(shí)長(zhǎng)。

  光伏發(fā)電玻璃的應(yīng)用有四大痛點(diǎn)

  光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用于建筑能雖具有光電轉(zhuǎn)換效率更高、制造成本更低、耐用性更強(qiáng)、創(chuàng)造環(huán)境效益并能實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化效能提升等優(yōu)勢(shì),但在市場(chǎng)實(shí)踐的應(yīng)用推廣階段依舊存在痛點(diǎn)。

  以光伏發(fā)電玻璃在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用為例。首先,光伏建筑一體化建筑既涉及建筑體,又涉及光伏產(chǎn)品這樣的“發(fā)電機(jī)”,構(gòu)造比較復(fù)雜。而目前光伏建筑一體化尚未有自己的標(biāo)準(zhǔn)體系,嚴(yán)重拖累光伏建筑一體化的安全、防火、設(shè)備的控等建筑管理的實(shí)施,也影響市場(chǎng)監(jiān)控并規(guī)范其整體發(fā)展秩序。

  其次是光伏發(fā)電玻璃在建筑市場(chǎng)的認(rèn)可度問(wèn)題。雖然光伏發(fā)電玻璃具有較好的美觀性、建筑實(shí)用性,但其所具備的建筑功能并不能完全滿足建筑市場(chǎng)的不同需求。光伏發(fā)電玻璃等光伏產(chǎn)品多往產(chǎn)品化、規(guī)?;较虬l(fā)展,以期適應(yīng)不同建筑的需求。而受建筑設(shè)計(jì)偏好的影響,建筑市場(chǎng)中大部分建筑材料都是定制化。

  此外,維護(hù)建筑光伏一體化建筑體的光伏產(chǎn)品的效能,保持建筑體的耐用性和穩(wěn)定性也有待關(guān)注。雖然研究專 家解釋光伏發(fā)電玻璃壽命期多為25—30年,一旦在使用期間光伏發(fā)電玻璃因其使用狀態(tài)不佳而其功能遭受損壞,建筑體本身和建筑體內(nèi)的居民生活將會(huì)受到很大的影響。

  最 后,由于光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用涉及多產(chǎn)業(yè)協(xié)作,光伏建筑一體化綿長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈也需多方運(yùn)維決策并受到制約,應(yīng)綜合考慮并兼顧各方需求。

  政 府和市場(chǎng)共同發(fā)力推動(dòng)發(fā)展

  針對(duì)光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題,筆者認(rèn)為,可從政 府和市場(chǎng)兩方發(fā)力,共同加以改進(jìn)。

  在政 府端,圍繞目前光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用最為廣泛的光伏建筑一體化,在制度層面上應(yīng)加以規(guī)范,建立涉及光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用與光伏建筑一體化運(yùn)行和維護(hù)的相關(guān)制度規(guī)范。明確各領(lǐng)域職責(zé)分工與權(quán)限歸屬,加強(qiáng)合作協(xié)調(diào)規(guī)范性,共同推動(dòng)相關(guān)制度規(guī)范的落實(shí)。同時(shí)引導(dǎo)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)維度著手推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系制定,針對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)工程和產(chǎn)品服務(wù)均制定規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指導(dǎo)與評(píng)估制度。

  在市場(chǎng)端,光伏發(fā)電玻璃生產(chǎn)商可聯(lián)合政 府研發(fā)對(duì)于光伏建筑一體化建筑體的管理與運(yùn)維系統(tǒng)。廠商可以產(chǎn)品化、規(guī)?;?、低碳化為基礎(chǔ),持續(xù)開展產(chǎn)品低碳創(chuàng)新,并發(fā)展個(gè)體建筑定制化光伏產(chǎn)品路線,滿足規(guī)?;a(chǎn)的需要的同時(shí)達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本的效果,并一定程度上實(shí)現(xiàn)有個(gè)性化需求的建筑方要求。


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