新加坡发展HDB组屋屋顶光伏的经验借鉴

引言

为应对全球气候变暖以及严峻的能源与环境问题，世界各国均把开发利用可再生能源作为保障能源安全、减少碳排放和实现可持续发展的共同出路。其中，太阳能资源分布广泛、利用其发电不需燃料且发电过程清洁无污染，被众多国家作为重点发展的可再生能源方向之一。近年来以光伏集中电站、分布式光伏发电、光伏建筑一体化、太阳能热发电等形式的太阳能发电在全球范围内得以迅速发展，并被认为是未来世界能源的主体。根据欧盟委员会联合研究中心（European Commission’s Joint Research Centre）预测，到21世纪末，可再生能源在能源结构中占到80%以上，其中太阳能发电将占到60%以上。

新加坡是世界著名的城市国家，有花园城市之称，是亚洲重要的金融、服务和航运中心之一。作为一个典型的城市岛国，新加坡国土面积仅722.5平方公里，不及上海市崇明岛，石油、天然气、煤炭等资源匮乏，化石能源严重依赖进口。新世纪以来，新加坡日渐注重能源与城市的协同发展，在能效提升和促进可再生能源发展等方面成效显著，高效安全、绿色环保的发展理念深深植入新加坡的城市建设和能源规划中，能源驱动城市升级变革的作用愈加突出。新加坡地处热带阳光带，有垂直日照强度大等资源优势，年平均太阳能辐照度为1580千瓦时/平方米/年，太阳能发电成为新加坡发展可再生能源的重点方向。但作为一个岛屿型国家，土地面积有限，在发展大面积集中式光伏电站方面并不占优势。为推动城市能源绿色转型升级，新加坡近年来灵活利用国土空间，大力发展水面浮力光伏发电、屋顶光伏发电、异地光伏发电等太阳能发电产业，成为高密度城市地区开展太阳能资源开发利用的优秀典型。

新加坡近年来大力发展HDB政府组屋屋顶光伏发电项目。该项目是新加坡政府将城市规划与能源规划相协调，通过技术及设计创新破解城市可用土地不足困局，提升城市空间混合使用多重效益，推动城市建筑节能减排和绿色转型的优秀案例。本文主要介绍HDB组屋屋顶光伏的发展背景、发展现状和主要经验，以期为国内城市绿色转型和城市新能源产业发展，制定和完善相关政策，推广先进技术经验，实现城市碳中和与社会经济环境的高质量协调发展提供借鉴。

一、HDB组屋屋顶光伏发展的背景条件

为解决城市住房紧张问题，新加坡于1960年成立新加坡建屋发展局（Housing and Development Board，简称HDB），专门负责保障性住房的总体规划、设计、建造和经营管理，在全国推出“居者有其屋”计划，建立和发展了独特的以政府保障性住房为主导的住房体系。

HDB组屋即是由新加坡建屋发展局负责建造和供应的保障性住房，简称HDB组屋。新加坡符合条件的公民均可申请HDB组屋，根据公民申请者的收入水平、家庭成员数量、不动产拥有情况等，HDB制定了“租购结合”、“先供应租赁、再鼓励自购”、“分级租金”等分阶段、分重点的系列政策，极大地保障了住房弱势群体的住房供应，迅速满足了大量的居住需求.。根据HDB 2019/2020年度报告统计数字，截止到2020年末，HDB组屋建设已覆蓋新加坡全境23市镇和3大分区，建造供应的组屋超过100万套，为超过80%的新加坡人口提供了住房，居民住房自有率高达90%，人均居住面积达30平方米，最大程度地保障了新加坡国民的“居所有居”。新加坡被认为是世界上解决住房问题最好的国家之一。

HDB组屋由政府统一规划设计，数量规模大，覆蓋面积广，且同批次的房屋建筑设施条件差异性小，为规模性发展屋顶光伏奠定了基础条件（图1）。

图1 新加坡杜生庄组屋的总平面图及标准层平面图

1. HDB组屋实施绿色转型

自1960年代以来，新加坡HDB组屋建设历经五个不同的发展阶段。第一阶段 (1960-1970) ：快速发展阶段，缓解中低等收入群体房荒问题；第二阶段 (1970-1980)：系统发展、大量建设阶段，将供应范围扩展到中等收入群体；第三阶段 (1980-1990) ：改革发展、提升品质阶段，开始提供多样化及有特色的组屋区和服务设施；第四阶段 (1990-2000) ：个性发展、更新改造阶段，打造高品质的居住环境和个性化组团；第五阶段（21世纪以来）科学发展、内涵提升阶段，面对新世纪诸多挑战和居民多元化需求，融入更多新的建设理念和技术。

进入新世纪以来，HDB组屋进入低碳绿色转型的新阶段，发展屋顶光伏成为降低城市建筑碳排放、促进能源绿色转型的重要途径。在当前全球控制温室气体排放应对气候变化的背景下，HDB组屋进入绿色转型阶段。在保障性住房中应用绿色建筑技术，不仅能提高中低收入群体的居住品质，更能为绿色建筑推广提供规模化的支撑。自2005年推行绿色建筑标志计划以来，新加坡的公共组屋建设已经向节能、低碳、环保的可持续建筑转变，大批绿色组屋不断涌现。相关举措包括：配备使用水回收装置，如屋顶雨水储存系统和洗手间节水马桶；推广节能产品设计和应用，如在组屋公共区域安装“智慧节能电灯”、外窗安装遮阳板，实施屋顶绿化等等。其中，有一项重要的措施就是加强对太阳能的充分利用，利用组屋屋顶安装光伏发电板，将产生的电能用于夜间楼道、停车场等公共区域的照明，余电还可接入电网供市民生活所用。

2. 新加坡的光伏激励政策

新加坡化石能源匮乏，严重依赖进口，因城市快速发展需要，近年来能源消费总量仍呈不断增长趋势，2018年，一次能源消费量达到8760万吨油当量。在一次能源消费结构中，石油占比最大，高达86.6%（图2）。从电力装机结构看，新加坡发电以火力发电为主，光伏发电仍处于起步阶段。截至2018年年底，火力发电机组装机占总装机容量的98.85%；光伏装机容量为156.7兆瓦，占比仅有1.15%。从发电量看，2018年新加坡发电量为52.9太瓦时，光伏发电量为0.3太瓦时，仅占总发电量的0.54%。凭借新加坡较为丰富的太阳能光照资源，大力发展光伏发电成为新加坡能源绿色转型的一种必然需要。

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