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                        “冰絲帶”速滑館啟示:政府和市場合力推動光伏發電玻璃發展

                        2022年北京冬奧會順應“雙碳”目標與綠色發展理念指引,通過運動場館的重復利用與節能改造,提升建筑利用率,減少因建筑耗材、建筑生產造成的污染。而僅有的新建速滑場館“冰絲帶”也根據《北京市綠色雪上運動場館評價標準》的要求,充分運用綠色電力、綠色建筑,將綠色元素融入冰雪運動場館。

                          “冰絲帶”的“絲帶”狀曲面玻璃幕墻采用一萬多塊光伏發電玻璃拼接而成,兼具美感和發電性能,通過結構與建材設計使得其不僅是一個容納運動賽事的建筑體,同時也成為一座發電廠。

                          即將突破400億的光伏發電玻璃市場

                          光伏發電玻璃即碲化鎘發電玻璃,屬于建材與新能源產業的復合產品。通過在玻璃表面涂抹一層碲化鎘光電材料,促使絕緣玻璃變為導體進行高效導發電。目前每微米光伏發電玻璃可有效吸收90%以上可見光并轉換為電力,僅三四塊即可滿足一個家庭全年用電量。

                          根據最新市場數據顯示,2020年全球光伏玻璃市場規模達到273億元。按照2元/W的光伏組件價格計算,至2022年底全球光伏市場規模預計突破400億元,2026年將擴張至652億元。此外,近些年全球光伏發電成本不斷下探,2010至2022年間成本下降幅度達85%,隨著光伏玻璃經濟性的不斷提升,市場需求將進一步增長。

                          受“雙碳”目標引導與能源結構轉型影響,我國已成為世界光伏發電裝機量最多的國家,光伏發電玻璃市場需求持續擴大。目前我國光伏玻璃市場呈現規;l展趨勢,并主要依仗兩大行業龍頭企業——信義光能福萊特,兩家在市場占有率總計已超50%以上。

                          光伏發電玻璃具有三大優勢

                          相比于傳統太陽能電池產品,光伏發電玻璃具有如下幾大優勢:一是光電轉換效率更高,對于光線強弱及天氣要求更低,更適應環境苛刻地區;二是制造成本更低,雖然光伏發電玻璃整體制作結構更簡單,但碲化鎘材料的光吸收能力卻更強,所需制造材料消耗更少;三是耐用性更強,電池結構設計壽命普遍長達30年,損耗率更低。

                          在環境影響方面,光伏發電玻璃某些情況下能改善環境并創造環境效益。以荒漠治理為例,原本某些荒山因缺乏植被而造成的水分流失、土地干涸,可通過安裝光伏發電玻璃將空氣中的水分凝結在背板,復又形成露珠滴回地面,從而為土地提供水分補給。而在能源消耗與碳排放方面,光伏發電玻璃主要碳排放仍發生于玻璃生產階段。碲化鎘則由廢渣廢料提取,其碳排放、各類有害元素排放量明顯低于晶硅電池等,能效轉化卻更高。目前,每生產1度電碲化鎘僅排放11克二氧化碳。隨著玻璃生產技術的不斷改進,未來光伏發電玻璃碳排放將進一步削減;谏鲜鰞瀯,光伏發電玻璃目前被主要應用于綠色建筑建設中。

                          在綠色建筑領域方面,光伏發電玻璃可促進建筑體能源使用的綠色化、低碳化,已受到市場認可并被廣泛應用于建筑的屋頂或幕墻。一方面,該設計可為建筑體提供足夠的清潔電能,滿足建筑內部電器和設備需求;另一方面,該設計不阻礙和違背建筑美學構建,具備可觀性,并解決傳統玻璃幕墻所存在的光污染問題。張家口帝達世博廣場將光伏發電玻璃與建筑外立面完美結合,轉變成清潔能源發電站。寧波龍谷村使用光伏發電玻璃代替傳統琉璃瓦的屋頂,使自己變成一個新型光伏電站。

                          此外,當前盛行的光伏建筑—體化不同于將光伏系統簡單地附著在建筑,可將光伏產品和建筑在產業鏈充分融合,是未來光伏產業重要發展方向。在上游產業鏈,建筑師設計需考慮到建筑結構構造、光伏產品節能、物理性能及其他功能的有機融合。中游產業鏈即生產光伏產品及相關配套設備產品并在施工環節進行組裝,包括光伏組件、逆變器、各類支架、各類電力系統監控等。下游產業鏈主要為運維,將產品組裝完成后進行光伏建筑運營和產業鏈維護。目前在武漢、上海、北京、大同等地已陸續建設光伏建筑一體化建筑,通過合理利用能源資源、減少傳統建材用量并在新型建材上貼附光伏發電玻璃,實現“自發自用、余量上網”,為我國能源轉型提供穩固支持。

                          除建筑領域外,在汽車、電子設備、光伏電站等領域光伏發電玻璃也同樣具有巨大的應用潛力。通過將車載光伏玻璃安裝于電動汽車車身或車頂,有效提升電動汽車行駛性能,解決部分太陽輻射強地區電動汽車性能難以支撐里程的問題,并一定程度上縮短電動汽車充電時長。

                          光伏發電玻璃的應用有四大痛點

                          光伏發電玻璃應用于建筑能雖具有光電轉換效率更高、制造成本更低、耐用性更強、創造環境效益并能實現光伏建筑一體化效能提升等優勢,但在市場實踐的應用推廣階段依舊存在痛點。

                          以光伏發電玻璃在建筑領域的應用為例。首先,光伏建筑一體化建筑既涉及建筑體,又涉及光伏產品這樣的“發電機”,構造比較復雜。而目前光伏建筑一體化尚未有自己的標準體系,嚴重拖累光伏建筑一體化的安全、防火、設備的管控等建筑管理的實施,也影響市場監控并規范其整體發展秩序。

                          其次是光伏發電玻璃在建筑市場的認可度問題。雖然光伏發電玻璃具有較好的美觀性、建筑實用性,但其所具備的建筑功能并不能完全滿足建筑市場的不同需求。光伏發電玻璃等光伏產品多往產品化、規;较虬l展,以期適應不同建筑的需求。而受建筑設計偏好的影響,建筑市場中大部分建筑材料都是定制化。

                          此外,維護建筑光伏一體化建筑體的光伏產品的效能,保持建筑體的耐用性和穩定性也有待關注。雖然研究專家解釋光伏發電玻璃壽命期多為25—30年,一旦在使用期間光伏發電玻璃因其使用狀態不佳而其功能遭受損壞,建筑體本身和建筑體內的居民生活將會受到很大的影響。

                          最后,由于光伏發電玻璃應用涉及多產業協作,光伏建筑一體化綿長的產業鏈也需多方運維決策并受到制約,應綜合考慮并兼顧各方需求。

                        政府和市場共同發力推動發展

                          針對光伏發電玻璃應用實踐過程中產生的問題,筆者認為,可從政府和市場兩方發力,共同加以改進。

                          在政府端,圍繞目前光伏發電玻璃應用最為廣泛的光伏建筑一體化,在制度層面上應加以規范,建立涉及光伏發電玻璃應用與光伏建筑一體化運行和維護的相關制度規范。明確各領域職責分工與權限歸屬,加強合作協調規范性,共同推動相關制度規范的落實。同時引導從國家標準、行業標準、團體標準三個維度著手推進標準體系制定,針對設計標準、建設工程和產品服務均制定規范化標準、技術指導與評估制度。

                          在市場端,光伏發電玻璃生產商可聯合政府研發對于光伏建筑一體化建筑體的管理與運維系統。廠商可以產品化、規;、低碳化為基礎,持續開展產品低碳創新,并發展個體建筑定制化光伏產品路線,滿足規;a的需要的同時達到節約生產成本的效果,并一定程度上實現有個性化需求的建筑方要求。

                         

                        文章來源:每日經濟新聞



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