基于30·60目标下中国光伏建筑一体化技术及市场研究-英利宋登元-solarbe文库

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不占用资源创造资源 0 基于 30·60目标下中国光伏建筑一体化技术及市场研究二〇二一年三月二二日北京宋登元博士（英利集团首席科学家）目录 1 1 2 3 政策分析 BIPV技术特性市场应用潜力 4 核心竞争力不占用资源创造资源政策分析1 不占用资源创造资源 2 不占用资源创造资源 3 强化绿色新共识彰显大国担当 ◆ 生态文明建设党的十八大以来，国家将生态文明建设放在突出战略位置，积极推进能源生产和消费革命成为能源发展的核心任务； ◆ 巴黎协定中国于 2016年加入巴黎协定积极参与全球应对气候变化事业； ◆ 碳减排目标我国在 2030年左右二氧化碳排放达到峰值以及非化石能源占一次能源消费比例提高到 20的能源发展基本目标； ◆ 新型城镇化发展让绿色城镇化成为中国经济高质量发展的重要驱动力，主要包括以城市群和都市圈为重点的绿色转型和以县域为重点的绿色城镇化。 1. 政策分析 2015 建筑方针适用、经济、在可能条件下注意美观国务院关于加强设计工作的决定 2016 建筑方针适用、经济、绿色、美观中共中央、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推广建筑节能技术，提高建筑节能标准，推广绿色建筑和绿色建材 2016年 2月 6日中央城市工作会议 2015年 12月 20日至 21日 2019 绿色建筑评价标准 2019年 3月 13日可再生能源发电，是实现 “绿色” 建筑目标的重要技术手段 1956 1. 政策分析不占用资源创造资源 4 贯彻创新协调、绿色开放、共享发展理念 2019 2020 近零能耗建筑技术标准 2019年 9月 1日起实施第一部近零能耗建筑国家标准结合我国已有工程实践，明确了我国超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑定义、以及不同气候区技术指标及设计施工、运行和评价技术要点。 1. 政策分析不占用资源创造资源 5 绿色建筑创建行动方案 2020年 7月 24日住建部、发改委、工信部等七部门联合出台推动绿色建材应用。加快推进绿色建材评价认证和推广应用，建立绿色建材采信机制，推动建材产品质量提升。指导各地制定绿色建材推广应用政策措施，推动政府投资工程率先采用绿色建材，逐步提高城镇新建建筑中绿色建材应用比例。打造一批绿色建材应用示范工程，大力发展新型绿色建材。国内政策国际目标 ◆ 英国 2019年公共建筑达到零碳 ◆ 德国 2020年新建建筑达到近零能耗 ◆ 韩国 2025年居住建筑达到零碳 ◆ 丹麦 2020年后居住建筑全年冷热需求降低至 20kWh/㎡ ◆ 日本 2030年新建住宅达到零能耗 ◆ 美国 2030年达到净零能耗 ◆ 美国加州能源委员会颁布 2019建筑能效标准要求，从 2020年 1月 1日起，新建三层或三层以下建筑强制安装光伏系统推动建筑迈向近零能耗已成为全球发展的必然趋势 1. 政策分析 ◆ 2020年 9月国家发改委海南自由贸易港鼓励类产业目录 2020年征求意见稿 ◆ 2020年 7月住建部、发改委等 7个部门出台绿色建筑创建行动方案 ◆ 2020年 7月推进海南全面深化改革开放领导小组办公室印发海南能源综合改革方案 ◆ 2020年 4月国家能源局关于做好可再生能源发展 “ 十四五 ” 规划编制工作有关事项的通知 ◆ 2020年 4月国家能源局中华人民共和国能源法（征求意见稿） ◆ 2019年 7月海南省住房和城乡建设厅海南省绿色建筑设计说明专篇（ 2019年版） ◆ 2017年 3月海南省住房和城乡建设厅建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划不占用资源创造资源 6 不占用资源创造资源 BIPV技术特性2 7 其他 58建筑运行 20 建筑业 22 交通其他工业建筑业建筑运行交通 23 其他 7 工业 31 建筑业 11 建筑运行 28 ◆ 全球建筑领域用能及排放根据国际能源署 International Energy Agency， IEA对于全球建筑领域用能及排放的核算结果 2018年全球建筑业建造含房屋建造和基础设施建设和建筑运行相关的终端用能占全球能耗的 35％ ;全球建筑业建造含房屋建造和基础设施建设相关二氧化碳排放占全球总 CO2排放的 11％。数据来源 International Energy Agency， 2019 Global status report for buildings and construction. 全球建筑领域终端用能及 CO2排放 2018年 ◆ 我国建筑领域用能及排放根据清华大学建筑节能研究中心对我国建筑领域用能及排放的核算结果 2018年我国建筑建造和运行用能占全社会总能耗的 37％；建筑建造和运行相关二氧化碳排放占我国全社会总 CO2排放量的比例为 42％。数据来源清华大学建筑节能研究中心模型估算。我国建筑领域终端用能及 CO2排放 2018年 a 能耗 bCO2排放 a 能耗 bCO2排放其他 63 建筑运行 23 建筑业 14 2. BIPV技术特性 8 不占用资源创造资源建筑能耗不断降低，可再生能源在建筑能源系统中的作用愈发明显。被动式建筑设计降低负荷 ◆ 合理的建筑朝向 ◆ 高性能围护结构 ◆ 自然采光、通风主动高性能设备削减用能需求 ◆ 空气源热泵 ◆ 地源热泵 ◆ 水源热泵可再生能源供能满足用能需求 ◆ 太阳能供热制冷 ◆ 光伏建筑一体化技术应用 ◆ 生物质能、氢气能等 ◆ 近零能耗建筑的冷、热负荷通过被动式设计、遮阳、热回收等技术实现大幅降低以后，如何满足用电用能需求成为更关键的技术因素。 BIPV产品成为实现近零能耗建筑必不可少的一部分。 2. BIPV技术特性不占用资源创造资源 9 智能化综合能源管理光伏发电系统环境监测设备电表、水表人体感应系统 5G 互联网物联网云平台人工智能管控数据计算分析地源热泵系统毛细管空调系统水泵系统 5G 互联网物联网通过对业主生活习惯大数据的采集，采用各种传感器，对太阳能发电系统、楼宇的新风系统、空调系统等进行统一监测与调控，实现温度、湿度、水、电器等智慧管控，达到能源生态调节的目的，保证 30的节能效率。 2. BIPV技术特性 10 不占用资源创造资源项目名称电谷国际酒店设计时间 2005年 7月建成时间 2008年 9月建筑面积 41400平方米装机容量 300千瓦知识产权嘉盛自主研发，已授权 20余项发明和实用新型专利。项目特点为第一代产品及应用技术，呼吸式幕墙，新风系统设计，下进风上出风，利用气流带走余热，平衡室温；多晶全玻组件解决方案。幕墙正面超白玻璃增加透光率，背面阳光镀膜玻璃使得整栋幕墙的视觉效果为黑色。节能减排累计发电 305.9万千瓦时，节约标准煤 1070.7吨，减排二氧化碳 2988.6吨。 ◆ 什么是光伏建筑一体化（ BIPV）产品 BIPV产品是一种可以发电的新型绿色建材，具有水密、气密、抗风压、抗平面变形、隔热保温的建筑特性。 ◆ BIPV产品与传统光伏组件有什么不同 BIPV产品是以建材的形式，按照建筑规范要求生产，使用寿命要求与建筑同周期。因此 BIPV产品的生产工艺、材料选择、安全等级高于传统光伏组件。 2. BIPV技术特性 9 不占用资源创造资源 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 0 10 20 30 40 50 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 0 10 20 30 40 50 成本元 /平方米成本元 /平方米 ◆ 从建造成本角度分析， BIPV建筑成本是动态变化的，是随着时间的延续，成本靠发电收入越来越低，甚至在建筑全寿命周期内，出现零甚至负数，也就是在挣钱，而普通建筑只能靠折旧回收成本。因此， BIPV建筑成本最低。 BIPV建筑应用成本线普通建筑成本线建筑使用年限（年）建筑使用年限（年） 12 不占用资源创造资源 2. BIPV技术特性 0 20 40 60 80 100 普通建筑耗能 75耗能 65耗能近零能耗建筑零能耗建筑正能源建筑建筑耗能与产能对比耗能产能 13 ◆ 未来建筑的发展是节能建筑，而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 B I P V 恰恰就是这种形式。因此， B I P V 将是未来建筑的普遍建筑形式。 2. BIPV技术特性不占用资源创造资源 14 市场应用潜力3 不占用资源创造资源全球能源转型建筑领跑“近零 ” 数据来源美国能源部（ DOE） 0 50 100 150 200 250 300 350 零能耗建筑发展趋势近零能耗建筑净零能耗建筑零能耗建筑被动式超低能耗建筑近零能耗建筑零能耗建筑产能建筑通过被动式技术手段，大幅降低建筑供暖供冷需求，提高能源设备与系统效率。其供暖、空调与照明能耗应较 2016年建筑节能设计标准降低 50以上。通过被动式技术手段，利用可再生能源，优化能源系统运行，以最少的能源提供舒适室内环境，且室内环境参数和能耗指标满足标准要求的建筑物。宜采用建筑光伏一体化系统。通过被动式技术手段，充分利用建筑物本体及周边或外购的可再生能源，使可再生能源全年供能大于等于建筑物全年全部用能的建筑物。在利用建筑节能技术实现近零能耗或零能耗建筑的基础上，充分应用太阳能光伏、光热、热泵等各种可再生能源。可再生能源供能量明显大于建筑能耗，多余产能可用于传统建筑能耗之外的生活、生产用能。世界绿色建筑委员会目标 1 2020到 2030 年，全球所有新建建筑都需要实现“净零”能耗。目标 2 2030到 2050 年，全球所有建筑（包括新建及既有建筑）都要实现“零”能耗。 3. 市场应用潜力 15 不占用资源创造资源 16 未来“十四五” 绿色建筑增速明显 0 5 10 15 20 25 30 35 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2011-2018绿建累计面积统计数据（亿平方米）累计绿建面积新增绿建面积 ◆ 建筑节能与绿色建筑发展 “ 十三五 ” 规划城镇建筑能效提升 20，绿色建筑以每年 3.6的速度增长，预计到 “ 十四五 ” 绿色建筑新增 70亿平方米。 ◆ 到 “ 十二五 ” 期末，绿色发展的理念为社会普遍接受，绿色建筑产业规模发展初步形成，到 2018年末绿建存量 32亿平方米。 32 18 9.713 4.7132.913 1.6230.7540.349 0.25 0.41 0.87 1.29 1.80 5.00 8.29 14.00 14.55 17.02 -5 0 5 10 15 20 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021 新增绿建面积统计及面积增量趋势预判（亿平方米）数据来源国家住建部网站数据来源国家住建部网站 3. 市场应用潜力新增绿建不占用资源创造资源 ◆ 2020.7 由住建部、发改委、财政部召开全国城镇老旧小区改造工作推进会。 ◆ 2019.10绿色生活创建行动总体方案绿色建筑创建行动，因地制宜实施既有居住建筑节能改造，推动既有公共建筑开展绿色改造。 ◆ 2017.2建筑节能与绿色建筑发展 “ 十三五 ” 规划中指出，我国城镇既有建筑中仍有约 60的不节能建筑，能源利用效率低。 ◆ 2016.7“十三五”国家科技创新规划发展清洁能源高效技术（建筑节能），突破超低能耗建筑技术标准和建筑能耗评价体系。 ◆ 2014.6能源发展战略行动计划（ 2014-2020年）实施绿色建筑行动计划，加快绿色建筑建设和既有建筑改造。 “ 大拆大建、用后即弃 ” 的粗放型建设方式和 “ 拉链式 ” 缝缝补补的改造方式，已不能适应新时代 “ 高质量、绿色发展 ” 战略需求。 “ 存量优化和新建提升并举 ” 的新型建设方式，是建设领域落实绿色发展、解决重大民生问题的重要途径。推进既有建筑绿色改造将是城镇化与城市发展领域的重要发展方向。 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 甘肃河北山东上海安徽北京新疆江西兵团辽宁云南江苏宁夏浙江西藏河南陕西天津青海广东重庆山西贵州黑龙江湖南广西福建吉林四川内蒙古湖北海南 2020年全国城镇老旧小区改造数量截止 2020年 6月末，总面积 40亿平米 3. 市场应用潜力旧城改造 17 单位个不占用资源创造资源未来五年，庞大的市场规模为 BIPV发展提供了广阔空间 BIPV为核心业务的厂商＜ 10家全国 BIPV安装总面积 27.2万平米行业处于起步期，与建筑结合门槛较高，发展潜力巨大注建筑面积 *（ 1020） ≤BIPV安装面积（外墙可安装面积占建筑总面积的 72，南立面占可安装面积的 25） 10 BIPV应用比例 110亿平米绿色建筑 70亿平米旧城改造 40亿平米 11亿平米 ≈ 132GW 新增 BIPV装机 8800亿元 BIPV市场总额光伏与建筑结合的产品面临的问题适应性美观性 3. 市场应用潜力 18 不占用资源创造资源 19 核心竞争力4 不占用资源创造资源 ◆2010年英利建立了我国光伏领域第一个国家重点实验室； ◆2018年建设了我国光伏领域唯一的国家技术标准创新基地，成为我国光伏行业唯一拥有五大国家级科研平台的企业； ◆构建英利三大创新体系，累计研发投入 35亿元，其中光伏建筑一体化领域投入近 9.38亿元，科研用房超过 6万平米，研发设备总值近 3亿元。 20 4. 核心竞争力五大平台支撑不占用资源创造资源 ◆2008年，完成世界上 “ 首座应用在五星级酒店光伏建筑一体化电谷酒店项目 ” ，为 BIPV行业培养了从设计、生产、施工、运维四个方面的全产业链技术人才； ◆与全球顶级 BIPV领域专家进行产、学、研方面的合作； ◆拥有千人大技术团队，核心研发人员 122人，高级工程师 56人；建有院士工作站、博士后工作站等人才培养平台； ◆2013年聘请德国专家进行蓝领技工培训，直接培训高级技工 520人，投入 2100万元，提升全体员工的工作态度、思想意识形态和职业道德素养。 21 4. 核心竞争力专业团队不占用资源创造资源 22 4. 核心竞争力项目承担能力先后承担国家“ 863” 计划、“ 973” 计划、国家科技支撑计划、国际合作项目、国家重点研发计划等 31项国家级科研项目，积累了丰富的技术经验，为 BIPV的研发奠定了坚实基础。 ◆ 国家“ 863” 计划园区智能微电网关键技术研究与集成示范等 ◆ 国家“ 973” 计划高效晶体硅太阳电池技术关键问题的研究等 ◆ 国家重点研发计划高效同质结 N 型单晶硅双面发电太阳电池产业化关键技术研究与产线示范等不占用资源创造资源 ◆ 作为国内绿色建材产业的先行者，英利始终致力于在光伏绿色建材领域的技术探索和应用，积极推动行业标准的建立，先后主持和参与制定国内外标准 102项，其中 BIPV类国家标准 3项、行业标准 4项、团体标准 2项、地方标准 3项。（ BIPV领域标准共发布 24项，占比 50）。 ◆ 2014-2018年度，连续五年获得 SEMI标准突出贡献奖。 23 4. 核心竞争力标准编制不占用资源创造资源 ◆ 累计申请专利 2544项，授权 2177项， 2012年至今，专利申请量和授权量连续 8年国内光伏行业第一，其中 BIPV领域 262项； ◆ 国内唯一拥有曲面制造发明专利和量产技术的光伏企业。设备专利 44 产品专利 42 工艺专利 14 专利内容占比设备专利产品专利工艺专利发明 20 实用新型 72 外观 8 专利类型占比发明实用新型外观设计 24 4. 核心竞争力专利申请不占用资源创造资源 ◆ 拥有全球首张 BIPV莱茵 TUV认证，是行业内首家获得 TUV和 CTC建材双认证的企业； ◆ 国内首批拥有绿色建材认证的企业之一。 25 4. 核心竞争力产品认证不占用资源创造资源第三代 ◆ 自主研发 N型双面发电电池，国内首次应用 ◆ 独创挂接式结构，隐框安装，坚固可靠 ◆ 财政部和建设部认定太阳能光电建筑应用示范项目英利光伏馆安装总容量 78.9kW 开工时间 2010年 7月并网时间 2011年 7月第二代 ◆ 自主研发多项顶尖技术，获专利 17项 ◆ 首次实现曲面弧形产品量产 ◆ 大间距、大尺寸，高载荷、满足透光率 ◆ 首次突破焊带拉直技术解决焊带弯曲难题 ◆ 引进高压釜固化工艺电谷广场 ·会议中心安装总容量 450kW 开工时间 2007年 12月并网时间 2009年 12月第四代 ◆ 我国首座光伏建筑一体化消防站 ◆ 首次应用防火材料，保证建筑安全性 ◆ 独有的生产工艺，最大程度保证人身安全乐凯北大街消防站安装总容量 250kW 开工时间 2010年 12月并网时间 2011年 7 月第五代 ◆ 国内上首座光伏隔音墙项目 ◆ 引进环保理念 ◆ 明框安装，暗腔走线式设计 ◆ 实现隔声、消声、吸声，减少声污染光伏隔音墙安装总容量 90kW 开工时间 2011年 3月并网时间 2011年 9月第六代 ◆ 中国光伏行业首个通过科技部验收的国家级重点实验室 ◆ 产品覆盖太阳能光伏发电技术的全产业链 ◆ 生产材料国产化，降低生产成本 ◆ 向实用化，标准化过渡国家重点实验室安装总容量 1400kW 开工时间 2010年 1 月并网时间 2013年 12月第一代 ◆ 世界上首座应用在五星级酒店光伏建筑一体化项目 ◆ 首次应用呼吸式太阳能玻璃幕墙 ◆ 发电电路板设计理念，体现环保理念 ◆ 建设部和财政可再生能源示范基地电谷国际酒店安装总容量 300kW 开工时间 2006年 12月并网时间 2008年 10月 26 4. 核心竞争力十一代 BIPV产品不占用资源创造资源源盛时尚广场安装总容量 400kW 开工时间 2014年 8月并网时间 2017年 9月第八代 ◆ 根据建筑立面尺寸，量身定制，满足多样需求 ◆ 零渗水、隔热、防火、防风、防雷 ◆ 与传统墙面材料相比，能发电，回报率高 ◆ 光伏窗槛墙，室内采光更好、发电效率高韩国首尔声屏障安装总容量 30kW 开工时间 2017年 4月并网时间 2017年 6月第九代 ◆奇数布阵法，单边引出连接线，接线快捷，减少损耗，节省空间 ◆光伏声屏障满足当地降噪标准，室外＜ 60dB ◆定制开发安装边框，方便拆卸检修，抗风能力强光伏被动式建筑安装总容量 100kW 开工时间 2018年 3月并网时间 2019年 6月第十代 ◆国内首座集光伏、被动式、地源 /空气源热泵、毛细管辐射空调系统等绿色技术以及智慧能源管控系统为一体的零碳示范建筑 ◆突破传统外观形式，青砖、黛瓦、琉璃应用体现传统建筑特色绿色建材示范屋安装总容量 14.5kW 开工时间 2020年 7月并网时间 2020年 8月第十一代 ◆ 产品色彩化设计，表面肌理的设计，提升建筑表现力 ◆ 完美融入建筑，提升建筑品质，美观时尚 ◆ 双重防水设计，零渗漏，确保防水性能电谷城市低碳公园安装总容量 2300kW 开工时间 2014年 3月并网时间 2015年 8月第七代 ◆ 亚洲最大的光伏温室公园 ◆ 大区域跨度、大体量、高抗压性能 ◆ 全新应用领域的突破，完美体现光伏的概念 ◆ 轻质、高效、超薄、差异化产品与建筑完美融合 ◆ 熊猫 N型双面发电提升 30 ◆ 50透光率利于植物生长 27 4. 核心竞争力十一代 BIPV产品不占用资源创造资源 ① BIPV韵 · 黛瓦 / 律 · 黛瓦 ② BIPV青砖 ③ BIPV青砖 · 石韵 ④ BIPV琉璃 ① ③④ ② 三大核心技术柔性晶硅电池的研制与应用三大核心技术纳米膜研发与封装工艺三大核心技术建筑关键部件研究与应用专利授权 24项受理 20项专利授权 25项受理 14项专利授权 27项受理 26项专利授权 25项受理 14项 28 4. 核心竞争力新型绿色建材不占用资源创造资源以自主研发的生产工艺为核心，定制开发模块化智能装备，实现产品多样化生产的特点 ◆ 2015年建成年产 20万平米高效 BIPV组件生产线，开创了国内晶体硅 BIPV新型建材制造的空白； ◆ 2020年 “ 基于柔性宽光谱太阳电池的 BIPV 组件制备和封装关键技术 ” 获得河北省重大专项资金支持，新产线的投产将引领国内 BIPV市场的发展。 29 4. 核心竞争力自主研发智能装备不占用资源创造资源