加強(qiáng)系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力建設(shè)開拓建筑光伏新格局

國(guó)家投資開發(fā)公司原副總裁 劉建新

建筑光伏技術(shù)和它賴以生存的環(huán)境組成一個(gè)新的商業(yè)系統(tǒng)，技術(shù)水平和商業(yè)模式是該系統(tǒng)進(jìn)步的重要因素。它們的不斷創(chuàng)新是開闊建筑光伏新格局的重要保證?，F(xiàn)在我就加強(qiáng)系統(tǒng)創(chuàng)新能力的思路談一下自己的看法，拋磚引玉，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

在政策的引導(dǎo)下，建筑光伏經(jīng)歷了“金太陽(yáng)”時(shí)期，光電建筑時(shí)期的發(fā)展，太陽(yáng)光作為一次能源的應(yīng)用已經(jīng)大面積展開，高舉著“分布式能源”的大旗高歌猛進(jìn)。在利益機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下，光伏發(fā)電系統(tǒng)以電池板、逆變器等核心設(shè)備的初級(jí)組合正在不斷地克隆。初級(jí)的地面發(fā)電技術(shù)日臻完善，屋頂光伏發(fā)電技術(shù)也初步形成，這是這個(gè)階段技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志，把我們周圍無(wú)處不在的光轉(zhuǎn)化成為了有商業(yè)價(jià)值的商品。光作為一種新能源參與到了為綠色地球做貢獻(xiàn)的行列，這是我們光伏人的驕傲。

一、正視現(xiàn)狀，做好準(zhǔn)備，迎接建筑光伏市場(chǎng)新風(fēng)口

光能作為一種新能源，沒(méi)有脫離它的新能源屬性。新能源的定義有幾個(gè)關(guān)鍵詞：新技術(shù)為基礎(chǔ)、正在研究、系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用、一次能源。

從定義可以看出，新能源之所以新，就在于利用這個(gè)一次能源的技術(shù)還處在不斷的探索中?，F(xiàn)階段光伏的市場(chǎng)應(yīng)用是受制于現(xiàn)階段技術(shù)基礎(chǔ)及其他條件的。到了一定的光照強(qiáng)度才能發(fā)電是現(xiàn)在的光伏發(fā)電裝置的一個(gè)特點(diǎn)，因此，它是一個(gè)間歇式的發(fā)電單元。

對(duì)于電網(wǎng)連接的負(fù)荷來(lái)講，光伏發(fā)電的功率是小的，盡管在技術(shù)上對(duì)配網(wǎng)存在一些影響，但通過(guò)電網(wǎng)公司的運(yùn)營(yíng)管理還能消納一些間歇式發(fā)出的光伏電量。如果沒(méi)有電網(wǎng)的消納，沒(méi)有我國(guó)巨大的配電網(wǎng)絡(luò)支撐著，光伏發(fā)電市場(chǎng)不可能發(fā)展得如此之快。

因此，目前的光伏電量直接賣給電網(wǎng)的方式掩蓋了間歇性的問(wèn)題。但是要鞏固、發(fā)展建筑光伏市場(chǎng)，一個(gè)間歇工作的發(fā)電單元是不夠的，用戶價(jià)值感亟待提高。我認(rèn)為，這就是光伏特別是建筑光伏現(xiàn)在感覺有點(diǎn)“骨感”的內(nèi)在原因。

我國(guó)人口多，建筑以高樓居多，這既是我國(guó)環(huán)境能源市場(chǎng)特別是建筑光伏市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)特色，同時(shí)我國(guó)的建筑光伏也是從這里起步?；氐健俺跣摹保憬ㄖ夥某霭l(fā)點(diǎn)是如何利用環(huán)境能源（建筑物周圍的能源，如光、風(fēng)、空氣熱、雨水、生活廢水、生物質(zhì)—廚余垃圾等）達(dá)到建筑節(jié)能目的。

現(xiàn)在，因技術(shù)條件所限，屋頂光伏按傳統(tǒng)電站思路建設(shè)遇到了困難，發(fā)展呈減速態(tài)勢(shì)。居民居住的大部分高樓屋頂因利用面積制約，光伏裝機(jī)不大且發(fā)電量少，用戶價(jià)值感不強(qiáng)，故只能面對(duì)電網(wǎng)市場(chǎng)。又因大樓業(yè)主多、屋頂使用難統(tǒng)一，且對(duì)使用屋頂建筑光伏積極性不大，出現(xiàn)了屋頂空閑的狀況。光伏投資商靠租屋頂來(lái)拓展市場(chǎng)的做法實(shí)施很艱難，屋頂難租不僅制約了發(fā)展速度，也增加了投資成本。

屋頂業(yè)主的積極性及投資商的商業(yè)模式實(shí)施都出現(xiàn)了問(wèn)題，我認(rèn)為出現(xiàn)這些情況的基礎(chǔ)性原因還是技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑太單一。同時(shí)，屋頂光伏市場(chǎng)處于初級(jí)階段，是個(gè)政策市場(chǎng)——建設(shè)靠屋頂，回報(bào)靠補(bǔ)貼，使得現(xiàn)在的屋頂光伏市場(chǎng)開拓艱難。一旦電價(jià)退坡機(jī)制出現(xiàn)，既有市場(chǎng)份額將會(huì)萎縮，更談不上拓展了。

但是，建筑是環(huán)境能源利用的載體，更是環(huán)境能源服務(wù)的大市場(chǎng)；光電建筑作為建筑節(jié)能的一個(gè)重要抓手，光伏發(fā)電市場(chǎng)前景十分廣闊。建筑光伏作為真正的新能源利用的主力軍地位不僅不會(huì)變，而且，在我國(guó)人多、樓多的情況下，地位將更顯突出。我相信，只要我們改變思路，隨著組合技術(shù)的進(jìn)步，建筑光伏一定會(huì)成為投資的新風(fēng)口。

二、光伏系統(tǒng)集成創(chuàng)新是建筑光伏發(fā)展的基礎(chǔ)

間歇性，現(xiàn)在是光伏發(fā)電存在的一個(gè)問(wèn)題。盡管弱光發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在有了一些研究突破，我估計(jì)商業(yè)應(yīng)用還需時(shí)日。

要解決間歇性帶來(lái)的市場(chǎng)瓶頸問(wèn)題，系統(tǒng)集成創(chuàng)新可能是一個(gè)可行的選擇。它既能解決技術(shù)路徑單一的問(wèn)題，又能提高用戶的使用價(jià)值，同時(shí)是屋頂光伏事業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要路徑。

在現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合其他成熟技術(shù)，把建筑光伏裝置的使用提高到新高度，在為大樓提供電力、熱水、采暖、制冷、通風(fēng)等方面發(fā)力，這是系統(tǒng)集成創(chuàng)新的內(nèi)涵。我們既要立足現(xiàn)實(shí)，又要利用已有的其他技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)集成創(chuàng)新，抓住機(jī)遇，開拓建筑光伏新格局。

創(chuàng)新集成系統(tǒng)的目的是為大樓提供電力、熱水、采暖、制冷、通風(fēng)等。以建筑光伏為主導(dǎo)的集成設(shè)計(jì)思路是——光伏單元發(fā)電模塊+建筑物用電分區(qū)設(shè)計(jì)模塊+儲(chǔ)能模塊（儲(chǔ)熱模塊、電池儲(chǔ)能模塊、氫儲(chǔ)能模塊+燃料電池發(fā)電模塊等）。

1.建筑物用電分區(qū)討論

技術(shù)層面的自發(fā)自用是用戶價(jià)值的基礎(chǔ)，投資回報(bào)的高低決定市場(chǎng)容量的大小。

高樓光伏發(fā)電功率小，滿足不了大樓整體的電力負(fù)荷要求，但是可以分別滿足或部分滿足某些電力負(fù)荷的需求，例如，照明、電器、家用智能系統(tǒng)、電動(dòng)交通工具、光熱管發(fā)電系統(tǒng)用電等；也可將間歇式發(fā)的電力轉(zhuǎn)化成熱來(lái)滿足大樓的熱負(fù)荷要求；還可以將間歇式發(fā)的電制成氫，使用燃料電池發(fā)電。

為了發(fā)掘這些應(yīng)用，在新建的屋頂光伏系統(tǒng)中，大樓的電路設(shè)計(jì)必須采取分區(qū)設(shè)計(jì)。對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電單元模式則進(jìn)行分區(qū)改造。除了原上網(wǎng)模式不變外，增加一回儲(chǔ)能線路，滿足儲(chǔ)能模塊的用電；對(duì)于建筑屋內(nèi)的用電，屋內(nèi)的電路系統(tǒng)必須分區(qū)設(shè)計(jì)，以保證該區(qū)的電器設(shè)備安全運(yùn)行。

2.儲(chǔ)能模塊討論

大家知道，提升建筑光伏使用價(jià)值最有效的一個(gè)辦法就是增加儲(chǔ)能模塊。屋頂光伏的儲(chǔ)能有多種形式——蓄電池儲(chǔ)能、蓄電池加超級(jí)電容儲(chǔ)能、電熱轉(zhuǎn)換+熔鹽儲(chǔ)熱、電制氫儲(chǔ)能等。對(duì)于發(fā)電功率小的發(fā)電單元可采用如下的儲(chǔ)能模式：采用發(fā)電單元+蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)直供照明負(fù)荷；采用發(fā)電單元+電換熱器+熔鹽儲(chǔ)熱裝置滿足用戶隨機(jī)的熱水需求；采用發(fā)電單元+電解氫裝置直接向氫用戶供氫，或給燃料電池供氫；采用發(fā)電單元+光熱管系統(tǒng)裝置向用戶供熱。

三、加快微電網(wǎng)建設(shè)，搶占分布式發(fā)電新陣地

“分布式發(fā)電”是個(gè)很熱的名詞。80年代前后，針對(duì)美國(guó)出現(xiàn)了大面積停電事故，為了防止我國(guó)的電網(wǎng)崩潰，造成大面積停電，提出電源點(diǎn)最好分布建設(shè)在負(fù)荷中心的分布式概念。電力投資多元化后各地都在建電廠，事實(shí)上傳統(tǒng)能源電站集中布局的狀況已經(jīng)改變，分布式發(fā)電格局已經(jīng)被人為地形成。太陽(yáng)光是天然分布在我們周圍的，它的就地利用就是天然的分布式發(fā)電了。

雖然都叫分布式，但前者是從電網(wǎng)安全的角度講的，后者則是指太陽(yáng)光的就地利用。從綠色替代的角度看，建筑光伏發(fā)電的市場(chǎng)更為廣闊?，F(xiàn)在出臺(tái)的分布式發(fā)電優(yōu)惠政策的目的的一個(gè)導(dǎo)向是做到能源匹配使用及減少線損的減排要求，發(fā)展建筑光伏則是綠色替代。

目前，建筑光伏的滲透率很低，要提高綠色替代水平，只有多建建筑光伏電站。在配電網(wǎng)內(nèi)建光伏電站不僅對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行有影響，還對(duì)新能源電量市場(chǎng)化交易的實(shí)時(shí)性、獨(dú)立性等有影響。要解決它，只有加快微電網(wǎng)建設(shè)。

前述的技術(shù)組合創(chuàng)新解決的是“自發(fā)自用”的問(wèn)題，微電網(wǎng)建設(shè)則是提高“綠色替代”的一個(gè)重要前提。微電網(wǎng)最吸引人的地方：一是它自成體系，不會(huì)給配電網(wǎng)造成有源隱患，各自都很安全；二是它又能接入更多的新能源電源點(diǎn)，更多更安全的電量能使其用戶價(jià)值倍增；三是微電網(wǎng)將承載信息和能源雙重功能，以家庭、辦公室建筑為單位的靈活發(fā)電和配用電終端、企業(yè)、電動(dòng)汽車以及物流等將在微電網(wǎng)中相互影響，分享信息，使能源使用效率更高。

現(xiàn)在建筑光伏已經(jīng)初具規(guī)模了，為新能源而生的微電網(wǎng)技術(shù)的研究基本達(dá)到商業(yè)使用價(jià)值的水平。我們光伏人一定要搶占先機(jī)，加快技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收工作，盡早建設(shè)好適合本區(qū)配電網(wǎng)要求的微電網(wǎng)。通過(guò)技術(shù)投資“圈地”，不僅能更多地建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，并且還可以引進(jìn)投資者建設(shè)其他新能源發(fā)電項(xiàng)目；更重要的是信息的交互能力使得新能源的供電能力更強(qiáng)大、更穩(wěn)定、更安全，成為用戶信得過(guò)的供電商。

四、創(chuàng)新商業(yè)模式，建立新型的利益共同體

技術(shù)組合創(chuàng)新是系統(tǒng)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，商業(yè)模式的創(chuàng)新則是系統(tǒng)創(chuàng)新的助推器。階段式的“歸零”是技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)家思維，創(chuàng)新商業(yè)模式更需“歸零”思維?！坝泄獍l(fā)電”是現(xiàn)階段的技術(shù)特征，對(duì)應(yīng)的是“向電網(wǎng)賣電”的商業(yè)模式。這種商業(yè)模式的思維極易導(dǎo)向傳統(tǒng)能源發(fā)電公司的發(fā)展模式——搶占電源（屋頂）點(diǎn)。其現(xiàn)狀是，使屋頂變成稀缺資源、負(fù)債建設(shè)、收入大部分靠補(bǔ)貼。經(jīng)營(yíng)者整天都在思考如何拿屋頂、搞融資、要補(bǔ)貼收入。公司陷入搶屋頂難、應(yīng)收款大，負(fù)債比大的困境，發(fā)展舉步維艱。

如前所述，我們把發(fā)電單元升級(jí)為發(fā)電站，增強(qiáng)用戶的價(jià)值感，就具備了為大樓業(yè)主服務(wù)的基礎(chǔ)。但是做到業(yè)主要做，必須創(chuàng)新商業(yè)模式。

當(dāng)今的商業(yè)模式創(chuàng)新離不開共享經(jīng)濟(jì)思維。創(chuàng)新的目的在于引領(lǐng)一個(gè)環(huán)境能源消費(fèi)市場(chǎng)，和大樓的業(yè)主密不可分的商業(yè)模式是啟動(dòng)這個(gè)市場(chǎng)的重要環(huán)節(jié)。例如，現(xiàn)在有一些物業(yè)公司出臺(tái)了不再為業(yè)主房屋維修出資的規(guī)定，這一情況的出現(xiàn)對(duì)于“業(yè)主捆綁”似乎是一個(gè)契機(jī)。業(yè)主參與到光伏建設(shè)中來(lái)，用業(yè)主的分紅建立屬于自己的房屋維修基金，解決自己的維修資金來(lái)源，這很可能是業(yè)主的一個(gè)選擇；高樓業(yè)主也可以聯(lián)合投資者在自己的高樓上建光伏裝置，委托第三方做建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理商。靈活的商業(yè)模式造就的股權(quán)籌資，將啟動(dòng)建筑光伏市場(chǎng)進(jìn)一步的發(fā)展。

對(duì)于系統(tǒng)創(chuàng)新而言，它的基礎(chǔ)是集成技術(shù)創(chuàng)新。集成創(chuàng)新則是一種組合創(chuàng)新，尋找成本最優(yōu)的各種相關(guān)的成熟技術(shù)組合在一起的方式，似乎也要靠商業(yè)模式的創(chuàng)新。

新的建筑光伏系統(tǒng)是以光伏發(fā)電為主導(dǎo)，其他的成熟技術(shù)為輔組合成的新系統(tǒng)。整合其他技術(shù)可以有各種模式，項(xiàng)目公司模式可能是一種好形式。由主導(dǎo)項(xiàng)目的公司發(fā)起，擬參與組合的公司響應(yīng)，共同組建項(xiàng)目有限責(zé)任公司，負(fù)責(zé)市場(chǎng)調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、商業(yè)模式審定、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等全過(guò)程管理。

只有調(diào)動(dòng)了各方面的積極性，解決人才、技術(shù)、資金、市場(chǎng)等影響新系統(tǒng)建設(shè)的因素，系統(tǒng)創(chuàng)新才有可能啟動(dòng)。另外，“捆綁業(yè)主”的方式不僅能解決市場(chǎng)切入的問(wèn)題，而且對(duì)進(jìn)一步改善質(zhì)量環(huán)境大有好處。

建筑光伏是環(huán)境能源利用的一個(gè)抓手，綠色替代能源的一個(gè)主力軍，發(fā)展前景十分廣闊。立足現(xiàn)在，開拓建筑光伏新格局，我們深感責(zé)任重大；展望未來(lái)，加強(qiáng)系統(tǒng)創(chuàng)新能力建設(shè)，我們必須勇往直前。