光电建筑一体化德国考察报告
2010-12-31光电建筑一体化德国考察团全体成员
此次光电建筑一体化德国考察,是中国建筑金属结构协会及光电建筑构件应用委员会,落实科学发展观,贯彻可持续发展战略,实施低碳经济的一次实践活动,也是一次极为重要的国际交流与学习活动。
本考察报告,是把此次考察活动的收获进行总结,将考察团成员的所见所闻、所思所感汇总起来,把考察团形成的统一认识提交出来,与国内的有关专家学者、企业家及所有关心中国光电建筑一体化应用事业发展的同仁,共同学习与交流。
一、考察说明
2010年3月23日至3月31日,中国建筑金属结构协会光电建筑构件应用委员会,应德国IBC SOLAR股份公司、KPMsun公司、欧洲能源论坛的邀请,由中国建筑金属结构协会姚兵会长带队,对德国光电建筑一体化应用与发展状况进行实地考察。
代表团由中国建筑金属结构协会会长姚兵任团长,协会光电建筑构件应用委员会主任梁岳峰任秘书长,团员由北京金易格幕墙装饰工程有限责任公司班广生、北京艺成园装修设计有限公司章放、浙江中南建设集团有限公司童林明、梁曙光和深圳市瑞华建设股份有限公司汤莉等5人组成。
此次考察的主要目的是:了解德国可再生能源发展政策;感受德国光电建筑一体化的发展现状;学习德国光电建筑一体化系统的设计理念、质量检测与认证、安装经验;通过相互交流、加强沟通、增进了解,为进一步做好委员会的工作,推进我国光电建筑一体化的进程,增长见识、开阔思路、明确方向、统一思想。
本次考察活动的形式由报告会、座谈会、技术交流研讨会、现场观摩等方式组成。活动的主要内容有参加纽伦堡国际门窗博览会;拜访IBC SOLAR公司、KPMsun公司、SUNIEC光伏系统安装公司、佛朗克太阳能系统研究院和欧洲能源论坛;参观已建成投产及在建的光电建筑一体化工程项目、IBC SOLAR公司的光伏组件测试场及检测中心;举行 “中德战略合作协议”的签字仪式。考察期间,考察团针对考察中的阶段性收获,姚兵会长特别召开了三次临时工作会议,及时进行工作总结。在参加展览会期间,姚兵会长还接见了参加纽伦堡国际门窗博览会的全体团员,看望和慰问了中国参展企业。
二、考察见闻
1.德国可再生能源发展的显著成就
访德期间,德国专家用专题演讲的方式,对德国可再生能源的发展情况向我们作了较为系统的介绍。
德国光电建筑一体化示范工程的建设始于上世纪90年代,自2000年出台了世界上第一部“可再生能源法”后,到2008年,德国的可再生能源生产总量已占全部能源消费总量的9.5%;可再生能源消费占电力消费的15.1%,且每年按2%的速率在增长。
光伏发电装机容量,1990年2兆瓦,2000年40兆瓦,2004年600兆瓦,2006年850兆瓦,2007年1100兆瓦,2008达到1500兆瓦;2008年累计装机容量5340兆瓦,占全球光伏太阳能装机总容量的27.4%;总发电量达到4300GWh;安装发电站50万个。2008年,德国通过可再生能源发电,实现二氧化碳减排总量7160万吨,提前实现《京都议定书》的减排目标。
截止到2008年,德国太阳能企业数量达到1万多家;可再生能源部门雇员总数达到27.8万人,比2004年增加近12万人。各类可再生能源建设工程实际投资总额为131亿欧元,其中光伏占工程总量的47.3%;各类可再生能源销售总额为157亿欧元,其中光伏太阳能占到销售总额的13.4%;光伏太阳能出口收入60亿欧元。
2.政策导向
这些成就的取得,主要是依靠德国政府建立的科学、合理、有效的政策机制。
(1)德国按照欧盟设定的可再生能源发展目标,到2020年,可再生能源在最终能源消费中要达到18%。
(2)德国认为,发展可再生能源,不但可减少对常规能源的依赖,也可减少二氧化碳的排放量,降低对气候变化造成的负面影响,符合环境保护的需要;扶持高新技术的发展,培育可再生能源企业,既扩大了就业面,也增加了就业机会。
(3)2000年4月,德国发布了《可再生能源优先法》,又于2004年8月和2009年1月,分别进行了两次修订。2009年新修订的《可再生能源优先法》规定,2020年可再生能源在电力消费中的占比目标为30%。同时还规定,电网运营商必须按法律规定的固定费率,收购可再生能源供应商的电力;国家对光伏发电补贴20年;将可再生能源入网价格由每千瓦时7.87欧分提高到9.30欧分;太阳能电价调降至每千瓦时33~43欧分,2010年下降8%至10%,以后每年降低9%。其它相应法规还包括: 《能源投资补贴清单》、《能源供应电网接入法》、《能源行业法》、《促进可再生能源生产令》、《太阳能电池政府补贴规则》等。
(4)德国政府从1999年1月起,开始实施“10万太阳能屋顶计划”,财政预算投入达4.6亿欧元。同期,德国复兴信贷银行也开始了可再生能源贷款项目,为光伏产品、生物质能、沼气、风能、水能、地热等提供优惠贷款。
(5)德国经济技术部于2003年发起 “可再生能源出口倡议”, 每年提供约500万欧元的预算资金,通过举办专业报告会、组织企业参加专业展会、赴国外商业考察、对口洽谈会等活动,帮助企业与国外企业建立联系。
(6)此次门窗展透露出一个信息,德国调整了节能指标,门窗K值由1.5调整为0.8,致使门窗内腔增至4—5层,完全可以达到保温墙体的效果,这对光伏幕墙组件技术性能的改进,具有重要的指导意义。
3.激励机制
这次我们考察了三个屋顶电站。第一个是斯图加特市展览中心屋顶电站。该展览中心建筑属于斯图加特市政府,屋顶电站是由“国际绿色和平组织”投资,该组织既是电站的所有权人,也是享受补贴的直接受益者,电站总装机容量为3.8MW,由21312块单晶硅光伏组件构成。第二个是一个仓库屋顶电站,5000平方米,0.72MW,由3000块多晶硅光伏组件构成,转换率14.7%,有62个逆变器。该电站由仓库老板自己投资,投资额约120万欧元,预计8年收回投资。第三个是一个家庭屋顶电站,20KW,投资5万欧元,10年收回投资。
通过这三个屋顶电站项目,我们了解到,德国为促进可再生能源发展所实施的国家补贴政策,实际上形成了一种激励机制,这个机制的核心是利益驱动,它体现了一种买卖关系,吸引了社会的大量投资。据介绍,德国96%的家庭愿意使用太阳能。
这种激励机制有如下几个特征:①投资人是光伏电站的所有权人,是国家补贴的直接受益者;②投资人可以租赁他人的建筑建光伏电站;③投资人连续享受20年国家补贴,20年之后,投资人按电价获取售电收益;④投资额10万欧元以下,可以不用房屋抵押贷款;⑤购电电价每瓦20欧分,补贴电价每瓦39欧分。
德国专家还给我们举了一个1KWp小型光伏系统的例子。通过这个例子,我们可以清楚地看出这种利益驱动来。例如:1KWp电站的投资成本是3620欧元,建成后每年发电900KWh,并网电价补贴按每千瓦时0.43欧元计算,每年获得的补贴是 0.43×900=387欧元, 补贴 20年可得收益是387×20=7740欧元,这就意味着10年即可收回投资,投资收益率为 387÷3620×100%=10.7%,比德国4%的存款利率高出了6.7个百分点。
难怪德国有位国会议员,说过这样一句发人深省的话: “我们通过确保并网、固定补贴、数量不封顶这三个要素,引导了可再生能源大量的投资。这些投资者的自主权是不依赖于电力部门的。只有这样,才能进行可再生能源的变革。”
4.技术与创新
新能源技术是一种高新技术。所以,在这次考察活动中,我们比较关注光电建筑一体化的技术问题,无论是参加门窗展,还是访问研究院;无论是与专家进行讨论,还是去实地参观考察;我们都深切地感受到技术的力量,可以说,在德国光电建筑领域,科技创新受到极大的尊重,技术无处不在。
(1)在门窗展中,一种新型的光伏推拉门向世人亮相。这说明,太阳能与建筑的结合,不仅是屋顶和墙体,而且涉及门窗、遮阳等部位。他们认为,建筑是一个整体,要全方位地利用太阳能。他们的理念是:光伏建筑=建筑﹢可再生能源;光伏建筑=制造能源的建筑。通过技术的手段,可以让建筑可接受阳光的部分都产生能源。
(2)在泰勒丰公司的技术讲座中,我们了解到,不论项目大小,他们都要利用计算机技术模拟铝合金型材在热传导和辐射中的热量损失,以此比较准确和合理的计算出建筑型材的保温数值,这充分体现出他们在技术上的精细程度。
(3)在佛朗克研究院,专家介绍了光电幕墙与建筑内墙的温度匹配关系,光电玻璃透光率与人对光的舒适度关系,中空玻璃的散热原理分析,光伏组件测试参数分析,光电与光热一体化研究,聚光转换系统研究,气流散热幕墙体系研究,光伏构件与建筑主体同寿命研究等项目的研究情况。这些技术,有些已经推向市场,有些还处在研发阶段,但足以表明,科学技术是光伏建筑可持续发展的根本保证。
(4)卡塞尔大学贝克教授通过PPT图片的展示,全面介绍了光电建筑一体化设计大赛的有关情况,使我们得以了解,什么是当今国际上光伏与建筑最佳结合的典范。
(5)IBC公司董事长默先生在介绍公司的成长史中提到,IBC公司得以实现10亿欧元的营业额,10万套光电发电系统、装机容量1GW的安装业绩,其成功经验之一就是,坚持与研究院、大学等科研院所的密切合作,保持与专家学者们的私人友谊始终,让企业始终站在技术的最前沿。
(6)SUNIEC光伏系统安装公司的2位年轻人,是这家公司的负责人,都是学可再生能源的。他们的公司现有40多人,7个施工团队,目前已安装了1100个光伏系统,年营业额达到2000万欧元。他们认为,之所以能够取得现在的成绩,一方面取决于德国的可再生能源政策;一方面取决于IBC公司给予他们的系统方案设计和安装师培训。
5.明确的管理环节
德国光电建筑项目管理普遍具有以下特征。
(1)德国太阳能光伏产业链包括生产商、系统商、安装商,其中系统商成为产业链中的核心环节。
(2)德国光电建筑项目,涉及这样几个主体:项目产权人、政府管理部门、系统商、安装商、供电商等。项目产权人是电站的投资人,他可能是该建筑的所有者,也可能通过租赁取得该建筑的电站使用权。政府管理部门是指州政府的审核部门,主要对大型地面电站进行用地审批。系统商主要负责项目评估、系统方案设计、光伏组件供应、安装商培训、质量认证。安装商主要负责项目申报、施工组织、系统安装、调试及维护。供电商负责项目在交付并网时,派工程师对光伏系统进行检测,并网后统计供电量,将收益转到产权人的银行账户中。
(3)光电建筑项目立项有两种情况:第一种是屋顶发电系统,所有个人和家庭都可以安装,无需申请立项,只是在系统并网时,要由有资格证书的电工检验合格;第二种是地面发电系统,一般由公司或集体投资,需要申请立项,主要是用地审批和环保评估。
(4)光电系统安装必须按照德国的建筑标准和电工标准,执行系统商提供的系统设计方案,取得系统商的培训认证资格,产品要经过系统商的检测。
(5)光电系统安装涉及电工、屋顶工、水暖工、通风空调工等,这些工种的负责人必须具有“师傅”资格。 “师傅”必须通过德国工商业联合会的考试和认证,授予执业资格。
6.市场的发展
在一次讲座中,有一张图片引起了我们极大的兴趣。这是一张从1992年到2006年,德国不同功率光伏并网发电系统的发展图表。它反映了13年中,德国光伏并网发电系统的市场需求走向。从图表中可以看出,1992年到2004年,小于2KW的光伏系统,市场占有率从40%降至为0;1992年到2006年,2-5KW的光伏系统,市场占有率从90%降到10%;2005年到2006年,5-10KW的光伏系统、10-20KW的光伏系统、20-50KW的光伏系统,市场占有率基本保持在20%-30%之间;50-1000KW的光伏系统,总共才占到市场份额的20%;1000KW以上的光伏系统,大概只占到市场份额的15%左右。
由此可见,德国太阳能光伏市场是从家庭住宅起步的,是按照自小到大的规律发展的,10-50KW的光伏系统占据了市场的主导地位,大型光伏电站仅有15%的市场份额。
7.未来的预测
在德国,未来各种能源的发展趋势和走向是大家讨论的热点。从他们展示给我们的图表中可以看出:2010年到2030年,风能、太阳能、地热能等可再生能源成长较快,但占全部能源的比重依然较小;2030年到2050年,太阳能所占比重将急剧扩大,太阳能发电比重急剧扩张;2050年到2100年,太阳能发电的比重远远超过其它所有能源的比重,甚至超过石油、煤炭、天然气等常规能源。对未来的把握就是他们的决策依据、热情所在、动力之源,值得我们认真思考。
三、考察感想
此次考察,时间短暂;所见所闻,感触良多。我们经过集思广益,去粗取精,形成以下几点思考。
1.形势方面
世界能源危机、全球气候变暖、国际金融危机,引发了人类社会的能源革命。可再生能源伴随着人类的科学技术进步,正在改变着人类的社会和经济发展进程。世界发达国家,凭借着雄厚的资本和技术,又一次占据了世界经济的制高点。中国凭借改革开放以来的经济快速发展,已经抓住了这次历史机遇。这就是世界经济发展的趋势,也是可再生能源的发展图景。
光电建筑一体化,是顺时代潮流而动的新兴产业变革,是建筑领域的一次革命。它不仅使建筑行业的范围扩大,不仅使建筑更加节能,而且让建筑为人类提供取之不尽的清洁能源。面对这场能源革命和产业变革,一切有识之士都应该具有敏锐的洞察力,都应该把握住这一历史的机遇,都应该付诸行动去实施。这是历史的选择,是时代的选择。
2.政策方面
“科学发展观”已经成为中国共产党的指导思想之一。 “可持续发展”已经成为我国经济社会发展的基本战略。我国已经制定了以《节约能源法》和《可再生能源法》为主的可再生能源法规体系。 “可再生能源中长期发展规划”和 “可再生能源发展十一五规划”,已经展现了可再生能源的发展蓝图。此次新修订的《可再生能源法》,明确提出了 “国家实行可再生能源发电全额保障性收购制度”。
由于我国幅员辽阔,人口众多,地区经济发展不平衡,快速的经济发展导致诸多的矛盾;太阳能发电成本相对较高;电力体制和电价体制改革还处于调整中,市场竞争的电价机制尚未形成。因此,类似于德国的可再生能源电价补贴机制还在择机出台。在我国《上网电价法》尚未出台之前,国家为了推动可再生能源的发展,先行颁布了6项财政补贴政策,以此引导可再生能源示范项目的发展;通过市场的扩大,吸引投资、降低成本,为可再生能源电价机制创造条件。
因此,发展可再生能源离不开政策的引导;激励机制的出台和光电建筑一体化的大发展,还需要一个发展的过程。在这个过程中,政策需要广泛的宣传和推广,对于行业组织来说,就是要积极配合各级政府部门,承担起向社会和企业的宣传责任。只有坚持不懈的宣传,才能使社会广泛的认知;只有社会广泛的认知,政策才能有效地实施。政策的落实,光讲政策条文不行,必须具体地执行政策。执行政策,就需要行业组织协助各级政府部门,搞好各地区的光电建筑发展规划,协助建设者搞好光伏系统设计方案,协助企业组织搞好光电建筑的施工管理和质量验收。政策还需要不断的完善,对于行业组织来说,就需要及时了解政策在实施过程中存在的问题,及时加以总结,积极向政府管理部门建言献策,使政策更加完善,制定更加及时。
3.市场方面
我国光电建筑一体化市场已经启动。在城市,以光电屋顶和光电幕墙为主的光电示范项目,已经随着数量的增加正在向示范城市推广。在农村,以太阳能热水器和太阳能房为主的光热项目,已经开始向光电示范项目发展。
我国可居住区人口密度大,土地资源有限,建筑形式多为高层混凝土结构和钢结构,发展光伏屋顶面积相对过小,发展光伏幕墙工艺相对复杂,况且幕墙建筑多为公共建筑。因此,我国城市居民对光伏建筑的认识尚显不足。加之,我国的民间投资具有较大的投机性,国家引导性政策还不完备,行政分割遗留的部门利益之争依然存在。导致我国民间资金投入光伏建筑这一新能源领域的信心不足。
然而,我们已经看到,我国的城镇化发展速度异常迅猛,每年将有1500万农民进入城市,全国新兴小城镇的建设如火如荼。城镇化发展为光伏建筑带来了新的契机。新建建筑的太阳能利用,是新兴城镇的现代化标志。同时,我们也已经看到,我国的新农村运动已经开始,惠农政策超过以往的任何时期,农民的消费需求日益增加。新农村运动为光伏建筑带来了新的契机。光伏屋顶建设在我国新农村具有十分广阔的发展前景。另外,我们还应该看到,我国城乡既有建筑将近400亿平方米,随着建筑节能指标的提高,既有建筑节能改造工程规模庞大,任务艰巨。既有建筑节能改造为光伏建筑带来了新的契机。光伏屋顶建设在既有建筑节能改造中,将能发挥巨大的作用。
4.技术方面
新能源技术和太阳能利用技术是新兴的技术。在目前阶段,这一技术还无法使可再生能源代替常规能源。但是,新能源技术代表了能源未来的发展方向。这一技术会不断地发展和创新。我国的光电幕墙技术与国际技术水平相差并不悬殊,应该说我们已经抓住了这次新技术的时代变革,甚至我们将有可能在这一技术方面赶超世界先进水平。我们的关键问题在科技创新机制。
产学研相结合是一种好形式,我们也知道企业是科技创新的主体。然而,在实际过程中,产学研还缺乏有机的结合,企业并没有发挥出主体的作用,技术研发的合力没有形成。这个问题为行业协会提出了挑战,特别是光电建筑技术,在科研院所技术研发尚显薄弱的时候,形成一个光电技术联盟,显得十分重要。
我们也十分重视技术标准的编制,当光伏建筑兴起之时,感叹标准缺失、呼吁编制标准之声此起彼伏;不同机构、不同层面争抢标准立项现象十分突出。然而,光电建筑标准迟迟不能出台,实际进展情况不能尽如人意。这个问题为行业协会提出了挑战,如何形成一个光电技术联盟,共同将标准的编制建立在技术管理的基础之上,显得十分必要。
我们的企业并不是不希望搞科技创新,尤其当我们的企业面临一个光电建筑项目时,非常需要技术力量的支持。然而,我们的企业此刻显得势单力薄,单个企业为一个来之不易的项目,要么质量难于保证,要么技术成本陡然增高。这个问题为行业协会提出了挑战,如何形成一个光电技术联盟,使企业的技术力量得到增强,真正发挥出企业在科技创新中的主体作用,是一件当务之急的事情。
5.管理方面
我国的工程项目管理制度相对比较完备的。从建筑市场准入、城市规划、设计审查,到施工许可、质量安全检查、质量检测与验收;从项目经理制,到执业资格制;我们积累了比较丰富的建设经验,建立起了一整套工程项目管理制度。
由于光电建筑一体化工程在我国刚刚兴起,原有的建筑管理体制尚不能完全满足光电建筑的技术要求,一些工程项目已经出现了不规范的行为。因此,为了加快我国光电建筑一体化的进程,保证光电建筑的工程质量,行业组织应该协助建设管理部门,抓紧完善我国工程项目管理制度。
在市场准入方面,应该尽快开展 “光电建筑一体化设计施工资质”、“光电建筑一体化工程招投标实施细则”、“光电建筑一体化工程合同示范文本”等课题的研究,及早使光电建筑一体化工程纳入制度化轨道。在设计方面,应该尽快对国内外光伏系统设计方案加以总结,将光伏系统设计纳入我国建筑设计范畴之中,及早出台光伏系统设计标准。在质量控制方面,应该尽快借鉴德国的光伏系统质量认证体系,把光伏系统质量认证纳入我国的工程质量检测体系之中。在职业培训方面,应该借鉴德国的光伏系统安装培训模式,结合我国的项目经理培训,搞好技术人才的培训。同时,借鉴工商管理硕士的教育经验,培养具有建筑学、结构学、光电学、管理学的光伏建筑工商管理人才。
6.合作方面
我国经济发展所取得的举世瞩目的成就,得益于80年代的改革开放。改革开放的核心是对外开放。中国走出去,才知道自己落后了多少。把世界上先进的东西引进来,才缩短了我们与世界的距离。我国仍然处于社会主义的初级阶段,我们仍然属于发展中的国家。因此,我们仍然要继续坚持对外开放,坚持让世界了解中国,让中国了解世界。
委员会成立以后,及时与世界光伏技术领先的德国建立了合作关系。此次考察,委员会与德国IBC公司签署了 “中德战略合作协议”,初期的合作在人才培训和质量认证方面,之后将在技术和项目上有更加广泛的合作。此次考察,我们感受到了德国对中国的友谊,对中国光电建筑应用发展的信心,对光电建筑构件应用委员会的认可。委员会应该抓住这个有利的契机,进一步扩大合作的形式与范围,尤其是可以联合多一些的国内企业参与合作。委员会应该与更多的国家建立联系,为中外企业之间的合资与合作搭建国际交流平台。
四、工作建议
第一,善于学习。光电建筑一体化不仅是新型的建筑技术,而且涉及新兴产业的崛起,关乎民生与社会的可持续发展,影响我国经济跨越式增长。所以,委员会要坚持调查研究,抓住事物的本质;从实践中学习,在工作中总结;向国外学习,向专家学习,向企业学习;要学政策,学经济,学技术;要成为 “儒商、智商、行商之友”。
第二,善于组织。光电建筑一体化是以工程项目为核心,牵涉到国际与国内、城市和村镇;牵涉到各级政府主管部门、行业协会、科研院所、大专院校、施工企业、生产厂家;牵涉到规划与设计、施工与验收。所以,委员会要找到行之有效的组织形式,凝聚起行业中的知识力量,形成产业技术创新战略联盟,以适应这个时代的发展要求,真正成为 “敬业、兴业、行业支柱”。
第三,善于服务。委员会作为非营利性社团组织,应以服务为基本理念指导一切工作。委员会要热心为政府管理机关服务,为行业内的企业服务;要积极协助各级政府主管部门做好光电建筑一体化的发展规划,协助工程项目建设方搞好光伏系统设计方案,协助施工企业把好工程质量验收关;要努力为行业内的一切相关方搭建交流平台,坚持对外开放,让更多的组织向世界学习。
以上是这次光电建筑一体化德国考察的感受及工作建议。其中的一些观点,我们还没有来得及作深入细致的分析和研究。因此,肯定还存在许多不足之处。我们希望与大家一同来学习。