欧洲光伏技术与创新平台：光伏建筑助推欧洲能源转型

近日，欧洲光伏技术与创新平台(ETIP PV)和欧洲光伏产业协会(SolarPower Europe)联合发布了《太阳能皮肤：绿色城市的机会》报告，概述了光伏建筑一体化(BIPV)技术(即“太阳能皮肤”)在助力欧洲建筑脱碳、加速城市清洁能源转型并创造新的就业机会方面所能做出的贡献，并提出了推进BIPV应用的政策建议。报告要点如下：

一、BIPV将为欧洲能源脱碳转型发挥关键作用

在全球范围内，城市消耗了世界上超过三分之二的能源，并且排放了差不多比例的二氧化碳。建筑物占全球终端能源消耗的36%，占直接和间接二氧化碳排放总量的近40%。目前，建筑部门占欧盟能源需求的49%和温室气体排放量的36%。为了实现“巴黎气候协定”的目标，到2050年欧盟建筑行业需减少约90%的碳排放。因此，欧盟城市需加快可再生能源的部署，并增加能效投资，尤其是在建筑领域。

当前，可再生能源仅为欧盟城市建筑提供24%的能源，其发展受到与城市规划、建筑要求和保护文化遗产相关的特定地理、美学和物理限制。虽然屋顶太阳能装置越来越具备市场竞争力，但屋顶仅占建筑物可用表面积的一小部分，因此在建筑外墙上利用可再生能源的大部分潜力尚未开发。BIPV技术能够充分利用建筑物外墙，直接进行发电，用于供暖、制冷和电动汽车等。它减少了大规模扩张电网的需求，并提高了正逐步“电气化”的城市电网稳定性。本地光伏发电、储能和供需管理的结合使建筑物成为智能电网中最小的单元，连接多个智能建筑将有助于智能电网技术的广泛部署。BIPV模块可以与隔热和其他元件组合以提高建筑物的能效，其模块化特性适用于几乎任何城市环境：屋顶、外立面、窗户、隔音屏障、道路等，其灵活的设计使城市能够保持建筑特征并保护文化遗产。

目前，BIPV的技术成熟度已经很高，欧盟各地的众多建筑也充分证明了其设计灵活性。欧洲是BIPV技术的全球领导者，发展BIPV能够推广和培育配套工业，改变欧洲的城市能源格局，改善城市居民的生活条件并创造就业机会。这个新兴产业是减少城市碳足迹的关键先决条件。此外，PV模块的制造可以为欧洲工业拓展巨大的全球市场。在近零能耗建筑(NZEB)政策和未来的产能建筑(PEB)的推动下，开发新的BIPV材料和概念以及将节能建筑材料与BIPV相结合进行设计和创新，成为光伏部门和建筑部门发展战略的重要组成部分。这要求开展多学科研究与开发计划，包括光伏制造业、建筑材料业以及认证机构。需要在技术、应用和商业模式方面取得突破，将今天的BIPV利基市场转变为未来的大众市场。

二、BIPV是欧洲未来绿色城市的理想配置

1、BIPV是美观、经济、多功能的新建筑材料和改造方法

BIPV适用于各种表面(屋顶、窗户和外墙)，并为实现近零排放建筑提供集成解决方案：BIPV为建筑物提供隔热、隔音等保护性皮肤;BIPV可生产直接用于建筑物的可再生能源电力，有助于更可持续的供暖和电力消耗;BIPV还可以补充建筑物的智能功能，如实时的热量或照明调节，这是传统建筑材料无法实现的。总之，BIPV提供了一个经济高效的集成系统，使用户能够使用脱碳电力，并通过其隔热功能进一步节省能源。

对于新建筑材料，BIPV的创新设计理念结合了灵活性、多功能性和美观，完全符合零碳建筑和产能建筑的要求。与新建太阳能发电厂生产的标准光伏组件相反，BIPV解决方案在尺寸、形状和颜色方面具有灵活性，这意味着可以适应建筑物的外形和设计。它们可以增强屋顶、外墙甚至半透明窗户的能量获取。因此，其产生清洁能源的可用面积大于传统光伏技术。对于空间日益稀少的历史街区和城市来说，它将成为新建筑的“必备品”。因此，通过一次性投资，BIPV技术能够充分发挥建筑的潜力，实现清洁能源发电、温度调节和隔热的功能。

另外，欧洲现有建筑的脱碳需要在能效以及供暖和制冷设施方面进行复杂投资，BIPV可以在这方面发挥决定性作用。BIPV技术可以降低深度翻新的总体投资成本，并通过节省材料(用PV替代传统建筑材料)和现场发电带来的额外收入，实现真正的商业应用。虽然BIPV材料比典型建筑材料成本更高，但在大多数情况下，所增加的成本能够被发电产生的额外收入抵消。

2、BIPV能够推动欧洲清洁能源行业发展，并增加就业

BIPV是一项具有巨大工业潜力的尚未开发的技术，BIPV市场是聚集了中小企业和本地能源供应商的智慧生态系统，从原材料到产品通常都集中在本地范围内。BIPV价值链是实现欧洲能源转型的一种途径，城市可以从发展BIPV大众市场带来的竞争力和创造就业机会中获益。BIPV技术是改善欧洲城市生活条件的重要资产，能够提供更清洁和更便宜的电力、减少空气污染、增加现有建筑能效和节约能源。由于尚未得到大规模部署，BIPV在提高能源独立性和弹性、实现在城市规划限制下的高效和多功能建筑等方面的优势尚未得到体现。

三、推进BIPV应用的政策建议

尽管有潜力在城市建筑中普及BIPV，但还有几个障碍需要克服，如建筑翻新率低、可再生能源整合进展缓慢，以及缺乏对BIPV优势的认识等。市政当局应通过如下举措积极推动BIPV，并加快走向绿色城市的道路：

(1)通过应用BIPV将现有公共建筑转换为产能建筑，从而进行最佳实践。传统建筑行业的现场可再生能源发电设备的安装基于客户所有权业务模式，建筑物所有者承担与运行、维护和退役相关的风险，这阻碍了BIPV的应用。目前欧盟已经出现了几种新的商业模式，可减轻投资风险，能够适应BIPV的发展，并得到了欧盟法规的认可，如可再生能源电力购买协议(PPA)、租赁合同和合同能源管理(EPC)。此外，城市管理者还可改进采购流程，以支持向低碳产品过渡。

(2)推广新的私人业主融资计划，如BIPV设施的能源承包和租赁模式。政府可以推广更适合城市需求的激励措施，以推进私人建筑的低能耗转型。如在税收和电费方面激励可再生能源电力，以及通过合适的碳价释放BIPV的潜力。此外，应采取创新融资方式以资助BIPV项目，如地方税收优惠政策、财产税和绿色债券、能效贷款、循环基金、软贷款、公私合作伙伴关系(第三方融资)、私营部门的合同能源管理、公共能源服务公司(ESCO)、上网电价、公民合作社或众筹等。

(3)制定有效的政策、电网法规和激励措施，以实现建筑、供暖和制冷以及运输领域的系统电气化。市政当局应设计正确的监管激励措施，积极鼓励试点项目和实践案例以展示BIPV的益处，通过智能城市灯塔项目等为其他城市的应用提供经验，并根据当前状况和城市自身需求制定合适的能源和气候计划，并确定相应的财政政策等。