一、光伏建筑一体化(BIPV)概述
1.1 BIPV简介
根据电站的装机规模、和用户的距离、接入电网的电压等级等不同可以分为集中式电站和分布式电站。其中,分布式电站又可以大致分为BAPV和BIPV两种。
BIPV(Building Integrated Photovoltaic),即光伏方阵与建筑集成。是与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统,也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分,代替部分建材并降低系统成本。既具有发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还可以提升建筑物的美感,与建筑物形成完美的统一体。
BAPV(Building Attached Photovoltaic),即后置式的光伏方阵与建筑结合:采用特殊支架将光伏组件固定于现有建筑屋面或墙面结构,可以作为独立电源供电或者并网的方式供电,主要功能止步于发电,不具备建筑建材和建筑美观作用。也称为“安装型”太阳能光伏建筑。
光伏建筑一体化(BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV)的形式,是光伏与建筑的深度融合。光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。
光伏建筑一体化,是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。
建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材,即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户,这样既可用做建材也可用以发电,可谓物尽其美。对于框架结构的建筑物,可把其整个围护结构做成光伏阵列,选择适当光伏组件,既可吸收太阳直射光,也可吸收太阳反射光。目前已经研制出大尺度的彩色光伏模块,可以实现以上目的,使建筑外观更具魅力。
BAPV与BIPV光伏组件对比
1.2 BIPV的发展历程
建筑光伏一体化的最早应用应该推演到卫星和国际空间站上,卫星上的光伏发电结构是光伏与结构一体化的最早雏形。
1967年,日本MSK公司最早提出建筑光伏一体化产品。日本MSK是是全球最顶级的高科技材料公司。MSK将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件用于粘贴在屋顶和墙面上,是最早的BIPV技术商业应用概念的开拓者,也是轻量化光伏发电设备的鼻祖。
2004年,夏普就开始在美国和欧洲地区开设工厂生产光伏组件。于2004年前后在美国建成当时最大的太阳能电池配装公司,并把自己生产的太阳能电池板安装在英国曼彻斯特的摩天大楼幕墙上,还斥资建立了自己的太阳能研究院。此时夏普的技术路线是采用印刷型薄膜电池技术制造BIPV产品。2016年该业务进入困境,出售给台湾的富士康母公司鸿海。
2009年台湾高雄世运会主场馆螺旋造型的BIPV屋顶落成,总装机容量1MW。屋顶面积21000平方米,共辐射8844片BIPV模组,由台湾纳米龙科技设计研发和制造。
2010年,中国无锡尚德总部研发大楼玻璃幕墙BIPV示范项目落成。当时全球最大单体BIPV示范项目,幕墙面积6900平方米。
2013年底,保定英利投资的电谷锦江酒店BIPV示范项目落成。1.5MW各类BIPV产品安装在酒店屋顶和外墙,窗户等位置,该项目也是当时中国最大BIPV示范项目,应该也是至今可以看到公示报告的最大单体BIPV示范项目。
2014年10月,汉能北京总部BIPV一体化总部大楼落成。600KW装机量,以BAPV为主,装饰性薄膜玻璃电池组件。
2016年10月,美国的特斯拉/Solar city发布BIPV的屋顶瓦片。仅瓦片售价大约:25元/W。能量密度80~90w/m2。
2018年4月,中国的汉能在北京大会堂隆重举行发布汉瓦产品。售价大约:13元/W。容量密度80~85w/m2。2018年6月,来自硅谷的合资公司Helios Power赫里欧新能源科技有限公司发布第二代智能BIPV产品。售价大约700~800元/平方米,系统造价仅仅4.5~5.0元/瓦,而容量密度高160~170w/m2。全投资投资收益率(IRR)在中国主要工业厂房屋顶上,在自发自用模式,高达IRR=12~16%以上。
1.3 BIPV的应用形式
相对于传统BAPV光伏电站应用形式的单一,BIPV的应用形式更加多样化、智能化和美观化。BIPV组件安装在屋顶上,形成光伏屋面、光伏采光顶、光伏瓦屋面、光伏金属屋面等。BIPV组件作为屋面保护层,是一种新型的坡屋面形式,适用于新建坡屋面和平改坡屋面。光伏瓦或光伏组件以瓦的形式铺装,是一种新型瓦材的瓦屋面形式,适用于新建瓦屋面和传统瓦的改造。BIPV组件作为采光顶的玻璃面板,是一种新型的玻璃采光顶形式,适用于建筑采光顶。在BIPV组件下设置空气间层,可以实现屋面在夏季隔热作用,适用于平屋顶增加隔热层。
此外,BIPV组件还可以在建筑外墙上替代传统幕墙,形成光伏幕墙、光伏窗间墙等。BIPV组件直接作为幕墙面板,与支承结构共同构成光伏幕墙,适用于透光和不透光建筑幕墙。
BIPV组件与建筑遮阳结合,可形成光伏外窗遮阳、光伏屋檐遮阳、光伏雨篷遮阳、光伏长廊遮阳,以及停车棚、公交站亭、过街天桥、体育场看台等光伏遮阳。具体包含光伏外窗遮阳(BIPV组件直接作为外窗遮阳板,适用于建筑外窗遮阳)、光伏雨篷(BIPV组件直接作为雨篷面板,适用于建筑雨篷)、光伏外廊(BIPV组件直接作为外廊顶棚,适用于建筑外廊)、光伏看台遮阳(BIPV组件直接作为看台遮阳板,适用于体育场看台)、光伏一体阳台(BIPV组件直接作为阳台栏板,适用于建筑阳台)等。
BIPV组件还可与农业温室结合,形成光伏温室。BIPV组件也可安装于建筑室外,作为建筑的附属物或设施。具体包含光伏车棚(BIPV组件直接作为车棚顶棚)、光伏车站(BIPV组件直接作为车站顶棚)等。BIPV还可用于光伏场馆,即在屋顶、幕墙等均融合了BIPV光伏材料的体育场馆、展会展馆、科技馆等建筑。
1.4 BIPV的技术线路
BIPV的主要线路是晶硅和薄膜(CdTe或CIGS)。在多种薄膜太阳能电池生产技术中,目前已经产业化的主要有3种,硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)和铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)。其中,BIPV主要基于晶硅和薄膜(CdTe或CIGS)电池两种技术。
CdTe具有较低的温度系数和优良的弱光响应,比晶硅电池发电能力要高出5%~10%,已被证明是一种适合于大规模生产的高效廉价太阳能电池,目前实验室小面积电池效率已达20.4%,组件全面积效率已达14.2%。
CIGS具有很好的材料特性,易形成好的背电极和高质量的PN结,而且较容易做成柔性组件。CIGS的实验室效率已达21.7%(德国Manz集团),组件全面积效率已接近16%。CIGS薄膜电池技术是目前行业内公认的最具工业化前景的薄膜发电技术,更被国际称为下一时代最有前途的廉价太阳电池之一。
薄膜组件转化效率较低,但户外性能明显优于当前的晶硅技术,在BIPV应用中能够发挥优势。论文《硅基薄膜太阳电池在光伏建筑一体化(BIPV)上的优势》表明,硅基薄膜电池从发明到真正产业化生产经过了30多年的历史,目前硅薄膜电池已经发展成为太阳能电池产业的一个重要分支。由于在不同市场领域中对太阳能电池有不同要求,因此不同电池结构都有其独特的发展空间。硅基薄膜电池相比于晶体硅电池有以下优越性:1)优越的弱光响应可以延长其有效发电时间;2)较高的温度系数使其在高温条件下依然保持较好的发电性能;3)对散射光的有效利用使组件对安装方向的依赖性降低;4)被遮挡时较小的功率损失;5)完美的透光效果、本底颜色和可卷曲特性满足了建筑材料对美观的要求以上的诸多优点使得硅基薄膜组件成为BIPV的最佳选择。尽管目前硅基薄膜组件的转化效率还有待提高,但是我们相信经过科学技术领域的不断研究和开发,硅基薄膜电池必将成为太阳能产业中的一个重要组成部分。
1.5 BIPV较BAPV具备多重优势
相比于BAPV,BIPV的优势包括:
经济性:根据某工程数据测算,BIPV较BAPV更具经济性,可节约材料164元/平。
BAPV系统与BIPV系统经济性成本对比表
对比项 |
BAPV系统 |
BIPV系统 |
铝镁锰屋面板 |
包括直立锁边铝镁锰屋面板和铝合金T型支座,约200元/m2 |
无 |
系统支架配件 |
包括夹具、导轨、固定件等,约0.3元/W*120W/m2=36元 |
包括配套轻钢檩条、铝合金压条、橡胶密封条、固定件等,约0.6元/W*120W/m2=72元 |
光伏发电组 件单元板 |
包括光伏发电板和铝合金边框,约 120W/m2*2.8元/W=336元 |
包括光伏发电板和铝合金边框,约 120W/m2*2.8元/W=336元 |
综合造价(材料价) |
铝镁锰屋面板+系统支架配件+光伏发电组件单元板=572元/m2 |
系统支架配件+光伏发电组件单元板=408元/m2 |
使用寿命 |
20年更换一次 |
使用寿命>=50 |
结论 |
采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料164元/m2 |
建筑外观:传统钢结构后置式光伏发电屋面在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电池板,屋面较凌乱,整体性较差。BIPV把太阳能利用纳入建筑的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,把光伏发电组件单元板和检修走道板直接作为屋面板,在BIPV建筑中,可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀,又不会影响建筑物的外观效果,完美的实现了将太阳能光伏发电与建筑相结合。屋面美观,简洁大方,具有鲜明的现代工业建筑特征。
设计寿命:光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外,有良好的密封环境,BIPV光伏组件封装用的胶为PVB,能达到50年甚至更长的使用寿命。
PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性,并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作。此外,在BIPV系统中,选用光伏专用电线(双层交联聚乙烯浸锡铜线),选用偏大的电线直径,以及选用性能优异的连接器等设备,都能延长BIPV光伏系统的使用寿命。
屋面受力:传统钢结构后置式光伏发电屋面的压型金属板(彩钢板或铝镁锰板)与后置的光伏电池板的受力复杂,金属板和光伏电池板既有风载正压也有负压,光伏电池板受力通过支架传递到压型金属板,长期的风载作用和变形会产生疲劳效应,影响结构安全。光伏建筑一体化屋面只是单纯的屋面,结构受力清晰,结构安全性高。另外,该系统采用双面玻璃组件,钢化玻璃的厚度符合国家建筑设计规范,是通过严格的力学计算得出,能够满足屋面安全性要求。
防水可靠性:传统统钢结构后置式光伏发电屋面在压型金属板(彩钢板或铝镁锰板)屋顶安装完毕后,后期屋面二次上人安装光伏组件等设备,会因为吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载,从而造成彩钢板或铝镁锰板永久沉降形变,造成后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点;伴随使用年限越长漏水隐患会越来越多。光伏建筑一体化屋面系统主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统,屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,主水槽等受力构件采用卡扣式零穿孔连接,组件与组件(或踏板)间使用可靠的密封扣条进行固定和密封,泛水包边采用对焊连接,系统设计带有防震动体系,可有效防止海边高频次风荷载作用,有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术,避免了漏水的隐患。
施工难度和速度:传统钢结构后置式光伏发电屋面分二期施工,施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施工难度大。光伏建筑一体化屋面施工难度小,安装速度快,工程进度有保障。在完成支架和水槽施工后,每人每天至少安装40平(25块组件),以10000m2主屋面为例,20人15天左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。
屋面运营维护:传统钢结构后置式光伏发电屋面在施工检修中多次踩踏,屋面变形大,漏水隐患多,维修难度大。光伏建筑一体化屋面同步设计、施工,对屋面构件形成保护,不造成二次施工踩踏破坏。屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,可随意拆卸、修葺,检修维护方便;屋面根据合理运维半径设置的检修走道踏板,对屋面和组件都不造成破坏,大大保护了屋面的完整性。
二、碳中和大背景下BIPV重要性凸显
2.1 碳中和主基调下绿色建筑承载节能减排重任
绿色建筑作是节能减排重要方式。根据中国建筑节能协会能耗统计协会,2018年全国建筑全过程能耗总量为21.47亿tce,占全国能源消费总量比重为46.5%。其中,建材生产阶段能耗1亿tce,占全国能耗消费的23.8%;建筑施工阶段能耗0.47亿tce,占全国能源消费总量比重为2.2%;建筑运行阶段能耗10亿tce,占全国能源消费总量比重为1%。
2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿tCO2,占全国碳排放的比重为51.3%。其中,建材生产阶段碳排放27.2亿tCO2,占全国碳排放总量比重为28.3%;建筑施工阶段碳排放1亿tCO2,占全国碳排放总量比重为1%;建筑运行阶段碳排放21.1亿tCO2,占全国碳排放总量比重为21.9%。钢材、水泥、铝材能耗与碳排放占比超90%。
2005-2018年间,全国建筑全过程能耗由2005年的9.34亿吨标准煤,上升到2018年的21.47亿吨标准煤,扩大2.3倍,年均增长6.6%。总体上,全国建筑全过程能耗变化呈现显著的阶段性。
“30、60”已成为战略国策,而能否在2060年如期实现“碳中和”,将在一定程度上取决于建筑业的表现。习近平总书记在2020年联合国大会一般性辩论的讲话提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”报告以碳中和为目标对全国建筑碳排放进行了情景分析,发现:在基准情景下,全国建筑运行碳排放约15亿吨CO2。在碳中和情景下,基准情景的15亿吨CO2排放将通过以下四个基本途径进行中和:建筑能效提升,减排3.3亿吨;建筑“产能”,即建筑可再生能源应用,减排3亿吨;建筑电气化与电力部门脱碳,减排4.5亿;碳汇/固碳/CCUS等技术,吸收4.2亿吨。要实现2030年建筑碳排放达峰:十四五期末建筑碳排放总量应控制在25亿tCO2,年均增速需控制在1.50%;十四五期末建筑能耗总量应控制在12亿tce,年均增速需控制在2.20%。根据中国建筑节能协会能耗统计专委会发布的《中国建筑能耗研究报告(2019)》,中国建筑行业的碳排放将继续增加,达到峰值时间预计为2039年前后。也就是说,在全国碳排放总量达峰之后,建筑行业的碳排放仍将继续增长9年。因此,中国能否在2060年前实现“碳中和”,将在一定程度上取决于建筑业的表现。
有鉴于此,为实现“碳达峰”、“碳中和”战略国策,建筑行业作为重中之重,绿色建筑已成大势所趋,且任重道远。
2.2 绿色建筑渐入佳境 光伏建筑不可或缺
国内绿色建筑自2006年起步,2019年新增绿色建筑占总新增建筑比重升至65%,住建部提出2022年该比重将达70%。近年来,国家陆续颁布支持超低能耗建筑建设的有关政策,明确提出“在全国不同气候区积极开展超低能耗建筑建设示范”“开展超低能耗建筑小区(园区)、近零能耗建筑示范工程试点”等,各省市纷纷迈开探索建设步伐。国务院2016年发布《“十三五”节能减排综合工作方案》,提出“开展超低能耗及近零能耗建筑试点”;住建部2017年印发《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》,提出“积极开展超低能耗建筑、近零能耗建筑建设示范……在具备条件的园区、街区推动超低能耗建筑集中连片建设,鼓励开展零能耗建筑建设试点”;2021年3月,《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》提出,开展近零能耗建筑、近零碳排放等重大项目示范。在一系列政策鼓励下,我国超低能耗建筑得到较快推广,建成具有代表意义的示范项目:中国建筑科学研究院近零能耗示范建筑、夏热冬暖地区首个零能耗建筑综合性办公楼——珠海兴业新能源产业研发楼、保留乡村生态的天友零舍近零能耗农宅示范项目、中德青岛生态园技术中心、河北高碑店列车新城等,这些建筑采用了高性能新型围护结构、太阳能建筑一体化、智能建筑微能网及地源热泵等高新技术。据中国建筑科学研究院研究员张时聪,“十三五”期间,我国超低能耗建筑专项财政激励超过10亿元,对其从试点示范到规模推广起到重要引导作用,在建及建成超低/近零能耗建筑项目超过1000万平方米,带动100亿增量产业规模,将引领建筑节能产业向高质量、规模化、可持续发展。
据住房和城乡建设部6月8日消息,住建部等15部门发布加强县城绿色低碳建设的意见。意见提出,提升县城能源使用效率,大力发展适应当地资源禀赋和需求的可再生能源,因地制宜开发利用地热能、生物质能、空气源和水源热泵等,推动区域清洁供热和北方县城清洁取暖,通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式,降低传统化石能源在建筑用能中的比例。
国家绿色建筑政策汇总
时间 |
政策文件 |
政策内容 |
2017年1月 |
《"十三五"节能减排综合工作方案》 |
到2020年,城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到50%。施绿色建筑全产业链发展计划,推行绿色施工方式,推广节能绿色建材、装配式和钢结构建筑。 |
2017年2月 |
《关于促进建筑业持续健康发展的意见》 |
明确提出要提升津筑设计水平,突出建筑使用功能及节能、节水、节地、节材和环保等要求,提供功能适用、经济合理、安全可靠、技术先进、环境协调的建筑设计产品。 |
2017年3月 |
《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》 |
推动重点地区、重点城市及重点建筑类型全面执行绿色建筑标准,积极引导绿色建筑评价标识项目建设,力争使绿色建筑发展规模实现倍增,到2020年,全国城镇绿色建筑占新建建筑比例短过50%,新增绿色建筑面积20亿平方米以上。 |
2017年4月 |
《建筑业发展“十三五"规划》 |
1)提高建筑节能水平;2)全面执行绿色建筑标准;3)推进绿色建筑规模化发展;4)完善监督管理机制。 |
2018年3月 |
《住房城乡建设部建筑节能与科技司2018工作要点》 |
引导有条件地区和城市新建建筑全面执行绿色建筑标准,扩大绿色建筑强制推广范围,力争到2018年底,城镇绿色建筑占新建建筑比例达到40%。 |
2019年9月 |
《关于成立科学建筑委员会建筑节能与绿色建筑专业委员会》 |
以进一步推动绿色建筑发展,提高建筑节能水平,充分发挥专家智库作用。 |
2020年7月 |
《绿色建筑行动方案》 |
到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加,既有建筑能效水平不断提高,住宅健康性能不断完善,装配化建 |
2021年1月《绿色建筑标识管理办法》规范绿色建筑标识,表示绿色建筑星级并载有性能指标的信息标志,包括标牌和正式。绿色建筑标识由住房和城乡建筑部统一样式,证书由授予部门制作,标牌由申请单位根据不同应用场景按照制作指南自行制作。规范了绿色建筑标识管理,推动绿色建筑高质量发展。
各省市积极响应国家政策,相继出台绿色建筑激励政策。其方式主要包括:土地转让、土地规划、财政补贴、税收、信贷、容积率、城市配套费、审批、评奖、企业资质、科研和消费引导等。有9个省份(直辖市)明确了对星级绿色建筑的财政补贴额度,补贴范围从10-60元/m2(上海对预制装配率达到25%的,资助提高到100元/m2),北京、上海和广东从二星级开始,江苏、福建对一星级绿色建筑激励提出明确的奖励标准,但关于二星和三星的奖励标准未发布;陕西省提出阶梯式量化财政补贴政策,奖励从10-20元/m2不等。提出土地转让政策的省市有山西、广西、吉林、北京、上海、江苏、河南、陕西、江西、四川、贵州、青海、新疆等。提出土地规划政策的省市有吉林、广东、河南、陕西、广西、四川、贵州、青海、上海。
3.1 国内外政策密集落地
美国提出2030年达到净零能耗。根据加州能源委员会《2019建筑能效标准》,要求2020年起加州新建三层及以下低层住宅强制安装住宅光伏系统,并对装机规模也做出了规定。对新建住宅而言,可能突破传统屋面光伏组件形式,应用各种新型BIPV产品。日本提出2030年建筑节能路线图。出台有可再生能源固定价格买取制度(FIT)、投资税收减免(已到期)、地区补贴等光伏补贴政策,于2012年启动固定上网电价政策规定,10KW以上(以下)光伏系统上网电价分别为40(42)日元/度,补贴20年(10年),并逐年调降,2018年时价格已降至18日元,靠高额补贴促进国内光伏装机市场迅猛发展。
欧洲国家:英国提出2019年公共建筑达到零碳,德国提出2020年新建建筑达到近零能耗;丹麦提出2020年后居住建筑全年冷热需求降至20kWh/平。2020年20月欧盟委员会在年度《能源联盟状况》、《可再生能源进展报告》、《能源价格和成本报告》提出BIPV成为欧盟建筑存量脱碳的关键因素,为实现未来十年减碳排55%目标,将针对欧洲的2.2亿座建筑物协助融资和规划大规模的翻新工程。
国家出台整县推进屋顶光伏政策。2021年6月20日,国家能源局综合司正式下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,拟在全国组织开展整县(市/区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作。文件指出,我国建筑屋顶资源丰富、分布广泛,开发建设屋顶分布式光伏潜力巨大。开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏建设,有利于整合资源实现集约开发,有利于削减电力尖峰负荷,有利于节约优化配电网投资,有利于引导居民绿色能源消费,是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家重大战略的重要措施。
文件明确,党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不利于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。《通知》要求试点县(市、区)政府牵头,会同电网企业和相关投资企业,开展试点方案编制工作。各省能源主管部门在各县试点方案基础上汇总编制本省试点方案。试点方案应按照“宜建尽建”的原则,合理确定建设规模、运行模式、进度安排、接网消纳、运营维护、收益分配、政策支持和保障措施等相关内容,编制方案于7月15日前报送国家能源局。目前,福建、广东、陕西、江西、甘肃、安徽、浙江等多省已经陆续下发了《关于开展分布式光伏整县推进试点工作的通知》和《关于开展户用光伏整县集中推进试点工作的通知》文件。此外,随着国家及各省落实拟在全国组织开展整县推进屋顶分布式光伏和户用光伏开发试点工作,国家电投旗下中国电力国际发展有限公司已经发布了《关于积极申报整县屋顶分布式开发试点的通知》,已经计划对22个地区进行屋顶分布式光伏开发试点,并形成重点申报清单。
3.2 市场容量巨大
BIPV是光伏发电与建筑的深层次融合,形成建筑为主,光伏赋能的格局。近年来,全球光伏市场强劲增长。根据北极星太阳能光伏网数据显示,2020年全年新增装机容量达130GW,同比增长7%。
根据中国光伏行业协会的数据,到2020年,我国光伏累计装机量和新增装机量已分 别连续6年、8年、10年、14年位居全球首位,发展势头迅猛。根据国家能源局发布数据,2019年中国光伏新增装机30.11GW,占当年全球光伏新增装机26%;年发电量2243亿kWh,占所有发电方式供应电力的3%;截止2019年底,累计装机204.3GW,占全球累计光伏装机的33%,占所有发电方式累计装机的10%。2015-2021年,我国光伏发电的累计装机量一路从43.18GW增长至307.38GW,新增装机量在2021年达到了54.88GW。
集中式光伏发电一直是我国光伏发电主要组成部分,2021年累计装机容量达到199GW,近年在累计光伏发电装机容量中来占比持续稳定在65%-70%,2021年新增装机容量被分布式光伏发电超越,未来集中式光伏发电增长势头将进一步减弱。
对比海外各国,我国BIPV装机容量潜在增长空间仍然十分可观。过去,我国BIPV行业受困于高昂的建筑光伏成本、技术,以及我国电价比发达国家低得多,一直没能普及。据中国光伏行业协会光电建筑专委会副主任委员何涛介绍,国内BIPV市场仍处于初步阶段,根据测算,当前我国光电建筑应用面积占既有建筑的比例仅约1%,渗透率较低,且以工商业屋顶应用为主,未来成长空间巨大。
根据Becquerel Institute在2018年的统计数据,日本由于其高密度城市环境和对再生能源的一贯政策支持,BIPV装机容量占比占据第一位,约3.0GW,总体来看,欧洲和日本占据了BIPV装机容量空间的大半,中国BIPV装机容量累计仅0.1GW。
存量建筑可安装面积100亿平方米、增量建筑可安装面积1.2亿平方米/年。从中国建筑科学研究院获悉的一组数据显示,目前我国既有建筑面积600亿平方米左右,如果按照1:6比例安装计算,可以安装100亿平方光伏,大概拥有1500GW装机规模;同时,我国每年新建建筑面积20亿平方米,新建建筑中高层建筑多,可安装光伏面积比例比既有建筑低,如果全部安装,光伏面积近1.2亿平方米,光伏系统装机容量约18GW。
根据wind提供的数据,2020年光伏建筑实际可装机容量约占分布式光伏装机容量的60%,当年数值约为9.3GW,渗透率约为6.1%。2020年主要企业BIPV装机容量702MW,因此渗透率约为0.8%。结合历史数据进行推测可判断,光伏建筑渗透率在过去5年中快速增长,尤其是2020-2021年出现8%以上的高增,可以合理假定未来继续保持5%以上的增长率。BIPV方面则装机容量基数较低,渗透率维持1%水平,由于现今行业内对BIPV和BAPV系统存在一定的选择惯性,未来随着一系列规范的落地和绿色建筑、整县推进、碳中和等政策落实,BIPV渗透率将有可观提升,假定在2022-2025年分别达到3%/5%/8%/12%。
由于光伏组件成本的不断下降,预计未来光伏建筑系统成本将由现在的5元/W降低至2025年的3.5元/W。预计2022-2025年光伏建筑新增的实际市场空间分别可达1409/1742/2092/2235亿元,其中BIPV市场空间分别可达211/349/558/766亿元,并于2024-2025年间占光伏建筑市场比例超过30%,未来成空间十分充足。
3.3 经济性凸显
2021年6月3日于上海SNEC展上,隆基、晶科、腾辉光伏、英利能源、中信博等企业纷纷亮出了自己的BIPV产品,项目收益率较高。隆基SNEC上发布首款BIPV产品隆顶,正式进军建筑光伏一体化市场;晶科能源首款彩色BIPV产品,输出功率最高可达550W,实现了实用性与观赏性双重功能。腾晖光伏推出了适用于BIPV幕墙产品,并表示十分看好BIPV市场,未来也将在BIPV领域持续发力。英利能源展示最新一代BIPV建材的“琉璃·璃光四时”系列产品。中信博对外发布了全新BIPV产品,中信博BIPV·智顶II解决方案。日托光伏重点针对BIPV退出MWT基于高效背接触电池和组件技术Z6炫彩组件。除此之外,加速布局的还有特斯拉,东方日升等巨头企业。特斯拉2019年10月推出Solar RoofV3,其首款大规模量产的光伏屋顶产品,实现光伏建筑一体化(BIPV);东方日升2020年伊始时表示,公司已储备了BIPV的相关技术并应用。且东方日升常州2.05MW的BIPV项目已于2019年8月28日通过电网验收并开始发电。预计年均发电量约为200万kWh,内部投资收益率14.8%。
目前国内BIPV主要应用于新建工商业屋顶。受屋顶面积大、电价高昂、标准化、节能减排、隔热降温等因素影响,使得国内发展屋顶式光伏主要是以政府投资公共建筑、工业、商业等项目的屋顶为主,也存在少部分用于工商业项目的幕墙和阳台,但住宅项目的应用较少。以工业厂房为例,屋顶彩钢瓦一般寿命为10年左右,如果加装BAPV,中途则需要更换BAPV,其人力成本和物料成本大幅增加。BIPV按照25-30年的耐用性设计,安装后不用中途更换,从投资收益上看更为合理,因此,BIPV一体化技术在工商业厂房领域具备明显的施工优势。根据测算,相比之下,BIPV较BAPV更具经济性,可节约材料164元/平。
北京南站作为我国面积最大的公共建筑安装光伏发电系统公众示范建筑,中央屋面采用光伏发电一体化,安装太阳能电池板3264块,总功率245千瓦。
成本考量使工商业建筑率先推进光伏建筑一体化。过去,光伏设计一般由光伏企业进行专项化设计,独立于建筑设计整体之外,因此经常造成光伏组件与建筑主体的分离,导致一体化构造的缺失以及其他一系列的问题,而在光伏与建筑的融合过程中,如果用BIPV的方式,光伏组件与建筑物协同设计、施工和安装,这必然要求建筑企业与光伏企业统筹规划,搭建通用语言机制,建立全局观。有鉴于此,如果想要大力推进BIPV,增量项目是必然的切入点。成本考量使工商业建筑率先实现光伏建筑一体化。相较于我国的存量项目,屋顶形式多样,包括平顶、斜坡,并且如果是混凝土屋顶则会涉及到大面积拆除,或将影响到正常生活,施工成本较高。而对于新建的农村、工商业以及公用事业建筑可以通过光伏企业与建筑企业的深入合作直接完成光伏组件建材化,实现BIPV的安装,大大节约施工成本。
3.4 行业标准逐步完善
目前我国BIPV行业的标准多集中于建筑行业,对于光伏方面的标准较少。BIPV本质上是建材,但又与建材有区别,因此需要一整套全新的行业标准来对产品技术做出相关规定。BIPV是光伏对建筑的赋能,以建材属性为主,发电属性为辅,性能指标往往高于普通光伏系统,BIPV产品供应链配套往往先需获得中国建材检验认证集团等相关认证。BIPV从生产、建设、运行再到拆除,是一个设计多方主体的过程,产权划分模糊延后了商业模式的建立。生产阶段主要涉及光伏组件厂和建材厂。建设阶段涉及到投资方、施工方以及建筑业主,运行阶段也存在建筑所有者和使用者分离的状况。因此在多方之间明确收益主体和产权责任是一个消耗较高交涉成本的过程。由于牵涉主体过于复杂,目前行业尚未出台明确的划分标准。
2019年我国住房和城乡建设部关于发布国家标准《建筑光伏系统应用技术标准》的公告从对产品各种原材料的性能要求,到项目施工要求,到安全性要求,到逆变器等系统设备标准要求,再到BIPV产品本身性能要求,正在陆续出台填补行业空白,但目前仍不完善,以及部分标准涉及到发布日期和实施日期的滞后性,导致行业发展速度延缓。
3.5 电价机制助力行业发展
2021作为"十四五"开局之年,光伏发电等可再生能源电力也进入后补贴的时代。我国自2009年开始正式布局光伏建筑一体化(BIPV),但受制于光伏成本高、过度依赖政策等原因实现市场化、产业化始终差临门一脚。过去多年来,我国光伏产业成本大幅下降。在越来越多的国家和地区,光伏电价已经低于火电电价,成为最具竞争力的电力产品。根据中国光伏行业协会的统计,2011年-2020年,光伏系统价格下降超过4.3倍,组件价格下降超过5.7倍,2021年,我国已经全面进入平价时代。2019年上半年开始多项重要机制推进市场化和平价进程,引导光伏发电加速实现销售侧和上网侧的全面平价。2020年发布《2020年光伏项目建设政策、电力政策征求意见:可再生能源基金和补贴资金管理政策调整》。
进入2021年,光伏发展由“补贴驱动”向“需求驱动”挺进,进入平价阶段,摆脱对财政补贴的依赖,实现市场化发展、竞争化发展,行业配套政策不断完善。5月20日,国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》,通知明确,未来将以非水可再生能源消纳责任权重作为各省每年装机规模依据,除户用光伏5亿元补贴规模外,其他项目类型实施平价。6月11日,国家发改委发布《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》,明确2021年新备案的集中式和工商业分布式光伏项目上网电价执行当地燃煤发电基准价,强调新建项目可自愿参与市场化交易形成上网电价,将定价权下放到省级价格主管部门。6月20日,国家能源局综合司发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏建设,有利于整合资源实现集约开发,是加快推进屋顶分布式光伏发展的重要举措。
此外,分时电价机制的完善以及储能系统的大力发展都有助于BIPV的快速普及。7月29日国家发改委发布《进一步完善分时电价机制的通知》,部署各地进一步完善分时电价机制,服务以新能源为主体的新型电力系统建设。《通知》明确分时电价机制的优化、执行和实施保障。《通知》要求上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于4:1;其他地方原则上不低于3:1;尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于20%。目前,全国33个省级电网实行分时电价政策的有29个,大部分省份仍需进一步提高峰谷比。此次主要从六个方面对现行分时电价机制作了进一步完善:
一是优化峰谷电价机制。要求各地结合当地情况积极优化峰谷电价机制,统筹考虑当地电力供需状况、新能源装机占比等因素,科学划分峰谷时段,合理确定峰谷电价价差,系统峰谷差率超过40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于4:1;其他地方原则上不低于3:1。
二是建立尖峰电价机制。要求各地在峰谷电价的基础上推行尖峰电价机制,主要基于系统最高负荷情况合理确定尖峰时段,尖峰电价在峰段电价基础上上浮比例原则上不低于20%。可参照尖峰电价机制建立深谷电价机制。
三是建立健全季节性电价机制和丰枯电价机制。要求日内用电负荷或电力供需关系具有明显季节性差异的地方,健全季节性电价机制;水电等可再生能源比重大的地方,建立健全丰枯电价机制,合理确定时段划分、电价浮动比例。
四是明确分时电价机制执行范围。要求各地加快将分时电价机制执行范围扩大到除国家有专门规定的电气化铁路牵引用电外的执行工商业电价的电力用户;对部分不适宜错峰用电的一般工商业电力用户,可研究制定平均电价,由用户自行选择执行。
五是建立动态调整机制。要求各地根据当地电力系统用电负荷或净负荷特性变化,参考电力现货市场分时电价信号,适时调整目录分时电价时段划分、浮动比例。
六是加强与电力市场的衔接。要求电力现货市场尚未运行的地方,电力中长期市场交易合同未申报用电曲线或未形成分时价格的,结算时购电价格应按目录分时电价机制规定的峰谷时段及浮动比例执行。
分时电价机制是基于电能时间价值设计的,是引导电力用户削峰填谷、保障电力系统安全稳定经济运行的一项重要机制安排。分时电价机制又可进一步分为峰谷电价机制、季节性电价机制等。峰谷电价机制是将一天划分为高峰、平段、低谷,季节性电价机制是将峰平谷时段划分进一步按夏季、非夏季等作差别化安排,对各时段分别制定不同的电价水平,使分时段电价水平更加接近电力系统的供电成本,以充分发挥电价信号作用,引导电力用户尽量在高峰时段少用电、低谷时段多用电,从而保障电力系统安全稳定运行,提升系统整体利用效率、降低社会总体用电成本。
政策引导用电端习惯改变,提升电网的新能源消纳能力,加速储能发展以及火电灵活性改造。通过扩大峰谷价差,市场化的方式直接引导用户调整用能习惯,使用户负荷在时间上分布更加均匀,能够有效提升用户用能的电网友好性,提升电网的新能源消纳能力。在峰谷电价价差拉大之后,储能系统通过谷充峰放的形式将获得更大的盈利空间,火电通过灵活性改造后成为调峰电源,有望获得更高的调峰收入,经济性的提升将加速储能和火电灵活性改造的发展。
分时电价政策有望进一步向发电端传导,综合电价存提升空间。2020年,发改委、国家能源局印发《关于做好2021年电力中长期合同签订工作的通知》,鼓励峰谷差价作为购售电双方电力交易合同的约定条款,在发用电两侧共同施行,拉大峰谷差价。随着电力体制改革的进一步推荐,分时电价政策有望进一步向发电端传导,具有较强调节能力的发电端如水电有望获益,综合电价水平有望得到提升。
3.6 行业合作进一步深化
2020年10月26日,中国光伏行业协会光电建筑专业委员会正式成立,光伏产业与建筑业的合作拉开帷幕。过去,光伏与建筑分属于工业与民用领域,两者的融合由于缺少沟通,缺少合作机制,受产业背景、商业模式等因素影响存在一定挑战。不过近年来,通过BIPV产业发展联盟,与光伏企业、科研院所、设计单位等行业同仁共谋建筑光伏一体化,加强光伏产业与建筑业之间的交流与合作,已经达成发展共识,共同推动BIPV产业的发展。实际上,合作已经开始进行了。2020年10月26日,中国光伏行业协会光电建筑专业委员会正式成立,来自中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与能源研究院的张昕宇被选举为光电建筑专业委员会的秘书长,隆基新能源总经理陈鹏飞当选副主任委员。隆基新能源正在参与工信部、住建部以及地方政府有关BIPV的标准及规范制定。这对推动建立有利于光伏建筑发展的政策体系,逐步完善标准体系建设、打通行业壁垒,加快光伏与建筑行业系统发展等具有积极意义。
四、行业龙头企业分析
4.1 屋顶围护
屋(墙)面是BIPV的天然应用场景之一。金属围护属轻钢结构下的屋面/墙面系统分支,在整个钢结构领域内属于附加值较高、利润水平较高的一环。金属围护系统相比非金属的优势包括:循环利用率高、绿色节能环保,与BIPV在实现“双碳”战略将具有协同效应。
森特股份为金属屋顶维护行业龙头。公司专注研发、生产、销售绿色、环保、节能新型建材并提供相关工程设计、生产、安装和售后等一体化服务,主要承接金属围护系统工程(屋面系统、墙面系统)和声屏障系统工程,提供从工程咨询、设计、专用材料供应和加工制作到安装施工全过程的工程承包服务。公司的主要产品包括金属复合幕墙板、金属屋墙面单层板(铝镁锰合金板、镀制烤漆板)和隔吸声屏障板,目前已形成金属围护和环保治理两大业务板块,金属围护产品广泛应用于工业建筑、公共建筑及交通工程领域。
隆基将成为公司第二大股东。据公司公告,森特股份于2021年3月4日,公司控股股东、实际控制人刘爱森先生及其控制的士兴盛亚以及华永投资(持股5%以上股东)与隆基股份签署了《股份转让协议》,将其持有的公司共计13,080万股无限售流通股(占公司总股本的27.25%)协议转让给隆基股份。其中士兴盛亚转让4800万股(占公司总股本的10%),华永投资转4800万股(占公司目前总股本的10%),刘爱森转让3480万股(占公司目前总股本的7.25%),本次转让价格12.50元/股,交易总价款共计16.35亿元。交易完成后,隆基将成为公司第二大股东。此次与隆基牵手是布局光伏应用产品,推动BIPV应用。公司在建筑屋顶设计/维护领域深耕多年,结合隆基股份在光伏建筑一体化(BIPV)产品制造上的优势,形成公司“光伏+绿色建筑”先发优势。
4.2 钢结构
钢结构建筑是BIPV重要应用场景。在建筑行业实现“碳中和”、“碳达峰”战略国策中承载重大使命的大背景下,BIPV作为建筑能源,是实现绿色建筑的具体路径;而钢结构产品可全部在工厂制作,同时具有节能、节水、环保、减排的天然优势,且易拆除,部分产品可重复利用、材料可循环利用,使其成为建筑施工过程中实现建筑低碳环保的绝佳方式,因此二者在实现能源革命中具有强大的协同效应;此外,目前BIPV主要应用于工商业项目以及政府类公建项目,与钢结构传统应用领域及政策大力推广方向高度重合。
东南网架成立碳中和科技子公司,正式进军绿色建筑光伏产业。公司于2021年3月30日成立全资子公司浙江东南碳中和科技有限公司,认缴出资额5000万元,主营业务包括新能源技术研发、光伏设备的研究、产销与租赁,以及合同能源管理等,公司正式进军绿色建筑光伏产业。
携手福斯特,实现EPC+BIPV前瞻性布局。2021年4月27日公司发布公告,为落实国家”碳达峰碳中和”的绿色发展战略,积极推进建筑-光伏一体化产业的布局,公司拟与杭州福斯特应用材料股份有限公司签订《合作意向书》,公司拟以现金方式收购福斯特持有的浙江福斯特新能源开发有限公司51%的股权。福斯特新能源的主营业务包括光伏光电能源技术的开发,实业投资,光伏发电设备、太阳能胶膜、太阳能组件、太阳能背板、电池片、硅料硅片的销售等。2020年、2021年一季度,浙江福斯特分别实现营业收入2488.24万元、552.74万元,实现净利润443.57万元、103.9万元。截至2021年一季度末,浙江福斯特资产总额(未经审计)约为2.42亿元。浙江福斯特未来主营业务将包括对既有建筑屋顶,进行光伏发电项目EPC和合同能源管理开发、投资;对新建建筑光伏发电一体化EPC以及合同能源管理开发、投资;申办碳交易、电力交易等资质,并参与交易;开发其他有利于公司发展的技术和业务。另外,股转完成后,目标公司拟新设全资子公司对光伏建筑一体化、碳中和建筑、综合能源管理服务系统等进行研究开发。
公司7月17日公告,以现金方式对合特光电进行3500万元的增资。公司基于“成为世界一流的绿色建筑集成服务商”的战略愿景目标,于2021年7月17日发布公告,董事会审议通过了《关于公司投资入股浙江合特光电有限公司的议案》。为积极推进产业链布局,经公司管理层调研及审慎研究,拟与张群芳、浙江合特光电有限公司签订《增资扩股协议》,同意公司以现金方式对合特光电进行3500万元的增资。张群芳以无形资产(“高效柔性晶硅薄膜太阳能电池及组件产业化关键技术”,根据江苏五星资产评估有限责任公司出具的评估报告【苏五星评报字(2021)074号】,该无形资产以2021年5月31日为基准日的评估价为3,528万元,作价总计3162万元)出资方式参与本次对合特光电的增资。
本次增资扩股完成后,合特光电注册资本增至6862万元,公司将持有合特光电51%的股权,张群芳将持有合特光电49%的股权。合特光电将成为公司合并报表范围内的控股子公司。为实现BIPV(光伏建筑一体化)项目产业化,公司有权在本次增资扩股完成后,设立BIPV子公司,拟注册资金2亿元,公司持有BIPV子公司80%股份,合特光电持有20%股份。
合特光电,成立于2014年1月16日,注册资本1000万元人民币,由张群芳100%持股,系国内光伏发电研发及应用企业,集材料技术、装备技术、工艺技术、生产技术为一体,具有国际领先水平的全产业链高端制造企业。合特光电拥有十几年的行业工作经验和太阳能电池领域专有技术,技术水平国内领先、国际先进,已经申请和获得了5项发明专利。围绕光伏发电技术及应用产品展开科研攻关,合特光电陆续推出了光伏发电应用系列产品,主要涵盖智慧建筑系列产品如光伏发电地砖、光伏发电玻璃幕墙、光伏发电屋面瓦,以及智慧交通系列产品如发电隔音障、发电眩晕板等。本次增资完成后,合特光电将继续研发和推广光伏建筑一体化产品和服务。本次投资属于公司在产业链上的延伸和拓展,符合公司的战略发展方向,对公司的长期发展具有积极影响。
精工钢构在绿色智能建筑方面具备天然资源禀赋,分布式屋面电站是公司绿色建筑中的一个模块。首先,屋顶资源作为发展屋面分布式光伏的关键资源,公司每年建造700-800万平方的屋面,接触几千万平方的屋面资源,多年来累积了丰富的屋顶资源和客户资源优势。第二,技术及技术带来的一定成本优势。屋面光伏涉及到建筑的荷载承重等,相比于传统地面光伏团队,公司基于对建筑结构的技术掌握,有能力提供既满足荷载要求又保证性价比的全套建筑解决方案。第三,业务经验优势。相比于新入局者,公司早在2013年便开始涉猎有关业务,经验丰富。
精工钢构参股45%的浙江精工能源科技集团有限公司,专业从事光伏电站运营。公司已完成多项分布式光伏发电项目,包括抚州精工广银铝业14MWP分布式屋顶光伏电站项目、青岛中电新材料有限公司5.228MW分布式光伏发电项目、六安精工能源科技有限公司墙煌彩铝2.304WMP屋顶光伏发电项目、安徽六安九仙尊石斛大棚7.2MWP光伏发电项目、涌金纺织3027.2KWP分布式光伏发电项目、山东华康食品2180KWP分布式光伏发电项目、六盘水红桥经济开发区西南天地煤机装备制造有限公司5.984MWP屋顶光伏发电项目、诸城精锐艾泰克3.92MWP分布式光伏发电项目、青岛鼎煜电站项目、咸阳纺织集团电站项目、咸阳纺织集团电站项目。
4.3 幕墙
光伏幕墙是将光伏发电技术与幕墙技术结合在一起的创新性幕墙,即具备传统幕墙的使用功能,又具备发电功能,一举两得。
幕墙巨头江河集团长期致力于节能环保技术在幕墙系统中的研发与应用,已取得领先于行业的成绩。近年来自主开发的智能呼吸式幕墙、光伏幕墙等新型节能幕墙已成功应用于国内外众多高端幕墙工程。近些年,公司承建了包括世园会中国馆、国家环保总局履约中心大楼、江苏无锡机场航站楼、珠江城(烟草大厦)等在内的多项应用光伏的幕墙工程。2011年公司被北京市发展和改革委评为光伏建筑一体化工程实验室试点单位,公司拥有太阳跟踪式光伏电源系统的发明专利以及多项基于光伏框架及单元幕墙系统的实用新型专利,在光伏幕墙一体化工程上具有经验积累及技术储备。十四五期间,光伏幕墙将在碳中和的政策引导下迎来快速发展的窗口期,江河集团作为全球幕墙龙头企业也将积极推动光伏绿色建筑的快速发展,推动幕墙行业步入绿色、节能的新时代。
2020年,公司新增专利逾百项,包括呼吸式幕墙、光伏幕墙等在内已累计达近千项专利技术。江河幕墙入选北京市首份绿色制造名单及国家第三批绿色制造名单,成为北京首批市级绿色制造企业,参与了《建筑门窗和幕墙产品及制品基本技术要求》、《装配式幕墙工程技术规程》等国家与行业标准的制定工作。报告期内,公司承建的泰康大厦首层超高全玻璃幕墙在国家建筑工程质量监督检验中心幕墙门窗实验室顺利通过各项性能测试,并在建筑幕墙行业诞生多项新的纪录,充分显示了江河幕墙在幕墙领域的技术研究水平,标志着江河幕墙在该领域走在同行业前列。
公司新能源产业主要为发展太阳能光伏应用、光伏建筑一体化等新能源节能技术,在市场竞争方面有优势。1)技术领先优势。公司十多年前就积极发展太阳能光伏发电幕墙系统技术,公司是国内最早独立掌握并具有自主知识产权从事太阳能光电幕墙系统的设计、制造与集成的企业之一,是我国光电幕墙技术的开拓者和应用者。2)产业关联性优势。分布式太阳能光伏发电产业与公司现有产业也有较强的关联性,大部分分布式太阳能光伏系统与建筑有关,且结合较紧密。另外在产品系统集成方面,公司已有十多年机电产品集成的丰富经验。公司还具有20多年的项目管理经验,并拥有建筑幕墙工程专业承包壹级资质、机电安装等施工资质。
方大是我国第一批独立掌握并拥有自主知识产权从事太阳能光伏系统设计、制造与集成的企业,是太阳能光电技术的开拓者和应用者之一。2003年公司的第一个BIPV项目深圳方大大厦投入使用,这是国内较早的BIPV项目。此后,公司分别承建了南京江苏银行大厦(墙面)、东莞方大厂房(屋顶)、南昌市江西五十铃汽车停车场(顶棚)、海南海花岛国际会议中心(屋顶)等光伏建筑一体化(BIPV)工程,均已投入使用。
公司先后获得幕墙系统专利共496项,其中BIPV和节能幕墙相关专利为80项。公司将充分发挥这些专利在市场竞争中的作用,持续加大研发创新力度,践行绿色发展理念,增强核心竞争力。在建筑占了能源消耗的三分之一的背景下,通过幕墙产品的升级来减低建筑能耗,将对我国实现‘碳中和’目标产生巨大的助力。
公司主要从事政府机构、房地产开发商、大型企业、高档酒店、交通枢纽、园林绿化等专业设计、工程施工业务以及光伏电站运营、光伏项目施工安装等。公司具备建筑装饰设计施工、建筑幕墙设计施工、消防设施设计施工、建筑工程施工总承包、市政工程施工总承包、机电、电子与智能化、钢结构、古建筑、城市道路照明、承装(修、试)电力设施、医疗器械经营、展览陈列工程设计与施工一体化、特种工程专业承包资质(结构补强)等资质,是行业内资质种类、等级齐全的建筑装饰企业之一。公司多年来在行业成绩卓越,连续入选“中国建筑装饰行业百强”排名前十。
公司自2015年就已进入光伏产业。2015年5月26日公司晚间公告称,公司5月25日与信义光能(香港)有限公司签订了战略性合作伙伴意向协议,共同就光伏新能源发电等领域进行投资合作。据公告,双方合作的领域主要在光伏电站的投资建设等方面。信义光能与瑞和股份合股投资光伏电站,股权比例双方可根据项目情况实施协商。信义光能独资投建的光伏电站,同等条件下优先选择瑞和股份专业队伍实施承包安装业务。瑞和股份独资投建的光伏电站优先选用信义光能生产的太阳能光伏玻璃及配套产品。信义光能控股有限公司是香港联交所上市企业,是全球最大的太阳能光伏玻璃制造商,专业从事太阳能光伏玻璃的研发、制造、销售和售后服务,在安徽金寨、安徽芜湖、天津、福建南平、湖北以及国内其他多地分别投资及建设光伏发电站,信义光能(香港)有限公司是信义光能控股有限公司的子公司。
公司现有光伏电站运营稳定。公司与信义光能合资建设的安徽金寨六安100兆瓦光伏电站(公司占50%权益)、独立经营的江西信丰30兆瓦光伏电站已经持续给公司带来利润和现金流,项目运营有条不紊;在光伏建筑业务方面,公司具备机电、智能化安装设计施工、承装修试电力设施等资质,借助运营安徽、江西两个光伏电站项目的成功经验,积累和提升了光伏安装、施工的技术能力,积极开拓光伏建筑安装、施工业务;2020年报告期内,公司光伏业务收入实现营收13103.21万元,主营收入占比3.48%。
公司持续研究探索光伏发电、建筑装饰两者如何协同发展。通过五年的运营,公司在光伏业务领域积累了丰富的资源和经验取得了阶段性成果,并具备了大型地面电站、分布式光伏EPC工程业务承接能力。同时,公司整合了光伏系统+幕墙+钢结构+BIM技术,打造自有BIPV系统方案,并运用到投资光伏项目中。公司形成装饰建筑+光伏业务结构,瑞和BIPV重要应用场景—光伏幕墙,BIPV研究中心致力于幕墙结构与BIM技术应用与发。伴随我国经济复苏,建筑市场发展提速,以近能耗、超低能耗为标志的建筑能源转型提速,必将带动BIPV市场快速发展。
4.4 光伏玻璃
亚玛顿作为特斯拉Solar Roof供应商,自成立以来一直专注于对新材料和新技术的研发和创新,率先突破行业技术瓶颈。从最初国内首家研发和生产应用纳米材料在大面积光伏玻璃上镀制减反射膜到国内率先一家利用物理钢化技术规模化生产≤2.0mm超薄物理钢化玻璃、超薄双玻组件、投资建设光伏电站项目、以及依托现有技术优势在BIPV建筑一体化、节能建材、电子消费类产品等领域的开发和拓展,实现了公司多元化的业务发展模式。公司主营产品为太阳能玻璃、超薄双玻组件、光伏电站业务、电子玻璃及显示器系列产品。公司于2019年成为特斯拉合格供应商,向其提供Solar Roof V3所需的太阳能瓦片玻璃,并不断深化与特斯拉的合作。2019年四季度,特斯拉发布了全新太阳能屋顶Solar Roof第三代,首次大规模量产光伏屋顶产品。Solar Roof V3将光伏电池嵌入了钢化玻璃中,实现光伏建筑一体化。以往的太阳能屋顶是“太阳能板”与“屋顶”分离,但特斯拉第三代太阳能屋顶实现了开创性的光伏建筑一体化,让太阳能组件直接成为真正屋顶。据马斯克估算,仅美国,每年大概就有400-500万的新房屋顶可供利用,而全球范围内有1亿套房屋可使用该产品。特斯拉目标短期内将Solar Roof安装能力提升到每周1000个屋顶,按10kW/户计算,年装机量将达到520MW。随着2021年海外疫情逐步好转,公司光伏瓦片业务大概率开始放量。