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50%覆蓋率!光伏建筑一體化(BIPV)將迎萬億成長,下一風口誰是王者?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-01-02 11:13:13
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50%覆蓋率!光伏建筑一體化(BIPV)將迎萬億成長,下一風口誰是王者?2020年9月,我國正式提出了雙碳戰(zhàn)略,要在2030年前實現(xiàn)碳達峰并在2060年前實現(xiàn)碳中和兩項艱巨的戰(zhàn)略目

2020年9月,我國正式提出了雙碳戰(zhàn)略,要在2030年前實現(xiàn)碳達峰并在2060年前實現(xiàn)碳中和兩項艱巨的戰(zhàn)略目標。而光伏發(fā)電作為綠電替代火電大量減少碳排放的重要一環(huán),自此承擔起了歷史使命。

光伏發(fā)電按裝機容量可分為集中式光伏分布式光伏,其中分布式光伏的裝機容量一般不超過50MW。集中式光伏一般建造在我國光照條件優(yōu)越的西北部地區(qū),比如新疆和內蒙古,而分布式光伏則填補了前者空白。

建設光伏發(fā)電項目需要著重考慮兩項關鍵因素。其一是電網(wǎng)消納問題,集中式光伏自身用電占比極少,絕大部分發(fā)電需要接入電網(wǎng),對電網(wǎng)接納能力要求較高,易產(chǎn)生棄光損失。比如2022年,我國西部地區(qū)平均棄光率就高達到20%,而分布式光伏發(fā)電后首先解決用戶的自身需求,電網(wǎng)僅需接納差額電量,因此后者占優(yōu)勢;其二是土地利用問題,分布式光伏可以分散布局,因地制宜最大限度利用土地,甚至在農(nóng)村屋頂上都可以安排,不像集中式光伏對選址有較高要求。

因此,分布式光伏被認為是最適合我國的最優(yōu)光伏發(fā)電應用模式,深受國家和地方政策鼓勵,在裝機容量方面急起直追集中式光伏。截止2022年,分布式光伏的裝機容量在存量上已接近集中式光伏,新增裝機容量占比更高達2/3。

但早前的分布式光伏大多為傳統(tǒng)的BAPV(附著在建筑物上的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)),比如常見的在屋面上安裝光伏發(fā)電設備。隨著更美觀更安全更廉價的BIPV(光伏建筑一體化)技術成功問世,取代前者并全面推廣的時機已經(jīng)成熟。

2022年6月,國家住建部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)出通知《城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案》,明確提出到2025年,新建公共機關建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。這份通知意味著未來新建的公共建筑和廠房,一半應采用光伏覆蓋,且其中大部分將采用最新的BIPV建造。據(jù)興業(yè)證券測試,BIPV裝機總潛力約在1500~2000GW,對應市場規(guī)模將達到7.5~10萬億元。消息一出,直接點燃了市場和投資者對BIPV的熱情。

寸土寸金的魔都上海,也于2023年11月24日出臺了促進新建居住建筑光伏的政策,明確提出“2023-2025年,新建居住光伏規(guī)模超過10萬千瓦。2026-2035年,新建居住光伏規(guī)模超過50萬千瓦?!?。受此利好消息刺激,金剛光伏、海達股份和中裝建設等BIPV概念股的股價也集體上漲。

受政策鼓勵和市場熱捧雙重利好的光伏建筑一體化(BIPV),具備哪些突出優(yōu)勢,目前有哪些成功案例,未來發(fā)展前景如何?偵碳家將帶您一探究竟。

一、美觀安全便捷經(jīng)濟,BIPV四維數(shù)據(jù)完美碾壓BAPV,展現(xiàn)完美統(tǒng)治力

BIPV的全稱是Building Integrated Photovoltaic,是一種將光伏發(fā)電產(chǎn)品集成到建筑上的技術。BIPV最早由日本MSK公司于1967年提出,迄今50多年間經(jīng)歷了三個主要發(fā)展階段

80年代的BIPV處于第一階段,主要產(chǎn)品是在建筑外部安裝的玻璃幕墻式光伏電池面板,雖然易于安裝維護,但外部視覺效果較差,應用場景受局限。

BIPV在千禧年后發(fā)展到第二階段,開始將光伏電池面板集成到建筑外觀中,比如集成到屋頂瓦片和玻璃中去,建筑美觀度雖明顯改善,但成本較高仍是主要缺點。

2010年后,第三代BIPV產(chǎn)品不斷完善,不但實現(xiàn)了更高的能量轉換效率,集成的建筑部位也大幅擴展,包括了建筑的外墻、窗戶、屋頂和陽臺,確保了建筑的美觀度。不僅如此,第三代BIPV通過一系列成功降本,目前已低于傳統(tǒng)的BAPV分布式光伏。

目前BIPV可以細分為兩類一類將光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結構外表面來產(chǎn)生電力,建筑物作為光伏方陣載體,起支承作用;另一類則是將光伏發(fā)電方陣與建筑材料集成為一體,彼此不可分割。無論哪一類BIPV都同時具備美觀和功能性,且與傳統(tǒng)的分布式光伏BAPV明顯不同,后者僅是在建筑上表面放置或附著光伏發(fā)電面板。

BIPV相比目前主流的BAPV具有以下主要顯著優(yōu)勢,未來取代后者是大勢所趨

(1)建筑更美觀

BAPV需要在建筑屋頂或表墻上架設光伏裝置,整體性差,外觀顯得凌亂,影響審美;而BIPV將光伏設備與建筑融為一體,在顏色、透明度和形狀上都可以通過定制滿足建筑設計的需要,觀賞性較好。

(2)使用更安全

BAPV在戶外需要鋼結構產(chǎn)品固定,連接處應力較大且受力狀況復雜,疊加更易受風雨日曬等外界氣候的侵蝕,安全性面臨更大考驗;而BIPV將光伏設備融入建筑本身,受力清晰簡單,安全性更高。

(3)施工更便捷

BAPV必須將光伏設備與建筑分開施工,工期整體更長。且后期維護中拆卸光伏設備不僅工作量較大,難度也更大;而BIPV將光伏設備和建筑在施工中一并完成,工期更短,且后期維護中僅需拆卸個別有問題的光伏建筑模塊,工作量小且易于完成。

(4)成本更經(jīng)濟

BAPV的光伏設備在戶外易受外界氣候的侵蝕,預計使用壽命僅約20年,且在維護時還可能會對建筑產(chǎn)生踩踏和損毀,從而影響建筑使用壽命;而BIPV的造價就比BAPV低150-200元/平方米,且受外界氣候侵蝕少,使用壽命可達50年。維護時僅需拆卸個別有問題的光伏建筑模塊,一般不會對建筑造成損害。

正因為BIPV具有多方面顯著優(yōu)勢,國家和地方均提倡對光伏建筑一體化(BIPV)“宜建盡建”,對BIPV發(fā)電滿足自身需求后的剩余電量接入電網(wǎng)消納,也提倡“應接盡接”。當前分時電價機制下,用電時段劃分為尖峰、高峰、平段、低谷和深谷,很多地方的峰谷時段價差超過0.7元/kWh,BIPV產(chǎn)權人如果在高峰時送電上網(wǎng),低谷時充電,不但自身免費使用“綠電24小時”,并賺取峰谷電價差,剩余電量還能賣給電網(wǎng),整體上的經(jīng)濟收益非常豐厚。

不僅如此,隨著BIPV相關標準不斷成熟,浙江和廣東等13省還明確了光伏建筑補貼政策,比如杭州按0.2元/瓦,深圳更高按0.36元/瓦給予補貼。多重利好之下,BIPV產(chǎn)權人靠曬曬太陽就躺贏的時代,是否真要來臨了?

二、BIPV項目25年曬太陽可躺贏4倍回報,用電大戶收益率最高

天下攘攘,皆為利往。BIPV產(chǎn)權人涉及到的運營周期較長,是否BIPV真比BAPV盈利狀況更好?由于涉及到BIPV產(chǎn)權人切身利益,為了更準確地估算BIPV項目的盈利情況,偵碳家將根據(jù)以下假設對其作投資收益分析。

(1)項目標的為2000平方米的光伏屋頂,使用彩鋼瓦屋頂,成本按300元/平方米計算

(2)考慮到空隙因素,BIPV的有效發(fā)電面積占比為95%,BAPV則為85%,建成首年BIPV發(fā)電40萬kWh,BAPV發(fā)電35.8萬kWh

(3)項目運營期按25年計算

(4)光伏組件的發(fā)電效率每年下降1%

(5)電價按工業(yè)用電均價0.80元/千瓦時計算

(6)建成后維護費按BAPV0.06元/瓦年,BIPV0.04元/瓦年,BAPV項目須在運營15年后更換一次彩鋼瓦屋頂

(7)資金成本和折現(xiàn)率按6%計算

(8)假設發(fā)出的電全部用于自身需求,

(1)BIPV項目

25年間的收入,主要來自減少用電而節(jié)約的電費,25年合計710.97萬元,折現(xiàn)后的凈現(xiàn)值為385.36萬元;

25年間的成本,主要是建造成本、維護費用和資金成本,折現(xiàn)后合計128.44萬元;

該項目的盈利為上述兩者之差,折現(xiàn)后的凈現(xiàn)值為256.92萬元。

(2)BAPV項目

25年間的收入,主要來自減少用電而節(jié)約的電費,25年合計636.32萬元,折現(xiàn)后的凈現(xiàn)值為344.90萬元。

25年間的成本,主要是建造成本、維護費用、資金成本和更新成本,折現(xiàn)后合計161.43萬元。

該項目的盈利為上述兩者之差,折現(xiàn)后的凈現(xiàn)值為183.47萬元。

由此可見,BIPV項目和BAPV項目盈利的凈現(xiàn)值約為初始投資額的3-4倍,投資后確實可以靠曬太陽躺贏;BIPV項目比BAPV項目盈利還要多出40%,優(yōu)勢非常明顯。

當然,實踐中用戶發(fā)電量可能會超出自身用電需求,比如商用房產(chǎn)權人。由于發(fā)電上網(wǎng)的電價會低于工業(yè)用電均價,盈利水平也會相應調低。

三、BIPV立竿見影的成功案例,從畝產(chǎn)萬斤的對蝦,到阿迪達斯旗艦店

雖然通過理論模型的計算表明,BIPV項目確實很賺錢,但真要第一個吃螃蟹,還是要關注實操風險,所以偵碳家將帶您一起領域BIPV項目的一些著名成功案例。

東營市BIPV零碳漁業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園,是由遠大財金、東營市海洋漁業(yè)部門和正大集團聯(lián)合打造的現(xiàn)代化工業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖基地,是國內第一家集新能源與漁業(yè)養(yǎng)殖一體的光伏+對蝦智能養(yǎng)殖超級工廠??傉嫉孛娣e1200畝,計劃總投資約10億元。項目投產(chǎn)后,不僅擁有全國單體發(fā)電最大光伏發(fā)電板,還可年產(chǎn)優(yōu)質南美白對蝦2000噸,年產(chǎn)值1億元,利潤3000萬元,年稅收約500萬元。

工廠化養(yǎng)殖對蝦過程中,進排水、熱交換、充氧等工序都要消耗大量電能,每1000平方米車間年平均耗電量高達為20萬度。該產(chǎn)業(yè)園通過采用BIPV模式將對蝦養(yǎng)殖和屋頂光伏發(fā)電兩個產(chǎn)業(yè)融合在一起,屋頂光伏發(fā)電直接用于園區(qū)內漁業(yè)生產(chǎn),每年能節(jié)約1700萬度電,大大降低了電能消耗和養(yǎng)殖成本,預計25年內還可以減少二氧化碳排放82萬噸。

此外,通過對工廠化養(yǎng)殖車間進行科學規(guī)劃設計,產(chǎn)業(yè)園還將屋頂?shù)难b機容量由每萬平方米1MW提高到了1.8MW,大幅提升發(fā)電效率的同時,運維成本也降低了20%。

據(jù)了解,傳統(tǒng)海水池塘養(yǎng)殖對蝦每畝年產(chǎn)量僅100-150斤,而在BIPV模式支持下,工廠化對蝦養(yǎng)殖可年產(chǎn)5萬斤,產(chǎn)量提高了幾百倍;普通的對蝦養(yǎng)殖大棚使用壽命為10年,頂層和墻體等材料報廢時會帶來二次污染,而BIPV工廠化養(yǎng)殖車間按照工業(yè)建筑標準建設,使用壽命達30年以上,且建筑材料均可實現(xiàn)循環(huán)利用;此外,BIPV工廠化養(yǎng)殖車間還采用標準化很高的模塊化建設,可實現(xiàn)現(xiàn)場拼裝,建設周期可縮短到1個月以內,一次性直接投入成本降低40%以上。

除了工業(yè)用途,BIPV在商業(yè)上的應用也毫不遜色。位于北京三里屯的阿迪達斯旗艦店也是采用BIPV的成功佳作。該旗艦店使用英利嘉盛琉璃系列產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)幕墻結構,建筑玄青色的外立面在太陽的照射下透露出“彩色的黑”;特殊傾角在建筑外立面形成特殊立體結構,這樣無論從色彩還是造型都帶來建筑美感和視覺沖擊力,而帶角度的斜面還提高了建筑發(fā)電效率。

公開資料顯示,該旗艦店安裝有48kW光伏建材,年發(fā)電量4.33萬度,相當于年減排減排二氧化碳45.09噸,減少17.34噸煤碳燃燒所產(chǎn)生的溫室氣體,減排粉塵0.29噸、二氧化硫0.38噸。

此外,還有BIPV酒店和消防站等諸多成功案例,有些已成功運營了十幾年。BIPV與工商業(yè)的完美結合,不僅實現(xiàn)了低碳綠電,還讓生產(chǎn)效率成百倍增長,更快更安全更環(huán)保地更節(jié)約地為人們提供優(yōu)質產(chǎn)品,豐富美好生活。

四、BIPV萬億新風口誰主沉浮,隆基綠能先發(fā)制人,隆頂4.0成拳頭產(chǎn)品

受諸多利好推動,BIPV新增裝機規(guī)模也在2022年迎來首次高峰。截止2022年底,我國BIPV新增裝機規(guī)模5525MW,累計裝機規(guī)模達到9032MW。按此發(fā)展趨勢,BIPV未來萬億的成長空間不是夢。

近幾年,光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括電池和組件在內,產(chǎn)能都漸有過剩風險。眼見BIPV異軍突起,將迎來萬億成長新風口,試問如此潑天富貴,哪位行業(yè)大佬愿意錯過?2023年9月,光伏組件龍頭隆基綠能,聯(lián)手森特發(fā)布新一代BIPV產(chǎn)品隆頂4.0,也是全球首款搭載BC類電池的BIPV產(chǎn)品。

隆頂4.0配套有限元無滑動抗風揭防滲漏系統(tǒng),采用高效不積灰鋪滿設計、自散熱設計;裝機容量、發(fā)電量大幅度提高,有效降低光伏發(fā)電度電成本。組件材質采用鍍鋁鋅鎂材質,25年防銹蝕;雙層屋脊設計防滲漏;整體機座自帶保溫,配合導水分流板,實現(xiàn)高效分流,杜絕漏水隱患;雙玻2.0mm熱增強玻璃,幕墻夾膠玻璃組合工藝,使得組件抗沖擊載荷高達5400Pa以上。

此外,隆頂4.0的不燃標準達A級,防水性能達行業(yè)最高標準,還可有效抵抗17級臺風,我國沿海區(qū)域也適用。

相較于隆頂3.0產(chǎn)品,隆頂4.0產(chǎn)品取消了柵線,在實現(xiàn)高效率的同時更加符合建筑場景的應用。在同等屋面,隆頂4.0產(chǎn)品綜合發(fā)電量提升超過8%;還由PERC電池升級為HPBC電池,可實現(xiàn)30年發(fā)電效率大于86.9%的高效電能轉換能力,遠超同類產(chǎn)品;轉化效率也再創(chuàng)22.6%的新高。

雖然隆基綠能作為光伏組件龍頭企業(yè),新推出的隆頂4.0BIPV產(chǎn)品幾乎完美到無懈可擊,但偵碳家卻認為這只是開始。BIPV未來萬億成長空間將引來更多明星企業(yè)推出更多明星產(chǎn)品加入競爭,城頭變幻大王旗才是BIPV未來的常態(tài)。

下一場BIPV新風口大戰(zhàn),誰能笑傲江湖?偵碳家將與您共同見證這場競爭盛況。

原文標題:50%覆蓋率!光伏建筑一體化(BIPV)將迎萬億成長,下一風口誰是王者?