光电建筑 阳光电源

王建超

随着人类的能源消费大幅度增长，人们对能源安全与能源洁净需求日益增加，于是，以太阳能光伏电能为代表的新型清洁能源革命备受关注。为促进光电建筑应用的广泛交流与合作，由中国建筑金属结构协会光电建筑应用委员会、《太阳能发电》杂志、中国兴业太阳能技术控股有限公司等单位联合主办的“兴业太阳能杯中国光电建筑应用主题摄影大赛”暨光电建筑应用发展论坛，在北京举行，来自相关行业的专家、学者聚集一堂，围绕“全面深化改革时期的光电建筑应用发展”这一主题，从光伏的应用、光伏在绿色建筑评价地位和作用、绿色城市的规划与设计、分布式发电与智能电网、分布式光伏的投融资策略、专家眼中的光电建筑及分布式光伏在建筑领域应用中的热点问题展开了研讨，现将部分专家学者的观点摘录，以飨读者。

兴业太阳能技术控股有限公司是这次活动的主要主办单位之一，在活动中扮演重要角色，中国建筑金属结构协会副会长、兴业太阳能技术控股有限公司董事局主席刘红维在发言中说：“兴业太阳能之所以组织这次摄影大赛，其目的就是用相机记录下太阳能发电这一新生能源为社会带来的好处。接着，刘主席介绍了兴业在这方面所做出的努力。他说，通过光电建筑的不断探索和推进，我们看到了希望。从屋顶建筑到现在的分布式发电规划，从政府到媒体，从我们企业自身的努力到社会的支持，我们更加有信心为清洁能源做出应有的贡献。兴业的整体发展模式是：下一步将在重点城市、重点地区和重点行业寻找屋顶，并同当地政府共同合作。刘主席还透露，不久的将来，兴业太阳能将用三至五年的时间，计划在珠海建设500MW分布式光伏发电，项目完成后，珠海将成为全国地级市中最大的分布式光伏发电示范区。根据计划，2014年底将在珠海建成150MW分布式光伏发电项目，2015年底建成350MW光伏发电项目，届时每年将为珠海发电5亿度，为珠海市提供10%左右的用电量。

对于专项建设需要的庞大资金，刘红维称，将由兴业太阳能建立融资建设平台，在境内外寻找投资人进行融资，企业无需承担投资风险，可享受优惠电价，减轻电费压力。刘红维还强调，目前我们的选择有两种，整合资源是目前最大的工作，兴业太阳能已经跟一些大的央企合作，在一些经济较发达的地区寻找发展模式，同时把分布式发电和绿色建筑有机的结合起来。他说，作为以建筑市场起家的兴业太阳能公司，我们从来就没有离开过建筑，目前我们正跟北京建筑大学合作，共同创建绿色建筑。他用一加一减的方式告诉大家，做分布式发电建筑的规划和设计，减法就是传统能源少一些，加法就是新科技能源多一些。他说在政府的支持下，我们看到了未来的希望，看到了绿色建筑为环境所做出的贡献。我相信，在不久的将来，每个建筑都是小型的发电厂，人人都是绿色能源的自助生产者。

国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任李俊峰在会上作了简短的即席讲话，他说：从去年和今年年初的情况来看，国内分布式的发展不是特别理想，其政策还没那么到位。去年国内分布式完成3GW的装机容量，这主要归功于财政部的金太阳工程，2014年国家规划8GW的分布式发展目标，这其中大部分是要通过自发自用的方式来完成，完成起来是有难度的。实际上在资金流、现金流的透明度与可活动性方面，分布式发电都面临着比较困难的局面，银行现在与分布式电站接触并不是很多，这就造成企业要想融资比较困难。虽然有关部门连续提出来要国家开发行和地方政府打造一个融资平台，但这不是短期内能够很快做成的事情。如果项目不盈利，打造任何一个融资平台都是解决不了问题的。如何盈利、如何融资是当前分布式面临的最大难题。这两年大型的光伏电站工程建设与发展情况相对较好，这是因为大型光伏电站的投资回报是确定的，而分布式的投资回报不确定，电价政策透明度不够是导致分布式难以大规模推广的症结所在。

国家能源局制定的2014年光伏装机目标为14GW，其中6GW为地面光伏电站项目，剩余的8GW则要通过分布式发电实现。业内甚至将2014年称为中国分布式光伏发展的元年。不过，目前分布式光伏发电要真正落地，仍然面临较多待解决的难题。去年业内预计有较多的分布式发电，但实际分布式占比不到四分之一。今年8GW的分布式光伏发电目标较难实现，融资是目前面临的最大问题。他提到今年六月初，美国白宫奥巴马总统在一次讲话中，把光伏发电放在很高的位置。这说明世界各国都重视光伏发电。那么，国外可以借鉴的模式有哪些，在电网方面我们该如何做？一方面，电网必须为分布式发展提供支持。光伏发电的消纳、转供必须通过电网来完成。在这里，电网的态度很关键。另一方面，要保证现金流的透明度。电费还是通过电网来结算比较好一些，因为两个用户之间一结算，很容易造成纠纷。特别是在光伏发电与电量消纳结合不是特别好的条件下，光伏发电量并不能全部自己用完，剩余的电量无法输送出去、没法消纳，在这种情况下就必须通过电网转送，所以电网的这种作用还是特别重要的。即使是在德国用户实现了分布式平价上网的条件下，电网的这种作用还是很大的。若没有电网的参与，分布式做起来是很困难的。

不管怎样，随着新能源的运用和推广，光伏和建筑的结合，光伏服务百姓，并确保万无一失是我们的期待。

中欧清洁与可再生能源学院教授刘建平以“中国的能源战略和应用”为题给大家讲了一堂意义深远的能源课。刘教授首先从我国的能源战略讲起，他说，所谓的战略、规划和计划，都是针对未来，战略是泛指重大的、带全局性的或决定全局的谋划、方案和对策。战略的特征是其决定全局性、长远性和宏观性。其本质是针对于未来某特定对象。在我们中国，长期的叫战略，中期的叫规划，近期的称其为计划。三者的关系是需要相互支撑和相互配合。计划和规划、规划和战略，换句话说，规划是战略的组成部分，计划是规划的组成部分，从三者的性质看，战略具有全局性、方向性和预见性。能源战略是能源可持续发展，保障其安全的总体思路，是致力于能源规划、能源计划和能源政策的研究目标。新中国成立以来，历届的中央政府，都没有把中国的能源战略公开发表过，不发表并不是没有战略，实际上是有的。只不过是根据当时的历史发展和经济社会发展状况、发展规划和发展纲要，来确定当时的能源发展方向和发展重点。刘教授接着讲，大家知道，人类文明形态的演进与能源形式的更替是密切关联的，我们人类文明发展的历史就是最早简单的柴薪历史，到化学石油煤炭为主的化石时代，我们现在的能源是以各种远古能源和现代能源混合交织在一起的能源来做支撑的。能源从我们远古文明的支撑到近代的工业文明和现代的信息文明，随着全球人口的急剧膨胀，人类的能源消费大幅度增长。众所周知，煤炭、石油均为矿物能源，是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的，不可再生，其储量极为有限。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至两百年内逐渐耗尽。另外，大量矿物能源的燃烧，是造成大气污染、“酸雨”和“温室效应”的罪魁祸首。因此，能源革命的呼声日渐高涨，能源革命正在覆盖全球，就目前而言，我国面临着经济对能源的硬约束，加之环境的压力，所以尽快研究新型能源必须认真严肃的对待。科学制定国家能源发展战略规划，制定能源长期发展目标已提到日程。

去年，国家能源局重组，经过大家的深入研究，起草了国家能源战略安全报告，并在中南海怀仁堂汇报，党和国家领导人亲临并认真听取报告。这也是自新中国成立以来的首次。这说明能源问题已引起我国最高层领导人的重视。报告的战略思路基本清晰，再经过讨论和完善后，应该会有尽快的行动。报告确立的战略方针是：“安全、清洁、高效、经济”的八字方针。确立的目标是：着力构建现代开放条件下的现代能源体系。为了实现这个目标，必须围绕着能源消费、能源生产、能源科技来大力推进能源革命，顺应能源革命的潮流，完成能源革命的任务。具体而言，应该从减法、加法和乘法上做足文章。他说，刚才刘红维主席也讲了，那么什么是减法呢？所谓的减法就是切实改变能源消费的观念和消费的方式，倡导能源节约，淘汰落后产能，采取多种方式来控制能源消费总量，和能源消费的强度。所谓的加法就是积极推动传统能源转型，保障人人供给，在此基础上，同时要大力促进新型能源发展，在能源发展增量上提前预报，科学预测，以此来加大能源结构的调整和优化。所谓的乘法就是，通过能源科技创新和体制变革来提升能源开发力度和产业运行的整体效率，达到事倍功半的效果。刘教授接着说：工业、建筑、交通是能源消耗的著名三大领域。尽管目前还没有对建筑能耗全面统计，但相关的研究已经表明，中国的建筑能耗约占全社会能耗的20%，他突出强调了“约”。

我们大家都知道，从太阳日照时，太阳就扮演着光明与温暖使者的角色，伴随着我们新的能源革命，就我们今天认识和使用的能源，几乎所有的大都与太阳有着天然的联系。因此，在新的历史条件和新的形势下，我们必须给太阳赋予新的使命，无论从资源储量角度，还是从环境影响角度，太阳能都让我们充满期待。据估计，国外一项研究测算，到2050年，如果新能源在整个能源比例若超过50%，那么至少有一半能源将会来自于太阳能。因此，将代表重点能源领域消费的建筑业和代表新能源发展方向的太阳能有机地结合起来，叫光电建筑。它是符合安全、清洁、高效和经济的能源战略方针的。也符合构建开放条件下现代能源体系的战略目标。刘教授进一步从理论上阐述道，能源战略是指出发展方向，能源规划是指出行动发展方案，能源政策是为了促进更有效的实施，能源法律是提供基础保障。所以，战略目标的实现，规划方案的落实，需要政府主导，更需要企业和全社会的联合行动。目前，我们已欣喜地看到，已经有像兴业太阳能这样的一大批企业，已经自觉地行动起来，成为顺应能源革命，实现能源战略目标的生力军。《能源革命重塑中国》这本书正在起草之中，我们相信，能源革命不仅将重塑中国，必将重塑世界。希望新能源和兴业太阳能继续探索前行，为发展我国能源事业，促动能源革命，做出新的更大贡献。

中国建筑金属结构协会光电建筑应用委员会专家，具有光电建筑业“马前卒”之称的罗多副院长， 以“绿色建筑中的分布式光伏应用”为题作了发言。她讲的主要内容有：绿色建筑为什么需要太阳能，太阳能光伏与建筑的结合及相关案例介绍。

她首先从绿色建筑概况——绿色建筑的定义与发展讲起。她说，在建筑的全寿命周期内，绿色建筑能最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水和节材。以保护环境和减少污染，为人们提供健康、适应和高效的使用空间，是与自然和谐共生的建筑。在这里，她用实例介绍了1974年美国欧伯罗斯生态住宅和21世纪太阳能绿色住宅建筑理念。她以人类对长生不死的神兽信仰“永远的欧伯罗斯”为例，来呼吁绿色建筑，建立可持续家园。那么，什么是欧伯罗斯呢？欧伯罗斯是古希腊神话中的一个怪兽的名字，此怪兽可以吞食自己不停生长的尾巴而长生不死。它象征不断改变形式，但永不消失的一切物质与精神的统合，也隐喻着毁灭与再生的循环。由于欧伯罗斯可以完全不靠外界食物而长存，并富有神秘、轮回、生生不息的气氛（功能），因此一些西洋炼金术或早期基督教神秘教派，常以欧伯罗斯为其图腾标志。人类如果能像欧伯罗斯那样，不消耗外界食物而能自我生生不息的话，那么世界上就会减少绝大多数的资源掠夺与社会争端，也就不会导致今天的地球环境危机了。

人类需要绿色建筑，绿色建筑的三个目标为：一是舒适健康的人居环境，二是最少的消耗自然资源，三是最少的影响外界环境。从“中国太阳能的分布情况看，中国是一个制造业大国，2011年工业用电占到了全国用电的75%，就耗电量而言无疑是最大的。而工业建筑面积有多少呢？目前中国建筑面积达到了614亿平方米，其中住宅面积有430亿平米，公共建筑面积有89亿平方米，工业建筑面积则为95亿平米。目前中国的厂房建设不再是零散式，多数是以工业园区的形式集中规划，这种规划使得园区内大面积建筑都是低矮建筑，没有遮挡，而且大部分屋顶平坦，对于光伏发电设施的建设十分有利。因此，我国在屋顶利用光伏技术发电，具有极大的潜力。她又从六个方面进行了仔细说明：1，实现经济与生态协调发展和可持续发展将使绿色建筑成为未来建筑的必然选择；2，上游产业的成熟及国家扶持将促进绿色建筑成为未来建筑的必然选择；3，因地制宜，成本控制将成为未来绿色建筑发展的方向；4，绿色建筑将逐步从公共建筑向普通住宅发展；5既有建筑建造将成为绿色建筑发展的新增长点，6，分布式能源将成为绿色建筑发展新亮点。以2008-2012年太阳能光伏组件成本，以10亿平米为例，以增量成本258元/平米，那么，经济效益就是2580亿元，人均产值每年50万元，可解决就业10.32万人。“十二五”期间，完成新建绿色建筑10亿平方米，其增量成本就是100元/平米，共计经济效益可达1000亿元，人均产值可达每年50万元，并可解决4万人就业。到2015年末，大约有20%的新建城镇，其建筑将达到绿色建筑标准。

根据发改委价格司2013年8月26日发布的最新光伏电价政策，罗多归纳了五方面的要点：1，三个分区标杆电价（统购统销模式）：0.90、0.95、1.0元/kwh；2，对于分布式光伏自用电，给以0.42元/kwh的补贴；3，分布式光伏的返送电量按照当地脱硫电价收购；4，其执行期原则上20年；5，绿色建筑的光伏发电主要为建筑自发自用。光伏电价政策的出台，良好的解决了分布式光伏投资风险的问题。

在建筑节能方面，应根据区域气候特点和居民生活方式，因地制宜，着眼于降低总能耗。可分为：被动优先﹢主动优化到主被动结合。具体而言，被动优先（即合理的场地布置和建筑设计再到提高建筑物体本身的保温隔热的能力），主动优化（即使用节能高效设备到使用可再生能源），最后达到科学合理的运行管理体系。在具体的运行中，太阳电池与建筑材料结合在一起，成为不可分割的建筑材料式建筑构件，建材型光伏构件的重要性也体现在这里。体现在关键技术方面的领域主要有建筑、结构、艺术、热工、电子、电力、能源、环境等领域。对光伏产业链，从系统设计到材料购置，到装配加工，再到现场安装，到运营服务等。要达到被动优先和主动优化到多种技术的综合利用。

建筑用太阳电池组件种类方面，单晶硅的效率最高16-20%，可生成140-160W，多晶硅的效率最高15-18%，可生成120-140W，非晶硅的效率较低6-10%，而CIS效率较低9—12%，还有其它不一一列举。

在各种通风技术减少空调使用量中，基本有三种方式：一是用玻璃幕墙水平和垂直通风相结合；二是核心筒热通道；三是底层大开敞。在太阳能建筑一体化及热电联产部分，可采用光伏+遮阳、采光顶、幕墙、雨棚及所有能做太阳能的地方。并要充分考虑经济、高效、安全的光伏光热一体化幕墙——热点联产。

关于计算机云系统与智能微电脑网及空调设备的耦合，办公楼宇的智能微电网支持计算机主机的CPU系统。计算机云系统支持设置加班层，可降低大型空调机组的使用量，使计算机云系统降低设备能耗。室内和景观设计与建筑被动技术和智能化系统的耦合，室内灯光、内窗帘等材料选择与建筑自然采光的结合（灯导管），及灯光照明与窗帘的智能化控制策略，室内水景和园林水景与中水系统相结合。

总之，太阳能建筑一体化，主动优化加被动优先，根据不同的区域可应用到屋顶电站，通风遮阳百叶，彩光顶，幕墙和裙楼雨棚，太阳能发电，可超过13%的大楼用电，太阳能热水，可给予大楼沐浴设施供水。智能微电网，有四种状况：一是并网运行，光伏发电量充足，负荷用电量小（包括节假日）；二是并网运行，光伏发电量为零，负荷用电量小（包括夜晚）；三是储备变流器发生故障；四是市电发生故障，微电网孤岛运行——为机房供电。特别在海岛，无电的边远地区或远离大电网的地方，提供必要供电。在通讯基站，信息中心、科研院校、医疗机构等重要负荷领域，提供关键电源。针对工商业用电、普通居民用电的高效户，用光伏直流微电网系统，并进行综合能源管理，为用户带来经济效益。

中国作为人口的大国，国土资源极为稀缺。因此，分布式光伏应用的重点，不应该以占用大量土地资源的地面电站为主，合理的是以和建筑物结合的应用形式为主，包括应用在建筑物的屋顶、墙壁、幕墙等建筑外立面上。所以，光电建筑一体化的应用，应当是分布式光伏应用的重点。

[文献标识码] D

[文章编号] 1671-3362（2014）08-0032-04