，如今经历了显著增长。到2024年，这一能源来源约占欧盟电力供应的11%，并继续快速扩张。迄今为止，欧盟安装的大部分容量都位于建筑物屋顶——包括住宅和商业建筑——有助于减少对土地的竞争。然而，屋顶的广泛应用虽然对产销者有利，但也带来了电网拥塞和配电网运营商成本上升等挑战。在本文中，我们探讨了解决这些局限性的潜在方案，并研究了屋顶

  欧盟太阳能光伏市场在过去20年中经历了爆炸性增长。虽然欧盟在2004年底的太阳能总装机容量仅为1.3吉瓦1, 但到2024年12月已达到约338吉瓦，在此期间实现了惊人的260倍增长（20年复合年增长率为32%）。在目前的总装机容量中，德国占最大份额，接近100吉瓦，其次是西班牙、意大利和荷兰，分别为47吉瓦、36吉瓦和26吉瓦2。此外，尽管与2023年相比增长放缓，但欧盟的年装机率仍达到历史上最新的记录，2024年安装了65.5吉瓦。其中，德国占16.1吉瓦，西班牙9.3吉瓦，意大利6.4吉瓦，荷兰3.0吉瓦——荷兰是少数几个年度太阳能装机量出现下降的国家之一。此外，太阳能光伏在欧盟电力供应中的占比从2004年的接近零飙升至2024年的约11%。如果欧盟电力消费继续缓慢增长——每年约1-2%——且成员国保持每年约60吉瓦的装机率，那么到2030年，太阳能发电很可能覆盖欧盟20%至25%的电力消费——这一水平目前在欧洲仅有匈牙利达到。

  如图1所示，欧盟在过去20年中的装机速度并非保持稳定。在2000年代和2010年代初期，指数级增长是由多个国家相对慷慨的上网电价补贴（FITs）推动的，这促进了光伏技术的成熟和成本的大幅度降低。由于供应链仍处于起步阶段且规模相对有限，这些激发鼓励措施的成本对公共支出的影响很小。太阳能发电的发展对电网也没有产生实质性的物理影响，因为其发电量在很大程度上被传统旋转发电机（如火电厂、核电和水电）主导的电力结构中稀释了。正午发电高峰并未导致现货价格的显著下跌，因为发电量的轻微增加能够最终靠调整其他发电来源来抵消。

  光伏技术早已在欧洲大陆达到具有竞争力的价格水平，地面电站的发电平准化成本多年来一下子就下降（图2）。尽管屋顶太阳能的发电平准化成本通常高于地面公用事业规模电站，但其趋势也是下降的，特别是对于大型工商业装置。在公用事业规模（地面）和屋顶装机的划分方面，屋顶光伏板在装机数量和总装机容量方面长期主导着欧洲市场。2020年至2024年间，约60%的新增容量安装在屋顶上，尽管单位容量成本高于地面装置。

  虽然地面安装太阳能具有部署更容易、更快速的优势，但一些欧盟国家已表达了优先发展屋顶光伏装机并限制土地使用的雄心，以减少与农业的竞争并防止土地人工化。支持这种政策的理由有几个因素；这中间还包括估算的屋顶光伏潜力往往非常显著这一事实（在荷兰，建筑物光伏代表143吉瓦的潜力，而总识别潜力为173吉瓦）。此外，将光伏板安装在住宅和工业建筑屋顶上减少了对输配电网进行昂贵升级的需求3，而这种升级在某些国家在大多数情况下要数年时间。而且，屋顶发电的自发自用可以为最终用户减少税收，这增加了避免电网费用的经济效益。然而，实现高自用率可能会产生额外成本，如购买储能电池或调整用电模式以匹配发电曲线。一些在前几年经历了强劲太阳能光伏部署的国家现在似乎正在达到饱和点，日益严重的电网拥塞正在阻碍新项目的开发。

  荷兰是欧洲的一个突出例子4，在该国新项目并网在大多数情况下要长达10年时间。在这一个国家，屋顶装置的优势推动了屋顶光伏的显著增长，既包括功率水平相比来说较低（15千瓦以下）的住宅建筑，也包括输出容量达数百千瓦的大型商业或工业建筑，该国最大的此类装置达到数十兆瓦5。然而，在经历了多年的爆炸性增长后，荷兰太阳能市场在2024年出现停滞，该国总装机量从2022年和2023年的近5吉瓦下降到2024年新增不足3.5吉瓦6。住宅屋顶装机量尤其减半，从2023年的2.4吉瓦降至2024年的仅1吉瓦多。相比之下，虽然商业光伏装机量也会降低，但降幅有限（从2020年的2.6吉瓦降至2024年的约2.4吉瓦）。住宅市场的下降被多位专家归因于净电量计量方案将于2027年1月结束，这在市场中引入了不确定性。

  尽管工商业屋顶光伏系统装机率的下降不太明显，但观察人士预计市场也可能经历结构性变化。事实上，虽然我们在本文中证明了屋顶资源远未饱和，但仔仔细细地观察会发现很大比例的屋顶无法安装标准光伏板。其中一个原因是屋顶结构没办法承受光伏组件的额外重量。正在研究轻质光伏组件等创新解决方案来解决这些结构限制并创造蓝海机会7。这类屋顶可能占该国工商业屋顶潜力的约三分之一，因此为开发商提供了新的增长机会。

  在西班牙，屋顶太阳能装机非常活跃，尽管与前几年的持续快速地发展相比，2023年和2024年有所放缓。在2024年安装的6吉瓦太阳能光伏中，约20%（1.18吉瓦）为屋顶太阳能，其中工业建筑装机占大部分（674兆瓦），其次是住宅（275兆瓦）和商业屋顶（207兆瓦）。这是在2023年安装了1.7吉瓦自发自用光伏容量和总计7.5吉瓦（包括地面安装)8导致电网拥塞问题和漫长的并网排队之后的情况。新的屋顶装机通常在净电费计量补偿方案下将剩余电力出售给电网，在伊比利亚半岛目前的电价水平下，这导致了极低的回报。尽管储能电池的快速发展以及工业和家庭电力需求的更大灵活性将逐步有助于缓解这样一些问题，但由于这些原因，在可预见的未来，装机速度可能不会大幅飙升。对于未来几年，西班牙政府已宣布了发展太阳能光伏的雄心勃勃的计划，如其2023年国家能源与气候计划更新中所述。具体而言，目标是到2030年在该国安装76吉瓦光伏，其中19吉瓦将专用于自发自用9。

  在中期（2030年），欧盟联合研究中心计算出西班牙屋顶太阳能自发自用潜力可达43.7吉瓦，年发电潜力为61.2太瓦时——相当于西班牙当前电力消费的20%以上。

  就法国而言，太阳能光伏最雄心勃勃的情景规划年光伏发电量为150太瓦时（Négawatt 2022）至250太瓦时/年（法国电网公司的N1和M23情景），考虑到目前1300千瓦时/千瓦/年的平均发电比，这将需要大约100至200吉瓦的装机容量10。虽然这与政府目前的雄心（到2050年达到100吉瓦）相对一致，但有必要注意一下的是，至少一半的发电量——若不是大部分的话——可以由屋顶太阳能装置提供。研究表明，即使采用严格的经济标准（仅选择发电成本低于0.15欧元/千瓦时的屋顶表面），法国屋顶也能产生约125太瓦时的电量（相比之下，2024年13.5吉瓦屋顶光伏产生约14太瓦时）。尽管如此，这一估计还是保守的，因为其他研究的估计要高得多，法国屋顶光伏潜力高达每年400太瓦时11。 如图4所示，15年前太阳能光伏的增长主要由屋顶太阳能推动，但地面集中式电站后来居上，如今情况更加均衡，法国屋顶太阳能和地面太阳能的份额大致相等。目前处于最终咨询阶段的第三期多年能源规划旨在将57%的新增太阳能光伏容量安装在屋顶上12。更具体地说，41%的新增容量预计来自中小型屋顶系统，而16%预计来自工业、物流和商业建筑上的大型屋顶装置。

  在欧洲太阳能光伏发电部署初期，许多国家对注入公共配电网的剩余电力采用净电量计量补偿方案。这种方案的原理是，当电力消费和电力生产（通过太阳能光伏）的净使用量为正值时，电表计算差值，这部分来自电网，需要由客户支付。相反，当电力净使用量为负值时，即消费量低于电表后太阳能板的发电量时，差值（剩余）被注入电网，电表反向运行（因此抵消之前的消费）。这种对电网注入电力的补偿方式对生产者特别有利，他们能够在某一些程度上将电网用作储存系统，能够在正午吸收过剩发电并在日照较少时段释放。然而，在大多数欧洲国家，随着近年来太阳能光伏产销者（即同时使用屋顶光伏自产部分电力的消费者）的大规模化，在日照充足时段注入电网的剩余太阳能电力开始对配电网运营商不利，因为向电网注入电力并不响应市场信号（电力现货价格）。因此，在一个拥有大量通过净电量计量方案接受上网电价补偿的产销者的国家，这些产销者往往以配电网运营商为代价获得过高补偿13。

  解决这一问题的一个方案已被几个欧洲国家采用，即净电费计量补偿方案，在该方案中，向电网注入剩余电力的产销者按该能源的市场价值，即现货市场行情报价获得补偿。其理念是通过以现货电价购买剩余电力，将产销者的利益与电网运营商和更广泛社区的利益保持一致，从而激励他们储存或使用屋顶光伏在正午产生的电力，进而最大化自用率。净电费计量方案的缺点之一是，如果产销者不调整消费行为，光伏装置的盈利能力将急剧下降。因此，这可能会放缓那些尚未广泛采用储能电池或电力使用尚不灵活的市场（如电热采暖和电动汽车普及率较低的国家）的屋顶光伏推广速度。然而，从长远来看，净电费计量补偿方案似乎是屋顶太阳能普及化的必要条件，它既不会危及低压电网的稳定性，又为经济主体提供了正确的激励。

  虽然太阳能光伏部署的速度在过去二十年中经历了爆炸性增长，最近又因俄罗斯对乌克兰发动侵略战争引发的能源危机而得到推动，但欧盟多个市场已出现饱和迹象。在2022年和2023年最为活跃的国家中，屋顶太阳能光伏装机增长显著放缓，有时甚至在2024年出现下降。尽管如此，由于有有效办法能够规避阻碍太阳能光伏在最饱和电网中进一步渗透的因素（储能和需求侧灵活性可能是影响最大的因素），问题就在于了解太阳能光伏，特别是屋顶太阳能，最终能够为欧盟提供多大比例的电力供应？

  在满足了欧盟约11%的电力消费后，总光伏容量（包括地面）预计将在2025年达到约14%的供应份额14。截至2024年底，建筑一体化太阳能——其中绝大部分是屋顶光伏——约占累计容量的三分之二，总计220吉瓦15。此外，尽管地面太阳能似乎正在获得关注，但2024年的新装机中仍有60%是屋顶系统。综合这一些数据，到2025年，屋顶太阳能很可能为欧盟总电力消费提供接近8%的电力——尽管其容量系数通常低于地面光伏——并呈现强劲的上涨的趋势。在欧盟层面，屋顶太阳能光伏的潜力也显示出巨大的长期潜力。因此，欧盟联合研究中心在保守假设下估计欧盟屋顶太阳能的长期潜力为1.1太瓦，按目前欧盟的电力消费水平，可满足约40%的需求（考虑平均发电系数为1千瓦时/千瓦/年）。即使未来25年欧盟电力消费几乎翻倍至5000太瓦时——由供暖、交通和工业等行业的电气化推动——屋顶太阳能光伏仍能提供超过20%的总电力需求。其他研究甚至估计，到本世纪中叶，欧盟屋顶光伏的技术潜力可达2700太瓦时的发电量，相当于2025年的总电力需求。这些发现表明，太阳能光伏推广的限制因素更多不在于欧盟屋顶空间的可用性16，更多地体现在我们管理电网限制和太阳能发电间歇性的能力上——对这些挑战，有效的技术解决方案现在正在大规模部署。

  为了继续增长，欧洲屋顶太阳能市场需要适应一直在变化的环境，特别是在工商业领域。最初，屋顶太阳能开发商瞄准了大型平坦的工商业屋顶——这些是大规模屋顶光伏装机的唾手可得的果实。然而，这一市场现在在一些国家显示出日益明显的饱和迹象和激烈竞争。屋顶太阳能的下一个前沿可能是估计占30-40%的承载能力较弱的工商业建筑，由于传统压载太阳能板的重量问题，这些建筑在近年来仍未配备光伏系统。轻质太阳能组件等创新解决方案似乎是征服这些广阔屋顶表面的途径。尽管这类屋顶更具挑战性，但它们为愿意适应的市场参与者提供了大量新机会——并可能在引领这一转型中发挥决定性作用。

  ●维持屋顶太阳能增长需要适应性的补偿方案和技术创新（电池和消费灵活性）。

  ●如果解决当前约束，屋顶光伏具有继续明显地增长并在未来几年接近其技术潜力的强大潜力。