聞立時:建筑光伏發電一體化研究進展與應用
聞立時:建筑光伏發電一體化研究進展與應用
這次會議上建筑領域的代表還介紹了光伏建筑相關另外一個重要的概念“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的發電量達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準，規定住房建設的申請只有達到了零能耗才會得到批準。可以想像，這樣的一個情況將會對光伏產業的發展帶來巨大的推動力。
隨著人們對于光伏建筑一體化的內涵進行了擴展的研究，首先光伏建筑一體化設計應該既包括把建筑和光伏系統結合在一起來設計，但是同時設計中也應當把建筑物和墻體、房頂分解成為結構模塊，就是一體化的結構模塊，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線，并且用這種生產線對設計好的建筑模塊進行大規模、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，用電動的吊裝設備把生產出來的結構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計更進一步地大幅度降低房屋的建造成本。
根據上面的研究結果，我們可以看到光伏建筑一體化的核心建筑是一體化設計、一體化制造、一體化安裝，而且輔助技術則包括了低能耗、低成本、優質、綠色的建筑材料的技術。低成本長壽命、資源環保型、半導體發光照明燈具，內墻表面的功能化，還有抗結霧結霜的功能，新一代節能環保型的二維化的家電。
因此，通過建材和資源富有型半導體照明燈具的研發，以及其他有關的材料和細節的研發，還可以在發展一梯化光伏建筑中持續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，房地產業未來發展的新天地。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，使建筑物具有了產出溫室氣體排放指標的功能，這是因為有了光伏發電是可循環的能源、是清潔的能源，不排出任何的有害物質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，剛才講了內墻表面的功能化就包括內墻具有凈化空氣的能力。使建筑物成為承載和發展多種科技產業、產品的平臺。上述新屬性使建筑物增添的新的價值標準，隨著光伏建筑一梯化的進一步發展，今后房產的升值將會逐步地轉變到更多地依靠科技價值的含量和提升，和采用更加科學和嚴格的價格評價體系來，從而告別了房地產只能靠惡性炒作加快升值的時代。
以后房地產的升值和你發電的多少是有關系的，是和你室內的空氣凈化的效果有關系，和燈具的耗電量降低有關系。所以，這樣的一種特征就使得房地產業將來會變成一個高度科學化，它的升值完全有科學的依據，是這樣的一個產業。
其次，房地產未來還會使得建筑工程行業的屬性發生巨大變化。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業。2.使建筑行業可以拜托過去的泥瓦匠式的笨重體力勞動。使電動行業可以在多晶硅和太陽電池現有的高價位的前提下獨立地大幅度降低成本，促進光伏建筑的迅速擴大面積，成為光伏產業新的突破口，成為發展光伏產業的急先鋒。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展前途。根據光伏建筑一體化的構想，這些問題我們可以在本行業內部通過技術上的革新，可以不斷地降低成本。所以，因此可以使未來的房地產成為發展光伏產業的急先鋒。3.使建筑行業成為通過市場渠道，為在我國體現實現“居著有其房”緩和社會矛盾、加快和諧社會創建過程作貢獻的功勛行業。老的傳統方式建房是很貴的，把建筑行業變成高效率的制造產業，這樣建筑行業就有自己的主動權，可以想信息產業那樣東西越做越好，價格還會越做越低。4.使得建筑行業能夠協同采用多門高新技術，豐富建筑物的科技內涵，提高建筑物的使用價值，成為產品附加值高的高產出行業。5.所有這些，同時也使建筑工程行業極大地拓展自己的市場，發展空間，成為我國社會和經濟發展的支柱型的產業。
未來的建筑業將逐步具備以下的行業特征：1.高的勞動設計率；2.高度的機械化、自動化和智能化；3.良好的工作環境，不像現在建筑行業是很辛苦的，工作環境是比較差的；4.未來的建筑業還會發展柔性和個性化建造，就是讓住的房屋要根據用戶的需求進行柔性和個性化的建造，具有各自不同的特點；5.高的產出率和利潤率；6.高的設計、制造和研發創新能力；7.從家庭住房向多領域應用建筑物擴展的市場前景。比如說如果這個房子把它發電的部分進一步大幅度加強，它就可以變成一個發電廠，如果在加強發電能力的同時，又做得很高、很寬，達到工廠應用的要求，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發展的近期影響：
1.通過推廣初級的光伏建筑一體化設計，能夠有力地促進光伏建筑的推廣。剛才已經講到了根據八個單位共同研究的結果，得到的一致結論就是光伏系統的造價可以消化在一體化設計中，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，現在我買一體化設計的房屋建筑，錢還是那么多，但是多了一套發電系統。所以這樣的一個做法是非常地有利于在現階段加強促進光伏建筑的發展。
2.光伏建筑的迅速增加，由于剛才那種一體化的推廣結果光伏建筑會迅速增加，由此帶來光伏發電量的增加可望在近期內引入量化的發電指標，特別是零能耗的建筑指標，建立科學化的建筑物、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展擴大，以期在較段的時間內達到臨界的容量，為建立自動化的光伏建筑一體化模塊制造生產線打下市場基礎。剛才我們前面提出了一個很吸引人的發展前景，從而推動現實房地產行業科學化的繁榮。
光伏建筑房地產的發展道路：
1.初級的一體化的設計能夠取得明顯的經濟效益，應盡快予以產業化，以促進一體化光伏建筑的推廣和發展；
2.充分利用好國家的各種優惠政策，加快光伏建筑房地產的發展，為盡早建立自動化的建筑模塊生產線創造市場基礎條件。
3.一旦一體化光伏建筑的自動化制造生產線開始發揮作用，建筑成本的大幅度下降，就會推動光伏建筑房地產產業迅速進入高速增長的時期，不僅自己發展成為大產業，還將推動我國高新技術產業和國民經濟全面迅速地發展。
最后我們來討論一下建筑、房地產兩行業的融合勢在必行的問題。
1.房地產是資金高度密集的行業；
2.尋找高回報率項目一直是資金密集行業的夢想。
3.歷史上的房地產炒作和建筑行業的種黑夢都是“俱往也”的不再。
4.建筑與房地產兩行業的融合，通過資源共享、優勢互補，形成新的前沿科技領域，達到雙贏，這已經是勢在必行。
5.能否抓住建筑行業一體化光伏建筑未來的美好前景的機遇，關鍵在于政府強有力的引導，以及建筑和房地產兩行業領導層的適時決策和及時決策。
三、國內外太陽能光伏產業的進展和問題
（一）國際太陽能光伏產業的大發展
光伏產業在最近5年之中發展非常之快，雖然在1、2年之前還有不少的人說光伏產業雖然好，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，這是一個多大的發電量呢？它是我國三峽水電站發電量的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到一個更為驚人的水平。其次，光伏發電的成本逐年下降，預計2010年光伏發電每度電的成本是0.14美元，2015年將達到0.06美元。
剛才講的這種估計應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期的更快。最近世界上出現了華爾街金融風暴，這個下降的趨勢根據我的看法來說，他不會因為金融風暴而改變、而變慢，相反的由于在金融風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，下降的速度非常快。光伏發電系統能量回收周期不斷縮短，這個問題有專家不太了解情況，認為光伏電池工作到它的壽命終止，發的電還不夠，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。我們這里的數據可以看出來（見圖），20世紀80年代后期回收周期為10年，這個時間當然是很長的，相當于它的壽命的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，本世紀初為2.5—6年，目前是2—5年，預期近期內可以降到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.從國內來看，應該說我國光伏產業發展的形勢也是非常好的，07年我國太陽能電池的總產量達到了1088MW，占世界總產量的27.2%，超過了日本和歐洲，位居世界第一。
2.2007年我國產出了太陽能所有的單晶硅、多晶硅的產量是11810噸，其中多晶硅片只有1130噸，多晶硅自產率不足9.6%。多晶硅的原料只嚴重不足。
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超過了單晶硅電池，目前單晶硅的保水前利已經降至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業群體。這里面還沒有包括先上市然后再加入到光伏行業來的那些公司。
5.近5年來，世界光伏產業平均年增速35%，而中國為150%。可以說這是信息產業過去也沒有達到的，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年增長了總量達到了1個GW，08年按這樣的平均速度他應該達到100%增長應該是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業在中國的發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移，西方國家把他的技術和資金拿到中國來辦廠，可以看到這種明顯的趨勢。
2.太陽能級多晶硅進入了多種多晶硅的工藝技術競爭時期，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，應該是分別針對最適合自己的市場目標，這系一個必然的發展趨勢。
從不同的制備工藝來看，他們的發展事態分別為：1.改良西門子法技術的轉化率低、能耗高，導致難以滿足太陽能級多晶硅的低成本要求，因此他的經營風險在目前最大。2.硅烷法的的安全性已經逐步得到改進，有利于進一步規模擴展。3.冶金法，成本低、能耗低，并可以在若干年內使其電池光伏轉化率達到較高的水平，逐步發展成為帶養能級多晶硅的主流制備技術。4.目前工業環境存在環保、溫室氣體的排放和破壞森林等嚴重的問題，急需解決他的環保型、零排放的工藝，以創建環保型的硅材料的產業鏈。
在太陽能光伏產業的進展和問題，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，近期內產業化的首選。光伏電池按照其p—n結煙花分成三代，其中：
1.塊體硅電池，屬第一代光伏電池，雖然90年代已經達到了產業化，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化比較低，同時還存在光伏轉化率衰竭的問題，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合硅薄膜電池，他是在第二代的基礎上通過改進做成納米復合硅多層膜達到的。通稱建成“硅薄膜電池”，有可能通過采用多結多譜技術路線實現降低成本和高的光伏轉化率相結合，降低 光衰減，并且有希望在近期5—10年內實現大規模的產業化。
特別突出的是，光伏電池上述進程的近期目標的實現，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，因此納米硅復合電池將成為太陽能光伏產業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。第三代光伏電池應該是第二個突破口，二第三個突破口前面已經講到了，那就是光伏產業一體化他也可以擺脫多晶硅高價位的影響。
四、光伏建筑房地產誕生的時代背景。
當前，人類工業化社會面臨著各種類型的重大挑戰，比如說資源能源的枯竭，環境污染，生態破壞，疾病流行等等，同時最近十幾年中經濟全球化已發展到很高的水平，在這個里面跨國大公司是經濟全球化最積極的鼓吹者、推動者和受益者，當然全球化中帶來的產業大轉移是全球化過程中影響力最為土地的一道亮麗的轉移，包括制造基地的轉移、軟件外包、委托加工等。而經濟全球化產業大轉移，不僅給跨國公司帶來了豐厚的利潤，同時也使發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、委內瑞拉等，都是發展得比較的國家。
在這個過程當中，由于剛才講的這個過程所以這些國家發展得比較快，而最近一年多的時間，能源危機和金融風暴又表現得非常突出，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、穩定中國的發展都有重要的作用，所以根據我們剛才講的那些內容，我們可以得出以下幾點看法：
1.光伏建筑一體化技術的產業化將大幅度降低建筑成本，推動建筑工程的現代化和高技術化，催生光伏建筑房地產行業，其結果是不僅能夠在現有多晶硅高價位條件下，促進光伏發電快速發展，而且還能夠帶動我國經濟整體的發展。
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前我國太陽能光伏產業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，因此我國光伏產業前進的步伐可以依靠不同領域、各自獨立的技術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年來我國光伏產業大發展的良好勢頭，穩定我國國民經濟的大局，增強我國地康國際金融風暴的實力。
作者： 來源：中國太陽能發電網 責任編輯：admin
