解析:光伏建築推進綠色建築發展

安全建材網】1建築能耗現狀
  隨著《京都議定書》的正式生效,實現環境保護的可持續發展成為全球較強的呼聲。作為世界第二大經濟體的中國已經在2014年的APEC大會上向世界承諾:“到2020年,GDP二氧化碳排放比2005年下降40%—45%,非化石能源占一次能源消費的比重到15%左右,到2030年碳發放達到峰值”。雖然中國仍然是發展中國傢,卻一直努力承擔著與自身角色相當的節能減排義務,而作為能耗大戶的建築,更是中國長期節能減排的重要領域。因此,如何降低建築能源消耗,提高能源利用效率,實施建築節能,是我國可持續發展亟待研究解決的重大課題。總結我國建築能耗的現狀有以下幾個特點:
  (1)能源總量消耗大
  從2002年到2014年,我國能源消費占世界總量的比重已經由12.7%迅速攀升到29.63%,已超過美國成為世界上較大的能源生產和消費國。巨大的化石能源消耗帶來的是大量溫室氣體的排放,給環境帶來瞭巨大壓力。
  能源問題的增長與建築能耗的升高有著密不可分的關系。在過去20年,中國建築能耗增加瞭40%,而這使得中國成為僅次於美國的建築能耗大國。
  (2)占社會總用能總量比例大
  西方發達國傢,建築能耗占社會總能耗的30—50%;我國建築能耗目前已占社會總能耗的30%左右,並有逐步提高到35%的趨勢。2014年全國能耗消費總量為38.4億噸標準煤,而建築能耗約為11.5億噸;若加上建築的建造及建築材料生產過程產生的能耗,建築全壽命周期合計占全社會總能耗的45%以上;由此可見中國建築能耗是巨大的。
  (3)能源對外依存度高
  “富煤、貧油、少氣”是我國能源資源較基本的國情。我國煤炭資源儲量雖然高,但人均占有量極少。近年來我國的能源需求量、消耗量逐年上升,能源對外依存度也逐年上升,2014年我國石油生產2.1億噸,但對外依存度已經達到59.6%;天然氣市場供需1860億立方米,對外依衛生存度達30%。
  (4)未來仍有可能有較大增長。
  2014年3月16日,我國發佈《國傢新型城鎮化規劃(2014-2020年)》,提出穩步提升我國城鎮化水平和質量,其目標是到2020年底,我國常住人口城鎮化率達到60%。城鎮化的發展將拓展城市新增住宅建設市場。目前,我國常住人口城鎮化率約為54%,2020年前我國將有約1億左右農業轉移人口和其他常住人口在城鎮落戶,與此同時,大量的城市陳舊住宅也會在這段時間完成更新,所有這些勢必帶來更大的建築需求。據測算,到2020年我國城鄉既有建築面積將增加到約690億勾魂尤物 ㎡,而這些建築必然會消耗大量寶貴的能源資源。
  2光伏發展現狀
  為緩解迫在眉睫的能源危機,我國已在大力發展以太陽能為代表的可再生能源。據有關統計表明,全國陸地每年接收的太陽輻射能相當於24000億噸標準煤,如果按陸地面積的1%、平均轉換效率按20%計,一年可提供的能量達48億噸標食品準煤,相當於2006年全國一次能源消費量(24.6億噸標準煤)的兩倍。目前,我國光伏行業發展狀況主要表現為食品以下幾點:
  (1)產業化規模擴大
  近年來,我國光伏產業快速發展,光伏電池制造產業規模迅速擴大,市場占有率位居世界靠前位,光伏電池制造達到世界先進水平,多晶矽冶煉技術日趨成熟。有關統計顯示,2013年全國光伏組件(詞條“光伏組件”由行業大百科提供)總產能達到42GW,組件產量27.4GW,約占全球總產量的63.7%。
  (2)光伏裝機量劇增
  在光伏應用方面,自2009年國傢財政部等三部委采取“財政補助、科技支持和市場拉動方式”實施“金太陽示范工程”以來,我國累計實施瞭4期“金太陽示范工程”項目,設計裝機總量超過6GW,推動瞭我國光伏應用市場的快速崛起、發展。據國傢能源局統計,2013年我國新增光伏裝機容量達安全12.92GW,新增食品裝機容量首次躍居世界靠前位,累計裝機容量近20GW,成為全球發展較快的光伏應用市場。
  2013年,國傢發展改革委相繼發佈《分佈式發電衛生管理暫行辦法》、《關於發揮價格杠桿作用促進光伏產業健康發展的通知》的等分佈式光伏發電的產業推動政策,但實際實施效果並不明顯。
  (3)地區性分佈失衡
  由於中國特有的地理條件、日照條件以及人群居住分佈等情況的制約,我國光伏發電裝機總容量的70%是位於西部偏遠地區的集中式大型光伏地面電站。我國能源供需分佈不均衡,全國可開發水力、煤炭資源的八成分佈在日照充足的西部,工業基地與人口密集地區卻分佈在能源短缺東部和中部。西部地區連本身既有的水電都無法消耗,隻有依賴建設周期長、投資龐大、傳輸線損巨大的遠距離西電東送。但遠水難解近渴,導致西部電食品站並網難度增大,無法保證足額發電,大量電站被迫選擇隔天發電,棄電現象嚴重。同時,一旦大電網出現大面積停電事故對於經濟造成的損失巨大。
  3建築分佈式光伏發展現狀
  分佈式能源在歐美等發達國傢已經得到迅速發展,如丹麥、芬蘭、挪威等北歐國傢,分佈式發電裝機容量已超過總裝機容量的30%,德國也達到瞭20%,其中80%的裝機來自屋頂電站,美國已有6000多個分佈式能源站,占裝機總亞洲 歐美 中文 日韓Av在線量的7.8%;分佈式能源發電量占比在丹麥已安全達53%。
  雖然分佈式發光伏發電在我國起步較晚,但靠著其自身的諸多優勢,正逐步受到各界的重視。然而,由於實踐經驗較少,在分佈式光伏發電的發展過程中也遇到瞭一些問題。例如,我國雖然已經把分佈式安全光伏發電在十二五能源發展規劃中的10GW調整為35GW。其中,2013年全國新增分佈式光伏裝機容量為0.8GW,2014年全年計劃新增光伏備案總規模14GW,分佈式8GW,占光伏發電新增裝機規模的近60%。然而,由於對市場瞭解不充分、預測不足、投資環境不可靠、融資困難等原因,分佈式的發展速度低於預期計劃,較終完成的不足3GW。
  4分佈式光伏在建築中的應用特點
  隨著光伏發電技術的日趨成熟,我國的光伏發電行業也在極速的發展,越來越多的光伏工程項目如雨後春筍般裝機並網。我國作為人口大國,國土資源卻極為稀缺。因此,分佈式光伏應用的重點,不應該以占用大量土地資源的地面電站為主,而是與建築物結合的應用形式為主,包括應用在建築物的屋頂、墻壁、幕墻等建築外立面(詞條“建築外立面”由行業大百科提供)上。
  那麼什麼是光伏建築呢?在國外,光伏建築發展其實有兩種概念:光伏系統與建築集成(BAPV)—Buildingattachedphotovoltaic,以及光伏建築一體化(BIPV)--Buildingintegratedphotovoltaic。通常的理解為:對於光伏系統與建築物實行一體化的規劃、設計、制造、安裝和使用的與建築良好結合的系統為BIPV。反之,簡單的附著在建築上,隻具有發電功能的則為BAPV。而我們則理解為可以與建築維護結構渾然一體,不可分割且不影響維護結構的其它功能,如美觀性、安全性、采光性、通風性、舒適性、水密氣密性等等的系統才能稱之為真正的BIPV系統。在中國無論是BAPV還衛生是BIPV我們都稱之為光伏建築,就是將光伏系統集成到建築中的一種建築主動式供能技術。
  光伏建築應用主要適用場所不僅僅是各類建築物(如城市和農村的建築屋頂、高耗能企業廠房等),還有公共設施和構築物。可廣泛的適應於住宅、商業大樓、學校、醫院、機場、鐵路站臺頂棚、公交車站頂棚以及工廠車間的屋頂,同時還可作為建築結構的功能部分,取代部分傳統建築構件如屋頂板、瓦、窗戶、建築幕墻(詞條“建築幕墻”由行業大百科提供)、遮雨棚等,形成分佈式光伏發電系統,即發即用滿足電力用戶的部分用電需求,降低建築能耗。
  據統計,目前國際上分佈式光伏發電系統占光伏發電的比例一般都達到67%左右,德國、美國、日本等主流國傢的分佈式光伏發電所占比例更是高達80%以上,與之安全相比,中國分佈式光伏應用比例較低。而光伏主流國傢經安全驗表明,分佈式光伏才是光伏行業的主戰場,雖然國內市場目前仍以大型電站占主導,但是未來分佈式光伏潛在成長空間巨大。
  5分佈式光伏在建築中應用的優勢
  從建築、技術和經濟角度來看,分佈式光伏在建築中應用具備以食品下諸多優點:
  (1)分佈式光伏可在既有建築上安裝和規劃,光伏組件可以有效利用圍護結構表面,如屋頂或墻面,無需額外用地或增建其他設施,不需要進行土地規劃和開發,且還可以滿足特殊移動電源的需求,適用於人口密集的地方使用,這對於土地昂貴的城市尤其重要。
  (2)分佈式光伏在建築中可原地發電、原地用電,在一定距離范圍內可以節省電站送電網的投資,同時可大大降低電能在傳輸線路及變壓器上的損耗,避免傳統電力輸送時的電力損失。在那些架起公共電網非常昂貴的地方。太陽能光伏發電是一個具有很高性價比的替代物。
  (3)夏季白天,建築處於高溫與日照下,大量制冷設備的使用形成電網用電高峰,此時亦是光伏發電的高峰時段。分佈式光伏並網系統除保證自身建築全部或大部分用電外,還可以向電網供電,從而舒緩高峰電力需求,解決電網峰谷供需矛盾,這對於用電高峰期電力緊張的地區及無電地區極為重要,具有極大的社會效益。
  (4)由於光伏陣列安衛生裝在屋頂和墻壁等外圍護結構上,吸收的太陽能轉化為電能,大大降低瞭室外綜合溫度,減少瞭墻體得熱和室內空調冷負荷,既節省瞭能源,又利於保證室內的空氣品質。
  (5)在當今世界推崇的綠色建築、超低能耗建築、(近)零能耗建築中,僅依靠節約降低能耗是不夠的,需配備主動產能的設施,采用分佈式發電是其中較直接也是效率較高一種方式。
  (6)隨著顏色各異、造型各異的光伏模塊的誕生,不僅節約瞭昂貴的外裝飾材料(玻璃幕墻、屋頂瓦片等),而且使建築外觀更具有魅力。
  (7)由於光伏組件的模塊化,光伏陣列安裝起來很簡便,而且可以根據建築面積任意選擇發電容量。分佈式光伏安全可靠性高,特別適合遠離大電網的邊遠農村、牧區、山區供電以及用電需求量非常大的城市地區。可根據地區的電力需求量設置不同發電容量的分佈式光伏電站。
  (8)建築中分安全佈式光伏的建設過程污染小,環保效益突出,避免瞭由於使用一般化石燃料發電所導致的空氣污染和廢渣污染。項目在發電過程中,沒有噪音,也不會對空氣和水造成污染。這對於環保要求越來越高的今天和未來是至關重要的。
  從我國分佈式光伏的發展來看,分佈式光伏應用於建築在我國有很明顯的發展優勢:
  首先,我國的地域遼闊,可利用建築面積數量極大。據住建部相關統計,截止2013年末,全國村鎮實有房屋建築面積373.69億平方米,其中住宅313.31億平方米,公共建築24.28億平方米,生產性建築36.10億平方米。屋頂的光伏安裝潛力可達到2.5億千瓦以上。而我國的建築面積也逐年的急速增加,這對分佈式光伏的建設提供瞭更開闊的市場前景。
  其次,比起集中式電站,分佈式光伏系統安全在建設位置選取、電能傳輸與規劃、數據監控等方面具備明顯優勢,因此在世界范圍內得到瞭廣衛生泛應用。分佈式光伏的裝機量占光伏發電的比例在美國已經超過瞭83%,而中國僅為30.3%。據光伏主流國傢經驗表明,分佈式光伏才是光伏行業的主戰場,國內市場目前仍以大型電站占主導,未來分佈式光伏潛在成長空間巨大。這說明中國分佈式光伏的發展空間有待提高,應汲取成功者的經驗,合理開發使用分佈式光伏發電在建築中的市場。
  再者,根據彭博新能源財經的項目數據庫統計,中國已超越德國,首次成為全球靠前大光伏市場。光伏產品的價格優勢明顯,供應量也十分充沛,完全可以滿足國內項目開發建設的需求,還可大量出口到國外市場。
  6市場前景分析
  根據彭博新能源財經的項目數據庫統計,中國已經成為僅次於德國的全球第二大光伏應用市場,並將在2015年成為全球靠前大市場。根據中國能源局2015年1月16日發佈的消息,2014年全社會用電量,並網太陽能累計達到26.52GW,同比增長67%。
  從國際經驗和國內發展狀況看,分佈式光伏發電代表著光伏產業未來的發展方安全向,擁有廣闊的前景和光明的未來。2013年,我國(大陸地區)多晶矽產量達到8.46×104t,矽片產量為29.5GW,光伏電池產量為25.1GW,組件產量為27.4GW,均居世界榜首;同時,新增光伏裝機容量12.92GW,新增裝機容量首次躍居世界靠前位,成為全球發展較快的光伏應用市場。
  我國的光伏產業量雖然躍居世界首位,但是分佈式光伏的發展力度還不夠,市場仍在快速增長,數量巨大的建築資源有待充分的利用。據國傢住宅與住宅環境工程技術研究中心推算的數據,2020年我國建築總面積將達到700億平方米,其中可利用的南墻和屋面面積為300億平方米,按照可用面積的20%用於安裝光伏系統計算,屆時可安裝光伏的建築面積約為60億平方米。根據每20平方米安裝1kW光伏系統進行計算,2020年老婦女性較大毛片建築光伏較大裝機容量可高達3億kW。按中東部地區年平均利用小時數為1200小時,則2020年建築光伏發電量約為3600億kWh,約相當於4.5個三峽電站的全年發電量(按三峽電站2013年全年發電量828.27億度計算)。
  在歐美不斷掀起雙反等措施的背景下,分佈式光伏發電將會越來越多地得到普及,從而創造一個充滿活力與商機的新興市場,帶來良好的經濟和社會效益。

安全
Time:2020-05-27 10:55:57
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