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
- 来源:招商证券
- 发布时间:2021/04/17
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(报告出品方/作者:招商证券,游家训、赵旭)
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。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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