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开展光电建筑业发展的课题研究

2014-08-27

中国建筑金属结构·上半月 2014年8期
关键词:分布式发电标准

各位专家、企业家,各位同行,女士们、先生们,大家上午好!

我很高兴能参加今天的活动,举办“兴业太阳能杯中国光电建筑主题摄影大赛”的目的是向社会普及、宣传、推广光电建筑。这不仅仅是直观胜于雄辩,告诉大家光电建筑不是概念,而是凝固的艺术;而且寓教于乐,摄影是大众的爱好,大众接受光伏之日,才是光电建筑普及之时。

本次活动共征集到5000余幅光电建筑摄影照片,组委会组织专家,从300多幅入选照片中,评选出33幅获奖作品。活动分别于湘潭、珠海举办研讨会,邀请经济、能源、电力、建筑等方面的相关领导和专家共同交流,并参观兴业光伏产业园光电建筑示范项目;于浙江赛区,嘉兴举办了“浙江省光电建筑应用工作研讨会”,邀请了浙江省勘察设计院、电力部门、建筑企业和制造企业的代表参加,并参观了天通高新集团10.38兆瓦工业建筑光伏发电系统等,并在“第六届中国光伏四新展”上,举办了“中国光电建筑摄影作品巡展”活动,展示了摄影大赛收集到的部分光电建筑摄影作品。

通过开展这项活动, 一来收集了大量的国内光电建筑应用实例;二来用实例宣传光电建筑。同时还通过优秀的光电建筑,宣传优秀的光伏企业。更是吸引了多家媒体对此次活动进行了报道,引起了社会的广泛关注。有专家表示:收集到这么多照片,非常难得,照片具有极强的资料性,对发展光电建筑有很大的启发作用;让人们了解到,光电建筑并不神秘,其实就在我们身边;光电建筑应用委员会为行业做了一件非常有意义的事情。也可以说这就是影赛深思,要认真开展光电建筑业发展的课题研究。

一、光电建筑业总体趋势看好

1.国家光伏发展政策的调整

《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》明确提出:“优先支持在用电价格较高的工商业企业、工业园区建设规模化的分布式光伏发电系统。支持在学校、医院、党政机关、事业单位、居民社区建筑和构筑物等推广小型分布式光伏发电系统。”

国家发改委《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》规定:“对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元。”

2.各地方光伏补贴政策纷纷出台

国务院中央有政策,国家发改委有政策,而各地方也出台有政策,支持光电建筑发展。附表见下页。

3.装机总量增加

2013年新增光伏发电装机容量1292万千瓦,其中光伏电站1212万千瓦,分布式光伏80万千瓦。截至2013年底,全国累计并网运行光伏发电装机容量1942万千瓦,其中光伏电站1632万千瓦,分布式光伏310万千瓦,全年累计发电量90亿千瓦时。分布式光伏主要分布在电力负荷比较集中的中东部地区,特别是华东和华北地区累计并网容量分别为145万和49万千瓦,占全国分布式光伏的60%。排名前三的省份分别为浙江、广东和河北省,并网容量分别达到16万千瓦、11万千瓦和7万千瓦,三省之和占全国分布式光伏并网总容量的40%以上。预计2014年新增光伏装机量可达14千兆瓦,其中分布式光伏约为8千兆瓦,增长率可达140%。

4.居民用电峰谷电价将推行

2013年12月,国家发改委发布了《关于完善居民阶梯电价制度的通知》,“在保持居民用电价格总水平基本稳定的前提下,全面推行居民用电峰谷电价,鼓励居民用户参与电力移峰填谷。”随着电价的上涨,分布式光伏的竞争优势将越来越明显。

5.碳排放权交易将实行

《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出:“坚持使用资源付费和谁污染环境、谁破坏生态谁付费的原则”,“推行节能量、碳排放权、排污权、水权交易制度”。未来能耗和环境的成本将会进一步提高电价,碳税的实施将会增加企业的成本,碳排放权交易的实行将为耗能单位提供对光伏的选择。

6.《建筑工程施工质量验收统一标准》修订发布

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013已于2014年6月1日起正式实施,规定太阳能光伏工程作为建筑节能分部工程、可再生能源子分部工程,正式纳入建筑工程进行质量验收。

二、需要深入研究的内容

我们要进行课题研究,向国务院中央提出报告,我国是光伏组件生产最多的国家,但却只应用了其中的10%不到,90%多都出口到了国外,我在德国的工地上看到中国的光伏组件。由于建设部的政策,前两年光电项目不少,但关于光伏发电上网却不明确,在德国则强调光伏发电必须上网,而且还有一些支持政策,比如我们买机票,上面有一项机场建设费,而谁用电就要交可再生能源电费,支持光伏发电。

1.光伏发展政策问题

我们中国的政策与国际发达国家的政策相比较,我们还有哪些能体现中国特色、体现世界水平的光伏政策。光伏发展政策从示范项目补贴到电价补贴,是由行政手段到市场机制的调整;从发展地面电站到光电建筑,是从集中式发电到分布式发电的调整;从光伏产品照章纳税,到减半征收增值税,小规模项目由发电企业开具发票,说明国家给予光伏产业优惠待遇。这些个调整都是符合光伏应用发展规律的。

国家电价补贴不高,缺乏利益驱动,是一个问题。但完全指望中央财政拿钱,也不太现实。有效的解决办法是地方财政也拿出一些钱来, 最近已经有一些省市县发布补贴政策了。对地方行政干部实行新的考核办法是有作用的。

光伏并网难的问题似乎还没有完全解决,但毕竟国家电网和南方电网已经发布光伏接网的实施意见了。这个问题涉及到当前我们国家的全面深化改革问题,不是一朝一夕的事情。中央已经下定决心,要坚决破除各方面体制机制的弊端。

融资难也是当前光伏发展中遇到的一个问题。 这个问题比较复杂,既有体制机制的原因,也有市场利益的原因,更有急功近利和浮躁心态的原因。社会广泛投资光伏的时机还没有到来,还需要我们认真研究问题的根源,探索有效的投融资模式。试想,如果全民不热衷于买房子,资金能涌入房地产市场吗?所以,真正的融资是民众的投资。

光电建筑发展政策让大家感到是“雷声大雨点小,口号多落实少”,究其根本是利益问题,也就是光伏发电成本比常规电价成本高。其中不合理之处在于,我们的环境成本和能耗成本没放进去。我希望我们的委员会和企业一起,认真研究这个问题,呼吁国家尽快推行差别电价、碳税和碳排放交易制度。只有让耗能者、污染环境者承担更多的成本,他们才能去选择光伏,我们做光伏要注意八个大字“空谈误国,实干兴邦”。

在2014年6月22日人民日报第三版《房顶光伏发电划不划算》一文中介绍,去年6月4日,江苏扬州市江都区丁伙镇村民朱启杰家安装在自家二层楼房屋顶上5千瓦的光伏发电装置正式并网发电,成为江苏省“卖电第一人”。这篇报道讲,他要收回投资需要十年,我觉得太长了一些,能不能五年收回,就需要研究我们的政策了。德国的农民在自家屋顶上建光伏电站积极性相当之高,因为有政策支持,等什么时候,我们在自家屋顶上建光伏电站,通过上网卖电之后的收益能大于投入,比如五年收回,收益大于钱存银行的利息,那自然积极性就高了。

2.光电建筑标准问题

我国的标准有几个问题:一是标准不全,新标准的制定跟不上新的技术;二是标准陈旧,一些标准执行了五年、十年,严重与社会发展情况不符,美国的混凝土标准每三年就修改一次,与时俱进,我们的标准常年不修改,过于陈旧,阻碍科技进步。光伏在建筑上的应用还应该有一个体系问题,究竟应该有哪几种标准,要形成一个标准的体系,然后逐步实现。

我任司长的时候到比利时考查国际劳工组织的安全工作是如何进行的,当时比利时国家安全局图书馆馆长接待我,他对我说,比利时的安全标准是依据三方面来制定的:一是联合国提出的安全标准;二是来自世界其它各国的安全标准;三是依据比利时国情参照前两项来制定比利时的安全标准。当时我有些不服,便问有没有中国的标准,结果那位馆长说有,我说中国在1966年有一个《安全规范规程》你们有没有?结果他们马上就调出了中文版的《安全规范规程》。这件事给我感触很大,恐怕我们现在找出这份安全规范都不容易,由此可见他们对于这项事业的专注和深度。我们也要了解国际标准,了解联合国的要求,制定我们的标准。我们光电建筑应用委员会近年制定了不少标准,值得表杨。

住房和城乡建设部已发布《光伏发电站施工规范》GB50794-2012、《光伏发电工程施工组织设计规范》GB/T50795-2012、《光伏发电工程验收规范》GB/T50796-2012、《光伏发电站设计规范》GB50797-2012、《光伏发电接入配电网设计规范》GB/T50865-2013、《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866-2013、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ203-2010、《光伏建筑一体化系统运行与维护规范》JGJ/T264-2012等标准。

标准的覆盖面已经有了,涉及设计、施工、验收、维护、并网等。内容侧重在地面光伏电站、光伏系统技术要求、并网技术要求方面。在不同建筑构造上应用,体现得不够,应满足的要求,缺乏具体规定。问题在于,光伏在建筑上应用的项目总量还不够多,特别是在建筑立面上的应用项目更少,缺乏经验的总结,还处于摸索的阶段。

光电建筑应用委员会主编了以下标准:

(1)负责编制《建筑光伏系统技术导则》,该导则以建筑为主,突出建筑设计要求;把建筑光伏工程流程作为编写的主线;重点写好建筑光伏系统设计;全面反映建筑光伏技术的共性要求;体现建筑光伏系统的先进性和实用性;强调因地制宜的设计理念。通过以工程为主线,信息量大,对光伏与建筑的结合具有指导作用。

(2)主编《建筑用光伏遮阳构件通用技术条件》,引导光伏与建筑遮阳结合,提出光伏组件作为遮阳构件的技术要求。

(3)主编《太阳能光伏瓦》,引导光伏在瓦屋面上的应用,提出光伏瓦的技术要求。

(4)向住房和城乡建设部申报了《建筑光伏阳台通用技术要求》(2015年标准计划),引导光伏在建筑阳台上的应用,提出光伏组件作为阳台围板的技术要求。

我们希望广大会员企业能够积极参编光电建筑标准。标准的编制过程,就是研究的过程,对企业的技术进步,形成企业的核心竞争力,十分有益。

3.光电建筑应用的多样化问题

光电建筑主要应用于层顶和建筑墙面。建筑屋顶因其利于接受阳光,比较平整,便于安装,成为应用的主流。工业建筑屋顶因其面积大、平整度好,成为市场竞争的焦点。高层建筑屋顶,特别是公共建筑屋顶,可利用面积并不大。住宅建筑屋顶存在产权界定问题,且居民电价便宜,不利于普及推广。工业厂房、仓储库房,特别是轻钢结构的建筑,受到荷载限制。光伏采光顶,特别是一些商场建筑、交通建筑、钢结构建筑、膜结构建筑,具有应用前景。光伏瓦屋面在别墅建筑、农村建筑、古建筑、地方特色建筑上,可以发挥优势。光伏组件可以作为坡屋顶的屋面材料,特别是在既有建筑改造的平改坡上,是一种不错的选择。光伏遮阳,不仅在公共建筑上可行,而且在居住建筑上也可行。阳台已经成为居住建筑受青睐的构造形式,发展光伏阳台,可以充分利用建筑的南立面。光伏幕墙在办公建筑、商业建筑上,都能提升建筑幕墙的价值。建筑南立面、东立面、西立面的窗间墙和窗下墙,都是闲置的部位,都可以安装光伏组件,特别是在既有建筑上安装,面积极为可观。每次我坐飞机降落在一座城市时就会感叹,这么大一个城市这么多屋顶,没有建成光电建筑实在可惜。

光伏在建筑墙面的应用,以光伏作为建筑外表,会涉及各方面,比如:

(1)美观性。建筑是功能和形式的统一,是凝固的艺术,是城市的名片。不能因为安装光伏,而破坏建筑的和谐和统一。光伏组件作为建筑材料,能否让建设方和建筑师接受,还需要在建筑美观性上多做研究。

(2)功能要求。满足建筑功能要求是前提,其次才是发电要求。光伏组件作为围护结构,能否满足保温隔热要求?光伏组件作为阳台围板,能否满足强度要求?光伏组件作为窗,能否有效解决通透和发电的矛盾?屋顶安装光伏,能否满足防水要求?建筑应用光伏,能否妥善解决电气安全和防火要求?这些都需要深入研究,才能让建设方满意,让建筑师放心。

(3)运行维护。光伏系统的维护很重要,否则影响发电。建筑光伏系统的维护比地面光伏电站的维护要复杂得多。如何进行有效的维护?如何不增加用户的劳动和经济负担?有无售后服务和社会服务机构?这些都是推广光电建筑所应研究的问题。

4.提高建筑光伏系统效率的问题

光伏系统效率是个大问题,现在光伏成本不低,效率还不高,而且随着使用年限,效率还要衰减,如何提高效率是一个技术问题,也是一个政策问题。光伏系统是电源系统,为建筑用户提供电力。与其说用户需要光电建筑,不如说用户需要便宜的电。电有价格,目前光伏发电成本是常规发电成本的2~3倍,所以国家要给予光伏电价补贴,刺激光伏发展。但补贴的钱不多,所以要锱铢必较,最大限度地提高光伏系统的发电效率。发电少了,投资者见不到效益,就不会有人使用光伏了。所以,要深入地研究光伏系统的效率问题。

影响光伏系统效率的因素比较多,例如:

(1)天气因素。光伏是靠天吃饭的,没有阳光,就发不了电。天气变化是有规律的,但它的规律是在长时间序列中体现的。不注意收集当地的气象资料,不去做长时间的天气分析,仅靠一个数学公式,或迷信美国NASA的数据,都不是那么严谨。要有科学的态度,不要急功近利,要多研究些问题,把工作做扎实。

(2)污染因素。现在雾霾越来越严重。雾霾是光伏的大敌,特别是城市。是不是有雾霾影响就不搞光伏了?如果再不搞,雾霾就更严重了。我们已经搞晚了,怎么办?要在薄膜组件的应用上多研究,因为它的弱光性比较好。

(3)设计因素。地球围绕太阳转,有公转,有自转,有倾角。不同纬度,不同季节,不同时间,太阳辐射角度不同,这个计算公式十分复杂,不适宜搞光电建筑应用的使用。所以,最好把一个地区的规律摸清楚,通过一年时间,比较不同角度下的数值。还有就是系统的匹配问题,如果系统部件之间不匹配,就要损失过多的电能,效率就下来了。我在美国见过向日葵似的光伏系统,跟随着太阳转动,提高了光伏效率,这值得我们学习。所以,我们的设计人员要进行深入的研究。

5.提高光伏在绿色建筑评价标准中的权重问题

现在强调“绿色建筑行动方案”,住建部在全国范围进行绿色建筑评定标准。绿色建筑就是在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。光电建筑因利用太阳能的普遍性和便捷性,具有更大的推广意义,光电建筑越普及,绿色建筑的意义越大。目前,住房和城乡建设部在推广绿色建筑上的力度很大。《绿色建筑评价标准》(修订稿):“可再生能源替代率(建筑总电功率的可再生能源替代比例)不低于0.5%,得4分;不低于2%,得8分。”《既有建筑改造绿色评价标准》(征求意见):“由可再生能源提供的电量比例不低于1%,得4分,每提高0.5%加1分,最高得分为10分。”

光伏在绿色建筑评价标准中的权重比例不够高,主要原因是应用的还不够充分,缺乏扎实的数据,应用的研究不够,效率不够稳定。因此,我们有责任下大气力去研究,去总结,去提高光伏在绿色建筑中的权重,借好绿色建筑这个东风。

三、在光电建筑业发展课题研究的同时勇于实践探索

我们不能等待,在研究的同时要实干。在这里要表杨“兴业太阳能”,他们去年与前年相比,产值增加了20%,今年比去年又增加50%,现在总产值达到50个亿。从整体上讲,目前我国光电建筑业并不能算兴旺发达,但我们有些企业在这种环境背景下仍在兴旺发达的过程中,这是十分可喜的。

1.实践出真知

人类对光伏的认识,始于科学研究的实践,又发展到技术产品的实践,再发展到应用于建筑的实践。实践的过程就是研究的过程。光伏应用于建筑不是没有问题,你不去实践,就发现不了问题,你不研究问题,就解决不了问题。例如北京南站的光伏采光顶是光电建筑的先驱,尽管出了不少问题,但成就了后来的成功者。对此,我们要有科学的态度。我们的企业大多是搞建筑的,是建筑应用型企业,研究也是应用型研究。只看技术文献是不够的,技术文献也是实践经验的总结,但那是他人的经验总结,可以作为你的参考。你只有去实践,你的认识才会更深刻。

2.探索是成功企业的品质

光电建筑应用企业的创业初期存在风险。尤其是光电建筑是新事物,应用还存在许多问题,市场还没有真正打开。一味的抱怨和等待是无济于事的。总要有先行者,先行者的风险肯定大于仿效者,但有所得必有所失,如果你坚信光电建筑的未来,勇于去探索和实践,一定是值得的。

如今已经涌现了一批勇于探索的企业。从这次光电建筑应用委员会组织的“光电建筑摄影大赛”评选出的作品可以看出,我国光电建筑应用已经涌现出了一些应用得很好的项目,如兴业太阳能的光伏采光顶、光伏遮阳、光伏长廊,深圳蓝波绿建的光伏墙,烟台鼎城的光伏农业建筑,上海亚泽的光伏交通枢纽,杭州龙炎的碲化镉光伏幕墙,汉能集团的工业光伏屋顶,浙江天通的光伏车库,浙江合大的光伏瓦屋顶等等。同时,也涌现出了一批勇于探索的企业,而且很多都是在自己企业的建筑上应用,这就是探索精神,是十分可贵的品质。

去年7月,国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,提出大力开拓分布式光伏发电市场,鼓励个人、企业按照“自发自用,余量上网,电网调节”的方式建设分布式光伏发电系统。截至2013年底,全国累计并网运行光伏发电装机容量1942万千瓦,其中分布式光伏310万千瓦。

发展分布式光伏发电,鼓励自发自用,既能满足当地大量的消费需求,又能减少电力输送成本,同时能更为有效地拓展国内光伏市场,缓解光伏制造企业面临的困难,是未来国内光伏发电的主要发展方向。根据《能源发展“十二五”规划》,2015年,我国分布式太阳能发电将达到1000万千瓦,因此发展空间很大。据国家能源局测算,全国建筑物可安装光伏发电约3亿千瓦。

光电建筑应用事业一定是大有可为的,一定是有光明前景的。因为这是时代发展的潮流,是科技发展的必然。你们都是这个新兴产业的先驱,光电建筑业发展课题的研究要依靠专家和企业家,在研究的同时勇于实践,还是要依靠专家和企业家,未来一定是属于你们的。在当前较为困难的时期,大家一定要坚持住,要深入研究问题,要大胆勇于实践,去争取中国光电建筑的更大的胜利!

[文献标识码] C

[文章编号] 1671-3362(2014)08-0036-04

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