丁吉财:BIPV征途上的先行者

吴军杰 来源:《太阳能发电》杂志 编辑:admin BIPV
——专访烟台中翔置业有限公司董事长丁吉财先生 说到底,太阳能光伏行业的健康发展,依然有赖于其广泛的市场化平价应用。因此,尽管中国式的光伏“上网标杆电价”出台,也仍只是促进其实现平价的暂时手段,光伏发电技术的广泛市场化利用,仍然还需要从应用方式上

 

——专访烟台中翔置业有限公司董事长丁吉财先生


  说到底,太阳能光伏行业的健康发展,依然有赖于其广泛的市场化平价应用。因此,尽管中国式的光伏“上网标杆电价”出台,也仍只是促进其实现平价的暂时手段,光伏发电技术的广泛市场化利用,仍然还需要从应用方式上去寻找突破。
  从目前光伏发电的两种主流应用方式来看,大型地面电站由于占地面积大,更适宜于在偏远荒漠化地区建设,但由此却又带来电力储存、调度和输送等一系列技术以及利益机制问题,因此在机制理顺之前其发展前景有限,这有风电为证;而光伏建筑一体化的应用方向,则基本规避了上述问题,其无论是独立应用还是并入微电网,也都更契合光伏发电本身的技术特性。目前这种方式在欧洲得到了较为广泛的推广,也是欧洲光伏应用的主流。但与欧洲不同的是,国内除大型公共建筑外,民用建筑多为高层楼房,不仅单体屋顶面积相对较小,其权属分配也是个问题,加之并网方面还存在一些障碍,因此光伏建筑一体化在国内的规模化推广并不顺利,甚至连管理层目前也只是鼓励在工业开发区集中推广示范。也正是在这样的背景下,一个地产商人自掏腰包在城市小区中的光伏建筑一体化实践,无疑就具有更大的探索价值和示范意义。
  地产商与光伏的碰撞
  当房地产开发商遇到太阳能光伏发电专家,会发生什么?
  差不多干了一辈子建筑和地产业的山东烟台中翔置业有限公司(以下简称“中翔置业”)董事长丁吉财先生,在多年前第一次听说光电建筑一体化概念之后,便敏锐地意识到这会成为未来的发展趋势,于是就对这方面的技术发展留上了心。在一个偶然的场合,他认识了国内著名光伏发电专家余国光先生,两人一见如故,从此惺惺相惜。
  十多年后,丁吉财终于与此时已年届七旬高龄的余国光老先生走到了一起,两位年龄相差十余岁均已该颐养天年的老爷子,经过一番“密谋”,于2009年成立了烟台鼎城新能源光伏有限公司(以下简称“鼎城新能源”),开始了他们的光伏建筑一体化实践。
  鼎城新能源成立之后做的第一件事,就是将余国光老先生发明的“高平整度一体化太阳能发电整体屋顶及安装方法”申请了国家专利,并顺利通过审核。这一专利技术的最大特点,是光伏组件与建筑的紧密结合,也就是将光伏组件作为建筑的构件来使用,一举突破了过去光伏系统与建筑分离的安装方式,实现了光伏系统与建筑的完美结合。
  这项技术首先在中翔置业开发的城市小区“烟台鼎城2008”项目上得到了实践,鼎城新能源利用该城市小区中四栋25层的高层楼房屋顶,以建筑构件化的方式成功安装了共计51.2KWp的光伏发电系统,同时还统一在每套楼房南面阳台外安装了太阳能平板集热器,该小区也因此成为山东省第十一批建筑节能示范工程。
  对于光伏建筑一体化的概念,业界一向存有争议。有人认为,BIPV(Building Integrated Photovoltaic)应该是与建筑物同时设计、同时施工并与建筑物完美结合的安装在建筑物上的太阳能光伏发电系统,而不满足上述条件的安装在建筑物上的太阳能光伏系统,则应被称之为BAPV(Building Attached Photovoltaic)。前者又被称为“构件型”或“建材型”,而后者则被称为“安装型”。
  针对这一概念的争议,实际上反应出目前光伏建筑一体化推广的最大尴尬,那就是建筑设计师们对光伏技术知之甚少,他们既没有责任和压力去主动掌握光伏系统知识,更没有义务在建筑结构设计时为光伏系统预留位置和线缆通路。而对光伏系统安装者来说,一个已然成型的建筑,可施展的余地也已不大。或许正是因此,才造成目前市场上“安装型”的BAPV大行其道。
  作为建筑与地产业多年的从业者,丁吉财对此更有体会。在他看来,除了系统成本外,光伏与建筑这两种完全不同的技术行业如何结合才是光伏建筑一体化推广的最大难题。“尽管大家都越来越认同光伏与建筑一体化的前景,但由于这是两个各自独立的技术系统,如果没有合理的结合点,没有谁会主动去考虑对方的技术特性。建筑设计师只会立足于建筑自身的安全和美观思考设计,而光伏系统则要考虑最大化地发电。因此两者的结合,要么谁也不干涉谁,要么不可避免地会形成一些冲突,所以目前大家都图省事,直接就把地面光伏电站的安装方式搬到了屋顶上。”丁吉财认为,这种安装方式给建筑安全留下了许多隐患,比如屋顶的承重、光伏系统的稳固性以及安装光伏系统时可能对建筑物的结构破坏等。
  而鼎城新能源在“烟台鼎城2008”项目中的实践,则是作为房地产开发商的丁吉财与作为光伏发电系统专家的余国光的合作,这一结合恰恰弥补了建筑设计与光伏系统安装两者之间的缝隙。正如余国光老先生对BAPV这种模式更为形象的定义——两张皮,他们两人以各自的专业知识与经验,顺理成章地将光伏系统与建筑屋顶这两张“皮”整合成了一张。
  这样的整合,不仅节省了材料成本和增加了光伏系统与建筑物的牢固结合,同时也使得建筑物整体更为美观。鼎城新能源使用其独有的专利技术,将光伏组件完全取代了原有的屋顶构件,既省却了原来屋顶建设的工程造价,也使得光伏系统更紧密地与建筑结合为一体。按照余国光老先生的归纳,这是一种具有显著“三零”特性的光伏系统与建筑结合模式,即“零”土地使用、“零”距离输电、用电黄金时段的“零”排放发电。
  关于构件化光伏系统带来的屋面防水和抗风抗压等建筑安全问题,丁吉财介绍,“烟台鼎城2008”光伏项目除了完全符合相关建筑规范外,在防雨防水和结构稳固性方面还进行了多次破坏性测试。他表示,以他多年的建筑经验来看,这种屋顶的安全性丝毫不亚于原来的普通屋顶。
  丁吉财自豪地认为:“‘烟台鼎城2008’小区的实践,实际上是一种对未来城市小区特别是高层建筑太阳能综合应用模式的思考和探索,这种将太阳能源系统构建到建筑中并与建筑真正结合为一体的方式,才是真正意义上的BIPV,不仅更易于被建筑设计师和房地产开发者接受,也更具有社会推广价值。”
  没有补贴也要实践
  据丁吉财介绍,“ 烟台鼎城2008”光伏项目的投资完全由中翔置业独立承担。他专门为笔者算了一笔帐,“按照当时的行情,这个光伏项目的EPC成本约  为20元/瓦,项目总投资100多万,均摊到这几栋楼房的建设成本中,实际上还不到每平方米楼房造价的百分之一,但却带来了很大的社会效益,而且这几栋楼尽管售价高于其他楼房,销售却更抢手。”
  对于赔钱赚吆喝的疑问,丁吉财表示,光电建筑一体化一定会成为未来的趋势,只有更早地抓住这个趋势才有可能在未来的竞争中占据制高点。“房地产开发占用了大量的土地,也耗费了很多能源,所以国家一直在提倡建筑方面的节能减排,而太阳能发电正是这样一种污染非常少又能够与建筑很好结合的能源利用方式,加上国家又连续出台鼓励政策,而且按照现在的成本实现回报也并不难,我们为什么不主动去实践呢?”他反问道。
  何况,“才占建安成本百分之一左右的投入,不仅能够换来节能减排的效益,而且还实实在在为小区百姓减少了电费支出,这样的经济帐购房者也会算,所以很多人都愿意在当下多花一点成本来买这样的房子。”在丁吉财看来,这正是安装了光伏和热水系统的那几栋房子卖得更快的原因。因为屋顶原本是小区居民的公共财产,但实际上以前大家并没有从中受益,现在利用起来发电,从而降低了小区的公共运营费用,居民都能受益,当然会支持。
  他认为,其实这部分增加的成本完全可以由开发商自己消化。“对于一栋高层建筑来讲,比如25层的楼房,建筑面积大约10000平方米,在烟台的造价约4000多万,比较起来屋顶太阳能系统的造价占比非常小,一般只有百分之零点几,而在北京等大城市由于建筑造价更高,这样的占比会更小,这部分投资成本开发商自行消化起来并不困难。”不过,他同时也认为,这还是需要国家在政策上予以支持和鼓励,不光是资金问题,而更多是建筑设计以及并网等机制上的问题。如果政府能够多少给予一些补贴或政策支持,则更容易引导开发商主动去投资光伏应用。
  创新需要敢于尝试
  丁吉财认为自己实际上是一个对新兴事物一直都比较感兴趣的人,也是一个敢于去尝试的人。在烟台项目成功地第一次吃了螃蟹之后,他开始加快了推广光伏建筑一体化的步伐。目前,鼎城新能源正在中翔置业于山东菏泽开发的橡树湾小区屋顶建设265KWp光伏建筑一体化项目,该项目仍然采用鼎城新能源拥有独立自主知识产权的发明专利“高平整度一体化太阳能发电整体屋顶及安装方法”。但与烟台项目不同的是,荷泽项目成功申请成为“国家建设部2010年太阳能光电建筑应用示范项目”,获得了中央财政10元/瓦的初装补贴。
  尽管作为房地产开发商,但丁吉财对于光伏建筑一体化的推广实践并没有仅限于城市小区,他将眼光放到了更远的“三农”问题上。他认为,工业化和城市化大量地挤占了农业耕地,对未来的粮食安全形成巨大威胁,而近些年来的急功近利式发展对农田质量以及农业种植的损害已是触目惊心,因此规模化解决粮食安全生产问题已迫在眉睫。鼎城新能源成立两年多来,先后设计并建成了黑龙江黑河市20KWp太阳能有机农业大棚示范项目和山东潍坊市峡山生态经济发展区50.37KWp太阳能现代化农业示范工厂等项目。丁吉财介绍,鼎城新能源的太阳能现代化农业工厂实践,采取了包括光伏、沼气、地热等在内的自然能量,以供应蔬菜或其他作物自然生长,是一种真正意义的有机种植。
  据潍坊峡山太阳能现代化农业示范工厂的工作人员介绍,自从项目建成以来,各方赶来学习和取经的考察者一直络绎不绝,是远近闻名的现代化农业工厂样板工程。
  有句广告词这样说:六十岁的年龄,三十岁的心脏。这句话用在鼎城新能源对技术持续创新的追求上也很是贴切,丁吉财与余国光一位花甲一位古稀,但两位老先生在创新方面的意识却一点也不落于人后,在“高平整度一体化太阳能发电整体屋顶及安装方法”获得国家发明专利不久,其新技术“平屋顶鱼刺状太阳能发电网络低支架”的专利申请再次被国家知识产权局受理。同时,无论是城市小区还是现代化农业工厂项目,鼎城新能源都不吝于去尝试新技术,并以开放的心态与其他能源手段以及节能减排技术相结合,以实现最优化的综合能效。这一点在其太阳能现代化农业工厂中体现更为明显,除光伏系统外,还大量结合了新型种植系统、能源供给系统、水源供给系统等,还包括沼气、光导照明、地源热泵等诸多综合能效利用,其诸多创新理念和技术也已被多方效仿。
  BIPV市场广阔但障碍也不少
  在很多人看来,城市小区屋顶面积还是太小,其有限的发电量难以派上什么用场。丁吉财并不这么认为,在他看来,“这是一个积少成多的问题,即使单体建筑生产的电量不大,但对于用电高峰期来说,众多建筑合计起来的发电量却也是很可观的。而随着光电转化效率的不断提高,即使只将国内每年新增建筑中很少的一部分屋顶用来安装太阳能发电,那也是一个相当大规模的发电厂。”
  据相关数据,目前我国房屋总建筑面积已超过500亿平方米,屋顶面积40亿平方米,再加上可利用的南立面面积约50亿平方米。按照中国建筑设计研究院光伏事业部总监黄小东的计算,即或这其中只有20%用于安装光伏系统,也会有至少100GW的容量。
  而目前全国每年新增建筑面积达20亿平方米,即使只把其中屋顶可利用面积的一半用来发电,也差不多相当于新建一个三峡电站。
  中央电视台近日播放的一条新闻,更是给了丁吉财和余国光两位老爷子以巨大的鼓励。该新闻讲述的是,美国纽约市政府近期对全市建筑进行了一次航拍,发现整个纽约市全部建筑有60%的屋顶可以用来建设光伏发电,并由此计算出一年的总发电量高达5800多兆瓦,完全可以解决纽约市每天用电高峰的困难问题。
  两位老爷子从这条信息中读出了两个趋势,一是中央电视台的新闻一般都代表着某种政策或发展趋势导向,二是国际标杆大都市纽约对光伏系统的推广很可能将引起全球其他城市的效仿。
  这的确是一种具有巨大鼓舞意义的解读。“我们认为,中央电视台播放纽约的这个新闻,表明国家开始更加重视城市光伏建筑一体化的发展。”丁吉财认为,此时应该主动提供给政府一些建议,比如如何解决光电建筑一体化中的屋顶发电系统与建筑物的和谐设计以及城市美观问题,比如建议政府通过统一测量屋顶可发电面积和可发电量,然后绘制成图并设计出国家补贴的计算公式,由项目业主或老百姓自行申报。“大家以后每年都可按着惯例依次申请。美国采用的是平屋顶建筑发电,在发电量上肯定逊色于我国的坡屋顶发电,而美国依然可以实现为国民每年节省1500美元电费,因此我们的受益将是更大的。”
  这样的设想的确鼓舞人心。但丁吉财也清醒地意识到,这种做法在国内施行起来还有很多困难。不过,他相信这是一个长远的发展方向,“全国一年新建几十亿平方米的房子,要都按20层高层来计算的话,屋顶就是几亿平方米,发电潜力非常巨大,国家一定会认识到这一点。现在美国已经做出榜样了,相信我们不久后也会沿着这条路走下去。特别是日本福岛核电站事故后,国家对太阳能这么清洁的能源一定会更加重视。”
  但建筑与光伏的结合,目前还缺乏规范和标准,这对其规模化推广无疑是一个巨大的障碍。“作为传统产业,建筑行业的技术规范和规章制度是非常严格的。如果你连基本的标准都没有,每安装一个光伏系统都要建筑设计师来重新设计和构想,恐怕没有任何设计师会配合。如果像现在这样直接把地面安装方式搬上去把屋顶打得千疮百孔,谁来为建筑安全负责?”
  基于此,丁吉财建议国家应尽快制订光伏建筑一体化的技术标准框架,甚至可以要求新建建筑在设计时就为光伏系统预留接口和安装空间,这不仅能有效地促进两个技术行业的主动合作,也规范了双方的责任和义务。
  另外,已有政策难以落实以及相关部门之间的推委扯皮,也容易打击安装者的积极性。对丁吉财来说,已经自掏腰包安装了光伏系统,但发出来的电力却拿不到电力部门的电费,每天只能源源不断地免费输送给电网,就让他有些想不通了。“国家政策应该进一步调整,不仅应该强制电网收电,还应该调整补贴办法,目前这种补贴初投资的办法是典型的只管过程不管结果,只能导致更多的垃圾样板工程,因此应该调整初投资补贴为发电量补贴,按发电量来决定收益,以利益去驱动企业的积极性。只有这样,光电建筑一体化的规模化才可能实现。”他建议,政府可以在一些地区搞试点,发动相关部门和企业一起搭建一个管理和研究平台,来共同研究和制订相应的制度规范,来共同做好光伏建筑一体化这篇大文章。
  一次性能源枯竭的现实已迫在眉睫,而随着规模化生产和应用,光伏发电的成本一直在大幅下降,其系统建设成本已经越来越接近火电,特别是在沿海经济发达地区,商业用电早在1元/度以上。“目前光伏发电成本已经可以让私人接受,我们完全可以学习欧洲国家的经验,把选择权交给老百姓了。”丁吉财断言,国内光伏建筑一体化的规模化发展很快就会出现,快则三年,慢则五年,而现在正是做储备的好时机。
  因此,他呼吁更多的开发商都来做这样的尝试,也表示很乐意把这几年的技术和经验积累与大家分享。在他看来,这样一种“零土地占用、零距离送电和零排放”的发电形式,如果有更多的开发商参与进来,才可以共同把规模做大,才可以为节能减排做出更大的成绩。“如果全国所有的城乡建筑南向屋顶都拿出一定的比例来安装太阳能发电,积少成多,积小城为大城,这将为我们的可持续发展解决很大的能源问题。”丁吉财如是期望。

 

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