光伏建筑BIPV行业专题报告:BIPV有望加速放量.docx
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1、光伏建筑BIPV行业专题报告:BIPV有望加速放量1、BIPV行业空间测算:政策持续加码光伏建筑,预计2025年市场规模超1000 亿元1.1、政策持续加码光伏建筑,推动 BIPV 市场扩容政策持续加码推进光伏建筑,目标逐渐清晰。从 2014 年起,国务院和金属结构 协会先后提出发展光电建筑,2016 年国家能源局和发改委跟进提出光伏建筑建 设具体指标,2020 年建筑光伏组件和户用光伏发电系统发布奠定了 BIPV 行业发展基本规范。2021 年随着各地开始落地推进光伏建筑,国家能源局 进一步明确“5432”光伏建筑整县推进方案。2022年 3月,住建部“十四五”建筑 节能与绿色建筑发展规划落
2、地,“绿色建筑”上升至法律高度,新增建筑太阳 能光伏装机容量 50GW 成为明确指标,预计将有效推动 BIPV 市场扩容。1)2021 年 6 月,国家能源局发布关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开 发试点方案的通知。“通知”指出试点区域内的具体目标:党政机关建筑屋顶总 面积可安装光伏发电比例不低于 50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面 积可安装光伏发电比例不低于 40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例 不低于 30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 20%。2)2022 年 3 月,住建部印发“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划。 此次规划要求完善建筑碳排放核算
3、标准,将绿色建筑评价标准基本级要求纳 入住房和城乡建设领域全文强制性工程建设规范。一是建筑纳入碳排放管理的时 代即将到来,建筑是碳排放大户,占全社会碳排放比例约 51%,建筑节能减排势 在必行;二是绿色建筑评价标准将作为强制性条文执行,上升到法律高度, 降碳排是未来建筑方案设计中不得不考虑的事情。文件明确了降低建筑碳排放的途径,一是既有建筑进行节能改造,二是对新建建 筑提出要求,三是总体的指标要求。从对既有建筑改造角度来看,文件直接给出 了面积要求,2025 年达到 3.5 亿平米;而对新建建筑,则从建造和使用两个角度 提出要求,从建造角度来看,要求装配式建筑比例达到 30%,从使用角度来看,
4、 提出新增建筑太阳能光伏装机容量 50GW,地热能建筑面积 1 亿平米,超耗、 近零能耗建筑 0.5 亿平米;同时要求总体来看,2025 年城镇建筑可再生能源替代 率 8%,能耗中电力消费比例 55%。地方支持政策加速落地,多省市给出“十四五”光伏建筑装机目标。江苏省关 于推进碳达峰目标下绿色城乡建设的指导意见中明确提出“到 2025 年,全省新 增太阳能光电建筑一体化应用装机通量达 500MW,新增太阳能光热建筑应用面 积 5000 万平方米”。广东省绿色建筑创建行动实施方案(2021-2023)指出 “到 2023 年将新增太阳能光电建筑应用装机容量 500MW”。湖北省则给出“十四五”期
5、间太阳能光伏建筑应用累计达到 300MW。江西省“十四五”住房城乡建设 发展规划的通知指出“新增太阳能光电建筑一体化应用装机容量达 100MW, 新增太阳能光热建筑应用面积 1000 万平方米”。除装机目标外,多省市还针对 BIPV 项目给出了相应补贴政策。上海住建委对符 合可再生能源与建筑一体化示范的项目,采用太阳能光热的,每平方米受益面积 补贴为 45 元;北京市对学校、社会福利场所以及全部实现光伏建筑一体化应用 项目等补贴标准为每千瓦时 0.4元(含税)。西安市对光伏建筑一体化项目,完成 并网并验收通过后,按装机容量给予建设单位 0.3 元/瓦的工程补助,单个项目 (非单体建筑)最高不超
6、过 100 万元。我们认为地方政府 BIPV 政策有望进入密集落地期,可类比 2017 年至 2019 年的 装配式建筑。2017 年 3 月,住建部颁布“十三五”装配式建筑行动方案及配套 管理办法,明确了到 2020 年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到 15%以上, 其中重点推进地区达到20%以上。2017年以来,省级以上装配式建筑政策文件频 出,2017-2019 年每年颁布的政策文件数量分别为 157 份、235 份、261 份。类比 装配式建筑,随着 2022 年 3 月住建部印发“十四五”建筑节能与绿色建筑发展 规划,我们认为地方政府落地 BIPV 的相关政策将进入密集发布期,政
7、策面将 持续加码推动行业发展。1.2、BIPV 当前应用场景以工业厂房为主从上市公司公告订单来看,建筑光伏一体化项目陆续落地,以工业厂房项目占 据主流。2021 年至今,根据森特股份、中信博、隆基股份等主要 BIPV 企业陆续 披露的订单情况来看,共计有 12 个 BIPV 项目中,其中 10 个为工业厂房订单,2 个为公共建筑订单。公告项目中,订单金额最大的是森特股份中标的“山东重工 集团权属公司屋面分布式光伏发电项目”,中标金额为 8 亿元。我们认为当前工业厂房作为 BIPV 的主要应用场景为行业普遍现象,主要基于以 下 3 点原因: 1)工业厂房是当前 BIPV 应用的优质载体。当前 B
8、IPV 主流解决方案以晶硅类产 品为主,主要应用于屋顶。工业厂房屋顶不同于居民建筑和公共建筑,屋顶无设 备、水箱、电梯井等,可供 BIPV 使用的屋顶面积比例高。 2)工业发电收益高。假设 1 万平米的工业厂房采用 BIPV 屋顶,装机容量按 1.2MW,单瓦投资按 4 元/W,总投资 480 万元。资源一般的地区每年发电量约 144 万 KWh,若全部由企业自用,按白天平均电价 0.8 元/KWh 测算,可节约电 费 115 万元,不到 5 年即可回本。 3)使用寿命更长。传统钢结构屋面使用年限仅为 1015 年,届时需要大修或更 换屋面材料,而部分 BIPV 产品采用特制彩钢瓦,使用寿命达
9、 25 年。当前 BIPV 在居民建筑、公共建筑中应用相对受限,我们认为主要系以下原因: 1)当前BIPV投资方以第三方投资商为投资主体的居多,项目收益率为优先考虑 指标,而居民用电价格相对便宜,计算的投资回报率相对较低。 2)当前BIPV产品以晶硅类为主,而居民建筑、公共建筑更适合采用薄膜类解决 方案,当前薄膜类产品由于发电稳定性相对差、成本造价相对高等因素,仍未达 到大规模应用的成熟条件。 3)政策不断加码下,以建筑投资方视角看,BIPV 投资占总体建筑投资的比例不 高,在居民建筑、公共建筑的新建建筑市场,BIPV 有望在未来逐步发力。1.3、BIPV 市场有望快速放量:2025 年 BI
10、PV 市场规模有望达 1000 亿 元测算 BIPV2025 年市场容量有望达到 1000 亿元以上。当前 BIPV 目标市场包括存 量建筑改造和新建建筑市场,当前仍以存量改造项目为主,预计新建建筑市场会 逐步放量。1)存量建筑市场规模充足,测算总量约1.3万亿。从建筑存量市场来看,根据中 国建研院BIPV 光电建筑市场发展情况介绍,2020 年我国既有建筑面积约为 600 亿平米,其中可安装太阳能光伏电池的面积占比约为 1/6。我们估算,截至 2021 年末,国内既有建筑面积增长至约 650 亿平米。根据国家统计局数据,在国 内每年房屋竣工面积中,住宅竣工面积与非住宅竣工面积的比例约为 7:
11、3,由 此推算,截至 2021 年底,国内非住宅建筑存量建筑面积约为 195 亿平米,我们 假设其中屋顶等适用 BIPV 的建筑面积约为 1/6,即 32.5 亿平米,按照每平米安 装 100W、造价 4 元/W 测算,国内存量建筑 BIPV 市场规模约为 1.3 万亿元。2)增量市场 BIPV 渗透率有望快速提升。2021 年全国建筑业企业房屋竣工面积为 40.83 亿平米,同比增长约 6.11%。从竣工面积构成情况来看,住宅竣工面积 占比最大,占比为 66.26%;非住宅面积占比为 33.75%,其中包括厂房及建筑物, 竣工面积占比为 13.81%,商业及服务用房,竣工面积占 6.19%,
12、及其他各类房屋, 竣工面积占比均在 6%以下。目前来看,BIPV 由于应用成本考虑,在新建建筑市 场应用较少,但随着产业逐步走向成熟规范,我们认为未来 BIPV 在新增市场的 应用规模将进一步增加。关键假设: 1)尽管 2021 年竣工建筑面积同比增长 6.11%,我们认为主要由于地产加速周转 导致,长期来看,竣工仍有下行趋势,因此假设 22、23 年竣工面积同比分别下 降 5%、2%,24-25 年增速为 0,总体规模不变; 2)我们认为 2025 年住宅房屋、厂房用地、商业用地中 BIPV 渗透率分别为 3%、 30%、30%,其余类型用地,如科研、教育和医疗用房屋,办公用房屋等建筑 BI
13、PV 渗透率为 15%,总体竣工面积的渗透率为 2.80%。BIPV 渗透率自 2022 年起 有望快速提升,我们假设 22-24 年渗透率分别为 0.50%、1.20%、2.20%; 3)假设国内住宅房屋和商业建筑平均层高为 10 层、厂房用地平均层高为 2 层, 其他类型用地平均层高则为 6 层; 4)假设每平米安装规模在 100W/平米; 5)假设 BIPV 单位造价约为 4 元/W。2、BIPV 主要产品与竞争壁垒:晶硅类产品为当前主流,组件环节和渠道构筑关键壁垒2.1、BIPV 产业链:光伏龙头逐步向中游渗透,建筑企业主要承担 BIPV 系统集成商角色BIPV 产业链参与方包括上游光
14、伏电池及组件生产企业、中游 BIPV 系统集成商、 下游光伏投资商。 1)上游以光伏电池及组件生产企业为主,少数龙头企业拥有定价权,光伏龙头 企业凭借组件生产技术优势向中游 BIPV 集成环节渗透; 2)中游除传统光伏企业外,部分建筑建材企业参与其中,如森特股份、精工钢 构、东南网架、南玻 A 等; 3)下游光伏投资商,目前主要为第三方投资商,包括中国华能集团公司、中国 大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司 等。2.2、BIPV 主要竞争产品:晶硅类产品为当前主流BIPV 主要技术路径可以按照形态划分,当前主要分为块状光伏电池(也称为晶 硅光伏电池)及薄膜光伏
15、电池类。晶硅组件主要分为多晶硅和单晶硅,晶硅类 BIPV 组件主要是使用封装材料(如 EVA 胶膜)将多晶硅电池片或单晶硅电池片 封装在两层或多层钢化玻璃中间,可以通过调整电池片的数量、排布、间距或采 用穿孔硅电池片以达到特定的透光率。晶硅类 BIPV 组件单位装机量较高,单位 功率可以达到 160瓦/平米220 瓦/平米,转化效率可以达到 16%22%,同样装机 面积下发电效率优于薄膜组件。然而,由于晶硅自身的技术原因,传统的晶硅组 件色泽一致性相对较差,组件之间会有明显的色差,电池片之间会有明显的点路 线,达不到较高的建筑美观要求。相较于晶硅太阳能电池,薄膜电池则更适用于对美观度要求较高的
16、建筑上使用。 目前主流薄膜光伏电池包括铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)等。铜铟镓硒 薄膜光伏组件以铜铟镓硒半导体薄膜作为吸收层,由前盖板超白玻璃层、封装胶 层、薄膜电池各功能层、衬底钠钙玻璃层及接线盒组成。与晶硅太阳能电池相比, 铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有全生命周期发电量更多、弱光性好、衰减率低、安 全性好、能源回收期短的特点。然而从发电效率来看,CIGS 组件平均效率略低 于晶硅组件,约为 15%16%。而碲化镉是一种以 P型碲化镍和 N型硫化镉(CdS) 的异质结为基础的太阳能电池,产线组件平均效率为 17%18%,但具有弱光效 应好、稳定性高、热斑效应小等特点,且组件色彩均匀,整
17、体感强,适用于外观 要求高的建筑。除以碲化镉、铜铟镓硒为主的薄膜电池外,目前三代新型高效电 池仍在研发当中,其中的染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池有理论上制程简 单、成本低廉的优点,但电池耐久性、可靠性、衰减等问题及效率低下的障碍导 致它们在产业化过程中目前仍无法与晶硅和薄膜电池竞争。薄膜类光伏组件中远期发力可期,当前 BIPV 仍以晶硅类电池组件为主。从 BIPV 中长期赛道来看,光伏组件建材化是建筑光伏应用的发展方向,而薄膜类 光伏组件或为未来 BIPV 重要解决方案。近年来,BIPV技术的发展主要经历了三 大阶段,第一代的 BIPV 技术主要是光伏列阵,依靠额外的支撑和固定装置安装 在
18、建筑物表面,不需要占用额外土地,但是与建筑本体集成度较低,此为目前的 主流模式,以晶硅类电池为主;第二代则是光伏组件与墙、瓦等表面材料何为一 体,既作为建筑建材而存在,同时作为光电转换单元发电,薄膜类产品则可以达 到此要求;第三代 BIPV 技术则是智能电网技术的主要组成部分,将光伏电池、 建筑材料和电能变换装置等配套系统进行有机结合。近年国内 BIPV 项目仍主要以工商业项目为主,且基本采用的都是晶硅技术的光 伏组件。这主要由于目前大部分的 BIPV 工商业项目主要由第三方投资方进行投 资,而在投资方追求项目收益率的基础上,晶硅类组件的成本优势和稳定转化效 率则尤为重要。相较之下,当下薄膜组
19、件企业产业产量仍较小,尚未形成规模效 应因此导致价格相对较高。此外,目前薄膜类产品量产组件光电转化效率相较晶 硅类组件低,目前碲化镉和铜铟镓硒薄膜组件量产的效率基本在 15%以上,而晶 硅类组件效率则能稳定在 16%以上。因此,两方面因素结合导致在目前 BIPV 主 战场以工商业项目为主的背景下,晶硅类产品仍占主导地位,薄膜类产品占比 较小。国内 BIPV 主流竞品仍以晶硅类解决方案为主,产品加速发展,有效解决行业痛 点。我国 BIPV 起步较晚,以往市场上 BIPV 产品种类虽然丰富,但存在一些普 遍的痛点:(1)BIPV 没有有效的技术支撑,无法提供高效稳定的产品;(2)防 火性能差,产品
20、不具备防火功能;(3)防水性能差,漏水风险高;(4)维护难度 大,产品强度低;(5)产品散热差,易造成建筑内温度升高;(6)品牌可靠度弱, 市场竞争鱼龙混杂,部分小厂商产品质量堪忧,发电功率、使用寿命乃至基本的 安全性都得不到保障。近年来,随着政策加码和成本下行,光伏行业加速发展, 部分光伏组件企业逐步加大对 BIPV 产品的研发投入,隆基股份、天合光能、中 信博等光伏企业先后推出了优秀的 BIPV 产品,有效解决行业痛点,而这三家 BIPV 主流企业的解决方案均以晶硅类组件为基础。1)“隆顶”装配式 BIPV:隆基股份 2020 年连续推出“隆锦”、“隆行车 E 站”、“隆 易”等多款针对特
21、定应用场景的“智能光伏+”产品,并于 2020 年 1 月获颁 TV 莱 茵首张构件式 BIPV 产品认证证书,2020 年 7 月正式下线首款装配式 BIPV 产品 “隆顶(LONGi Roof)”,正式进军光伏建筑一体化市场。“隆顶”装配式 BIPV 具 有安全可靠、发电稳定等多个优势,产品主要面向工商业屋顶,基于隆基全球领 先的单晶高效光伏技术,深度结合具备多项专利的屋顶建材技术,在全面提升 BIPV 产品保温散热、防风防水、防火防雷抗冲击、轻量化等性能及使用寿命的 同时,实现高效发电功能与可靠建材功能的一体化完美结合。针对既有 BIPV 产 品痛点针对性开发,具备 9 大优势,在最受关
22、注的建材安全可靠性、光伏发电稳 定性方面均达到业界顶尖水准。公司组件设计满足防火、散热、抗台风等要求, 具有防水、防火、抗风揭、抗冲击、防积灰、自然散热、使用寿命长、装机容量 大等优势,并运用 IM 一体化施工保障精细化管理维护,解决了传统 BIPV 屋面 容易出现的漏水和渗水问题。2)“天合蓝天天能瓦”:天合光能子公司天合智慧分布式能源于 2021 年 6 月 3 日 发布第三代 BIPV 产品:“天合蓝天天能瓦”。“天能瓦”具有多、快、好、省、美 五大优点:(1)多:由于组件铺设更紧密,同等屋顶面积下“天能瓦”装机规模增 加 10%-30%,实现最佳匹配度、最高装机量。(2)快:“天能瓦”
23、专利滑槽边框, 施工便利快捷;自动化清洁无障碍,使运维省时高效;结构简化,检修迅速方便。 (3)好:“天能瓦”采用榫卯结构和无导轨设计,具有耐腐蚀、高强度等优良特 性,可放心使用三十年以上。板材间无缝衔接,从源头解决漏水困扰。(4)省: “天能瓦”独特的无导轨安装方式,显著减少施工环节,节省支架和人力成本,整 体成本节省约 5%。(5)美:“天能瓦”一体成型屋顶,匹配建筑美学,真正做到 设计、施工、服务一体化。3)“中信博 BIPV 智顶”:中信博 2020年 8 月 8日正式发布“中信博 BIPV智顶 II” 解决方案。“中信博 BIPV智顶 II”解决方案使用光伏组件直接铺设替代传统彩钢
24、瓦屋顶,相较于彩钢板屋顶上铺设组件的 BAPV 分布式电站,整个光伏阵列拥有 更大的功率、发电量更高、整体成本更低。“中信博 BIPV智顶 II”不仅能满足常 规建筑物防渗漏、抗沉降、防伸缩等各项设计要求,独特的水密性气密性技术、 专利防渗导水系统、专利压块技术等黑科技,更使其还具备风雪荷载高、采光通 风好、保温隔热优、防振防水强、后期运维易等优点。中信博同时推出“双顶”方 案,针对既有厂房彩钢瓦尚未腐蚀的屋顶,可直接在原彩钢瓦上加高建设,免除 彩钢瓦拆卸,不影响正常生产经营,同时延长屋顶使用寿命。2.3、BIPV 主要竞争壁垒:短期看渠道、产能,中长期看成本、技术我们认为,BIPV 即将进入
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