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日前，住建部連發(fā)兩份發(fā)展規(guī)劃，分別為《“十四五”住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科技發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》。前者要求，開展高效智能建筑光伏一體化利用等清潔能源建筑高效利用技術(shù)。后者則提出具體發(fā)展目標(biāo)，即到2025年，全國新增建筑太陽能光伏裝機(jī)容量0.5億千瓦以上，城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達(dá)到8％，建筑能耗中電力消費(fèi)比例超過55％。

建筑光伏一體化(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的一種，隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，以BIPV為代表的分布式光伏開始扮演越來越重要的角色。

近期，除了上述兩個(gè)《規(guī)劃》接連出臺外，各省也相繼出臺綠色建筑補(bǔ)貼舉措，助力BIPV產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，已有安徽、廣東、浙江、陜西、吉林等13省超20地市明確了光伏建筑補(bǔ)貼政策。其中，3月31日，安徽宣城明確建筑屋面光伏項(xiàng)目補(bǔ)貼20元/千瓦，BIPV項(xiàng)目補(bǔ)貼30元/千瓦。此前，深圳出臺相關(guān)支持政策，BIPV項(xiàng)目最高補(bǔ)貼0.36元/千瓦時(shí)。

業(yè)內(nèi)人士介紹說，BIPV將光伏發(fā)電與建筑節(jié)能有效集成，在實(shí)現(xiàn)占地空間及結(jié)合度顯著優(yōu)化的同時(shí)，又拓寬光伏的應(yīng)用場景，符合綠色建筑要求，大大降低建筑使用期間的碳排放。在雙碳背景下，受利于光伏市場化、建筑節(jié)能化的雙重驅(qū)動下，具有建筑+光伏整合優(yōu)勢的BIPV產(chǎn)業(yè)有望加速鋪開。

建筑節(jié)能“剛需”打開BIPV千億市場

《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》要求完善建筑碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)，將《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》基本級要求納入住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范?？梢哉f，建筑納入碳排放管理的時(shí)代即將到來，降碳減排已成為未來建筑方案設(shè)計(jì)中不得不考慮的重要事情。

為何將建筑節(jié)能的考核納入日程？建筑真的跟汽車一樣會“排放”嗎？根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會統(tǒng)計(jì)顯示，建筑運(yùn)行階段的能耗占全國能源消費(fèi)總量比重為21.7％。行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，2018年我國建筑全過程能耗總量為21.47億tce，占全國能量總耗的46.5%，建筑全過程碳排放總量為49.3億噸，占全國碳排放總量的51.3%。因此，建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型需求迫切，建筑光伏一體化成為建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要途徑。

在全球范圍內(nèi)，BIPV尚處于初步階段，2020年安裝規(guī)模約1GW占全球新增光伏裝機(jī)規(guī)模約1%。未來隨著BIPV統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建立，BIPV建筑占比也將持續(xù)提升。據(jù)中信證券研報(bào)分析，“十四五”期間BIPV有望迎來爆發(fā)式增長，預(yù)計(jì)“十四五”末國內(nèi)BIPV市場規(guī)模可達(dá)千億級別，發(fā)展前景廣闊。

“向陽而生”的BIPV與薄膜電池已成天然組合

BIPV兼具發(fā)電功能和建材屬性，是將光伏組件集成到建筑上的“一體化”技術(shù)。簡單來說，BIPV組件以建筑材料如玻璃磚、透明棚頂?shù)刃问匠霈F(xiàn)，不僅是建筑結(jié)構(gòu)的組成部分，還具有發(fā)電功能。在現(xiàn)有的光伏技術(shù)產(chǎn)品中，薄膜類產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)BIPV“一體化”要求的最合理解決方案。

薄膜太陽能電池是在玻璃、不銹鋼或塑料襯底上附上非常薄的感光材料制成，制作材料吸光系數(shù)很高，從而大大降低了電池整體厚度。薄膜電池現(xiàn)已發(fā)展出包括碲化鎘(CdTe)、銅銦硒(CIS)、銅銦鎵硒(CIGS)、砷化鎵(GaAs)和銅鋅錫硫(CZTS)等多種技術(shù)路線。其中，碲化鎘是目前市占率最高的薄膜組件類型。建筑學(xué)本身有一個(gè)說法，“經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀是建筑的三原則”。相比其他太陽能發(fā)電組件，碲化鎘組件更符合建筑本身的要求。

▲專業(yè)發(fā)電玻璃充分利用電梯本體面積實(shí)現(xiàn)定制化加裝電梯。

首先，經(jīng)濟(jì)性突出，更省錢。碲化鎘薄膜太陽能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率約為30%，實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換銷量22%左右，而其制造成本卻相對較低。這種低成本護(hù)城河一方面來自于碲化鎘薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)簡單縮短生產(chǎn)時(shí)間且耗材較少。另一方面，碲化鎘薄膜太陽能電池因自身工藝原因重量較輕，使用碲化鎘薄膜太陽能電池組件建造屋頂時(shí)施工難度和成本都會下降，在建筑幕墻領(lǐng)域，其對鋼支撐結(jié)構(gòu)的要求和成本也明顯低于晶硅組件。

同時(shí)，對環(huán)境要求低，低溫、雨天等依舊發(fā)光，實(shí)用性強(qiáng)。碲化鎘薄膜太陽能電池溫度系數(shù)低，比晶體硅太陽能電池溫度系數(shù)低一半左右，電池組件輸出功率更不易受溫度影響，更適合于高溫、沙漠及潮濕地區(qū)等嚴(yán)苛環(huán)境。此外，碲化鎘薄膜電池的弱光性好也是其較于晶硅電池的顯著優(yōu)勢。由于碲化鎘薄膜電池的光譜響應(yīng)范圍較寬，在清晨、傍晚、陰雨天等弱光環(huán)境下發(fā)電優(yōu)于晶硅電池。弱光性好、安裝角度要求較低，在弱光環(huán)境下比晶硅電池具有更長的發(fā)電時(shí)間，更適合城市內(nèi)復(fù)雜環(huán)境。

此外，形態(tài)多樣，場景多變。由于碲化鎘薄膜電池透光率高，色彩均勻，可以做個(gè)性化外觀。薄膜光伏組件可以通過激光細(xì)鏤空技術(shù)提高透光率，并通過UV彩打玻璃疊層技術(shù)實(shí)現(xiàn)花紋定制，碲化鎘薄膜組件色放均勻，顏色可調(diào)，整體感強(qiáng)，適合于對美觀度要求較高的建筑上使用，并且可按客戶要求更改適配設(shè)計(jì)。目前薄膜電池生產(chǎn)BIPV組件幾乎涵蓋所有常見色系，符合BIPV建筑對色彩的多樣化需求，以及定制化的要求。

點(diǎn)亮“冰絲帶”的科技故事

隨著BIPV市場的打開以及薄膜電池對BIPV戰(zhàn)略意義的不斷清晰，國內(nèi)薄膜電池企業(yè)或迎來新一波浪潮。國內(nèi)目前實(shí)現(xiàn)薄膜電池量產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量較少，僅有中山瑞科等三家。其中，由新能源龍頭明陽智慧投資控股的中山瑞科龍頭領(lǐng)先優(yōu)勢明顯。作為國內(nèi)領(lǐng)先的擁有全自主知識產(chǎn)權(quán)的百兆瓦級碲化鎘薄膜組件生產(chǎn)線的行業(yè)龍頭企業(yè)，中山瑞科自主研發(fā)的領(lǐng)先設(shè)備成為了公司的核心技術(shù)壁壘，在打破國外壟斷的同時(shí)，也填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

2018年中山瑞科建成年產(chǎn)100MW的碲化鎘薄膜組件生產(chǎn)線，并取得德國VDE、美國UL等一系列認(rèn)證。盡管目前，中山瑞科碲化鎘薄膜組件生產(chǎn)線的單線產(chǎn)能已位居國內(nèi)第一，但2020年3月，中山瑞科前置開發(fā)市場空間，開啟規(guī)劃新建5條年產(chǎn)能共計(jì)1GW的生產(chǎn)線。依照相關(guān)建設(shè)規(guī)劃，最大單線產(chǎn)能超過300MW，組件效率達(dá)到18%以上，單片組件功率達(dá)到600W。

▲中山瑞科碲化鎘薄膜光伏組件自動化產(chǎn)線具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

2021年，中山瑞科碲化鎘薄膜光伏組件單塊功率突破120W，獲得了美國UL認(rèn)證。這是國內(nèi)碲化鎘薄膜組件最高效率，即便在全球范圍內(nèi)，這一效率也屬于領(lǐng)先行列。這也標(biāo)志著國內(nèi)碲化鎘薄膜組件量產(chǎn)水平再上新臺階。同年11月，中山瑞科碲化鎘薄膜光伏組件順利通過中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司)檢測，成功獲得中國綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證證書。

尤其值得一提的是，舉世矚目的北京第二十四屆冬季奧林匹克運(yùn)動會的主場館――國家速滑館所“披”的22條“冰絲帶”就是中山瑞科的經(jīng)典之作。這些“冰絲帶”其實(shí)是由1.2萬塊寶石藍(lán)色的光伏發(fā)電幕墻玻璃拼接而成的。項(xiàng)目采用最新工藝技術(shù)，能夠做到85%的光透過玻璃表面進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，既能營造出飄逸的“冰絲帶”效果，展現(xiàn)了靈動的現(xiàn)代建筑之美，又能發(fā)電、產(chǎn)能，為整個(gè)速滑館制冰系統(tǒng)提供源源不斷的清潔電能。

此外，被稱做“運(yùn)河之舟”的首都博物館東館項(xiàng)目采光頂、作為上海臨港新片區(qū)的“一號工程”的頂科論壇會址會館幕墻項(xiàng)目等等一系列知名項(xiàng)目也都成為了中山瑞科利用BIPV發(fā)電組件展示綠色空間結(jié)構(gòu)的廣闊舞臺。

目前，中山瑞科的產(chǎn)品已覆蓋標(biāo)準(zhǔn)光伏組件，可定制化的透光、彩色、彩釉、中空、發(fā)光組件，不僅可應(yīng)用于傳統(tǒng)工商業(yè)、戶用電站，還可以應(yīng)用于建筑幕墻、采光頂、外遮陽、停車棚、雨篷、公交站臺等，其產(chǎn)品適用性打破傳統(tǒng)光伏應(yīng)用領(lǐng)域，為綠色建筑、低能耗產(chǎn)能綠色建筑的蓬勃發(fā)展添磚加瓦。