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助力“3060”目标!光伏建筑为能源深度绿色转型提供现实路径

2021-01-13 17:21:53 来源:时刻头条
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绿色生态发展已经成为全球共识。当前,生态文明写入宪法,“两山论” 纳入党章,我国向世界作出郑重承诺,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

深入实施可持续发展战略,构建生态文明体系,需要全民共同努力。光伏建筑一体化研究院(简称“BIPV研究院”)成立于2017年,以产、学、研、用四位一体为核心主导思想,定位于标准制定及政策研究、技术研究及成果转化推广、人才培养及合作交流的综合性平台机构,系统深入探索经济社会发展全面绿色转型的理论、路径和实践参考。

位于英利集团国家重点实验室的BIPV研究院

近日,记者走进BIPV研究院,对其骨干团队进行了专访,深入了解光伏绿色建材助力能源“十四五”开好局、起好步的现实意义和实现路径。

一、我国一系列前瞻性政策密集出台,为推动经济社会发展全面绿色转型奠定基础

1221日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,系列动作引发世界瞩目和国际国内的热烈反响。众所周知,传统建筑行业是耗能大户,那么,我国在推动其绿色转型方面都出台了哪些相关政策?

张翼飞BIPV研究院院长近两年国务院、国家发改委、国家能源局等各有关部门发布一系列能源转型利好政策,仅从绿色建筑相关领域来说,国家先后出台《中共中央、国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》、《绿色建筑评价标准》、《近零能耗建筑技术标准》,《绿色建筑创建行动方案》等一系列利好政策,推动绿色建筑、光伏建筑的发展。

国家政策对推动经济社会发展全面绿色转型意向明显,目前,国内现状如何?我们面临哪些难题和挑战?

张翼飞:从整体来看,我国人口基数大,各地能耗不同,各地所采取的绿色转型方案都不相同,与此同时,我国还处在高速发展阶段,如何在兼顾发展与环境保护,不走西方的先污染后治理的老路,也是一项巨大的挑战。

记者:对此您有什么建议或破局之策?

张翼飞:据统计,建筑与施工占据了全球能源消耗的36%,建筑能耗减排成为全球可持续发展的重要举措手段之一。面对气候危机与政府主导的能源转换行动,降低建筑能耗成为能源转型的首要任务。未来建筑的发展是绿色节能建筑,而绿色节能建筑的最高形态是零能耗被动式建筑和正能源建筑,也就是建筑物的能耗能够靠自身生产的能量相抵消,甚至自身生产的能量多于建筑物的能耗。而这就需要不仅屋顶能够发电,墙体也要发电,而光伏建筑恰恰就是这种形式,不占资源创造资源,这将是未来建筑的主要形式之一。

二、我国光伏产业国际领先优势,为光伏建筑一体化发展应用产生深远积极影响

记者:作为全球最大的光伏制造国和应用国,在探索绿色建筑这条道路上,中国有哪些先试先行?

张翼飞:中国的绿色建筑发展工作从上世纪80年代开始延续至今,其发展历程可分为四个阶段。

第一阶段是1986年之前的理论探索阶段,其标志是颁布了中国第一部建筑节能标准——《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》。

第二阶段是1987~2000年的试点示范与推广阶段。其间,中国颁布了第一部部门规章——《民用建筑节能管理规定》建设部令第76号,第一次把建筑节能工作纳入到政府监管当中。

第三阶段是2001~2008年的承上启下的转型阶段。2006年,住建部颁布了第143号部令,以此为标志将中国所有地区的节能工作都纳入到监管当中。在此基础上,2008年节约能源法和《民用建筑节能条例》相继颁布,强化了将绿色节能工作纳入法制轨道。

第四阶段是2008年至今的全面开展阶段。把建筑领域节能绿色纳入国家经济社会发展规划和能源资源、节能减排专项规划,作为国家生态文明建设和可持续发展战略的重要组成部分。

记者:我国在BIPV建筑领域的发展历程?

邸丽梅英利嘉盛光电董事长我国的光伏建筑行业于2007年开始萌芽发展,2008年英利嘉盛光电建成我国首座光伏建筑,同时也是全球首个应用了光伏建筑技术的五星级酒店——电谷国际酒店。此后,我们联合不断进行技术升级、产品升级,陆续推出十一代光伏建筑及光伏建材产品。

全球首个应用了光伏建筑技术的五星级酒店——电谷国际酒店

记者:近年来,中国光伏产业已发展成为具备国际领先竞争优势的产业,无论从产能、应用还是成本、技术,都已连续多年引领全球行业发展。光伏产业的发展为光伏建筑一体化发展应用带来了哪些积极影响?

邸丽梅:首先是成本的连年下降,使得光伏建筑大规模应用和发展具备了现实的市场化基础。如今光伏建材成本较10年前下降了至少50%;其次是技术升级,发电效率不断提升,也提高了光伏建筑的整体发电量,提高了业主收益率,使得有越来越多的业主愿意采用光伏建筑一体化技术。同时,生产工艺的不断升级,一方面使得光伏建材从外观上来看更时尚美观,色彩更多样,更加适合建筑的美观要求;另一方面,在安全性、可靠性和寿命方面也更符合建筑的实用要求。

三、十五年基础研究积累,英利绿色光伏建材在科技领先性、政策领先性已站在行业前沿

记者:近两年,我国光伏建筑一体化技术及产品有哪些新的进展?跟之前相比,有什么进步?

张翼飞:随着光伏产业链成本快速降低,光伏建筑一体化具备商业化应用价值。区别于普通光伏分布式产品,BIPV融合了建筑和光伏多个学科领域。以前建筑设计师不愿意在建筑立面使用光伏的很大一部分原因是因为光伏产品的颜色和外观。我们通过技术创新,在色彩化技术上进行攻关,满足颜色需求的同时,保证了光伏发电效率。此外,在色彩和尺寸上技术的突破,使BIPV能够超越目前对建筑师的技术限制,成为一种真正的建筑原材料。

结合多种光伏绿色建材建设的英利嘉盛光电绿色智慧生态小镇示范项目

作为创新的建筑外表皮材料,我们改变了传统光伏方方正正的统一样式,从屋面到立面都有产品形式创新,并与建筑不断融合。从普通玻璃幕墙,非透光部位的彩色铝板,甚至是石材幕墙,都可以做出一样的外观效果。同时。琉璃瓦,石板瓦、金属彩钢瓦等传统屋面瓦形式的BIPV产品也不断创新出来,满足不同建筑形式的需求。

记者:你们的光伏发电建材产品在满足建筑相关要求方面,做了哪些工作和技术创新?在产品、技术及应用场景上有哪些优势?

周海亮BIPV研究院首席工程师我们掌握三大核心技术:一是高透纳米膜色彩化技术--自主研发工艺配方制备的高透纳米级色彩透光膜层,均质化色彩外观,满足建筑对色彩的特殊设计要求;良好的热稳定性,耐老化性能,绝缘性能和粘接性能,使产品与建筑同寿命;发电功率达到140瓦/平米,表面反光率低至3%-6%,适用各种主流建筑风格。二是建材级光伏发电制备工艺技术--光伏发电材料与建材玻璃相结合的跨界创新技术。三是基于PVB材料的光伏芯片与建筑玻璃复合制备工艺技术——解决晶硅芯片在PVB胶膜热熔产生流体和弹性形变应力作用下发生移位和破碎问题;成品率达99%,远远高出行业70%的平均水平。

英利嘉盛光电第十一代BIPV绿色建材产品——青砖、黛瓦、琉璃

我们拥有产品设计、系统设计、应用研发设计综合能力,可以根据建筑需求定制化开发。首先材料选型更加严格,BIPV产品材料与建筑同寿命,满足建筑标准;其次产品标准更高,可以满足建筑的各项性能指标,能够在恶劣的气候环境中始终保证安全稳定,具备防火、防雨、防雷抗风能力,并取得了光伏TUV与建材CTC两个行业的认证;三是应用更广泛,产品尺寸可定制,颜色更丰富,呈现形式上,仿琉璃瓦片、仿铝板、仿石材发电建材……能更充分的表达建筑设计语言。在设计时充分考量产品应用场景和维护需求,具有良好的保温性能,具有强大的荷载能力,能够踩踏、便于维护,使其应用范围更广泛。

记者:很多人都说,2020年是光伏建筑一体化的发展元年,很多光伏知名企业都快速加入到这一领域,与之相对应的是目前产业发展刚起步,仍面临挑战,产品质量问题、技术标准、规范与检测认证体系以及后续施工运维等一系列问题,对于市场规范层面和公众接受度上您有什么看法?

周海亮:绿色能源是解决建筑行业能耗问题的重要手段。我们从2008年就开始进行光伏建筑一体化技术研究和先进技术的示范建设,建成光伏建筑项目70余座,BIPV产品建筑应用时间超过10年,充分验证了产品质量,同时也参与国家规范与标准的制定。BIPV领域的发展需要光伏行业、建筑行业、政府及行业协会等更广泛的参与,营造良好积极的政策环境和市场环境,行业才能健康发展。

英利嘉盛光电建设的大连国际会议中心BIPV项目

国内最大规模直流微网BIPV建筑项目——同煤集团“双创”中心光伏建筑一体化及直流智能微网项目

四、顺应绿色生态发展浪潮,加强对外合作,为实现碳达峰、碳中和目标提供绿色解决方案

记者:绿色生态发展浪潮、新型城镇化建设背景下,未来绿色建筑发展和革新的方向是什么?

张翼飞:对照发达国家发展历程,城镇化加速会大大提高建筑用能在全社会终端用能的比例。新型城镇化背景下,城镇能源消耗增加,环境资源压力加剧,建筑能源供给和消费存在较为突出的结构性矛盾,能源结构进行优化和调整是国家能源战略的首要任务,也是未来建筑绿色发展节能减排的重要方向。未来针对建筑绿色设计、新型节能设备、节能墙体、光伏发电绿色建筑材料等相关的关键技术将是未来建筑革新的重要方向。

记者:助力实现碳达峰、碳中和目标,在实现路径上可以提供哪些绿色解决方案?实体企业可以做哪些工作?

张翼飞:实现这两个目标,需要推动经济结构、产业结构、能源结构发生深层次变革,以更大的决心和更强有力的举措推进能源生产和消费革命,持续推动经济和产业的绿色低碳转型和可持续发展。

坚持低碳发展战略,大力调整能源结构。实现碳减排目标,不只是光伏企业,能源企业的事情,需要全社会参与。城市建筑屋面、墙体的业主,闲置屋顶工厂厂房,都可以建设绿色光伏发电站,产生清洁电力,一方面可以减少企业的能耗,同时多余的电能还可以为企业带来收益。随着碳达峰和碳中和目标设立,碳交易市场作为不可或缺的基础交易设施,对实体企业发展有着积极的意义。

记者:您对我国光伏绿色建材产业高质量发展有什么建议?

张翼飞:2030年前碳达峰和2060年前碳中和,在这个目标下,如何以光伏为主体构建一个低碳、无碳的世界。要实现这个目标,需要更多新技术、新产品、新模式和新经济形态。例如光伏/风力发电、智能电网、先进储能、零碳建筑、新能源汽车充电桩、电气化高速铁路等新型低排放基础设施建设,将成为未来重要的发展方向。

未来的能源革命不仅是从石油、煤、天然气等有碳能源走向太阳能、风能等无碳能源的改变,也是信息技术和能源深度融合的一个过程。建立一个以数据、智能互联为基础的共享机制,形成能源市场和共享经济下的新能源体系,彻底颠覆过去能源生产和能源消费之间的界限,未来每栋建筑,每一个用户既是能源生产者,又是能源消费者。可以说,以光伏、风能等清洁能源为核心的新能源革命已经开启,一个全新的低碳、无碳的新世界已经到来。

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