加强系统集成创新能力建设开拓建筑光伏新格局

国家投资开发公司原副总裁 刘建新

建筑光伏技术和它赖以生存的环境组成一个新的商业系统，技术水平和商业模式是该系统进步的重要因素。它们的不断创新是开阔建筑光伏新格局的重要保证。现在我就加强系统创新能力的思路谈一下自己的看法，抛砖引玉，请大家批评指正。

在政策的引导下，建筑光伏经历了“金太阳”时期，光电建筑时期的发展，太阳光作为一次能源的应用已经大面积展开，高举着“分布式能源”的大旗高歌猛进。在利益机制的驱动下，光伏发电系统以电池板、逆变器等核心设备的初级组合正在不断地克隆。初级的地面发电技术日臻完善，屋顶光伏发电技术也初步形成，这是这个阶段技术进步的一个标志，把我们周围无处不在的光转化成为了有商业价值的商品。光作为一种新能源参与到了为绿色地球做贡献的行列，这是我们光伏人的骄傲。

一、正视现状，做好准备，迎接建筑光伏市场新风口

光能作为一种新能源，没有脱离它的新能源属性。新能源的定义有几个关键词：新技术为基础、正在研究、系统开发应用、一次能源。

从定义可以看出，新能源之所以新，就在于利用这个一次能源的技术还处在不断的探索中。现阶段光伏的市场应用是受制于现阶段技术基础及其他条件的。到了一定的光照强度才能发电是现在的光伏发电装置的一个特点，因此，它是一个间歇式的发电单元。

对于电网连接的负荷来讲，光伏发电的功率是小的，尽管在技术上对配网存在一些影响，但通过电网公司的运营管理还能消纳一些间歇式发出的光伏电量。如果没有电网的消纳，没有我国巨大的配电网络支撑着，光伏发电市场不可能发展得如此之快。

因此，目前的光伏电量直接卖给电网的方式掩盖了间歇性的问题。但是要巩固、发展建筑光伏市场，一个间歇工作的发电单元是不够的，用户价值感亟待提高。我认为，这就是光伏特别是建筑光伏现在感觉有点“骨感”的内在原因。

我国人口多，建筑以高楼居多，这既是我国环境能源市场特别是建筑光伏市场发展的一个特色，同时我国的建筑光伏也是从这里起步。回到“初心”，搞建筑光伏的出发点是如何利用环境能源（建筑物周围的能源，如光、风、空气热、雨水、生活废水、生物质—厨余垃圾等）达到建筑节能目的。

现在，因技术条件所限，屋顶光伏按传统电站思路建设遇到了困难，发展呈减速态势。居民居住的大部分高楼屋顶因利用面积制约，光伏装机不大且发电量少，用户价值感不强，故只能面对电网市场。又因大楼业主多、屋顶使用难统一，且对使用屋顶建筑光伏积极性不大，出现了屋顶空闲的状况。光伏投资商靠租屋顶来拓展市场的做法实施很艰难，屋顶难租不仅制约了发展速度，也增加了投资成本。

屋顶业主的积极性及投资商的商业模式实施都出现了问题，我认为出现这些情况的基础性原因还是技术实现路径太单一。同时，屋顶光伏市场处于初级阶段，是个政策市场——建设靠屋顶，回报靠补贴，使得现在的屋顶光伏市场开拓艰难。一旦电价退坡机制出现，既有市场份额将会萎缩，更谈不上拓展了。

但是，建筑是环境能源利用的载体，更是环境能源服务的大市场；光电建筑作为建筑节能的一个重要抓手，光伏发电市场前景十分广阔。建筑光伏作为真正的新能源利用的主力军地位不仅不会变，而且，在我国人多、楼多的情况下，地位将更显突出。我相信，只要我们改变思路，随着组合技术的进步，建筑光伏一定会成为投资的新风口。

二、光伏系统集成创新是建筑光伏发展的基础

间歇性，现在是光伏发电存在的一个问题。尽管弱光发电技术现在有了一些研究突破，我估计商业应用还需时日。

要解决间歇性带来的市场瓶颈问题，系统集成创新可能是一个可行的选择。它既能解决技术路径单一的问题，又能提高用户的使用价值，同时是屋顶光伏事业发展的一个重要路径。

在现有发电技术的基础上，整合其他成熟技术，把建筑光伏装置的使用提高到新高度，在为大楼提供电力、热水、采暖、制冷、通风等方面发力，这是系统集成创新的内涵。我们既要立足现实，又要利用已有的其他技术，通过系统集成创新，抓住机遇，开拓建筑光伏新格局。

创新集成系统的目的是为大楼提供电力、热水、采暖、制冷、通风等。以建筑光伏为主导的集成设计思路是——光伏单元发电模块+建筑物用电分区设计模块+储能模块（储热模块、电池储能模块、氢储能模块+燃料电池发电模块等）。

1.建筑物用电分区讨论

技术层面的自发自用是用户价值的基础，投资回报的高低决定市场容量的大小。

高楼光伏发电功率小，满足不了大楼整体的电力负荷要求，但是可以分别满足或部分满足某些电力负荷的需求，例如，照明、电器、家用智能系统、电动交通工具、光热管发电系统用电等；也可将间歇式发的电力转化成热来满足大楼的热负荷要求；还可以将间歇式发的电制成氢，使用燃料电池发电。

为了发掘这些应用，在新建的屋顶光伏系统中，大楼的电路设计必须采取分区设计。对现有的发电单元模式则进行分区改造。除了原上网模式不变外，增加一回储能线路，满足储能模块的用电；对于建筑屋内的用电，屋内的电路系统必须分区设计，以保证该区的电器设备安全运行。

2.储能模块讨论

大家知道，提升建筑光伏使用价值最有效的一个办法就是增加储能模块。屋顶光伏的储能有多种形式——蓄电池储能、蓄电池加超级电容储能、电热转换+熔盐储热、电制氢储能等。对于发电功率小的发电单元可采用如下的储能模式：采用发电单元+蓄电池储能系统直供照明负荷；采用发电单元+电换热器+熔盐储热装置满足用户随机的热水需求；采用发电单元+电解氢装置直接向氢用户供氢，或给燃料电池供氢；采用发电单元+光热管系统装置向用户供热。

三、加快微电网建设，抢占分布式发电新阵地

“分布式发电”是个很热的名词。80年代前后，针对美国出现了大面积停电事故，为了防止我国的电网崩溃，造成大面积停电，提出电源点最好分布建设在负荷中心的分布式概念。电力投资多元化后各地都在建电厂，事实上传统能源电站集中布局的状况已经改变，分布式发电格局已经被人为地形成。太阳光是天然分布在我们周围的，它的就地利用就是天然的分布式发电了。

虽然都叫分布式，但前者是从电网安全的角度讲的，后者则是指太阳光的就地利用。从绿色替代的角度看，建筑光伏发电的市场更为广阔。现在出台的分布式发电优惠政策的目的的一个导向是做到能源匹配使用及减少线损的减排要求，发展建筑光伏则是绿色替代。

目前，建筑光伏的渗透率很低，要提高绿色替代水平，只有多建建筑光伏电站。在配电网内建光伏电站不仅对配电网安全运行有影响，还对新能源电量市场化交易的实时性、独立性等有影响。要解决它，只有加快微电网建设。

前述的技术组合创新解决的是“自发自用”的问题，微电网建设则是提高“绿色替代”的一个重要前提。微电网最吸引人的地方：一是它自成体系，不会给配电网造成有源隐患，各自都很安全；二是它又能接入更多的新能源电源点，更多更安全的电量能使其用户价值倍增；三是微电网将承载信息和能源双重功能，以家庭、办公室建筑为单位的灵活发电和配用电终端、企业、电动汽车以及物流等将在微电网中相互影响，分享信息，使能源使用效率更高。

现在建筑光伏已经初具规模了，为新能源而生的微电网技术的研究基本达到商业使用价值的水平。我们光伏人一定要抢占先机，加快技术引进、消化、吸收工作，尽早建设好适合本区配电网要求的微电网。通过技术投资“圈地”，不仅能更多地建设光伏发电项目，并且还可以引进投资者建设其他新能源发电项目；更重要的是信息的交互能力使得新能源的供电能力更强大、更稳定、更安全，成为用户信得过的供电商。

四、创新商业模式，建立新型的利益共同体

技术组合创新是系统创新的基础，商业模式的创新则是系统创新的助推器。阶段式的“归零”是技术创新企业家思维，创新商业模式更需“归零”思维。“有光发电”是现阶段的技术特征，对应的是“向电网卖电”的商业模式。这种商业模式的思维极易导向传统能源发电公司的发展模式——抢占电源（屋顶）点。其现状是，使屋顶变成稀缺资源、负债建设、收入大部分靠补贴。经营者整天都在思考如何拿屋顶、搞融资、要补贴收入。公司陷入抢屋顶难、应收款大，负债比大的困境，发展举步维艰。

如前所述，我们把发电单元升级为发电站，增强用户的价值感，就具备了为大楼业主服务的基础。但是做到业主要做，必须创新商业模式。

当今的商业模式创新离不开共享经济思维。创新的目的在于引领一个环境能源消费市场，和大楼的业主密不可分的商业模式是启动这个市场的重要环节。例如，现在有一些物业公司出台了不再为业主房屋维修出资的规定，这一情况的出现对于“业主捆绑”似乎是一个契机。业主参与到光伏建设中来，用业主的分红建立属于自己的房屋维修基金，解决自己的维修资金来源，这很可能是业主的一个选择；高楼业主也可以联合投资者在自己的高楼上建光伏装置，委托第三方做建设、运营管理商。灵活的商业模式造就的股权筹资，将启动建筑光伏市场进一步的发展。

对于系统创新而言，它的基础是集成技术创新。集成创新则是一种组合创新，寻找成本最优的各种相关的成熟技术组合在一起的方式，似乎也要靠商业模式的创新。

新的建筑光伏系统是以光伏发电为主导，其他的成熟技术为辅组合成的新系统。整合其他技术可以有各种模式，项目公司模式可能是一种好形式。由主导项目的公司发起，拟参与组合的公司响应，共同组建项目有限责任公司，负责市场调研、方案设计、商业模式审定、建设、运营等全过程管理。

只有调动了各方面的积极性，解决人才、技术、资金、市场等影响新系统建设的因素，系统创新才有可能启动。另外，“捆绑业主”的方式不仅能解决市场切入的问题，而且对进一步改善质量环境大有好处。

建筑光伏是环境能源利用的一个抓手，绿色替代能源的一个主力军，发展前景十分广阔。立足现在，开拓建筑光伏新格局，我们深感责任重大；展望未来，加强系统创新能力建设，我们必须勇往直前。