什么叫可再生能源与建筑一体化设计
新建改建扩建建筑工程节能设计既建筑节能改造工程应尽能利用太阳能热能等再能源其新建12层建筑应太阳能利用与建筑进行体化设计
规定主要于考虑居住建筑太阳能资源利用主要依靠屋面或墙面安装集热器吸收太阳能辐射热量;屋面安装层数更高层建筑相于全体住户言屋面较难满足设施安装所需位置
同由于管路较效益明显降低;墙面安装收楼栋间规划间距限制部几层集热器难于保证需热量冬季充足午间太阳光辐射所目前太阳能利用与建筑进行体化设计要求规定新建12层建筑
不可再生能源,又称非再生能源、耗竭性能源,与可再生能源对应,是无法经过短时间内再生的能源,而且它们的消耗速度远远超过它们再生的速度。煤炭、石油、天然气等化石燃料与核燃料、矿产等均属于不可再生能源,如该能源一旦耗尽,将不能开采出更多的可用储备供将来使用。
不可再生能源核燃料
核能发电提供约6%和世界的13%-14%的电,核技术需要核燃料作为能源,但核燃料在世界上的浓度相对很低,开采相对困难,目前只有19个国家能够开采到铀矿。 核电厂、医院、农业、工业、食品业与科学研究等都会产生出放射性废料,世界上有许多国家虽然没有核电厂但是也有放射性废料处理厂。
化石燃料
由于使用化石燃料的内燃机技术在17世纪被迅速发展,因此化石燃料被现代社会大量使用。然而化石燃料是不可再生的,目前人类使用的主要能源仍然依赖不可再生能源,而且主要能源快速消耗的同时,需求还不断增加。可是所有耗竭性能源都需要数百万年时间慢慢形成,在人类的时间尺度上,它们都不能被及时再补充,是不可再生的资源。由于不可再生能源在短时间内无法被制造,而人类社会的许多活动都会消耗不可再生能源,导致其价格不断攀升。
可再生能源生物质能
生物质能是指能够当作燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。也包括以生物可降解的废弃物(Biodegradable waste)制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。
地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在80至100公里的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
海洋能
海洋能源(有时也简称为海洋能)是指由波浪、潮汐、洋流、海水盐度的和海洋温度的差异产生能量。海洋能是一种新兴技术,地球上的海洋运动提供庞大的动能力量或运动中的能量。可以利用这种能量发电,以供家庭、运输和工业用电。
太阳能
太阳能一般是指太阳光的辐射能量,自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能,化石燃料可以称为远古的太阳能。自古人类就懂得以阳光晒干物件,也是保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。太阳能使用的方式可分为光热转换(被动式利用)和光电转换两种方式。主动式太阳能技术,包括利用太阳能光伏板和太阳能集热器储存能量。被动式太阳能技术,包括导向建筑物在阳光下,选择材料具有良好的热质量或光分散性能和设计自然空气流通的空间。
水力
在水中的能量亦为人类所驱,因为水比空气的密度高800倍,即使是慢慢流的水都可以产生很大的能量。
风能
空气中随着温度高低,气流会移动,即为“风”, 风力发电机利用风能可以转变成机械能,再将机械能转成电能,现代的风力发电机一开始系由丹麦研究进入商业运行,起始于1970年代后期的石油危机,丹麦意识到自己国家缺乏自产能源,高度仰仗进口能源将危害国家中长期发展,所以在此危机意识下,大力推动风力发电。
现代的风机在1980年后至今有突飞猛进的进步,不论在技术的进步以及成本的下降,都足以和传统电能分庭抗礼。现代风机的单机容量在1.5-3MW之间。由于风的能量与其速度为2的立方比(8倍),所以风速增加一些些,其能产生的能量就大得许多。一般而言,风机的发电量每年在1500-3000满发小时之间。
英文名称:renewable energy resourcesrenewable energy
定义1:具有自我恢复原有特性,并可持续利用的一次能源。包括太阳能、水能、生物质能、氢能、风能、波浪能以及海洋表面与深层之间的热循环等。地热能也可算作可再生能源。
所属学科:电力(一级学科);电力规划、设计与施工(二级学科)
定义2:在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充或重复利用的能源。例如太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能等。
所属学科:资源科技(一级学科);能源资源学(二级学科)
非再生能源
英文名称:non-renewable energy
定义:经过亿万年形成的、短期内(以人类历史尺度衡量)无法恢复、不能重复再生的自然能源。例如煤、石油、天然气、化学能
所属学科:资源科技(一级学科);能源资源学(二级学科)
建筑专业:总平指标调整,容积率、建筑密度、绿化率、停车位等调整;建筑物布局调整,建筑朝向、间距调整;总平竖向调整;总平车行、人行系统调整;建筑平面布局、功能性大规模调整;建筑物高度、层高、竖向设计修改;建筑体型、造型修改;建筑平面防火分区,疏散口调整;节能设计、可再生能源设计变更等等,这些变更基本都会涉及其他专业,属于重大变更;
结构专业:结构体系变更;抗震设计要求变更;建筑变更引起的变更(涉及超限审查的项目及其他平面、立面大规模调整引起的结构计算重新调整);楼面荷载大规模调整;人防设计条件变更;基础形式变更等等;
水、电、暖等设备专业:专业系统调整(如水专业的:供水系统方式调整,消防系统调整;电气专业的:用电负荷大规模调整;暖通专业:空调形式,排排烟形式,送风形式调整等);市政设计规范和市政基础资料变更(如:市政供水、供电方式、容量调整,市政污水、雨水排放形式调整)。
以上列举了部分重大设计变更的种类,具体到工作中,看各个施工图设计单位的内部管理制度的规定和具体项目的复杂程度、实际情况来确定了。
沼气是一些有机物质(如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物)在一定的温度、湿度、酸度条件下,隔绝空气(如用沼气池),经微生物作用(发酵)而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物,其中含甲烷60~70%,此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢,所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化,有许多微生物参与。反应大致分两个阶段:(1)微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质,如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。(2)由甲烷菌种的作用,使一些简单的物质变成甲烷。
要正常地产生沼气,必须为微生物创造良好的条件,使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先,沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气,是多种厌氧菌活动的结果,因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气,不透气、不渗水。其次,沼气池里要维持20~40℃,因为通常在这种温度下产气率最高。第三,沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖,必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中,人畜粪便能提供氮元素,农作物的秸杆等纤维素能提供碳元素。第四,发酵原料要含适量水,一般要求沼气池的发酵原料中含水80%左右,过多或过少都对产气不利。第五,沼气池的pH值一般控制在7~8.5。
沼气是一种混合气体,主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占60%一70%,二氧化碳占30%一40%,还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。由于含有可燃气体甲烷,故沼气可做燃料。沼气是细菌在厌氧条件下分解有机物的一种产物。城市有机垃圾、污水处理厂的污泥、农村的人畜粪便、作物秸杆等,皆可做产生沼气的原料。细菌分解有机物的过程,大体分为两个阶段:第一阶段,将复杂的高分子有机物质转化为低分子的有机物,例如乙酸、丙酸、丁酸等;第二阶段,将第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳。
在上述过程中,起发酵分解作用的是多种细菌共同作用的结果。为了使沼气发酵持续进行,必须提供和保持沼气发酵中各种微生物所需的生活条件。产生甲烷的细菌是厌氧的,少量的氧也会严重影响其生长繁殖。这就需要一个能隔绝氧的密闭消化池。温度在厌氧消化过程中是一个重要因素,甲烷菌能在0一80℃的温度范围内生存,有分别适应低温(20℃)、中温(30℃)、高温(50℃)的各类细菌,最适宜的繁殖温度分别为15℃、35℃、53℃左右。甲烷菌生长繁殖最适宜的pH值约为7.0一7.5,超出此范围,厌氧消化的效率就会降低。在厌氧消化过程中担负废弃物发酵作用的细菌,还需要氮、磷和其他营养物质。投入沼气池的原料比例,大体上要按照碳氮比等于20:1一25:1。此外,还应控制影响沼气发酵的有害物质浓度。
沼气能的诱人前景
在千姿百态的生物世界中,存在一种我们肉眼看不见、摸不着的微生物,能为人类提供能源。提起微生物,往往会使人们想起它会使食物腐烂变质,也会使人感染上各种疾病。因此,对它们又害怕、又憎恶。但是,在微生物的家族中,因为种类不同,它们的作用也不尽相同,有的会给人类带来灾难,有的会给人类带来幸福。微生物中,能为人类提供能量的甲烷细菌和酵母菌,它们可以生产出沼气和酒精,为人类作出贡献。
说到沼气,顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是自然界天然发生的沼气。沼气,是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并必适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分是甲烷,约占所产生的各种气体的60%一80%。甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000焦耳,每立方米沼气的发热量约为20800-23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。
关于沼气发生的基本原理,目前尚在探索之中。沼气的形成过程大致可分为两个阶段,首先将各种复杂的有机物转化为低级脂肪酸,例如丁酸、丙酸、乙酸;然后把上述各类产物继续转化为甲烷和二氧化碳等。
目前,世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油,发动机器的效果也很好。将它作为农村的能源,具有许多优点。例如,修建一个平均每人l-1.5平方米的发酵池,就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题;人、畜的粪便以及各种作物秸杆、杂草等,通过发酵后,既产生了沼气,还可作为肥料,而且由于腐熟程度高使肥效更高,粪便等沼气原料经过发酵后,绝大部分寄生虫卵被杀死,可以改善农村卫生条件,减少疾病的传染。现在,沼气的应用正在各国广大农村推广,沼气能源的开发利用的普及等方面,已经取得了较好的成绩。
世界上一些发达国家,也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验。英国建立了甲烷的自动化工厂。在厌氧消化器中有三个基本过程:
第一阶段的水解把不溶解的有机化合物和聚合物,通过酶法转化为可溶解的有机物。
第二阶段再将上一步转化成的产物如碳水化合物、蛋白质、脂肪类、醇等发酵为有机酸。
第三阶段由有机酸发酵产生甲烷。
据估计,在英国,利用人和动物的各种有机废物,通过微生物厌氧消化所产生的甲烷,可以替代整个英国25%的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机,可供村庄、农场或家庭使用。
美国一牧场兴建了一座工厂,主体是一个宽30米、长213米的密封池组成的中烷发酵结构,它的任务是把牧场厩肥和其他有机废物,由微生物转变成甲烷、二氧化碳和干燥肥料。这座工厂每天可处理1650吨厩肥,每日可为牧场提供11.3万立方米的甲烷,足够1万户家庭使用。目前美国已拥有24处利用微生物发酵的能量转化工程。从世界范围看,利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用,正处于方兴未艾的阶段。
近年来,我国沼气事业获得了迅速的发展,沼气池总数已达到1000多万个。在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村,有些地方除用沼气煮饭、点灯外,还办起了小型沼气发电站,利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等,闯出了用“土”办法解决农村电力问题的新路子。
专家们认为,21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一,是因为它具有不可比拟的特点,特别是在我国的广大农村,这些特点就更为显著了。
首先,沼气能源在我国农村分布广泛,潜力很大,凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料,所以沼气是一种取之不尽,用之不竭的再生能源。其次,可以就地取材,节省开支。沼气电站建在农村,发酵原料一般不必外求。兴办一个小型沼气动力站和发电站,设备和技术都比较简单,管理和维修也很方便,大多数农村都能办到。据调查对比,小型沼气电站每千瓦投资只要400元左右,仅为小型水力电站的1/2-1/3,比风力、潮汐和太阳能发电低得多。小型沼气电站的建设周期短,只要几个月时问就能投产使用,基本上不受自然条件变化的影响。采用沼气与柴油混合燃烧,还可以节省17%的柴油。
我国地广人多,生物能资源丰富。研究表明,在21世纪无论在农村还是城镇,都可以根据本地的实际情况,就地利用粪便、桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。参考资料:http://blog.sina.com.cn/jinqi1986
可再生能源是重要的能源资源,开发利用可再生能源具有以下重要意义:
1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低, 能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境, 实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石 能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二 氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保, 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,全 国还有约 1150 万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,一方面可以利用当地资 源,因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题,另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成 为农村特色产业,有效延长农业产业链,提高农业效益,增加农民收 入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。
4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时, 可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对 调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会 的可持续发展意义重大。
当前,国际石油价格一再飙升,能源消费大国苦不堪言,因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。
到如今为止,可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾,其原因之一,是能源危机日益临近,照2003年的煤炭开采速度,中国的煤炭还可以开采80多年,而中国,是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油,在不足四十年之内,也将枯竭。我们设想,如果这一天到来,我们人类会怎么办呢?
所以,无论那个国家,都在瞄准这一方向努力,希望获得技术突破,从而在真正的危机来临之前,摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好,“二十一世纪的能源科技,将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”
可再生能源的意义远不止此,它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物,它能极大的摆脱资源的限制,从而减少资源争夺的争斗,给世界带来和平。天凤海雨,取之不尽,用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义,无论怎样形容,都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。
再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早,但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大,而国外正在开发的已经达到了7500千瓦,投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组,其主机都是从国外进口的,目前发电的成本还高于火电,要靠国家的财政补贴才能度日,就算这样,完全收回成本,也需要十年时间。也就是说,十年之中,我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。
除了风力发电,生物质能发电也方兴未艾,主要是直接燃烧生物质,例如秸秆发电,目前国电集团有很多小热电机组投产,效益不错。它的发电方式和常规火电差不多,使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电,利用细菌发酵产生沼气,燃烧后推动燃气轮机,发电效率较高。但是造价不菲,光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了,最好用半发酵的原料,比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂,但是技术也主要是引进的,光菌种的使用专利,就是不小的费用。太能能发电,在我国近年也有较快的发展,单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内,把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说,尽管太阳能电池板价格下降比较快,它发电的成本竟然是火电的五倍多,投入商业运营还有漫长的路要走。
上面说的几种发电方式,其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组,不能满足电力的大量使用,并且稳定性差。比如风力发电,尽管我国的风力资源很丰富,但是由于风力发电的不稳定性,它的电量经过潮流计算,大约只能占到总发电量的百分之十,如果机组过多,就会影响整个电网的稳定运行,因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组,发电量又比较小,难以满足需求。
另外,还有潮汐发电,世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦,已经十分可观了。以中国的海岸条件来说,能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝,施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说,坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告,认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量,是远远不能满足需求的。
我国的能源政策,以前写入教科书的是:“大力开发水电,适当发展核电,控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是:火电发电量占百分之八十,水电占百分之二十。其余是核电,还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解,但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错,能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。
核电的问题大家尽管不太了解,我个人了解的也不是很深入,但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。
既然那么多发电方式都有问题,难道能源问题就没有出路了吗?答案是否定的,车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬,一方面随着科学的进步,可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候,投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要,除核电外,别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说,不发展核电,我们是不是另有出路,这是个问题。
目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构,民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前,一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究,这个国家地域狭小,资源贫乏,但是四面环海,海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。
全世界波浪利用的机械设计数以千计,获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854-1973年的119年间,英国登记了波浪能发明专利340项,美国为61项。在法国,则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
60年代,日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产,产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外,还出口,成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒,靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气,推动涡轮机发电。
日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩,实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案,继续研究改进。
但是我国政府的重视程度明显是不够的,在三十年的时间里,投入的研究经费才一千万多,够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里,就投入了数十亿英镑。
波浪能发电的好处显而易见,就是规律性强,能量周期性变化短,如果有大规模的蓄能装置,(比如水库)是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破,取代火电的地位是完全有可能的。
如果要想使波浪能发电取代火电的话,蓄能环节必不可少,最便宜的蓄能方式就是水库,所以,我个人认为,岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说,利用海水的波浪能提水,送到岸边建立的蓄水库里。理由无他,主要是蓄水库蓄能最经济,并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大,有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便,没有工程难度,并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。
政策方面,一个是住建部2021年9月8号颁布的建筑节能通用规范,是国家强制标准,2022年4月份全文强制执行,新建、扩建和改建建筑都需要节能设计,而且可研报告和设计方案需要包括碳排放分析报告,施工文件需要有相关技术要求。这是包含了所有的建筑都需要节能设计,未来没有可再生能源的设计,那么在报批、审图环节都会受到限制。可再生能源的建筑应用包含四种技术,其中有太阳能热利用和太阳能光伏发电,还有空气源热泵和地源热泵。如果这四项技术一个都没用,基本上房子没办法盖了。还有一个主要文件是2022年3月1号住建部发布是十四五绿色建筑节能规划,对全国节能建筑做了一个目标规划,2025年完成既有建筑节能改造3.5亿平米以上等,全国新増太阳能光伏装机量0.5亿千万以上,等于5亿平米,相当于每年1亿平米。
BIPV目前市场有两大阵营,第一是晶硅产品,金属屋面一体化结合的方式,是隆基和天合在推进,是光伏企业和金属屋面企业合作。第二是薄膜产品,是龙岩等企业,是和幕墙企业合作,做建材发电玻璃一体化BIPV
Q:晶硅产品主要就是隆基森特,天合和中信博,他们直接有什么差别?
他们是把光伏板直接粘贴到基础屋面板上,目前看市场份额不会很大,因为和传统的分布式电站去竞争市场,金属屋面大规模安装时候还需要第三方投资,第三方对收益的要求和分布式做法会有比较。所以主流应该还是分布式电站的安装方式。而且他们的安装方式还需要进一步优化,降成本,才能和传统分布式电站竞争市场。隆基森特能够实施的BIPV一体化项目订单也不是很多,目前可能只拿到不到200兆瓦的订单规模,是比较小的。天合的天能瓦也没听说拿到很大订单。
Q:薄膜产品
做成发电玻璃的BIPV形式,是和幕墙玻璃结合到一起,碲化镉是龙岩、中建材,广东瑞和。中科太阳的技术前景是最好的,可以做到和建筑玻璃同步毫米。但他们在市场总量的份额还是比较低的观在发电玻璃占BIPV安装的份额不到5%,但未来会有很大发展。真正做晶硅金属屋面的可能发展会逐步降低。
Q:去年BIPV装机容量就几百兆瓦,今年怎么看?
今年BIPV市场会増加,但幅度不会很大,政策出来会有滞后性。BIPV项目周期需要1-2年,比普通屋顶加装光伏要长。4.1之前报建的项目很多都没有BIPV,但4.1以后的项目都是明年或者后年开工的,所以明年可能是市场快速増长。从我们得到是设计项目看,今年的设计任务量每个月都是翻倍増长。
Q:住建部要求2025年装机容量50GW,这里面是否包含BAPV ?
从国家强制规范看,未来所有安装形式都是BIPV 了。以前建筑和光伏没有要求同步设计同步施工,但未来所有都是同步规划同步设计施工,所有都是BIPV 了。包括隆基和天合的方式,从安装形式是分布式安装的,只不过把夹具改成了粘贴。但如果和建筑同步施工就必须符合建筑的要求,就是BIPV 了。所有未来不存在BAPV的情况。
Q:BIPV产品需要在哪些方面改进,才有可能降低改造成本,提升收益率?存量业主还是看改造后的收益率。
未来BIPV做建筑节能改造或者新建建筑加装,必须满足IRR收益要求,所以未来做金属屋面的厂家都有降本压力。隆基和天合的,定制的彩钢板版型和市面上的不一样,施工和材料成本会提高,而且组件也是非标准组件,定制化的组件也比传统的常规组件成本高。还有也面临薄膜企业的价格竞争。现在薄膜企业规模太小,生产量太低,还没有竞争建材市场,但实际上成本要低很多,现在碲化镉每瓦比晶硅要便宜2-3毛。未来BIPV新増50GW里面,肯定90%还是晶硅企业市场,但薄膜企业会发展越来越快。
Q:目前BIPV两个方向,第一是工商业屋顶,去年几百兆瓦里面主要就是厂房屋顶,第二是公共建筑屋顶(政府办公楼,医药,学校等),新建和存量改造。现在很明显是公共建筑的渗透率没起来,原因是什么?
过去做BIPV,大家都在找大面积的屋顶,这样单体项目金额高,金融机构比较容易接受。公共建筑屋顶面积偏小,单体比较零散,所以对于业主做光伏发电的收益也不明显,所以可能是地标性的建筑会小范围做一些。今年有强制规范以后,所有建筑都是需要建BIPV,这部分大家考虑的是建筑的美学效果,要求加上去到产品不能是黑色的晶硅板那样,所以很多要求是透光好的,彩色的,甚至带图案的,所以大家首选的都是薄膜的技术路线。所以商业建筑和住宅等都会用薄膜,少部分会有晶硅产品。所以薄膜发电玻璃产品市场会快速发展。
Q:公共建筑未来渗透率的提升是要看薄膜产品的成熟度?
现在产品都是成热的,只是现在体量偏小,主流几家都是供不应求,杭州龙岩为代表的,去年下半年到现在都是24h连续生产了,主要是商业写字楼、公共建筑、商业中心等应用。他们的项目是光伏幕墙,也有一部分屋顶,比如玻璃采光顶,或者高铁站的屋顶,比如嘉兴的高铁站都是铺的薄膜玻璃屋顶。晶硅也可以用在幕墙玻璃,也可以用在立面的BIPV,只不过透光的时候是类似九宫格的透光方式,很多建筑也可以接受。江河幕墙也刚刚中标了一个企业办公楼,是用薄膜的。
Q:工商业用户改用BIPV,是因为他们可以自用,但公共建筑发的电是什么形式消纳?
公共建筑很多自己耗电也很大,一般的公共建筑也是自己全消纳的,比如博物馆,展览馆,机场,高铁站。不耗电的是 体育 场类的,但他们加装的光伏量也少,日常维护用电也比较消化掉了。
Q:目前BIPV还是自我消纳为主,未来是不是还是要考虑储能和上网的需求
上网和储能的需求不大,因为每个建筑规划的时候都是会考虑光伏发电全消纳。包括我们现在给万科做的居住建筑,都是按物业用电规划的,电梯和照明用电,不会超装的。
Q:晶硅产品中,主流是隆基,天合,中信博,单位要4-5元,成本下降空间多大?
隆基产品产量太小了,还没有大规模实施项目,所以摊销折旧都下不来。但新规后上量,成本肯定会下降的。但系统还是要做研发,不然投资收益还是比不过传统分布式安装方式。未来分布式安装也会是市场主流方案,它的系统设计会按建筑电器的设计方案去做,要达到建筑验收方式,系统成本会提高一点,但安装方式不会有大的变化,依然会比逻辑的方式成本低。所以这50GW里面可能绝大部分还是会选择传统分布式的方式。
Q:为什么隆基需要找森特合作?
过去隆基曾经有一个事业部做隆基新能源,做BIPV产品开发和市场推广,但运行了五年下来结论是光伏企业开发建筑屋面系统跨度太大了在建筑行业渠道深耕也不麻烦所以调整了战略选择和金属屋面公司森特合作,想利用森特的渠道资源和项目资源,还有金属屋面成熟的研发能力。天合和隆基不一样,他是和建筑企业合作,一起开发产品,而且和森特以外的金属屋面比如东南网架等合作。
Q:薄膜幕墙的IRR
有的人说7-8%,是把幕墙玻璃和金属结构都放进去,核算基准不对。实际上如果玻璃幕墙不做发电,那么铝型材让然是要有的。増量只是发电芯片和电缆、逆变器等,相当于没有支架系统、铝边框和保护玻璃的系统。如果只按増量来算,而且都是7-8毛钱的商业电价,比较高,IRR是要到15% 的。
Q:光伏幕墙系统的成本
薄膜组件一般转换效率是14%,是量产效率。同等装机量情况下,薄膜组件占地面积更大,但很多屋面都是装不满的,是按用电量规划的。所以只要单瓦造价不高都是有竞争力的。发电玻璃里,薄膜产品増量是每平米要贵500元,核算到瓦上,单瓦在3-4元。
Q:薄膜组件是否需要铝边框?
不需要,薄膜组件都是无边框组件。金属屋面的分布式是用夹胶玻璃,没有边框,也带来了发电量的増加。
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