新型光伏綠色建材需兼顧降碳與美觀

“這種瓦片也能發(fā)電嗎？”日前，在四川省攀枝花市混撒拉零碳示范村，村民郝大爺看到施工人員正在為一塊塊玄青色帶紋理的瓦片接線，好奇地提出了疑問。在得到肯定答復后，郝大爺嘖嘖稱奇：“屋頂能發(fā)電的板子咱也見過不少了，這種能發(fā)電的瓦片還是頭一回見?！?/p>

令郝大爺驚奇的發(fā)電瓦片，學名“黛瓦”，是一種完全由我國自主研發(fā)設(shè)計生產(chǎn)的紋理化光伏發(fā)電綠色建材。這種產(chǎn)品可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)建材，應用在建筑外表皮任何部位，而且色彩紋理造型可定制。從外觀看，跟常規(guī)的綠色建材別無二致。由于既能發(fā)電，還具備豐富的色彩紋理，讓建筑更美觀，因此在建筑碳中和大背景下，這種能發(fā)電的新型綠色建材越來越受歡迎?；烊隼暹x擇用黛瓦代替?zhèn)鹘y(tǒng)屋頂瓦，也是出于建筑碳減排及美觀兩個方面的考量。

該項目負責人表示，混撒拉村是零碳示范村，因此這次新建的綠色換乘站、水光公園、百花園、公共衛(wèi)生間等公共建筑，在設(shè)計之初就明確，一定要有光伏等清潔能源融入。同時考慮到旅游帶動效應及美麗鄉(xiāng)村建設(shè)要求，從外觀方面，光伏元素的應用也必須實現(xiàn)美化建筑和環(huán)境的效果。綜合考慮之后，混撒拉村選擇了在屋頂應用這種新型光伏綠色建材，既能發(fā)電，還能滿足建筑和鄉(xiāng)村的美觀需求。從實際安裝效果看，應用了黛瓦的建筑屋頂呈現(xiàn)出均勻一致的玄青色，與淺色墻面形成對比，營造出“白墻黛瓦”的悠然意境；同時，在陽光照耀下，黛瓦表面紋理豐富了建筑的藝術(shù)表達，讓建筑屋頂不再單調(diào)。據(jù)初步估算，整個村莊零碳改造完成后，每年可減少二氧化碳排放量2750噸；光伏年發(fā)電量可達260萬度，相當于減少800噸標準煤的能源消耗；光伏年收益約156萬元。同時，通過光伏發(fā)電自用，每年可節(jié)約居民用電60萬千瓦時。

除黛瓦之外，類似這種既能發(fā)電，還具備建材功能的新型光伏綠色建材還有很多。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，基于建筑行業(yè)嚴峻的碳減排形勢，光伏綠色建材在這兩年也迎來行業(yè)利好。就在今年4月28日，財政部等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于組織申報政府采購支持綠色建材促進建筑品質(zhì)提升試點城市的通知》，通知明確提出，在南京、杭州、紹興、湖州、青島、佛山6個試點城市的基礎(chǔ)上，進一步擴大政府采購支持綠色建材、促進建筑品質(zhì)提升試點范圍。6月6日，工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展2022年綠色建材下鄉(xiāng)活動的通知》，鼓勵有條件的地區(qū)對綠色建材消費予以適當補貼或貸款貼息，鼓勵企業(yè)、電商、賣場等讓利于民，助推綠色消費。這些政策有力推動了光伏綠色建材的普及應用，也使這種新型高科技產(chǎn)品迎來飛速發(fā)展。

從發(fā)電技術(shù)路線上來說，光伏綠色建材分為薄膜和晶硅兩種，隨著晶硅技術(shù)的發(fā)展，兩者在外觀、色彩、紋理、造型等方面的差距越來越小。如今，晶硅光伏綠色建材也可以做到彩色化、紋理化及獨特形狀甚至曲度，在保證發(fā)電效率的同時，也能完全滿足建筑的美學需求。實現(xiàn)這樣的技術(shù)突破源于我國在光伏綠色建材方面的不斷積累和創(chuàng)新研發(fā)。

我國最早的晶硅光伏綠色建材誕生于2007年。當時國內(nèi)首個光伏建筑一體化項目——保定電谷國際酒店，要應用一批能發(fā)電的玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃，為此誕生了我國首塊晶硅全玻光伏發(fā)電玻璃。基于這款產(chǎn)品，我國首條專業(yè)化的光伏綠色建材生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，奠定其后續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

之后一段時間內(nèi)，由于市場不明朗，光伏綠色建材進入市場拓展的瓶頸期，但相關(guān)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)并沒有停止。據(jù)光伏材料與技術(shù)國家重點實驗室綠色建材研究中心主任張翼飛介紹，2007年以來，我國的光伏綠色建材在外觀、技術(shù)路線等方面經(jīng)歷了12次更新迭代。2020年，晶硅光伏綠色建材終于突破外觀限制，實現(xiàn)了表面豐富的色彩和紋理表達，既能發(fā)電，又能美化建筑，成為新一代“能發(fā)電的城市建筑美容師”。

“光伏綠色建材首先是建材，必須滿足建筑的需求，也就是要具備美觀安全、防火防水、抗風抗震、保溫節(jié)能等建材功能，做到與建筑同壽命。”張翼飛表示，“為兼顧光伏發(fā)電功能和建材功能，國內(nèi)企業(yè)做了大量科技研發(fā)工作。在這一過程中，我國的光伏綠色建材技術(shù)從落后于歐美發(fā)展到了領(lǐng)先全球的高度。其中，基于光學納米鍍膜技術(shù)，我國研發(fā)生產(chǎn)出了首款彩色紋理化晶硅光伏綠色建材，顛覆了行業(yè)對晶硅產(chǎn)品的認知；而基于國際領(lǐng)先的高效能柔性技術(shù)，我國誕生了全球首款晶硅光伏曲面瓦。多年來，我國相關(guān)產(chǎn)品的專利數(shù)量達到了292項，為建設(shè)世界科技強國作出貢獻?！?/p>

在發(fā)電效率和減排效果方面，隨著國內(nèi)光伏技術(shù)的發(fā)展，光伏綠色建材的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電量也在不斷提升。“以北方地區(qū)為例，安裝在立面的話，每平方米光伏綠色建材每年可發(fā)電145千瓦時左右，相當于減排二氧化碳144kg?！睆堃盹w介紹說，“根據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《‘十四五’建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，全國新增建筑太陽能光伏裝機容量0.5億千瓦以上，約合2.941億平方米，也就是說，到‘十四五’末期，我國光伏綠色建材每年可發(fā)電426.4億千瓦時電，相當于為國家減排二氧化碳4251萬噸?！?/p>

從建筑行業(yè)碳中和實現(xiàn)路徑來看，光伏綠色建材不但可以有效節(jié)能減排，還是調(diào)整建筑用能結(jié)構(gòu)的必由之路，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要一環(huán)。隨著國家鼓勵綠色建材促進建筑品質(zhì)提升的試點工作進行，相信光伏綠色建材必將從公共建筑走向民用建筑，助力建筑碳中和早日實現(xiàn)。

（作者系保定嘉盛光電科技股份有限公司品宣經(jīng)理）

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