1 BIPV——傳統(tǒng)分布式光伏升級,新應(yīng)用方向不斷涌現(xiàn)
1.1 分布式光伏成為新增光伏裝機主力,BIPV 極具增長潛質(zhì)
光伏發(fā)電集中式與分布式并舉趨勢明顯,分布式光伏成為新增光伏裝機主力。光伏電站 是光伏產(chǎn)業(yè)鏈終端應(yīng)用市場,根據(jù)電站的裝機規(guī)模、和用戶的距離、接入電網(wǎng)的電壓等級等不同可以分為集中式電站和分布式電站。集中式電站是在荒漠地區(qū)構(gòu)建大型光伏電站,充分 利用荒漠地區(qū)豐富和相對穩(wěn)定的太陽能資源,接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠距離負荷。分布式發(fā) 電站主要基于分散建筑物表面,就近解決用戶的用電問題,通過并網(wǎng)實現(xiàn)供電差額的補償與 外送。與集中式發(fā)電站相比,分布式具有投資小、建設(shè)快、占地面積小、盈利能力強、與用 戶聯(lián)系緊密、政策支持力度大等優(yōu)勢。2013 年以來,我國光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量快速增長, 截至 2021 年底,光伏發(fā)電并網(wǎng)累計裝機容量突破 3 億千瓦大關(guān),達到 3.06 億千瓦,連續(xù) 7年穩(wěn)居全球首位。從結(jié)構(gòu)來看,分布式光伏累計裝機容量占總光伏裝機的比例從 2015 年的 14%提升至 2021 年 35.1%。從每年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機來看,2021年分布式光伏新增 29GW,同比增速 87%,增速已經(jīng)遠超集中式光伏,約占全部新增光伏發(fā)電裝機的 55%,市 場份額持續(xù)增加,光伏發(fā)電集中式與分布式并舉的發(fā)展趨勢明顯。
分布式電站中 BIPV 在外觀、壽命、受力、防水和施工方面優(yōu)于 BAPV,增長潛質(zhì)巨大。分布式電站又可以大致分為三類:光伏組件與建筑結(jié)合(BAPV)、光伏組件與建筑集成 (BIPV)、非建筑場景,其中與建筑結(jié)合的分布式電站(BAPV&BIPV)約占分布式光伏電站 裝機量的 50%。BAPV(普通型光伏構(gòu)件)主要指在建筑上安裝的光伏構(gòu)件不作為建筑的外 圍護結(jié)構(gòu),只起發(fā)電功能的建筑部件,在既有建筑上應(yīng)用較多。BIPV(建筑光伏一體化)主 要指在建筑上安裝的光伏構(gòu)件不僅是發(fā)電的部件,而且作為建筑的外圍護結(jié)構(gòu),與建筑同步 設(shè)計、同步施工、同步驗收,如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)?。截?2021 年 BAPV 仍為主流光伏建筑類型,與 BAPV 相比,BIPV 直接將設(shè)備作為墻體或屋頂,外觀整體性更強,使用壽命長,而且 BIPV 不需要其他固定結(jié)構(gòu)的特性使其安全性更高,防水性能更好, 施工難度顯著低于 BAPV。此外,BAPV 往往是需要一次性投入多年回報的項目,業(yè)主重視 收益率與安全,一旦發(fā)生重大損失,會出現(xiàn)權(quán)益難以得到有效保障的情況,而 BIPV 可以規(guī) 避這一問題。BIPV 作為未來光伏建筑發(fā)展的重要方向,能夠很好地解決 BAPV 系統(tǒng)存在的 一些痛點。
1.2 BIPV 應(yīng)用方向多樣,滿足用戶不同需求
BIPV 新的應(yīng)用方向不斷涌現(xiàn),滿足不同用戶、不同場景的需求。(1)按應(yīng)用場景劃分, BIPV 包括光伏屋頂、光伏幕墻、光伏采光頂、預(yù)制光伏墻和光伏遮陽板,屋頂資源是當下 BIPV 領(lǐng)域搶占的重點,尤其是結(jié)合整縣推進的政策,屋頂 BIPV 產(chǎn)品發(fā)展愈發(fā)快速。(2)從 技術(shù)路線來看,晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈完整,生產(chǎn)設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化、產(chǎn)品技術(shù)自主先進、生產(chǎn)成本低,目前在光電建筑上占據(jù) 95%的市場份額,薄膜電池雖然在轉(zhuǎn)化效率等方面不及晶硅電 池,但其結(jié)構(gòu)簡單、透光性可調(diào)節(jié)、弱光性好、溫度系數(shù)低等特點使得其比晶硅更適合應(yīng)用 在 BIPV 上,尤其是在建筑立面上優(yōu)勢更加明顯。(3)從產(chǎn)品表現(xiàn)形式來看,“建材型”BIPV 是一種相對理想的形式,定制化程度高、強度要求、成本高;“構(gòu)件型”BIPV 偏向標準化產(chǎn) 品,但應(yīng)用場景也受限,目前主要應(yīng)用在工商業(yè)廠房屋頂、防雨車棚等大面積屋頂、大型建 筑外側(cè)幕墻。綜合考慮,未來 BIPV 產(chǎn)品的發(fā)展方向?qū)⑹羌饶茏鰳藴驶漠a(chǎn)品,也能做定制 化的產(chǎn)品,從而滿足不同用戶和不同場景的需求。
1.3 產(chǎn)業(yè)鏈中游格局未定,吸引光伏、建筑行業(yè)玩家紛紛入局
BIPV 產(chǎn)業(yè)鏈的參與者包含上游光伏組件生產(chǎn)商,以隆基股份、陽光電源、通威股份為 代表,產(chǎn)品包括硅片、背板和墻體等;中游 BIPV 系統(tǒng)集成商,以江河集團、森特股份、東 南網(wǎng)架為代表,主要產(chǎn)品包括光伏屋頂、光伏幕墻、太陽能電池和其它儲能設(shè)備等;下游客 戶主要為建筑業(yè),涵蓋工廠、房地產(chǎn)和部分減排的國家級建筑。
上游競爭激烈,產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)集中度提升,龍頭隆基股份有望繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。BIPV 產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是光伏電池等光伏組件,可以細分為晶硅和薄膜兩種技術(shù)路線,以及硅料、 硅片、電池、組件等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。目前光伏產(chǎn)業(yè)鏈整體受政策推動,光伏組件產(chǎn)量持續(xù)增長, 2021 年中國光伏組件產(chǎn)量為 182GW,同比增長 46.1%,2020 年中國光伏組件產(chǎn)量為 124.6GW,同比增長 26.4%。BIPV的電池組件技術(shù)相對成熟,行業(yè)競爭激烈,少數(shù)龍頭在 供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中擁有較高市場份額和較強定價權(quán),以隆基股份為代表,特斯拉 Solar Roof 也在 2020 年進入中國市場。從產(chǎn)品形式和市場定位來看,各家有所區(qū)別,隆基走光伏建材路線, 中信博等則類似光伏支架,隆基主要針對面積較大工商業(yè)項目,定價相對較低,特斯拉則可 針對家用用戶,裝機可能在 10~20kW,定位和售價較高端。當前光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)集中度 提升,隆基股份作為硅片和組件龍頭,市場份額較高,未來有望繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向。
中游技術(shù)壁壘高,盈利能力強。中游 BIPV 系統(tǒng)集成商,具有相對較高的技術(shù)壁壘、進 入門檻和盈利水平,主要包括光伏企業(yè)和建筑企業(yè),前者布局上游+中游,既可銷售定制 BIPV 產(chǎn)品,也可以負責 BIPV 產(chǎn)品集成安裝,后者為建筑圍護、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等建筑細分領(lǐng)域龍 頭企業(yè)。在碳中和大背景下,僅靠光伏屋頂發(fā)電難以滿足建筑物自身用電需求,若要實現(xiàn)建 筑物供電自給自足,未來 BIPV 應(yīng)用場景將進一步擴大,從屋頂擴大至建筑立面,如建筑物 幕墻、維護等。
下游工商業(yè)用戶更有動力投資 BIPV,廠房及建筑物裝機量占比最高。下游光伏投資商 包括政府、居民、工商業(yè)用戶等,投資動力主要來自綠色低碳需求。從用電價格角度來看, 在不同的余電上網(wǎng)比例下,根據(jù)我們測算,工商業(yè)屋頂 BIPV 較戶用屋頂 BIPV 投資回收期 短 1~3 年,且內(nèi)部回報率更高,所以電價高的工商業(yè)用戶更有動力投資建設(shè) BIPV 項目(具 體測算見后文)。從需求端來看,下游 BIPV 需求端主要包括住宅房屋、廠房及建筑物、商業(yè) 及服務(wù)用房等,而裝機量占比的變化則代表需求端低能耗化的緊急程度不一致。廠房及建筑 物裝機量占比始終最高,其用電特點與 BIPV 契合程度高,而未來低碳背景下的新建住宅將 成為第二大裝機場景。
2 建筑能耗政策支持、平價上網(wǎng),“三輪”驅(qū)動行業(yè)發(fā)展
2.1 BIPV 將在推進“雙碳”目標過程中持續(xù)增長
我國建筑全過程碳排放占比超全國總量的一半,建筑行業(yè)減碳是 “雙碳”工作中的關(guān) 鍵。建筑業(yè)作為碳排放大戶,是全球碳排放的主要來源之一,一直存在資源消耗大、污染排 放高、建造方式粗放等問題。我國建筑全過程能耗較高,碳排放占比超過全國總量的一半, 建筑業(yè)的低碳發(fā)展與“雙碳”目標的實現(xiàn)密切相關(guān)。我國建筑總規(guī)模位居全球首位,現(xiàn)有城 鎮(zhèn)總建筑存量約為 650 億平方米,預(yù)計每年新增建筑面積約 20 億平方米,碳排放呈現(xiàn)上漲 趨勢。隨著我國城鎮(zhèn)化水平不斷提升,建筑生產(chǎn)過程中的碳排放也在不斷攀升。據(jù)統(tǒng)計,2019 年全國建筑全過程能耗總量為 22.33 億噸標準煤當量(tce),占全國能源消費總量比重為 45.8%;2019 年全國建筑全過程碳排放總量為 49.97 億 tce,占全國碳排放的比重為 50.6%。 因此,建筑業(yè)的節(jié)能減排是助力實現(xiàn)碳中和非常重要的一環(huán),需從建筑材料生產(chǎn)、施工建造、 運營維護全生命周期推動建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳化發(fā)展。
從建筑全生命周期碳排放來看,生產(chǎn)和運行階段是消耗能源和產(chǎn)生碳排放的主要階段。 我國建筑領(lǐng)域碳排放中,建材生產(chǎn)階段占最大比例,約為 55%,其次是建筑運行的碳排放, 約占 43%,施工過程僅占 2%左右;能耗方面,也主要來自于生產(chǎn)和運行階段,分別約占 50%和 46%。建筑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量碳排放主要來自工業(yè)碳排放大戶——鋼鐵、水泥等 建材,我國目前的新建建筑為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其中水泥的生產(chǎn)過程需要消耗大量的能源, 并導(dǎo)致大量碳排放;建筑施工階段,碳排放總量僅占整個過程的 2%,占比較穩(wěn)定;建筑運 行階段,碳排放主要來源于用電消耗和供熱系統(tǒng)中的煤炭燃燒。
我國 BIPV 供需條件趨于成熟,滲透率有望進一步提升。從需求端看,目前我國老舊居 住建筑面積約為 40 億平方米,普遍為節(jié)能率低、運行能耗高的高耗能建筑,然而,我國 BIPV 滲透率較低,占分布式光伏裝機量的 4.9%,預(yù)計我國 BIPV 裝機量由 2021 年 1.1GW 增至 2025 年 30.2GW,在分布式光伏中的滲透率由 2021 年 4.9%增至 2025 年 74.5%,市場具 有廣闊空間。從供給端看,我國光伏材料技術(shù)與產(chǎn)能均處于國際前列,國內(nèi)領(lǐng)先建材企業(yè)圍 繞建筑綠色發(fā)展趨勢,持續(xù)開展新型光伏材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣,以杭州為例,2021 年 11 月,杭蕭鋼構(gòu)控股子公司合特光電首條 BIPV 生產(chǎn)線正式投產(chǎn)運行,該生產(chǎn)線占地面積 4800 平方米,年產(chǎn)能可達 100 萬平方米。
2.2 政策助力+“國家隊”入局,BIPV 或迎春天
國家層面鼓勵 BIPV 行業(yè)的發(fā)展,國有建筑帶頭提高 BIPV 市占率。從我國 BIPV 行業(yè) 政策推進來看,2019 年年底我國能源和環(huán)保相關(guān)政策才開始提及 BIPV 行業(yè)。2019 年 11 月,工信部等六部門發(fā)布《關(guān)于開展智能光伏試點示范的通知》,提出在工業(yè)園區(qū)、建筑及城鎮(zhèn)、 交通運輸、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、光伏電站、光伏扶貧及其他領(lǐng)域形成智能光伏特色應(yīng)用,并提出建筑 及城鎮(zhèn)領(lǐng)域智能光伏以及建筑一體化應(yīng)用單個項目裝機容量不少于 0.1MW。從近期的 BIPV 行業(yè)相關(guān)政策來看,我國開始從鼓勵行業(yè)發(fā)展向提出具體中短期目標進發(fā),同時,政府相關(guān) 建筑率先做出表率,提高 BIPV 建筑占比。比如,2021 年 10 月,國務(wù)院發(fā)布的《2030 年前 碳達峰行動方案》,指出到 2025 年,城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達到 8%,新建公共機構(gòu)建 筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到 50%;2022 年 3 月,住建部發(fā)布《“十四五”建筑節(jié) 能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》,提出到 2025 年,完成既有建筑節(jié)能改造面積 3.5 億平方米以上, 建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑 0.5 億平方米以上,裝配式建筑占當年城鎮(zhèn)新建建筑的比例達 到 30%,全國新增建筑太陽能光伏裝機容量 0.5 億千瓦以上,地熱能建筑應(yīng)用面積 1 億平方 米以上,城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達到 8%,建筑能耗中電力消費比例超過 55%。
各地綠色建筑補貼政策陸續(xù)出臺,助力 BIPV 產(chǎn)業(yè)。在國家推動 BIPV 發(fā)展的趨勢下, 各級政府也出臺了相關(guān)規(guī)劃及補貼政策。出臺的 BIPV 相關(guān)措施主要涉及綠色建筑光伏裝機 容量、新建 BIPV 建筑占比和應(yīng)用面積等。出臺的補貼政策中,北京市對全部實現(xiàn)光伏建筑 一體化應(yīng)用(光伏組件作為建筑構(gòu)件)的項目補貼標準為 0.4 元/千瓦時(含稅),補貼期限 為 5 年,補貼力度最高;浙江省杭州市對除上城、拱墅、西湖、濱江、錢塘區(qū)的其他地區(qū)按 0.1 元/瓦標準給予投資主體一次性建設(shè)獎勵,補貼力度最低。隨著各地綠色建筑相關(guān)補貼政 策的密集出臺,BIPV 經(jīng)濟效益顯著提高,有望迎來快速增長。
“國家隊”大力進軍分布式光伏,BIPV 行業(yè)迎來春天。2021 年 3 月中國電建印發(fā)《中 國電力建設(shè)集團(股份)有限公司新能源投資業(yè)務(wù)指導(dǎo)意見》,提出大力發(fā)展新能源投資運 營業(yè)務(wù),根據(jù)上述指導(dǎo)意見對下屬 28 家子企業(yè)分解下達的新能源開發(fā)目標,“十四五”期間, 新增規(guī)模共計 48.5GW。中國電建近五年光伏訂單 317 億元,BIPV 項目 25 個,截至 2020 年底,公司控股并網(wǎng)裝機容量 1613.85 萬千瓦,其中太陽能光伏發(fā)電裝機 129.16 萬千瓦, 同比增長 7.77%。隨著“碳達峰、碳中和”以及“構(gòu)建新能源為主的新型電力系統(tǒng)”號角的 吹響,中國電建將在“十四五”期間全面進入新能源項目開發(fā)領(lǐng)域,光伏電站投資領(lǐng)域或?qū)?再新增一艘“巨無霸”央企戰(zhàn)艦。 2022 年 6 月,振華重工擬與關(guān)聯(lián)方中交產(chǎn)投按照 3:7 的比例,共同出資約人民幣 2 億 元設(shè)立“中交建筑光伏科技有限公司”。其中,中交產(chǎn)投以貨幣資金出資 1.4 億元,振華重工 以貨幣資金或等價資產(chǎn)出資 0.6 億元,該建筑光伏公司由中交產(chǎn)投為主導(dǎo)。中國交建目前正 在發(fā)力九大新產(chǎn)業(yè),新能源、光伏產(chǎn)業(yè)排在九大新產(chǎn)業(yè)之首,將圍繞“碳達峰,碳中和”的 戰(zhàn)略機遇, 重點發(fā)展海上風電、城市燃氣供應(yīng)、光伏發(fā)電、分布式能源等新能源發(fā)電業(yè)務(wù)。 中國交建成立建筑光伏公司這一突破性進展,充分體現(xiàn)公司對于建筑光伏領(lǐng)域的看重。
2.3 市場化電價促進行業(yè)良性競爭
2021 年光伏發(fā)電進入平價階段,隨著光伏發(fā)電成本進一步下降,大規(guī)模推廣 BIPV 更 加有利。2021年 6月,國家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于 2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知》, 主要內(nèi)容為:1)明確 2021 年新備案的集中式和工商業(yè)分布式光伏項目上網(wǎng)電價執(zhí)行當?shù)厝?煤發(fā)電基準價。2)強調(diào)新建項目可自愿參與市場化交易形成上網(wǎng)電價。3)對于目前成本仍 較高、但未來又具備發(fā)展空間的海上風電和光熱發(fā)電項目,將定價權(quán)下放到省級價格主管部 門。平價上網(wǎng)使得光伏發(fā)電成本由過去的>1 元人民幣/千瓦時大幅下降至 0.15-0.35 元人民幣 /千瓦時,已和傳統(tǒng)火電相當。隨著技術(shù)升級,光伏發(fā)電成本還會進一步下降,有望成為最便 宜的能源。自此,光伏發(fā)展由“補貼驅(qū)動”向“需求驅(qū)動 ”挺進,進入平價階段,逐步擺 脫對財政補貼的依賴,實現(xiàn)市場化發(fā)展、競爭化發(fā)展,行業(yè)配套政策不斷完善。國家能源局 明確未來將以非水可再生能源消納責任權(quán)重作為各省每年裝機規(guī)模依據(jù),除戶用光伏外,其 他項目可自愿參與市場化交易形成上網(wǎng)電價。市場化電價環(huán)境將助力以 BIPV 為代表的分布 式光伏發(fā)展,有利于整合資源實現(xiàn)集約開發(fā),促進行業(yè)良性競爭。
原標題:光伏建筑BIPV行業(yè)研究報告:BIPV風頭正盛,誰將異軍突起?