【門窗幕墻網】綠色低碳發展是我國“十四五”期間以及未來發展的重要目標。根據中國建筑節能協會的數據,2018年我國建筑行業從建材生產、建筑施工到建筑運行全生命周期的碳排放量達到49.3億噸,在全國碳排放總量中的占比超過51%,其中建材生產、建筑施工及建筑運行各階段的碳排放占全國碳排放的比重分別為28%、1%和22%,“雙碳”目標下建筑領域是我國碳減排行動的主戰場。
2021年10月以來,國家陸續出臺相關政策,對建筑領域的碳達峰、碳中和行動提出要求。2021年10月26日,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》,要求提高建筑終端電氣化水平,建設集光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑;到2025年,城鎮建筑可再生能源替代率達到8%,新建公共機構建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。2021年11月25日,國管局、國家發展改革委、財政部、生態環境部聯合發布《深入開展公共機構綠色低碳引領行動促進碳達峰實施方案》,再次明確要求:充分利用建筑屋頂、立面、車棚頂面等適宜場地空間,安裝光電轉換效率高的光伏發電設施;推廣光伏發電與建筑一體化應用;到2025年公共機構新建建筑可安裝光伏屋頂面積力爭實現光伏覆蓋率達到50%。2022年3月11日,住房城鄉建設部印發《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》,明確到2025年,完成既有建筑節能改造面積3.5億平方米以上,建設超低能耗、近零能耗建筑0.5億平方米以上,裝配式建筑占當年城鎮新建建筑的比例達到30%,全國新增建筑太陽能光伏裝機容量0.5億千瓦以上。
在此背景下,通過將光伏發電與建筑相結合,降低建筑運行階段碳排放,是打造綠色建筑、實現建筑減碳的重要路徑之一。
針對光電建筑,國內已有的標準情況如下表所示。根據標準的適用范圍,大致可分為光電建筑材料和設備標準、構件標準以及工程標準這三類。標準1~6分別對建筑光伏系統中涉及的EVA膠膜、PVB膠膜、光伏玻璃、封邊保護劑及并網逆變裝置等材料和設備給出了相關要求和試驗方法等的規定;標準7明確了建筑用柔性薄膜光伏組件應滿足的各項要求及試驗方法,標準8~9則具體規范了光伏電池及夾層玻璃的性能測試方法;對于由光伏組件、支架、逆變器和其他裝置集成的光電建筑構件,標準10~12對包括發電性能、機械性能、防火、防雷及特殊性能(色彩均勻性、遮陽性能等)在內的多方面性能給出了基本的要求;標準13~20規范了建筑光伏系統包括設計、施工及驗收的工程環節,施工內容涵蓋電氣系統安裝、防雷及消防工程的施工、系統調試及運行檢查等流程。整體來看,現階段標準的制定主要由建筑領域主導,且較多依靠行業內的討論或地方部門的規劃,尚未形成全國性的光電建筑標準體系。此外,由于近年來先進光伏發電技術的快速發展,部分關于光電建筑材料和設備的標準制定較早,其內容存在難以覆蓋當前光伏技術的問題,應適時修訂與時俱進。
光伏建筑一體化(BIPV)是光電建筑的主要技術路線之一,具有安全性高、更美觀、經濟性高、應用廣泛等諸多優勢,前景十分廣闊。作為建筑與光伏深度融合的產物,BIPV要發揮發電與建材的雙重功能,就對其提出了更高的要求。針對BIPV,在政策的推動下,雖然國家標準體系已開始逐步建設,例如表中2018年發布的《光伏建筑一體化系統防雷技術規范》以及2019年發布的《建筑光伏幕墻采光頂檢測方法》和《光伏與建筑一體化發電系統驗收規范》,但是由于其涉及光伏與建筑兩個領域的交叉且目前應用也較為有限,相關行業和部門對其認識和了解有待加深,對BIPV產品及工程的規范尚需完善,國家標準體系的建設任重道遠。
在“雙碳”背景下,國家出臺多項政策推動綠色建筑和整縣分布式光伏的發展,光電建筑面臨重要的發展契機,而且隨著光伏發電成本的持續下降,光電建筑的經濟性將逐步改善,相信再加上建筑與光伏相關企業積極深入的合作以及標準體系的加快建設,光電建筑將迎來高質量發展期。
(作者單位:國家電投集團科學技術研究院)
本文原載于《中國建材報》5月9日9版