光伏建筑助力鄉(xiāng)村振興路徑研究

袁丙祥

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

0 引言

近20 年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國碳排放量由不足40 億噸迅速上升，直至2013 年前后排碳量趨緩，截至目前我國碳排放量已超過100 億噸，現(xiàn)已成為全球最大的碳排放國[1]，占全球碳排放總量超過30%（如圖1 所示）?？茖W(xué)研究表明，過量的碳排放會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖，進(jìn)而引發(fā)極端惡劣天氣的出現(xiàn)，近年來厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象的出現(xiàn)就是因?yàn)闇厥覛怏w過度排放所引起的全球性氣候異常[2-3]。2020 年9 月，在第75 屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上，習(xí)主席表示我國要采取強(qiáng)有力的措施來應(yīng)對(duì)碳排放及全球氣候變化問題，并提出要力爭于2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo)。碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)是黨中央經(jīng)過深思熟慮、不斷討論、深刻研究后得出的重大戰(zhàn)略決策，其實(shí)質(zhì)上就是要優(yōu)化我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，倒逼低端產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，能源結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)不可再生能源向新型可再生清潔能源轉(zhuǎn)型升級(jí)[4-6]。

圖1 近20年我國碳排放走勢(shì)圖

1 能源發(fā)展現(xiàn)狀及困境

截至2020 年，我國第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重分別是7.7%、37.8%和54.5%，其中第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重在近5 年里呈下降趨勢(shì)，第三產(chǎn)業(yè)占比呈上升趨勢(shì)，這深刻揭示了我國國內(nèi)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸脫實(shí)向虛的問題[7]（如圖2所示）。眾所周知，改革開放以來，第二產(chǎn)業(yè)中的工業(yè)獲得了黃金發(fā)展的40 年，成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，使中國成為世界上唯一一個(gè)擁有全部工業(yè)門類的國家。然而，我國現(xiàn)有工業(yè)主要是產(chǎn)業(yè)鏈的中游制造環(huán)節(jié)，并不掌握利潤最豐厚的材料端和品牌端，大宗商品議價(jià)權(quán)、研發(fā)設(shè)計(jì)和品牌等高利潤環(huán)節(jié)長期被歐美國家所占據(jù)，一旦發(fā)生全球性通貨膨脹，中間的制造端因?yàn)闆]有較高的技術(shù)壁壘，市場門檻較低，多家企業(yè)惡性競爭，最容易形成產(chǎn)能過剩卻又不賺錢的尷尬局面[8-9]（如圖3 所示）。此外，我國的制造業(yè)多為低端制造業(yè)，沒有掌握核心技術(shù)，其研發(fā)專利技術(shù)被發(fā)達(dá)國家壟斷，極容易被歐美國家“卡脖子”。

圖2 近5年內(nèi)三次產(chǎn)業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重

圖3 工業(yè)制造業(yè)利潤微笑曲線

現(xiàn)階段，我國的能源結(jié)構(gòu)是以不可再生的煤炭、石油、天然氣為主，以可再生能源為輔。2020 年我國終端能源使用占比排名前三的不可再生能源是煤炭、石油和天然氣，其中煤炭使用占比56.7%，石油使用占比19.1%，天然氣使用占比8.5%，三大傳統(tǒng)能源合計(jì)使用占比約84.3%，這體現(xiàn)我國現(xiàn)階段對(duì)傳統(tǒng)能源的過度依賴（如圖4 所示）。我國的碳排放約71.06%來源于煤炭，14.98%來源于石油，5.83%來源于天然氣，傳統(tǒng)三大能源的碳排放量占我國碳排放量總量的91.87%（如圖5 所示）。我國每年用于發(fā)電的煤炭占全國煤炭使用量超過60%，每年約72%的石油用于制成各種燃油，在天然氣用量中城市燃?xì)狻⒐I(yè)燃料和發(fā)電用氣合計(jì)占比超過90%[10]。因此，掌握清潔高效的新型能源可有效控制我國的碳排放量。

圖4 2020年我國終端能源結(jié)構(gòu)

圖5 我國碳排放來源

近年來，隨著國家對(duì)環(huán)保和能源消耗提出更高的要求，加之土地價(jià)格一路走高，我國各大城市許多高污染高能耗企業(yè)陸續(xù)遷往城市遠(yuǎn)郊區(qū)。這些企業(yè)充分利用了城市遠(yuǎn)郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)低地價(jià)、低電價(jià)、廉價(jià)勞動(dòng)力充足等優(yōu)勢(shì)，在自身獲得快速發(fā)展的同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、農(nóng)村閑置勞動(dòng)力再就業(yè)、農(nóng)民創(chuàng)收起到了不可磨滅的歷史功績。然而碳達(dá)峰、碳中和的提出無疑給這些企業(yè)一記重錘：這些企業(yè)多是高能耗的低端制造業(yè)，它們將不得不面臨產(chǎn)能縮減、碳匯交易費(fèi)用和來自市場巨大競爭壓力的三重打擊。由此引發(fā)的后果是，企業(yè)減產(chǎn)、利潤縮水甚至虧損倒閉，從而可能導(dǎo)致企業(yè)職工工資減少甚至裁員、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)嚴(yán)重萎縮、人民獲得感和幸福感降低。

因此，大力發(fā)展新型清潔可再生能源不但可以改善我國的能源結(jié)構(gòu)、倒逼企業(yè)強(qiáng)化資源有效利用，而且可以促進(jìn)新一輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的宏偉目標(biāo)，構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系[11-12]，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型起到至關(guān)重要的作用[13-14]。

2 能源問題的解決思路

2020 年，我國清潔能源利用結(jié)構(gòu)中占比排名前三的分別是水能17%、風(fēng)能13%、光伏11%。水能發(fā)電3.7 億千瓦、并網(wǎng)風(fēng)電2.8 億千瓦、并網(wǎng)太陽能發(fā)電2.5 億千瓦。然而這幾種清潔能源都有其自身特性，因而在發(fā)展使用過程中都面臨各種困難和挑戰(zhàn)：水力發(fā)電主要存在于西南地區(qū)，且存在于水庫庫容比較大的電站，對(duì)于西北這些干旱地區(qū)實(shí)在難以大規(guī)模應(yīng)用，此外水電站初期建設(shè)成本非常高、大型水庫造成上游生態(tài)系統(tǒng)破壞；其他核能、生物質(zhì)能等能源相比于風(fēng)電和光伏來說，目前技術(shù)不夠成熟、能源利用率極低，實(shí)難有很大作為。我國有豐富的風(fēng)能資源和太陽能資源，東北、西北、華北、東南沿海和海上地區(qū)是我國的富風(fēng)區(qū)域；除四川東部、重慶大部、貴州中北部、湖北110oE 以西、湖南西北部以外都是我國太陽能資源豐富的地區(qū)。據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的預(yù)測(cè)，到2030 年我國風(fēng)能發(fā)電占比將提高到27%、光伏發(fā)電占比將提高到21%；到2060 年風(fēng)能發(fā)電占比將提高到31%、光伏發(fā)電占比將提高到47%，光伏發(fā)電將牢牢占據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)首位，其次是風(fēng)電（如圖6 所示）。

圖6 碳中和目標(biāo)下我國能源結(jié)構(gòu)變化

自國家提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)以來，工信部、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局、財(cái)政部、住建部、科技部、交通運(yùn)輸部等多個(gè)部門陸續(xù)出臺(tái)政策性文件，從生產(chǎn)制造、市場銷售、稅收制度、產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼、土地政策各個(gè)相關(guān)方面支持屋頂分布式光伏的發(fā)展。2021 年6月20日，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，要求項(xiàng)目申報(bào)試點(diǎn)縣（市、區(qū)）的黨政機(jī)關(guān)建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；學(xué)校、醫(yī)院、村委會(huì)等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%；工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于30%；農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。據(jù)估算我國現(xiàn)有農(nóng)村住宅面積約270億平方米、工商業(yè)建筑面積約179 億平方米，以50%為屋頂面積，農(nóng)村住宅按最低20%裝機(jī)潛力，工商業(yè)建筑按最低30%裝機(jī)潛力估算，總裝機(jī)量可超過800 GW，市場空間可達(dá)萬億級(jí)。

對(duì)于城市遠(yuǎn)郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村來說，屋頂分布式光伏政策的提出無疑是個(gè)重大利好。

首先，光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括上游硅料、硅片，中游電池片、組件以及下游系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)，涉及硅料、硅片、電池片、光伏玻璃、光伏膠膜、逆變器、光伏組件等多個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，累計(jì)帶動(dòng)就業(yè)崗位可達(dá)上千萬人。其中硅片環(huán)節(jié)為資本密集型，技術(shù)含量不高，產(chǎn)品工藝與投入設(shè)備相關(guān)；電池片生產(chǎn)，是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換最為核心的步驟，此環(huán)節(jié)是資本和技術(shù)雙密集型行業(yè)；光伏組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)屬于光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈最末端，主要任務(wù)是完成光伏發(fā)電單元的封裝并銷售給下游客戶，主要為物理封裝工藝，技術(shù)壁壘相對(duì)較低。因此對(duì)那些處于城市遠(yuǎn)郊區(qū)從事勞動(dòng)密集型生產(chǎn)的企業(yè)來說，硅料生產(chǎn)毛利率最高，而且硅片制造和光伏組件制造技術(shù)壁壘比較低，因此進(jìn)入市場比較容易。

其次，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國光伏相關(guān)安裝成本也在進(jìn)一步降低中，據(jù)專家的預(yù)測(cè)，部分地區(qū)屋頂分布式光伏，3～4 年就能回本。因此，光伏建筑一體化的發(fā)展帶來了極大的時(shí)代機(jī)遇，使這些企業(yè)既能成功實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，獲得碳匯交易和光伏補(bǔ)貼，又可以帶動(dòng)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)閑置勞動(dòng)力再就業(yè)，還可以改善廠區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的融合發(fā)展[15-16]。

光伏屋頂、光伏大棚、光伏停車場為廣大農(nóng)村地區(qū)助力脫貧攻堅(jiān)提供了更多思路。陜西省榆林市牛灘村所有屋頂全部安裝光伏，不但實(shí)現(xiàn)供電自給，還促進(jìn)了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展，使全村村民成功脫貧；山東省即墨小鎮(zhèn)的光伏大棚則實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)與發(fā)電的雙重收益。這些光伏建筑項(xiàng)目的開發(fā)為農(nóng)光互補(bǔ)、綜合生產(chǎn)一體化的鄉(xiāng)村生態(tài)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供了寶貴的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。

3 鄉(xiāng)村地區(qū)光伏安裝建議

為助力鄉(xiāng)村振興，根據(jù)現(xiàn)階段我國屋頂分布式光伏進(jìn)程的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前鄉(xiāng)村地區(qū)建筑特點(diǎn)，筆者提出如下建議：

1）提高房屋屋頂光伏鋪設(shè)面積利用率，盡量采用自發(fā)自用屋頂光伏用電比重，著力避免全額上網(wǎng)；

2）現(xiàn)階段居民用光伏裝機(jī)成本較低，居民可使用自有資金投資，降低融資成本；

3）為獲得規(guī)模效應(yīng)，降低投資成本，同村屋頂盡量采用規(guī)?；惭b；

4）當(dāng)?shù)卣畱?yīng)予以政策支持，適當(dāng)提高對(duì)光伏建筑的補(bǔ)貼，可有效吸引各方積極參與投資。

4 結(jié)語

隨著國內(nèi)和國際形勢(shì)的發(fā)展，新一輪能源革命和產(chǎn)業(yè)革命正在如火如荼地進(jìn)行。光伏建筑作為新型、高效、低碳甚至零碳排放的清潔能源利用形式為我國碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為助力我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、助推我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村生產(chǎn)發(fā)展和提升人居環(huán)境質(zhì)量的雙重目標(biāo)，為鄉(xiāng)村振興提供了新的發(fā)展思路[17]。