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关于大规模利用工业厂房屋顶发展清洁能源, 加快我国工业用电“清洁化”的建议

虽然我国风电与太阳能发电均已完成“十二五”规划装机目标,非化石能源发电装机比重提高到35%,但火力发电装机仍占绝对比重。与此同时,2015年全国工业用电量达到了3.9亿千瓦时,占全社会用电量的70.9%。工业用电的“清洁化”对于改善我国能源结构、实现节能减排目标起着至关重要的作用。大规模利用工业厂房屋顶特别是轻钢结构工业厂房屋顶(以下简称轻钢屋顶)发展分布式光伏发电,是快速提升我国清洁能源发电比重的一个可行方案和有效途径。

一、我国工业厂房屋顶特别是轻钢屋顶资源量巨大,是分布式光伏应用的一个广阔领域

  随着经济的快速发展和工业化进程的不断深化,我国工业厂房建筑规模增长迅速。过去10年间,工业厂房及建筑物累计竣工面积达到了近40亿平方米,仅2009至2013年5年间的新增竣工面积就达到了23.6亿平方米,主要分布于各级各类开发区、园区。其中,绝大部分工业厂房及仓库均属于轻钢结构建筑。如将现有具备开发条件的存量轻钢屋顶全部开发为分布式光伏发电项目,其潜在装机规模可达100GW,相当于全国现有分布式装机规模(约7GW)的14倍。

二、制约当前轻钢屋顶分布式应用的主要因素

  一是轻钢屋顶载荷有限。根据屋顶分布式光伏项目开发经验,屋顶承载能力直接影响光伏项目安全性和可靠性。由于常规玻璃基光伏组件的重量约为12 kg/m2,采用支架安装的光伏发电系统总重量约为15-20kg/m2,超出了我国大多数存量轻钢屋顶的载荷余量范围。

  二是轻钢屋顶加固成本较高。由于轻钢屋顶的载荷限制问题,如开发分布式光伏则需要对屋顶进行加固,而屋顶加固费用目前成本也相对较高,这些问题直接导致占轻钢屋顶80%以上的屋顶资源难以建设常规光伏发电项目。

  此外,屋顶产权不清晰、用电主体的经营持续性、项目融资困难等共性问题,也直接影响着轻钢屋顶资源的大规模开发利用。这一点从全国30个分布式光伏示范区的完成情况可见一斑。

三、轻质光伏组件的不断成熟使得开发利用轻钢屋顶具备了技术和经济可行性

  轻质光伏组件是指光伏组件的重量较传统的玻璃基组件更轻的组件。当前,我国光伏组件生产厂家已开发了多种轻质光伏组件,可以满足轻钢厂房屋顶的载荷限制。其中,柔性薄膜太阳能发电技术为轻钢屋顶的载荷余量不足问题提供了成熟的解决方案。我国企业开发的铜铟镓硒薄膜太阳能发电系统的重量仅为5 kg/m2左右,并且可采用直接黏贴等多种安装方式,使得大规模利用轻钢屋顶进行分布式发电具备了可行性。

  虽然现阶段柔性薄膜组件成本略高于与传统光伏产品,但随着今后大规模的市场应用、转换效率和工艺的提升将逐渐下降,其大规模推广应用将具有经济可行性。预计到2020年,伴随着相关激励政策带来的规模经济效应,柔性薄膜光伏发电系统成本及转换率水平将获得长足的进步。届时,按现行的零售电价增长趋势及分布式光伏发电补贴水平即可满足市场化投资收益要求。

  从企业角度看,利用厂房屋顶建设光伏发电系统可获得发电、削峰、减碳“光伏三效益”。发电效益,主要是电价收益和国家、省市的电价补贴;削峰效益,因为光伏系统工作时段基本上就是工业用电峰时,光伏发电可提供工厂在峰时的一部分用电需求,降低企业峰时用电成本,缓解用电压力;减碳效益,光伏发电作为绿色电力,替代燃煤发电,减少二氧化碳排放,可以通过参与碳排放交易而获得收益。

四、主要建议

   1、建议国家在年度新增光伏装机规模内,单独划出100MW以上规模,选择大型工业企业轻钢屋顶进行示范建设,以通过规模效益降低轻质光伏发电系统的初始投资,并在“十三五”期间逐步扩大应用规模。

  2、建议国家制定差异化度电补贴,对轻钢屋顶分布式发电项目提供高于现行0.42元/千瓦时发电补贴的额外度电补贴。轻钢屋顶分布式发电补贴政策仅适用于“十三五”期间,是为“十三五”量身定做的分布式清洁能源推广、温室气体减排与防治大气污染专项方案。如在2016年-2020年间,分别为当年安装的轻钢屋顶光伏发电项目提供额外度电补贴0.4-0.2元/度(逐年递减),补贴期限至2020年底,则可将项目投资回报率提高至发电项目基准水平。

  3、建议地方政府或开发区管委会牵头,作为独立第三方,统一与园区屋顶业主、投资方签订协议,制订规划,统一屋顶租赁、合同能源管理政策标准。同时鼓励地方政府及各开发区管委会因地制宜,创新开发模式,扩大分布式光伏应用。


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