光伏建筑行业研究报告:BIPV,将是光伏领域的下一个重要应用

招商证券2021-04-16 10:49:35 光伏建筑行业研究报告:BIPV,将是光伏领域的下一个重要应用-索比光伏网微信分享

一、BIPV 是建筑与光伏更深层次的融合产物,应用场景多样

BIPV 是光伏与建筑更深层次的融合产物。光伏建筑一体化的概念最早于上世纪 90 年 代提出,主要通过 BIPV(Building Integrated PhotoVoltaic)、BAPV(Building Attached PhotoVoltaic)将建筑与光伏两个行业连接在一起。区别于以屋顶为载体的、没有建筑 功能的 BAPV,BIPV 除发电功能外,还承担了建筑物原有的支撑、遮挡功能,是光伏 与建筑行业更深层次的融合产物。

应用场景多样,具备渗透潜力。BIPV 运用光伏物理性能,在建筑设计过程中提升、改善或拓展了原有建筑的功能,同时兼顾建筑美学观念(建筑的重要属性)。BIPV 的应用 方式较为多样,包括瓦片式、采光式、围墙式等等,同时,由于 BIPV 兼顾实用性与美 观,因此具备向城市高建筑密度区域渗透的潜力。

此前发展较慢,近期以来有爆发迹象。1967 年,日本 MSK 公司最早提出建筑光伏一体化 产品,2004年行业曾有较多比较成功的尝试,如机遇号火星探测器(光伏应用的拓展,落 地后类似建筑)、曼彻斯特摩天大楼幕墙项目等。近年来,BIPV 行业发展迅速,尚德、英 利、汉能示范项目已先后落地,特斯拉、隆基也相继发布 BIPV 产品。

二、制约行业发展的三个因素在 2021 年均有变化

2.1 政策:鼓励程度加大,北京、南京近期有实质性补贴

政策鼓励,BIPV 贴合减排趋势。我国城镇化、工业化加速,建筑能耗逐渐增多(约占 全社会总能耗的 40%),由于 BIPV 属性贴合减排大趋势,因此我国明确“碳达峰、碳 中和”目标后,相关鼓励政策密集落地,2020 年 6 月 9 日,中国工程建设标准化协会 发布《建筑光伏组件》,行业标准确立。

实质性补贴政策出台。2020 年 11 月 18 日北京市发布《关于进一步支持光伏发电系统推 广应用的通知》,明确对 BIPV 进行补助,提出全部实现光伏建筑一体化应用的项目度 电补贴 0.4 元(含税),时间持续 5 年;2021 年 3 月 16 日,南京出台 BIPV 补助政策 较北京更为详细,将既有建筑改造也纳入补贴范围之内(存量)。

2.2 经济性:目前回收期 6-8 年,且有进步空间

BIPV 全生命周期造价高于传统屋顶。目前国内市场工商业屋顶(彩钢板、琉璃瓦等) 初始造价约为 100 元/平方米,考虑到使用年限为 20 年,对应 50 年产权的全生命周期 成本为 250 元/平方米;BIPV 相对传统工商业屋顶造价更高,按目前 BIPV 转换效率 16% 测算,单平造价约为 600-800 元(4-5 元/w),较传统屋顶初始造价高 1-2 倍。

有发电功能,目前已具备经济性。此前 BIPV 项目多数以薄膜电池为主,如碲化镉、铜 铟镓硒等,由于薄膜转换效率相对较低且初始造价相对较高,因此虽有示范项目落地, 但不具备经济性,因此并未大范围推广。随着光伏技术路线向晶硅路线切换,尤其是单 晶替代多晶后,光伏转换效率提升叠加造价大幅下降,目前 BIPV 项目已具备经济性: 若屋顶项目初始投资为 600-800 元/平方米,转换效率为 16%,粗算项目 6-8 年可收回 成本(不考虑北京、南京补贴)。

成本有进一步下降的空间。BIPV 成本有较大的下降空间:(1)受产业链供需关系影响, 目前组件价格处于高位,预计相关重点环节扩产相继达产后,组件价格有望下降;(2) 目前大宗商品价格持续上涨,增加了除组件之外的其他成本,大宗商品价格长时间维持 高位可能性不是很大;(3)光伏行业本身具备学习曲线,成本会随着生产经验的积累按 照一定规律下降;(4)目前 BIPV 项目经验较少,设计进步空间较大;(5)行业推广加 速后,规模化会进一步降低成本。综合来看,预计未来 3-5 年内,BIPV 单平造价可能 会降至 400-500 元左右。

2.3 跨行业协同:业内认识到 BIPV 是交叉学科

此前行业发展尚未到爆发时点。若仅考虑 BIPV 经济性,2019-2020 年 BIPV 行业就应 该迎来大发展,彼时组件价格及转换效率与目前没有质的差别,但行业整体没有显著变 化,究其原因有三点:(1)建筑不懂光伏,光伏不懂建筑;(2)光伏在当时不大需要懂 建筑:相对于拓展应用边际,光伏行业内部有更重要的事需要去做,即一体化;(3)减 排是清晰的大趋势,但具体实施比较模糊。

光伏行业认识到建筑设计是 BIPV 发展过程中不可缺少的参与者。BIPV 是交叉学科, 光伏与建筑设计缺一不可,但两个行业存在很大差别:光伏行业本质是半导体,第一性 是度电成本下降,相对冰冷;建筑行业兼备建筑学与美学要求,因此第一性也极难描述, 需考量多方面标准,有温度。此前 BIPV 项目规模相对较小、推广速度较慢,近期光伏 行业相关企业已经认识到建筑设计是 BIPV 发展过程中不可缺少的参与者,与相关建筑 行业公司开启合作。

 

 

三、增量空间广阔,先发优势会让个体呈现强α

3.1 发展路径:从国内到海外,由增量到存量

从国内开始发展。特斯拉已在海外市场推出居民使用的 solar roof,由于国内外电力价 格形成机制不同,且面临推广问题(渠道),即使海外居民电价高于国内,国外企业面 向海外推广 BIPV 可能也会比较困难。相对海外,国内企业更加熟悉本土市场,预计短 期内 BIPV 海外与国内市场可能会相对隔离,国内企业主要市场在本地。

公建与工业市场是主战场,发展路径从是增量到存量。增量方面,BIPV 大概率会从新 建增量项目开始推广,如公建方面的高铁站、机场等,此外,新增的工业园区也为 BIPV 提供了很好的切入契机;存量方面,与增量的区别在于:(1)改建 BIPV 会对电网企业 现有经营情况产生影响;(2)需要考察原来结构负载是否满足要求。

居民市场潜力有待挖掘。居民市场推广主要面临三个问题:(1)经济性。国内居民电价 低;(2)收益分配。屋顶、幕墙收益分配较为复杂,开发商意愿可能会低一些;(3)安 全性。BIPV 在适用性方面与传统建筑材料不同,光伏阵列增加建筑自身的燃料荷载, 也改变了建筑火灾动力学边界条件。目前 BIPV 无法用于生产的火灾危险性分类为甲、 乙,或储存物品的火灾危险性分类为甲、乙的地点,居民市场的推广可能比工业更注重 安全性。

3.2 增量空间广阔,先发优势会进一步增强个体的α属性

市场空间空间广阔。按当年竣工面积 43 亿平测算,假设转换效率不变,2022、2025、 2030 年 BIPV 单平造价分别为 600、500、400 元,预计 2022、2025、2030 年当年新 增的市场分别为 85、497、1135 元,对应 2.3、15.9、25.4GW 装机规模。

可能会以晶硅路线为主。薄膜除成本高于晶硅外,从某些方面来看可能是适用于 BIPV, 比如透光性等等。此前行业发展相对缓慢,可能是因产业没有足够的爆发契机,并不能 说明薄膜路线不适用于 BIPV、无法推动 BIPV 行业实现质变,但我们仍然认为 BIPV 市 场可能会以晶硅路线为主而非薄膜:(1)BIPV 发展初期预计将以 ToB 的项目为主,但这些项目本质却具备很强 ToC 属性:有温度、不冰冷,技术路线只是入口的延伸,在 初期发展阶段,我们认为入口更重要;(2)BIPV 是交叉学科,能否掌握行业入口取决于相关企业在建筑领域的布局,晶硅路线相关企业正在强势入局 BIPV;(3)行业初步 进入发展正轨后,有很强的示范效应。

先发优势会进一步增强个体的α属性。BIPV 发展需要跨行业协同,且有示范效应,预 计将体现出先发优势,率先建成示范项目并推广的企业将凭借先发优势进一步增强个体 的α属性。考虑到行业爆发可能会先从增量示范项目开始,光伏企业能否快速掌握相关 建筑设计的相关能力较为关键,对于光伏行业来讲,发展 BIPV 根基在于自身产品,但 现阶段项目入口可能更为重要。

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16 2021/04

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