聞立時:建筑光伏發(fā)電一體化研究進(jìn)展與應(yīng)用
聞立時:建筑光伏發(fā)電一體化研究進(jìn)展與應(yīng)用
這次會議上建筑領(lǐng)域的代表還介紹了光伏建筑相關(guān)另外一個重要的概念“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的發(fā)電量達(dá)到能夠滿足住戶生活需求，稱之為“零能耗建筑”，到那個時候國家將要制定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定住房建設(shè)的申請只有達(dá)到了零能耗才會得到批準(zhǔn)�？梢韵胂瘢@樣的一個情況將會對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來巨大的推動力。
隨著人們對于光伏建筑一體化的內(nèi)涵進(jìn)行了擴展的研究，首先光伏建筑一體化設(shè)計應(yīng)該既包括把建筑和光伏系統(tǒng)結(jié)合在一起來設(shè)計，但是同時設(shè)計中也應(yīng)當(dāng)把建筑物和墻體、房頂分解成為結(jié)構(gòu)模塊，就是一體化的結(jié)構(gòu)模塊，這樣可以便于下一個階段的一體化制造。在一體化的制造方面提出了要建立專用的生產(chǎn)線，并且用這種生產(chǎn)線對設(shè)計好的建筑模塊進(jìn)行大規(guī)模、高效率、低成本的制造，這又是一個新的概念上的突破。
而且還提出了一體化的安裝，用電動的吊裝設(shè)備把生產(chǎn)出來的結(jié)構(gòu)模塊集中安裝成為房屋，顯然一體化制造和安裝將比單一一體化設(shè)計更進(jìn)一步地大幅度降低房屋的建造成本。
根據(jù)上面的研究結(jié)果，我們可以看到光伏建筑一體化的核心建筑是一體化設(shè)計、一體化制造、一體化安裝，而且輔助技術(shù)則包括了低能耗、低成本、優(yōu)質(zhì)、綠色的建筑材料的技術(shù)。低成本長壽命、資源環(huán)保型、半導(dǎo)體發(fā)光照明燈具，內(nèi)墻表面的功能化，還有抗結(jié)霧結(jié)霜的功能，新一代節(jié)能環(huán)保型的二維化的家電。
因此，通過建材和資源富有型半導(dǎo)體照明燈具的研發(fā)，以及其他有關(guān)的材料和細(xì)節(jié)的研發(fā)，還可以在發(fā)展一梯化光伏建筑中持續(xù)不斷地降低房屋造價和增加新的功能，改善居住條件，使新商品房更便宜、更適合人居住。
第二，房地產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的新天地。光伏建筑一體化賦予了建筑物以新的屬性，首先使建筑物具有了能源的功能，建筑物不光是能夠供人居住，他們還提供能源。其次，使建筑物具有了產(chǎn)出溫室氣體排放指標(biāo)的功能，這是因為有了光伏發(fā)電是可循環(huán)的能源、是清潔的能源，不排出任何的有害物質(zhì)也不會排放溫室氣體。使建筑物具有了良好的可以定量化描述的宜居特性，比如說空氣的清潔性，剛才講了內(nèi)墻表面的功能化就包括內(nèi)墻具有凈化空氣的能力。使建筑物成為承載和發(fā)展多種科技產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品的平臺。上述新屬性使建筑物增添的新的價值標(biāo)準(zhǔn)，隨著光伏建筑一梯化的進(jìn)一步發(fā)展，今后房產(chǎn)的升值將會逐步地轉(zhuǎn)變到更多地依靠科技價值的含量和提升，和采用更加科學(xué)和嚴(yán)格的價格評價體系來，從而告別了房地產(chǎn)只能靠惡性炒作加快升值的時代。
以后房地產(chǎn)的升值和你發(fā)電的多少是有關(guān)系的，是和你室內(nèi)的空氣凈化的效果有關(guān)系，和燈具的耗電量降低有關(guān)系。所以，這樣的一種特征就使得房地產(chǎn)業(yè)將來會變成一個高度科學(xué)化，它的升值完全有科學(xué)的依據(jù)，是這樣的一個產(chǎn)業(yè)。
其次，房地產(chǎn)未來還會使得建筑工程行業(yè)的屬性發(fā)生巨大變化。1.使建筑工程變成了一種高度機械化自動化的高效率制造產(chǎn)業(yè)。2.使建筑行業(yè)可以拜托過去的泥瓦匠式的笨重體力勞動。使電動行業(yè)可以在多晶硅和太陽電池現(xiàn)有的高價位的前提下獨立地大幅度降低成本，促進(jìn)光伏建筑的迅速擴大面積，成為光伏產(chǎn)業(yè)新的突破口，成為發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的急先鋒。大家感覺到目前太陽能電池太貴，太陽能電池用的多晶硅的原料才貴，我們搞光伏建筑就沒有什么發(fā)展前途。根據(jù)光伏建筑一體化的構(gòu)想，這些問題我們可以在本行業(yè)內(nèi)部通過技術(shù)上的革新，可以不斷地降低成本。所以，因此可以使未來的房地產(chǎn)成為發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的急先鋒。3.使建筑行業(yè)成為通過市場渠道，為在我國體現(xiàn)實現(xiàn)“居著有其房”緩和社會矛盾、加快和諧社會創(chuàng)建過程作貢獻(xiàn)的功勛行業(yè)。老的傳統(tǒng)方式建房是很貴的，把建筑行業(yè)變成高效率的制造產(chǎn)業(yè)，這樣建筑行業(yè)就有自己的主動權(quán)，可以想信息產(chǎn)業(yè)那樣?xùn)|西越做越好，價格還會越做越低。4.使得建筑行業(yè)能夠協(xié)同采用多門高新技術(shù)，豐富建筑物的科技內(nèi)涵，提高建筑物的使用價值，成為產(chǎn)品附加值高的高產(chǎn)出行業(yè)。5.所有這些，同時也使建筑工程行業(yè)極大地拓展自己的市場，發(fā)展空間，成為我國社會和經(jīng)濟發(fā)展的支柱型的產(chǎn)業(yè)。
未來的建筑業(yè)將逐步具備以下的行業(yè)特征：1.高的勞動設(shè)計率；2.高度的機械化、自動化和智能化；3.良好的工作環(huán)境，不像現(xiàn)在建筑行業(yè)是很辛苦的，工作環(huán)境是比較差的；4.未來的建筑業(yè)還會發(fā)展柔性和個性化建造，就是讓住的房屋要根據(jù)用戶的需求進(jìn)行柔性和個性化的建造，具有各自不同的特點；5.高的產(chǎn)出率和利潤率；6.高的設(shè)計、制造和研發(fā)創(chuàng)新能力；7.從家庭住房向多領(lǐng)域應(yīng)用建筑物擴展的市場前景。比如說如果這個房子把它發(fā)電的部分進(jìn)一步大幅度加強，它就可以變成一個發(fā)電廠，如果在加強發(fā)電能力的同時，又做得很高、很寬，達(dá)到工廠應(yīng)用的要求，他就變成一些工廠用的廠房。所以如果把他做成比較小型，既有工作又有生活，又可以源源不斷地提供電力，他就可以成為高速公路兩旁的充電站，還可以提供燃油，就是把充電站和加油站做在一塊。
光伏建筑一體化對于房地產(chǎn)發(fā)展的近期影響：
1.通過推廣初級的光伏建筑一體化設(shè)計，能夠有力地促進(jìn)光伏建筑的推廣。剛才已經(jīng)講到了根據(jù)八個單位共同研究的結(jié)果，得到的一致結(jié)論就是光伏系統(tǒng)的造價可以消化在一體化設(shè)計中，這樣一來用戶就會感覺到很滿意，本來我買一套房子要花這么多錢，現(xiàn)在我買一體化設(shè)計的房屋建筑，錢還是那么多，但是多了一套發(fā)電系統(tǒng)。所以這樣的一個做法是非常地有利于在現(xiàn)階段加強促進(jìn)光伏建筑的發(fā)展。
2.光伏建筑的迅速增加，由于剛才那種一體化的推廣結(jié)果光伏建筑會迅速增加，由此帶來光伏發(fā)電量的增加可望在近期內(nèi)引入量化的發(fā)電指標(biāo)，特別是零能耗的建筑指標(biāo)，建立科學(xué)化的建筑物、評價體系，使群眾具體感受到光伏建筑的實惠所在，帶動起群眾性的光伏建筑的熱潮。
3.這種群中心的光伏建筑的熱潮，將推動一梯化光伏建筑的市場迅速發(fā)展擴大，以期在較段的時間內(nèi)達(dá)到臨界的容量，為建立自動化的光伏建筑一體化模塊制造生產(chǎn)線打下市場基礎(chǔ)。剛才我們前面提出了一個很吸引人的發(fā)展前景，從而推動現(xiàn)實房地產(chǎn)行業(yè)科學(xué)化的繁榮。
光伏建筑房地產(chǎn)的發(fā)展道路：
1.初級的一體化的設(shè)計能夠取得明顯的經(jīng)濟效益，應(yīng)盡快予以產(chǎn)業(yè)化，以促進(jìn)一體化光伏建筑的推廣和發(fā)展；
2.充分利用好國家的各種優(yōu)惠政策，加快光伏建筑房地產(chǎn)的發(fā)展，為盡早建立自動化的建筑模塊生產(chǎn)線創(chuàng)造市場基礎(chǔ)條件。
3.一旦一體化光伏建筑的自動化制造生產(chǎn)線開始發(fā)揮作用，建筑成本的大幅度下降，就會推動光伏建筑房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)迅速進(jìn)入高速增長的時期，不僅自己發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)，還將推動我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟全面迅速地發(fā)展。
最后我們來討論一下建筑、房地產(chǎn)兩行業(yè)的融合勢在必行的問題。
1.房地產(chǎn)是資金高度密集的行業(yè)；
2.尋找高回報率項目一直是資金密集行業(yè)的夢想。
3.歷史上的房地產(chǎn)炒作和建筑行業(yè)的種黑夢都是“俱往也”的不再。
4.建筑與房地產(chǎn)兩行業(yè)的融合，通過資源共享、優(yōu)勢互補，形成新的前沿科技領(lǐng)域，達(dá)到雙贏，這已經(jīng)是勢在必行。
5.能否抓住建筑行業(yè)一體化光伏建筑未來的美好前景的機遇，關(guān)鍵在于政府強有力的引導(dǎo)，以及建筑和房地產(chǎn)兩行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層的適時決策和及時決策。
三、國內(nèi)外太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展和問題
�。ㄒ唬﹪H太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展
光伏產(chǎn)業(yè)在最近5年之中發(fā)展非常之快，雖然在1、2年之前還有不少的人說光伏產(chǎn)業(yè)雖然好，但是量太少，解決不了大問題。實際上在2007年世界上制造太陽能電池的總量達(dá)到了4GW，什么叫做4GW？就是中國人日常叫的400萬千瓦，這是一個多大的發(fā)電量呢？它是我國三峽水電站發(fā)電量的1/3，三峽是1200萬千瓦，4個GW是他的1/3。再加上全世界和中國的發(fā)展速度又很快，所以估計在不久的未來，世界的太陽能電池總量和中國的太陽能電池總量都會達(dá)到一個更為驚人的水平。其次，光伏發(fā)電的成本逐年下降，預(yù)計2010年光伏發(fā)電每度電的成本是0.14美元，2015年將達(dá)到0.06美元。
剛才講的這種估計應(yīng)該說是有它一定的道理，但是和歷年來的情況一樣，很有可能這種下降的速度還會比預(yù)期的更快。最近世界上出現(xiàn)了華爾街金融風(fēng)暴，這個下降的趨勢根據(jù)我的看法來說，他不會因為金融風(fēng)暴而改變、而變慢，相反的由于在金融風(fēng)暴的過程中人們對于商品的要求比過去更為苛刻，這個下降的趨勢會進(jìn)一步地加強。
兆瓦電池的耗硅量04年為12噸到06年的10.5噸，07年9.5噸，下降的速度非�？臁９夥l(fā)電系統(tǒng)能量回收周期不斷縮短，這個問題有專家不太了解情況，認(rèn)為光伏電池工作到它的壽命終止，發(fā)的電還不夠，可以推倒重來。這是一個誤解，這反映的情況不是現(xiàn)在的，也不是80年代的，而是更早年代的，很可能是50、60年代的情況。我們這里的數(shù)據(jù)可以看出來（見圖），20世紀(jì)80年代后期回收周期為10年，這個時間當(dāng)然是很長的，相當(dāng)于它的壽命的1/3—1/2，但也不是一個用到壞了也回收不了。90年代周期是3—8年，本世紀(jì)初為2.5—6年，目前是2—5年，預(yù)期近期內(nèi)可以降到1—2年。單晶硅電池正在逐步地被多晶硅電池和薄膜硅電池取代，估計大約是3—5年。
1.從國內(nèi)來看，應(yīng)該說我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢也是非常好的，07年我國太陽能電池的總產(chǎn)量達(dá)到了1088MW，占世界總產(chǎn)量的27.2%，超過了日本和歐洲，位居世界第一。
2.2007年我國產(chǎn)出了太陽能所有的單晶硅、多晶硅的產(chǎn)量是11810噸，其中多晶硅片只有1130噸，多晶硅自產(chǎn)率不足9.6%。多晶硅的原料只嚴(yán)重不足。
3.11810噸硅錠/片中，單晶硅占到8070噸，占到68.3%，多晶硅片有3740噸，不足31.3%。國際上早在多晶硅電池的比例已經(jīng)超過了單晶硅電池，目前單晶硅的保水前利已經(jīng)降至10%以下，所以我國單晶硅電池比例如此高，影響到競爭力，對于企業(yè)來說這件十分危險的事情。
4.我國有10家光伏公司在境外上市，形成了國際化的光伏產(chǎn)業(yè)群體。這里面還沒有包括先上市然后再加入到光伏行業(yè)來的那些公司。
5.近5年來，世界光伏產(chǎn)業(yè)平均年增速35%，而中國為150%。可以說這是信息產(chǎn)業(yè)過去也沒有達(dá)到的，我們到的不是哪一年的增速，而是5年平均的，這是非常難做到的，所以這個增速是非常高的，在中國來講這個增速更高了，是150%，中國07年增長了總量達(dá)到了1個GW，08年按這樣的平均速度他應(yīng)該達(dá)到100%增長應(yīng)該是2GW，然后再加上1GW的一半就是2.5個GW。再看2010年的增長是非常大的，這種增長速度在世界上也一種空前的速度。
1.剛才我們講到太陽能級多晶硅產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展情況仍然不是太樂觀，距離所需求還有很大的差距，但是可以看到太陽能級多晶硅逐步向中國轉(zhuǎn)移，西方國家把他的技術(shù)和資金拿到中國來辦廠，可以看到這種明顯的趨勢。
2.太陽能級多晶硅進(jìn)入了多種多晶硅的工藝技術(shù)競爭時期，這是因為太陽能所需要的多晶硅他的純度要求和成本要求，跟微電子信息級別的多晶硅的要求差別很大。所以說在這種情況之下，應(yīng)該是分別針對最適合自己的市場目標(biāo)，這系一個必然的發(fā)展趨勢。
從不同的制備工藝來看，他們的發(fā)展事態(tài)分別為：1.改良西門子法技術(shù)的轉(zhuǎn)化率低、能耗高，導(dǎo)致難以滿足太陽能級多晶硅的低成本要求，因此他的經(jīng)營風(fēng)險在目前最大。2.硅烷法的的安全性已經(jīng)逐步得到改進(jìn)，有利于進(jìn)一步規(guī)模擴展。3.冶金法，成本低、能耗低，并可以在若干年內(nèi)使其電池光伏轉(zhuǎn)化率達(dá)到較高的水平，逐步發(fā)展成為帶養(yǎng)能級多晶硅的主流制備技術(shù)。4.目前工業(yè)環(huán)境存在環(huán)保、溫室氣體的排放和破壞森林等嚴(yán)重的問題，急需解決他的環(huán)保型、零排放的工藝，以創(chuàng)建環(huán)保型的硅材料的產(chǎn)業(yè)鏈。
在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展和問題，最后我們談一下光伏電池的情況，由于硅材料是地球上資源最豐富的材料，所以他是光伏電池的最理想的材質(zhì)，近期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化的首選。光伏電池按照其p—n結(jié)煙花分成三代，其中：
1.塊體硅電池，屬第一代光伏電池，雖然90年代已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化，但是用硅量大，成本高，特別是單晶硅電池難以辦法價格的要求，變成了逐步喪失競爭力的前景。多晶硅的電池前景比單晶硅的電池前景好得多。
2.第二代的光伏電池晶硅薄膜電池大幅度降低了成本，解決了剛才第一代電池的成本問題地但是光伏轉(zhuǎn)化比較低，同時還存在光伏轉(zhuǎn)化率衰竭的問題，它雖然比第一代降低了成本上了一個臺階，還不是真正的解決問題。
3.第三代光伏電池是納米復(fù)合硅薄膜電池，他是在第二代的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)做成納米復(fù)合硅多層膜達(dá)到的。通稱建成“硅薄膜電池”，有可能通過采用多結(jié)多譜技術(shù)路線實現(xiàn)降低成本和高的光伏轉(zhuǎn)化率相結(jié)合，降低 光衰減，并且有希望在近期5—10年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。
特別突出的是，光伏電池上述進(jìn)程的近期目標(biāo)的實現(xiàn)，可以不受多晶硅高價位的影響。一個原因因為他用硅的量只有第一代的光伏電池的1%，同時作為硅薄膜電池他用的原料是硅而不是多晶硅，這種情況之下可以肯定薄膜電池的成功將不受多晶硅價格高的影響，因此納米硅復(fù)合電池將成為太陽能光伏產(chǎn)業(yè)第二個獨立的突破口。第一個突破口就是新型的多晶硅集成和還原的工具。第三代光伏電池應(yīng)該是第二個突破口，二第三個突破口前面已經(jīng)講到了，那就是光伏產(chǎn)業(yè)一體化他也可以擺脫多晶硅高價位的影響。
四、光伏建筑房地產(chǎn)誕生的時代背景。
當(dāng)前，人類工業(yè)化社會面臨著各種類型的重大挑戰(zhàn)，比如說資源能源的枯竭，環(huán)境污染，生態(tài)破壞，疾病流行等等，同時最近十幾年中經(jīng)濟全球化已發(fā)展到很高的水平，在這個里面跨國大公司是經(jīng)濟全球化最積極的鼓吹者、推動者和受益者，當(dāng)然全球化中帶來的產(chǎn)業(yè)大轉(zhuǎn)移是全球化過程中影響力最為土地的一道亮麗的轉(zhuǎn)移，包括制造基地的轉(zhuǎn)移、軟件外包、委托加工等。而經(jīng)濟全球化產(chǎn)業(yè)大轉(zhuǎn)移，不僅給跨國公司帶來了豐厚的利潤，同時也使發(fā)展中國家加快了崛起的過程。其中包括中國、印度、巴西、墨西哥、俄羅斯、南非、委內(nèi)瑞拉等，都是發(fā)展得比較的國家。
在這個過程當(dāng)中，由于剛才講的這個過程所以這些國家發(fā)展得比較快，而最近一年多的時間，能源危機和金融風(fēng)暴又表現(xiàn)得非常突出，剛才講的三個突破口，特別是光伏建筑一體化對于增強中國的國力、穩(wěn)定中國的發(fā)展都有重要的作用，所以根據(jù)我們剛才講的那些內(nèi)容，我們可以得出以下幾點看法：
1.光伏建筑一體化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化將大幅度降低建筑成本，推動建筑工程的現(xiàn)代化和高技術(shù)化，催生光伏建筑房地產(chǎn)行業(yè)，其結(jié)果是不僅能夠在現(xiàn)有多晶硅高價位條件下，促進(jìn)光伏發(fā)電快速發(fā)展，而且還能夠帶動我國經(jīng)濟整體的發(fā)展。
2.多晶硅還原和提純新工藝、納米符合薄膜硅電池、光伏建筑一體化是當(dāng)前我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)三個相互獨立的突破口，可以在不受多晶硅高價位影響的前提下，分別各自攻破難關(guān)，因此我國光伏產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐可以依靠不同領(lǐng)域、各自獨立的技術(shù)團隊的努力而大大加快。
3.以上兩點，也是既有利于保障國計民生，維持近5年來我國光伏產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的良好勢頭，穩(wěn)定我國國民經(jīng)濟的大局，增強我國地康國際金融風(fēng)暴的實力。
作者： 來源：中國太陽能發(fā)電網(wǎng) 責(zé)任編輯：admin
