BIPV幕墙发展前景如何？

分布式光伏迎历史机遇，BIPV 幕墙或成第二增长极。

1. 分布式光伏利好政策频发，幕墙为其重要应用场景

光伏发电站可分为集中式光伏电站与分布式光伏电站。其中集中式大面积光伏通常 建在沙漠、戈壁等地区，充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型 光伏电站，通过接入高压输电系统来供给远距离负荷；而分布式光伏一般建在楼顶、 屋顶、厂房顶等地方，较多的是基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，通过 并网实现供电差额的补偿与外送。

近期利好政策频发，分布式光伏迎来风口。《建筑节能与可再生能源利用通用规范》 于 2022 年 4 月 1 日起正式实施，强制性要求新建建筑应安装太阳能系统，进一步 打开增量市场空间；《十四五绿色建筑节能规划》提出十四五期间实现居住建筑/公 共建筑改造超 1/2.5 亿平方米，新增住宅及公共建筑光伏装机超 50GW；《关于促进 新时代新能源高质量发展的实施方案》提出到 2025 年，公共机构新建建筑屋顶光伏 覆盖率力争达 50%。

分布式光伏于新增光伏装机中占比持续提升。随着光伏发电经济性的提升，光伏发 电相关政策与管理办法的不断完善，分布式光伏发电应用快速发展。近年来，我国 分布式光伏装机在全部新增光伏装机中占比呈现波动上升趋势；2013 年我国新增光 伏装机 16.3GW，其中分布式光伏仅 0.8GW，占比 6%；2022 年 H1，我国新增光伏 装机 30.9GW，其中分布式光伏 19.7GW，占比达 64%。

分布式光伏电站中，将光伏组件与建筑结合的方案，称为 BIPV 或 BAPV。BIPV （Building Integrated Photovoltaic）指光伏建筑一体化，又称为“建材型”太阳能光 伏建筑。BAPV（Building Attached Photovoltaic）指附着于建筑物上的光伏发电系统， 又称为“安装型”太阳能光伏建筑。BAPV 通常通过简单的支架实现安装，可以后 期加装，不改变建筑外观，与建筑物原来的功能没有冲突。BIPV 在前期设计时已经 将光伏组件内置在建材中，一体化程度更高，通常外观也更简洁美观。

幕墙是分布式光伏的主要应用场景之一，主流应用方式为 BIPV。幕墙是建筑的外 墙围护结构，非承重，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，由 面板和支承结构组成。采用幕墙替代混凝土外立面的优势主要为美观+采光好，该特 点决定了多数存量幕墙难以像屋顶一样加装 BAPV。因此，当前光伏幕墙主要应用 于新建建筑中，BIPV 为光伏幕墙的主流应用方式。

2. 光伏幕墙已具备经济性，钙钛矿或将带来降本提效空间

从光照时间看，光伏幕墙系统发电能力小于光伏屋顶系统。幕墙外立面受光照时间 不及屋顶，导致了两者的效率差异。据《不同 BIPV 系统的收益及环境效益分析》 中对光伏幕墙系统与光伏屋顶系统的比较可知，光伏幕墙系统发电能力小于屋顶系 统,光伏幕墙系统 25 年寿命周期的发电量约为 20.98kWh/Wp,产生的收益约为 23.84 元/Wp;光伏屋顶系统 25 年寿命周期的发电量约为 28.73kWh/Wp，产生的收益约为 32.63 元/Wp。

现有光伏幕墙已具备较好的经济性能。《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》针对 新型的铜铟镓硒(CIGS)光伏幕墙技术，以沈阳地区光伏建筑应用为例，从全寿命周 期角度进行经济性分析，其中全寿命周期成本为 848.06 万元，全周期收益为 1370.77 万元，外部效益为 533.85 万元，综合来看光伏幕墙已具备较好的经济性能。

案例项目基本信息：年日照时间为 2400h 左右；建筑面积为 5000m2；采用了 6943 块 105W 的 CIGS 太阳能组件，总装机量为 729kW，根据光伏软件 PVSYST 计算出 首年发电量为 731.5MWh，按光伏组件的初始衰减为 2.5%，线性年衰减为 0.4%，25 年总发电量为 17087.3MWh。 案例中全寿命周期成本为 848.06 万元。其中，建造费用约为 2663.87 元/m2，前期建 造费用总计为 1331.94 万元；后期维护费按每年 0.05 元/W 计算，25 年总维护费用 为 91.125 万元；替换原有建材的增量费用取 1513.87 元/m2。 案例中全周期收益为 1370.77 万元。补贴收益方面，补贴电价按 0.10 元/度计取，补 贴电价期限为 20 年，补贴收益之和 138.09 万元。电价收益方面，按 90%自用比例 计算，企业用电价为 0.7599 元/kWh，25 年企业用电收益为 1168.62 万元，脱硫标杆 上网电价为 0.3749 元/kWh，25 年企业余电上网收益 64.06 万元，25 年电价收益之 和为 1232.68 万元。

案例中外部效益为 533.85 万元。节能收益方面，每 kWh 电节对应 0.31kg 供电煤耗， 煤按 650 元/t 计算，25 年总发电量为 17087324.21kWh，则节约煤炭量为 5297.07t， 节能效益为344.31万元。减排CO2收益方面，每发1kWh电可减少CO2排放552.389g， 25 年总发电量为 17087324.21kWh，取 CO2 的效益值为 200 元/t，则减排 CO2 的效 益为 188.65 万元。减排 SO2、NOX、PM2.5 方面，SO2、NOX、PM2.5 的排放费用取 值为 150 元/t，每发 1kWh 电减少污染排放 1.5159gSO2、1.6306gNOX、0.1643gPM2.5， 减排效益为 0.89 万元。

光伏幕墙的回收期约为 8-10 年，内部收益率约为 9%-12%。据国际太阳能光伏网资 讯，光伏幕墙取代传统幕墙会带来 500-600 元/m2 的增量造价，而单平米光伏幕墙的 年发电量约为 100 度，若假定综合收益电价为 0.7 元/度，则单平米光伏幕墙年收益 为 70 元，假定单平米光伏幕墙年维护成本与屋顶相同（7.65 元），则可计算得到每 年的收益为 62.35 元，回报周期约为 8-10 年，内部收益率约为 9%-12%。

出于经济性的考量，当前薄膜电池与晶硅电池同时应用于光伏幕墙。由于能够根据 设计要求对透光性、色彩、纹理、图案等艺术化处理和个性化定制，使得薄膜类光 伏幕墙应用更为广泛、适应性更佳。目前实际应用最为广泛、适应场景最为丰富的 是碲化镉薄膜光伏幕墙，代表性项目包括嘉兴科创中心、大同能源馆等。需要注意 的是，出于成本与发电效率的考量，薄膜电池仅在透明玻璃门窗部分使用，非透明 外围护结构仍采用晶硅电池。

碲化镉电池目前在薄膜电池中占绝对主流。截止 2021 年底，全球薄膜电池产量 8.28GW，市占率仅 3.8%，处于历史低位，其中碲化镉（CdTe）电池占比 97%，铜 铟镓硒（CIGS）电池产量 245MW，占比 3%。目前，美国 FirstSolar 在产量和电池 转换效率上均处于强势领先状态，市占率超过 90%，近乎完全垄断；我国中建材、 中山瑞科、龙焱能源等厂商近年来也不断通过自主研发取得技术突破，未来或有机 会打破进口依赖；如 2022 年 9 月，龙焱能源就实现了碲化镉组件量产转换效率 17.19%+最高输出功率 123.73W，和实验室小面积电池转换效率 20.61%的突破。

钙钛矿转换效率屡创新高，或成为未来主流应用，推动薄膜电池降本增效。钙钛矿 电池被认为是第三代光伏电池的代表，应用前景极具想象空间。2022 年 6 月，洛桑 联邦理工学院和瑞士电子与微技术中心成功使钙钛矿-硅叠层电池转换效率首次突 破 30%，达到 31.3%，根据美国可再生能源实验室统计信息，这是自 2016 年 8 月以 来钙钛矿-硅叠层电池转换效率纪录的第九次提高，技术发展迅速。我们认为，尽管 钙钛矿电池尚未实现规模化生产，但凭借其颠覆性的转换效率空间与宽广的应用场 景，或推动薄膜电池行业整体发展，成为未来主流应用，建议密切关注其商业化进 程。

钙钛矿材料来源丰富，制作工艺简单，成本或有显著优势。相比晶硅电池要求99.9999% 的高纯度硅，钙钛矿纯度仅需 90%，且材料配方可调，来源丰富。晶硅从硅料至组 件需流转多道工艺，往往需要三天起步；而钙钛矿生产流程制备工艺简单得多，以 旋转法为例，只需将化合物溶液滴在制备好的电子传输层，旋转、蒸发结晶便可制 备完成，全过程可在一个工厂中完成，时间最快可以控制在一个小时之内。当产线达到 GW 级规模生产时，钙钛矿电池较目前已经成熟的晶硅电池或有 30%以上成本 优势。 钙钛矿目前尚未实现商业化，主要瓶颈在于稳定性与尺寸。稳定性方面，目前的钙 钛矿电池对温湿环境较敏感，材料易产生热分解、晶体结构转变等问题。尺寸方面， 钙钛矿目前的高转化效率只能在实验条件下，在 1cm2 左右大小的电池片上实现，电 池尺寸增大后，难以控制薄膜的均匀性，光电转化效率与稳定性均难以保障。 国内众多厂商已在争先布局，持续研发投入下瓶颈有望松动。协鑫光电于 2020 年 起投建 100MW 钙钛矿组件量产线，2022 年 5 月宣布完成数亿元 B 轮融资，用于进 一步完善 100MW 产线。2022 年 5 月，纤纳光电宣布首发钙钛矿α组件；2022 年 7 月在浙江衢州举行了首批α组件的发货仪式，发货数量为 5000 片，用于浙江省内工 商业分布式钙钛矿电站。极电光能在建行业内产能最大的 150MW 钙钛矿试制线， 预计于今年开始试生产。杭萧钢构旗下子公司合特光电在建 100MW 钙钛矿/晶硅叠 层电池中试线，目标在不晚于 2023 年 5 月投产，转换效率 28%以上。

3. 政策+经济性双重催化下，BIPV 幕墙需求或将大幅扩容

我国 BIPV 市场缺乏权威统计数据，我们根据多方数据做假设、校验和推演。我国 BIPV 仍处于起步阶段，根据中国建研院统计信息，我国主要光电建筑企业 2020 年 BIPV 新增装机 709MW，占当年分布式光伏新增装机容量约 0.5%。因关键参数缺乏 历史数据权威统计，我们综合多方收集数据进行参数假设、校验和推演。 新建 BIPV 幕墙面积方面，根据《建筑装饰行业“十四五”发展规划》统计的 2020 年幕墙工程行业 4300 亿元总产值和 1500 元/平方米造价假设，推算出 2020 年新建 幕墙面积 2.87 亿平方米，假设此后年增速 10%，忽略翻新部分；BIPV 安装比例自 2023 年起快速提升，至 2025 年达到 6%；预计 2025 年新建 BIPV 幕墙面积 2773 万 平方米。

每平米装机容量方面，根据中国建研院统计信息，我国主要光电建筑企业 2020 年 BIPV新增装机709MW，对应安装面积377.4万平方米，推算每平米装机容量188W， 假设此后年增速 5%，至 2025 年达 240W/㎡。 BIPV 装机每瓦价格方面，根据 CPIA《中国光伏产业发展路线图》，2022 年工商业 分布式光伏系统初始全投资有望下降至 3.53 元/W，结合硅料价格或回落，成本更低 的薄膜电池商业化预将加速，假设此后每年价格下降 5%，至 2025 年达 3.03 元/W。 综合以上，在政策与经济性的双重催化下，我们预计 2022 年 BIPV 幕墙新增装机或 近 0.58GW，装机市场规模约 20 亿元；2025 年新增 BIPV 新增装机或近 6.65GW， 装机市场规模约 201 亿元；市场空间或有十倍扩容空间，前景可期。

我们认为光伏幕墙取代传统幕墙属于技术革新，其影响主要在于三个方面：市场空 间扩容、毛利率提升、头部企业市占率提升。 市场空间扩容主要来自光伏幕墙单平米造价上升。传统幕墙单平米造价通常位于 1000-2000元/m2之间，据国际太阳能光伏网资讯，光伏幕墙取代传统幕墙会带来500- 600 元/m2 的增量造价，即较传统幕墙单平米造价提升 30%-50%，有助于整体市场 空间扩容。

毛利率提升主要依赖更高的技术壁垒。光伏幕墙系统对企业的光伏建筑一体化设计、 施工能力以及后期运维能力提出了新的要求，有望提升传统幕墙企业话语权。以江 河集团为例，2022H1，公司光伏建筑项目确认收入 5,351 万元，贡献毛利 1,310 万 元，对应毛利率约为 24.5%，远高于公司传统幕墙业务毛利率（约为 18-20%）。 光伏幕墙增强技术壁垒，亦有助于国内幕墙产品高端化+头部企业提升市占率。幕 墙公司业务链通常为：设计——采购——深加工——现场安装——维保，其中壁垒 较高的环节包括设计与深加工。公司需要将幕墙的建筑方案落地实施，将单纯的可 视方案变为可生产可制造可安装的方案，总体来讲壁垒不强。随着传统幕墙行业竞 争加剧，行业利润率越来越薄，行业门槛降低，高端光伏幕墙已经成为幕墙企业转 型的重要方向，更强的技术壁垒有助于国内幕墙产品高端化+头部企业提升市占率。