【門窗幕墻網(wǎng)】2022年北京冬奧會(huì)順應(yīng)“雙碳”目標(biāo)與綠色發(fā)展理念指引，通過(guò)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的重復(fù)利用與節(jié)能改造，提升建筑利用率，減少因建筑耗材、建筑生產(chǎn)造成的污染。而僅有的新建速滑場(chǎng)館“冰絲帶”也根據(jù)《北京市綠色雪上運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，充分運(yùn)用綠色電力、綠色建筑，將綠色元素融入冰雪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館。

“冰絲帶”的“絲帶”狀曲面玻璃幕墻采用一萬(wàn)多塊光伏發(fā)電玻璃拼接而成，兼具美感和發(fā)電性能，通過(guò)結(jié)構(gòu)與建材設(shè)計(jì)使得其不僅是一個(gè)容納運(yùn)動(dòng)賽事的建筑體，同時(shí)也成為一座發(fā)電廠。

即將突破400億的光伏發(fā)電玻璃市場(chǎng)

光伏發(fā)電玻璃即碲化鎘發(fā)電玻璃，屬于建材與新能源產(chǎn)業(yè)的復(fù)合產(chǎn)品。通過(guò)在玻璃表面涂抹一層碲化鎘光電材料，促使絕緣玻璃變?yōu)閷?dǎo)體進(jìn)行高效導(dǎo)發(fā)電。目前每微米光伏發(fā)電玻璃可有效吸收90%以上可見(jiàn)光并轉(zhuǎn)換為電力，僅三四塊即可滿足一個(gè)家庭全年用電量。

根據(jù)最新市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球光伏玻璃市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到273億元。按照2元/W的光伏組件價(jià)格計(jì)算，至2022年底全球光伏市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)突破400億元，2026年將擴(kuò)張至652億元。此外，近些年全球光伏發(fā)電成本不斷下探，2010至2022年間成本下降幅度達(dá)85%，隨著光伏玻璃經(jīng)濟(jì)性的不斷提升，市場(chǎng)需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。

受“雙碳”目標(biāo)引導(dǎo)與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型影響，我國(guó)已成為世界光伏發(fā)電裝機(jī)量最多的國(guó)家，光伏發(fā)電玻璃市場(chǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大。目前我國(guó)光伏玻璃市場(chǎng)呈現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展趨勢(shì)，并主要依仗兩大行業(yè)龍頭企業(yè)——信義光能與福萊特，兩家在市場(chǎng)占有率總計(jì)已超50%以上。

光伏發(fā)電玻璃具有三大優(yōu)勢(shì)

相比于傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)品，光伏發(fā)電玻璃具有如下幾大優(yōu)勢(shì)：一是光電轉(zhuǎn)換效率更高，對(duì)于光線強(qiáng)弱及天氣要求更低，更適應(yīng)環(huán)境苛刻地區(qū)；二是制造成本更低，雖然光伏發(fā)電玻璃整體制作結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，但碲化鎘材料的光吸收能力卻更強(qiáng)，所需制造材料消耗更少；三是耐用性更強(qiáng)，電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命普遍長(zhǎng)達(dá)30年，損耗率更低。

在環(huán)境影響方面，光伏發(fā)電玻璃某些情況下能改善環(huán)境并創(chuàng)造環(huán)境效益。以荒漠治理為例，原本某些荒山因缺乏植被而造成的水分流失、土地干涸，可通過(guò)安裝光伏發(fā)電玻璃將空氣中的水分凝結(jié)在背板，復(fù)又形成露珠滴回地面，從而為土地提供水分補(bǔ)給。而在能源消耗與碳排放方面，光伏發(fā)電玻璃主要碳排放仍發(fā)生于玻璃生產(chǎn)階段。碲化鎘則由廢渣廢料提取，其碳排放、各類有害元素排放量明顯低于晶硅電池等，能效轉(zhuǎn)化卻更高。目前，每生產(chǎn)1度電碲化鎘僅排放11克二氧化碳。隨著玻璃生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)，未來(lái)光伏發(fā)電玻璃碳排放將進(jìn)一步削減。基于上述優(yōu)勢(shì)，光伏發(fā)電玻璃目前被主要應(yīng)用于綠色建筑建設(shè)中。

在綠色建筑領(lǐng)域方面，光伏發(fā)電玻璃可促進(jìn)建筑體能源使用的綠色化、低碳化，已受到市場(chǎng)認(rèn)可并被廣泛應(yīng)用于建筑的屋頂或幕墻。一方面，該設(shè)計(jì)可為建筑體提供足夠的清潔電能，滿足建筑內(nèi)部電器和設(shè)備需求；另一方面，該設(shè)計(jì)不阻礙和違背建筑美學(xué)構(gòu)建，具備可觀性，并解決傳統(tǒng)玻璃幕墻所存在的光污染問(wèn)題。張家口帝達(dá)世博廣場(chǎng)將光伏發(fā)電玻璃與建筑外立面完美結(jié)合，轉(zhuǎn)變成清潔能源發(fā)電站。寧波龍谷村使用光伏發(fā)電玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)琉璃瓦的屋頂，使自己變成一個(gè)新型光伏電站。

此外，當(dāng)前盛行的光伏建筑—體化不同于將光伏系統(tǒng)簡(jiǎn)單地附著在建筑，可將光伏產(chǎn)品和建筑在產(chǎn)業(yè)鏈充分融合，是未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展方向。在上游產(chǎn)業(yè)鏈，建筑師設(shè)計(jì)需考慮到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造、光伏產(chǎn)品節(jié)能、物理性能及其他功能的有機(jī)融合。中游產(chǎn)業(yè)鏈即生產(chǎn)光伏產(chǎn)品及相關(guān)配套設(shè)備產(chǎn)品并在施工環(huán)節(jié)進(jìn)行組裝，包括光伏組件、逆變器、各類支架、各類電力系統(tǒng)監(jiān)控等。下游產(chǎn)業(yè)鏈主要為運(yùn)維，將產(chǎn)品組裝完成后進(jìn)行光伏建筑運(yùn)營(yíng)和產(chǎn)業(yè)鏈維護(hù)。目前在武漢、上海、北京、大同等地已陸續(xù)建設(shè)光伏建筑一體化建筑，通過(guò)合理利用能源資源、減少傳統(tǒng)建材用量并在新型建材上貼附光伏發(fā)電玻璃，實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”，為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供穩(wěn)固支持。

除建筑領(lǐng)域外，在汽車、電子設(shè)備、光伏電站等領(lǐng)域光伏發(fā)電玻璃也同樣具有巨大的應(yīng)用潛力。通過(guò)將車載光伏玻璃安裝于電動(dòng)汽車車身或車頂，有效提升電動(dòng)汽車行駛性能，解決部分太陽(yáng)輻射強(qiáng)地區(qū)電動(dòng)汽車性能難以支撐里程的問(wèn)題，并一定程度上縮短電動(dòng)汽車充電時(shí)長(zhǎng)。

光伏發(fā)電玻璃的應(yīng)用有四大痛點(diǎn)

光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用于建筑能雖具有光電轉(zhuǎn)換效率更高、制造成本更低、耐用性更強(qiáng)、創(chuàng)造環(huán)境效益并能實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化效能提升等優(yōu)勢(shì)，但在市場(chǎng)實(shí)踐的應(yīng)用推廣階段依舊存在痛點(diǎn)。

以光伏發(fā)電玻璃在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用為例。首先，光伏建筑一體化建筑既涉及建筑體，又涉及光伏產(chǎn)品這樣的“發(fā)電機(jī)”，構(gòu)造比較復(fù)雜。而目前光伏建筑一體化尚未有自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，嚴(yán)重拖累光伏建筑一體化的安全、防火、設(shè)備的管控等建筑管理的實(shí)施，也影響市場(chǎng)監(jiān)控并規(guī)范其整體發(fā)展秩序。

其次是光伏發(fā)電玻璃在建筑市場(chǎng)的認(rèn)可度問(wèn)題。雖然光伏發(fā)電玻璃具有較好的美觀性、建筑實(shí)用性，但其所具備的建筑功能并不能完全滿足建筑市場(chǎng)的不同需求。光伏發(fā)電玻璃等光伏產(chǎn)品多往產(chǎn)品化、規(guī)模化方向發(fā)展，以期適應(yīng)不同建筑的需求。而受建筑設(shè)計(jì)偏好的影響，建筑市場(chǎng)中大部分建筑材料都是定制化。

此外，維護(hù)建筑光伏一體化建筑體的光伏產(chǎn)品的效能，保持建筑體的耐用性和穩(wěn)定性也有待關(guān)注。雖然研究專家解釋光伏發(fā)電玻璃壽命期多為25—30年，一旦在使用期間光伏發(fā)電玻璃因其使用狀態(tài)不佳而其功能遭受損壞，建筑體本身和建筑體內(nèi)的居民生活將會(huì)受到很大的影響。

最后，由于光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用涉及多產(chǎn)業(yè)協(xié)作，光伏建筑一體化綿長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈也需多方運(yùn)維決策并受到制約，應(yīng)綜合考慮并兼顧各方需求。

政府和市場(chǎng)共同發(fā)力推動(dòng)發(fā)展

針對(duì)光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，筆者認(rèn)為，可從政府和市場(chǎng)兩方發(fā)力，共同加以改進(jìn)。

在政府端，圍繞目前光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用最為廣泛的光伏建筑一體化，在制度層面上應(yīng)加以規(guī)范，建立涉及光伏發(fā)電玻璃應(yīng)用與光伏建筑一體化運(yùn)行和維護(hù)的相關(guān)制度規(guī)范。明確各領(lǐng)域職責(zé)分工與權(quán)限歸屬，加強(qiáng)合作協(xié)調(diào)規(guī)范性，共同推動(dòng)相關(guān)制度規(guī)范的落實(shí)。同時(shí)引導(dǎo)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)維度著手推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系制定，針對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)工程和產(chǎn)品服務(wù)均制定規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指導(dǎo)與評(píng)估制度。

在市場(chǎng)端，光伏發(fā)電玻璃生產(chǎn)商可聯(lián)合政府研發(fā)對(duì)于光伏建筑一體化建筑體的管理與運(yùn)維系統(tǒng)。廠商可以產(chǎn)品化、規(guī)模化、低碳化為基礎(chǔ)，持續(xù)開(kāi)展產(chǎn)品低碳創(chuàng)新，并發(fā)展個(gè)體建筑定制化光伏產(chǎn)品路線，滿足規(guī)模化生產(chǎn)的需要的同時(shí)達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本的效果，并一定程度上實(shí)現(xiàn)有個(gè)性化需求的建筑方要求。