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1、 1/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 BIPV行業深度:競爭格局、商業模式、產業行業深度:競爭格局、商業模式、產業鏈及相關公司深度梳理鏈及相關公司深度梳理 我國建筑業碳排放占比超過全國總量的一半,建筑業的低碳發展與“雙碳”目標密切相關,發展綠色低碳建筑,必然成為工業建筑首選。為此政府部門高度重視光伏發電,圍繞 BIPV 出臺一系列含有具體目標的文件,鼓勵行業發展。同時建筑央企高調入局向市場傳遞積極信號,BIPV 競爭優勢凸顯,以 BIPV 為代表的分布式光伏將進一步發展。下面我們就 BIPV 的發展歷程現狀、產業鏈及
2、相關公司、商業模式等方面進行深度解讀,試圖把握BIPV 產業的未來發展方向。一、一、概念概念 1BIPV 對比對比 BAPV 光伏建筑(BIPV 和 BAPV)是分布式光伏在建筑領域的衍生應用。BIPV(Building-integrated Photovoltaics):指光伏組件既實現光伏發電功能,又承擔建筑構件和建筑材料的功能,與建筑主體同時設計施工,與建筑物融為一體,是目前光伏建筑發展發力點。BAPV(Building-attached Photovoltaics):光伏組件通過支架等附著于建筑物墻面或屋頂等位置,光伏組件僅承擔發電功能,不承擔建筑功能,現在大多數存量光伏建筑一體化即為
3、 BAPV。2/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 BIPV 在美觀度、安全性、安裝便捷度、運維成本等方面均有優勢,隨著技術逐步成熟,經濟性也逐步得到驗證。2分布式光伏發展環境更加優化分布式光伏發展環境更加優化 按照建設規劃位置劃分,光伏發電系統可分為集中式光伏集中式光伏和分布式光伏分布式光伏。集中式光伏發電系統集中式光伏發電系統主要指利用荒漠、山區等集中建立大型光伏電站,如大型西北地面光伏發電系統。分布式光伏發電系統分布式光伏發電系統(單點規模低于 6MW)主要指在用戶所在場地或附近建設運行,以用戶側自發自用為主、多余電量上網且在配電網系統平衡調
4、節為特征的光伏發電設施,如工商企業廠房屋頂光伏發電系統,民居屋頂光伏發電系統等。根據 2021 年不同類型的光伏發電系統的累計裝機容量來看,集中式光伏發電系統的占比在 65%左右,仍占據光伏發電系統的主導,分布式光伏發電系統占比 35%左右,但從新增角度而言,分布式光伏發電系統的裝機增速顯著超過集中式光伏發電系統。fYrV9YbWsUkZqY9Y9PaO9PmOqQoMmOlOmMvMlOmNuN6MoPpPvPqQrPuOmPnQ 3/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 分布式電站中 BIPV 在外觀、壽命、受力、防水和施工方面優于 BAPV,增
5、長潛質巨大。二、二、目前目前 BIPV 主要表現形式主要表現形式及應用場景及應用場景 1表現形式表現形式 目前 BIPV 產品按表現形式來看可分為建材型建材型和構件型構件型兩種形式?!敖ú男汀盉IPV 一體化更加完善,將光伏電池完全融合進建材中,從外觀上可能與傳統建筑材料差別不大;而“構件型”BIPV 偏向標準化產品,從外觀上較易與傳統建材區分。理論上,“建材型”BIPV 是成熟的 BIPV 產品實現完全一體化之后的最理想形式。如特斯拉的光伏屋頂瓦片 SolarRoof,直接將電池片作為瓦片安裝在屋頂上,外觀與傳統屋頂幾乎沒有區別。但這樣完全失去了鋼結構的輔助,對光伏瓦或光伏磚本身的材料強度和
6、性能提出了更高的要求,同時也要求光伏組件有更高的定制化特征以適配不同的建筑需求,難以形成標準化生產。另外想要實現光伏組件與建材的充分融合,勢必要使用價格更高的薄膜型光伏電池,成本較高,短時間內還難以向市場推廣。2應用場景應用場景(1)目前目前 BIPV 一大主要應用場景是建筑的屋頂一大主要應用場景是建筑的屋頂 4/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 BIPV 屋頂又可分為普通屋頂和采光屋頂。普通屋頂一般應用于工業建筑,對屋頂透光性能無要求,主要用于替代傳統金屬屋頂或彩鋼瓦屋頂,因此可以使用晶硅光伏電池,投資成本較低,經濟性較好。同時由于 BIPV
7、設備具有較好的密封防水性能,從側面延長了屋頂的使用壽命,目前的屋頂 BIPV 項目預計可達 50 年以上的使用壽命。采光屋頂則適用于高端公共建筑或商用建筑,由于對透光性的需求,需要使用碲化鎘或銅銦鎵硒薄膜電池。(2)另一個另一個 BIPV 的重要應用場景是建筑立面的重要應用場景是建筑立面 考慮到采光效率問題,目前 BIPV 立面主要應用于建筑的南側立面(北半球)。由于大多數建筑尤其是高層寫字樓對立面的采光需求較大,無法采用不透光的晶硅板光伏組件,必須使用透光薄膜光伏組件,組件成本較高的同時理論能量轉化率較低。相較于屋頂,建筑立面往往承擔了更多的功能,其光伏組件安裝面積比率明顯更低,相較于屋頂
8、60%70%的理論最大覆蓋比率,傳統光伏外墻的覆蓋比率一般只有 40%左右,光伏幕墻覆蓋比率略高,但也只有 60%左右。同時安裝透光 BIPV 需要對建筑立面整體拆除重新改造,成本高難度大,一般建筑不容易進行改造。整體而言,BIPV 立面目前仍有問題亟待解決。整體而言,BIPV 市場具體應用產品類型與建筑的用途直接相關。工業建筑屋頂面積一般較大,同時安裝 BIPV 也比較方便,可以直接使用晶硅型 BIPV 替代傳統金屬屋頂,發電自發自用的同時實現延長屋頂使用壽命,技術較成熟,成本也較低。對于新建建筑,在設計建設期間即可直接完成 BIPV 設備的設計并直接安裝;對于已完成建設的建筑,需要拆除掉原
9、有屋頂重新安裝,可能對企業的日常生產調度提出一定的挑戰。而對于公共建筑或高端商業建筑,其屋頂面積可能較小,相反,其建筑立面面積較大,為了追求更高的節能規范與更低的碳排放,勢必更多在立面上做文章,選擇 BIPV 光伏幕墻或窗間墻可能性更高。5/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三三發展歷程及現狀發展歷程及現狀 1發展歷程發展歷程 2021 年光伏發電進入平價階段,隨著光伏發電成本進一步下降,大規模推廣 BIPV 更加有利。隨著技術升級,光伏發電成本還會進一步下降,有望成為最便宜的能源。自此,光伏發展由“補貼驅動”向“需求驅動”挺進,進入平價階段,逐
10、步擺脫對財政補貼的依賴,實現市場化發展、競爭化發展,行業配套政策不斷完善。國家能源局明確未來將以非水可再生能源消納責任權重作為各省每年裝機規模依據,除戶用光伏外,其他項目可自愿參與市場化交易形成上網電價。市場化電價環境將助力以 BIPV 為代表的分布式光伏發展,有利于整合資源實現集約開發,促進行業良性競爭。2發展現狀發展現狀(1)BIPV 仍處在應用仍處在應用初期初期 市場運行機制并未完善,推廣過程則存在諸多痛點。對于建設方,投資較大,回收周期較長,且建設標準不明確,容易形成無法驗收等問題;對于使用方,需承擔一定的使用成本,基于對經濟效益、企業自身經營穩定性的考量,可能會降低使用的積極性;對于
11、運營方,運維周期較長,對企業穩定性更敏感,6/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 容易和業主產生利益沖突。(2)目前市場上的主流目前市場上的主流 BIPV 還是將光伏組件與建筑構件結合成整體構件,即還是將光伏組件與建筑構件結合成整體構件,即“構件構件型型”BIPV“構件型”BIPV 主要以光伏屋頂、光伏幕墻、光伏遮陽板等為主,多使用晶硅型光伏電池。一方面能夠最高程度地保持組件發電效率、最大化電池有效發電面積在屋頂面積中占比,以達到最大化光伏發電屋頂性價比,另一方面標準化的構件也限制了其應用場景,目前主要應用于工商業廠房屋頂、防雨車棚等大面積屋頂場景
12、。(3)當下無論是建材型還是構件型當下無論是建材型還是構件型 BIPV,都仍缺少國家層面的標準體系,都仍缺少國家層面的標準體系 由于過去幾年 BIPV 行業還處于發展初期,對“光電建筑”尚未有準確且統一的概念,建筑行業對于 BIPV的相關標準體系制定并不完善,主要是依靠行業內部討論和地方規劃來進行,這也導致缺少統一的以國家標準為主體的標準體系。整體來看,針對 BIPV 專用的標準體系建立仍需時間,近期 BIPV 應該還會主要沿用常規建材的標準。四四、政策端加速政策端加速 BIPV 隨著“雙碳”政策提出,綠色建筑、屋頂光伏等政策加速落地。21 年 6 月,整縣推進政策的出臺助推分布式光伏進入快速
13、發展新階段,與此同時,從央企到民企,各企業加大分布式光伏部署力度。2021 年 6月 20 日,國家能源局綜合司發布關于報送整縣(市、區)屋頂分布式光伏開發試點方案的通知,通知明確申報試點條件包括具有比較豐富的屋頂資源,有較高的可開發利用積極性,有較好的電力消納能力,有實力推進試點項目建設。黨政機關建筑,學校、醫院、村委會等公共建筑,工商業廠房,農村居民屋頂總面積可安裝光伏發電比例分別不低于 50%、40%、30%、20%。2022 年 7 月 13 日,城鄉建設領域碳達峰實施方案發布,要求推進建筑太陽能光伏一體化建設,到 2025 年新建公共機構建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到 50%。
14、推動既有公共建筑屋頂加裝太陽能光伏系統,到2025 年城鎮建筑可再生能源替代率達到 8%。同時各地方也針對屋頂光伏陸續頒布了多項政策并提供補貼。隨著政策端加碼以及 BIPV 自身技術不斷成熟,BIPV 滲透率及裝機量將不斷提升,未來有望持續放量。7/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 五五、產業鏈情況分析產業鏈情況分析 BIPV 產業鏈的參與者包含上游光伏組件生產商,以隆基股份隆基股份、陽光電源陽光電源、通威股份通威股份為代表,產品包括單晶硅、薄膜等;中游 BIPV 系統集成商,以江河集團江河集團、森特股份森特股份、東南網架東南網架為代表,主要產品
15、包括光伏屋頂、光伏幕墻、太陽能電池和其它儲能設備等;下游客戶主要為建筑業,涵蓋工廠、房地產和部分減排的國家級建筑。8/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 1上游上游 光伏電池主要包括單晶硅和薄膜,單晶硅電池生產商包括隆基股份隆基股份、東方日升東方日升、天合光能天合光能、晶澳科技晶澳科技等,龍頭企業在上游和中游皆有布局,例如隆基、天合等。上游競爭激烈,產業各環節集中度提升,龍頭隆基股份有望繼續引領行業發展。上游競爭激烈,產業各環節集中度提升,龍頭隆基股份有望繼續引領行業發展。目前光伏產業鏈整體受政策推動,光伏組件產量持續增長,2021 年中國光伏組件
16、產量為 182GW,同比增長 46.1%,2020 年中國光伏組件產量為 124.6GW,同比增長 26.4%。BIPV 的電池組件技術相對成熟,行業競爭激烈,少數龍頭在供應鏈環節中擁有較高市場份額和較強定價權,以隆基股份為代表,特斯拉 SolarRoof 也在2020 年進入中國市場。當前光伏產業鏈各環節集中度提升,隆基股份作為硅片和組件龍頭,市場份額較高,未來有望繼續引領行業發展方向。9/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2中游中游 BIPV 系統集成商,以建筑圍護、鋼結構、幕墻企業為主,具備建筑設計、施工實力與經驗,以及豐富的客戶資源,其中
17、,東南網架東南網架、森特股份森特股份重點開發屋頂資源,精工鋼構精工鋼構“屋頂+幕墻”兼具,江河集團江河集團連續中標 2 個光伏幕墻項目。此外,還包括防水企業,以東方雨虹東方雨虹、凱倫股份凱倫股份、科順股份科順股份為代表,與組件企業合作、資源互惠,以及光伏支架龍頭中信博中信博。中游技術壁壘高,盈利能力強。中游技術壁壘高,盈利能力強。中游 BIPV 系統集成商,具有相對較高的技術壁壘、進入門檻和盈利水平,主要包括光伏企業和建筑企業,前者布局上游+中游,既可銷售定制 BIPV 產品,也可以負責 BIPV產品集成安裝,后者為建筑圍護、鋼結構、幕墻等建筑細分領域龍頭企業。在碳中和大背景下,僅靠光伏屋頂發
18、電難以滿足建筑物自身用電需求,若要實現建筑物供電自給自足,未來 BIPV 應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。3下游下游 下游工商業用戶更有動力投資下游工商業用戶更有動力投資 BIPV,廠房及建筑物裝機量占比最高。,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,在不同的余電上網比例下,根據測算,工商業屋頂 BIPV 較戶用屋頂 BIPV 投資回收期短 13 年,且內部回報率更高,所以電價高的工商業用戶更有動力投資建設 BIPV 項目。從需求端來看,下游 BIPV 需求端主要包括住宅房屋、廠
19、房及建筑物、商業及服務用房等,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。4相關公司相關公司 隨著國內 BIPV 技術的不斷完善以及“十四五”以來雙碳背景下國家對綠色建筑和分布式光伏的支持力度加碼,越來越多的國內建筑公司開始在 BIPV 領域布局,尋求在新賽道中占據有利位置。由于 BIPV 行業對公司在光伏組件的研發能力和建筑的設計施工能力同時提出較高的要求,目前國內市場 BIPV 參與方主要以光伏組件廠商和建筑施工企業聯合開發產品的形式為主,其中已經能夠提供較為完善
20、的產品且已有項目開始落地的公司包括屋頂領域的森特股份森特股份、天合光能天合光能、中信博中信博以及立面幕墻領域的中國建筑興中國建筑興業業等。(1)森特股份:特制光伏組件森特股份:特制光伏組件+特制彩鋼瓦特制彩鋼瓦 國內金屬圍護領域龍頭森特股份通過接受光伏組件龍頭隆基股份的入股,得以與其合作開發了 BIPV 屋頂產品“隆頂”,其具有高抗風、高防水、高防火、高可靠的特性,由隆基生產的特質組件和特質彩鋼瓦組成。其中,特質組件使得項目建設完成之后,屋面可以直接踩踏,配合隆基公司開發的 BIPV 清潔機器人,后續運維清理方便,無需保留運維通道,屋頂利用率較高;同時特質彩鋼瓦使用壽命長達 25 年,可覆蓋
21、BIPV25 年全生命周期。雖然隆頂的產品價格較同業較高,但其對屋頂的高利用率疊加后續運維的低成本使其具有較佳的經濟效益。同時產品的通用性使得其適用于包括高精尖產業和粗加工行業在內的所有品類工業建筑。10/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (2)天合光能:常規光伏組件天合光能:常規光伏組件+特制彩鋼瓦特制彩鋼瓦 天合光能是全球光伏組件龍頭,在建筑光伏迅速發展的大趨勢下,公司于 2021 年 10 月推出旗下 BIPV解決方案“天能瓦”。與森特和隆基合作開發的隆頂類似,“天能瓦”也是由光伏組件與彩鋼瓦組合而成,能夠實現 BIPV 全生命周期覆蓋,節
22、省業主的運營成本。相較于“隆頂”,“天能瓦”使用的是天合光能的常規組件,所以其組件成本更低,但安裝后不能踩踏,需留有后續運維通道,屋頂利用率不如“隆頂”。不過公司產品同樣適用于所有品類的工業建筑,在工業屋頂領域市場競爭力明顯。(3)中信博:常規組件中信博:常規組件+金屬支架金屬支架 中信博的 BIPV 產品組件成本更低,因為該款解決方案是將常規彩鋼瓦屋頂和晶硅組件直接利用金屬支架進行結合。換言之,該款“雙頂”BIPV 產品是直接利用廠房原有的彩鋼瓦屋頂,在其上安裝金屬支架,再安裝 BIPV 系統,省去了對原屋頂的拆除,產品價格較低。但直接沿用原彩鋼瓦屋頂的劣勢是不能保證所有彩鋼瓦屋頂均能進行改
23、造,故目前只能應用于粗加工行業的廠房,由于安裝成本低目前市占率較高,但未來市場發展可能需要進一步觀察。(4)隆基股份:光伏龍頭積極進軍隆基股份:光伏龍頭積極進軍 BIPV 產業產業 積極擴張 BIPV 業務,拓展合作伙伴實現共同開發,向光伏下游多應用場景延伸,打造公司新增長點。公司依托組件端的制造能力和技術實力,積極向光伏下游多應用場景延伸,著力推動 BIPV 業務的發展。公司完成對森特股份部分股權的收購,持股比例為 24.28%,為其第二大股東,此次合作將結合森特股份在建筑屋頂設計、維護上的優勢,有力推動 BIPV 業務的開發;此外,公司已與亞瑪頓簽訂合作協議,11/23 2022 年年 9
24、 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 共同研發用于 BIPV 的 1.6mm 超薄玻璃,進一步減輕結構重量,持續優化 BIPV 產品結構,滿足建安需求,拓展更多應用場景,有望打開 BIPV 業務的成長空間。隆基推出“裝配式 BIPV”產品,解決傳統屋頂分布式電站痛點。2020 年 8 月,隆基發布了其在 BIPV 領域的第一款產品“隆頂”,主要面向于工商業屋頂用戶,定位于裝配式 BIPV 產品,可實現定制化設計、現場裝配式施工,與建筑適配性和貼合性更強,防水、防火、抗風揭、抗重壓、防老化性能出色,能更好的保護建筑屋頂和內部結構,解決了傳統 BAPV 使用壽命不匹配、造成屋面
25、損傷、發電量少等痛點?!奥№敗眲撔滦缘夭捎梦鍖咏Y構設計,分別為光伏系統層、金屬屋面層、滑移支座、保溫層以及承托檁條,具備防水性、防火性、抗風性和抗沖擊力四大特性,為我國的 BIPV 市場發展帶來一個新的思路和方向。(5)中建興業等公司:建材型中建興業等公司:建材型 BIPV 相較于以上主要應用晶硅組件的構件型 BIPV 產品,應用薄膜組件的建材型 BIPV 產品由于能夠更充分的與建筑結合,同時能夠應用于建筑立面等更多場景而被視作 BIPV 未來的主要形式。國內同樣有公司致力于開發相關產品,如中國建筑興業就與國內碲化鎘薄膜企業龍焱能源合作開發薄膜幕墻產品,并已經開發了幾款具有不同的顏色及材質的光
26、伏系統。目前已完成首批 BIPV 幕墻產品研發。相較于晶硅BIPV 產品,薄膜 BIPV 產品目前雖然價格偏高,市場份額也較小,但隨著 BIPV 向建材型轉化,預計到“十五五”期間發展會優于晶硅 BIPV。(6)晶澳科技:組件老牌廠商積極布局晶澳科技:組件老牌廠商積極布局 BIPV 業務業務 與東方雨虹達成戰略合作,全面推動 BAPV/BIPV 業務發展。2021 年 9 月 29 日,晶澳科技與東方雨虹簽署戰略合作協議,雙方旨在光伏屋面一體化領域達成全方位的深度合作,在全國范圍內共同推動“BAPV”和“BIPV”光伏發電項目。本次合作雙方將共享市場銷售渠道,推進光伏組件的銷售、TPO 光伏一
27、體化。晶澳科技此次與東方雨虹合作可進一步擴大光伏組件分銷渠道,深入推進 BAPV/BIPV 光伏發電的推廣。在產品方面,公司已推出戶用光伏發電系統,應用于各類戶用/工商業屋頂場景。12/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告(7)其他公司其他公司:13/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 14/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 六、競爭格局六、競爭格局 1光伏電池:晶硅仍占主導地位,未來薄膜仍處持續研發階段光伏電池:晶硅仍占主導地位,未來薄膜仍處持續研發階段
28、我國光伏電池產量持續提升。根據中商產業研究院數據,2021 年全國光伏電池產量 23,405.4 萬千瓦,yoy+48.8%。2022 年 1-3 月,光伏電池產量 5,987.1 萬千瓦,yoy+24.3%。晶硅電池占全部太陽能電池 95%以上,薄膜電池仍處于持續研發階段。晶硅電池片方面,據 CPIA 數據,2021 年,全國電池片產量約為 198GW,同比增長 46.9%。其中,排名前五企業產量占國內電池片總產量的 53.9%,其中前 6 家企業產量超過 10GW,CPIA 預計 2022 年全國電池片產量將超過 261GW。薄膜電池仍處于持續研發階段,其產量和生產企業數量遠不及晶硅電池。
29、近年來晶硅電池維持在太陽能電池中的主導地位,2021 年晶硅電池全球市場占有率為 96.2%,而薄膜電池僅為 3.8%。但同時應注意到,薄膜電池在實際但同時應注意到,薄膜電池在實際 BIPV 應用中與晶硅對比仍有不同角度的優勢。應用中與晶硅對比仍有不同角度的優勢。由于組件工作過程中發熱、遮擋等問題,晶硅光伏組件往往不能實現其 100%的工作效率,另一方面,薄膜組件其優秀的弱光性能和溫度系數能夠保證其在光線不足或室外高溫的條件下仍保持較好的工作性能,在 BIPV 產品實際應用中,薄膜 BIPV 經常能夠體現出優于晶硅 BIPV 的發電性能。說明薄膜型 BIPV 能夠更好地適配建筑光伏較為復雜的應
30、用場景和條件,如果能夠進一步提高其量產轉換效率,相信會有更多的 BIPV 項目選擇薄膜光伏作為其解決方案。15/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 而長期來看薄膜而長期來看薄膜 BIPV 將代替晶硅將代替晶硅 BIPV。目前市場上的主流 BIPV 還是“構件型”BIPV。依靠相對標準化的產品盡量快速地打開市場,將 BIPV 推廣開來,這類標準化、量產化的 BIPV 產品與晶硅組件的特點完全適配,也是導致晶硅型 BIPV 成為市場主流的原因。但實際上,BIPV 未來最終形式一定是“建材化”,也即將光伏組件完全與建材相融合,外觀上幾乎看不出區別,充分滿
31、足建筑對于美學的需求。事實上,在 BIPV 的發展歷程中,類似的 BIPV 產品已經出現了,只是受限于相對昂貴的價格以及為了適配不同的建筑需求所提出的定制化要求,暫時還難以推廣。為適配 BIPV“建材化”需求,薄膜型 BIPV 勢必成為當然之選??梢韵胍?,建材型 BIPV 對光伏組件將提出更多需求,比如可彎折以貼合不同的建筑外形,亦或改變不同的顏色以符合建筑整體外觀設計,這些都是晶硅組件難以滿足的條件,隨著 BIPV 技術的進一步發展,可以預見晶硅型 BIPV 將成為薄膜型BIPV 的過渡之選。2光伏組件:集中度穩步提升,頭部組件廠商格局穩定光伏組件:集中度穩步提升,頭部組件廠商格局穩定 近年
32、來,光伏組件產能持續提高。光伏組件產能由 2018 年的 130GW/年提升至 2021 年的 350GW/年,cagr+39.1%。2020 年光伏組件產量突破 120GW,2021 年光伏組件產量達到 182GW,yoy+46.1%。據中商產業研究院預計,預計 2022 年光伏組件產能或近 400GW/年,產量或達 235GW。光伏組件集中度穩步提升,21 年 CR5 達 63%。2021 年中國光伏組件 CR5 為 63.4%,yoy+8.3pct,據中商產業研究院預計,2022 年光伏組件 CR5 將達 67.8%。頭部組件廠商格局穩定,TOP5 光伏組件企業平均產量超23GW。202
33、2 年 Q1 光伏組件出貨量 top5 企業包括晶科能源、天合光能、晶澳科技、隆基股份及阿斯特,其中晶科能源組件出貨 8.03GW,yoy+56.7%;天合光能組件出貨量 8GW,僅次于晶科能源。3BIPV 工程:競爭充分,資金工程:競爭充分,資金/研發設計能力研發設計能力/項目經驗為幕墻核心競爭項目經驗為幕墻核心競爭力力 幕墻工程競爭充分,資金實力/研發設計能力/項目經驗為核心競爭力。幕墻工程市場競爭較充分,2016-2019 年我國建筑幕墻前百強企業的建筑幕墻工程總產值僅占到全行業工程總產值的 60%左右。一方面,不斷有建筑業其他領域公司切入幕墻行業中;另一方面,原有的建筑幕墻企業發展出現
34、分化,呈現強者恒強的趨勢,頭部公司包括遠大、江河等。多數企業集中于低端市場;在高端市場,絕大部分國內幕墻被 50 強企業承包。能夠認為幕墻行業核心競爭力源于:1)資金實力:幕墻屬于資金密集型行業,大多數幕墻工程采用的 EPC 模式需要承包商在工程多個環節進行一定的資金墊付,對企業的資金實力 16/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 提出較高要求;2)研發設計能力:幕墻是建筑業內技術含量最高的產業之一,企業需不斷加大研發設計能力的投入以提升自身設計能力和技術水平;3)項目經驗:具有豐富工程經驗和歷史業績的企業在高端幕墻工程招投標中將占據較大優勢。4B
35、IPV 降本路徑清晰,經濟性有望繼續改善降本路徑清晰,經濟性有望繼續改善 目前國內目前國內 BIPV 主要應用于新建工商業屋頂,施工優勢較主要應用于新建工商業屋頂,施工優勢較 BAPV 更加明顯。更加明顯。由于屋頂面積大、電價高昂、標準化、節能減排、隔熱降溫等因素推動下,使得國內發展屋頂式光伏主要是以政府投資公共建筑、工業、商業等項目的屋頂為主,也存在少部分用于工商業項目的幕墻和陽臺,住宅領域的布局較少,相較于 BAPV 的二次施工,BIPV 一體化技術在工商業廠房領域具備明顯的施工優勢。從成本端來看,從成本端來看,BIPV 組件成本占比組件成本占比 50%。我國工商業分布式光伏系統的初始全投
36、資主要由組件、逆變器、支架、電纜、建安費用、電網接入、屋頂租賃、屋頂加固以及一次設備、二次設備等部分構成,其中一次設備包括箱變、開關箱以及預制艙。2021 年我國工商業分布式光伏系統初始投資成本為 3.74元/W,而組件作為光伏系統核心部件,在系統成本中占比約 50%左右,價值量最大;同時,相較集中式光伏而言,分布式初始投資中組件占比更高(2021 年集中電站組件成本占比約 46%),因此能夠更充分受益于未來組件價格的下降。17/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 組件端的降本是組件端的降本是 BIPV 經濟性提升的核心。經濟性提升的核心。BIPV
37、 系統的初始投資,是影響 BIPV 項目財務回報性的最主要指標,而 BIPV 組件產品是 BIPV 初始投資的最主要組成部分,因此提高光伏組件發電效率,降低其生產成本,是提升 BIPV 項目經濟性的核心。融資成本雖然也會對項目的經濟性產生影響,但影響程度遠沒有初始投資大。過去過去 10 年里分布式光伏規模擴大,同時組件端成本持續下降,帶動整體造價年里分布式光伏規模擴大,同時組件端成本持續下降,帶動整體造價的顯著降低。的顯著降低。電池片是決定光伏組件整體性能的核心環節,電池片是決定光伏組件整體性能的核心環節,PERC 仍占據主流。仍占據主流。晶硅太陽電池作為技術最成熟、應用最廣泛的太陽電池,在光
38、伏市場中的比例超過 90%,并且在未來相當長的時間內都將占據主導地位。光伏晶硅電池可分為 P 型電池和 N 型電池,P 型電池的原材料為 P 型硅片(硅料中摻雜硼元素),主要制備技術有傳統的 Al-BSF(鋁背場)和 PERC,N 型電池的原材料是 N 型硅片(硅料中摻雜磷元素),主要制備技術包括 TOPCon、IBC、異質結(HJT)等。其中 PERC 電池憑借較高的轉換效率,近年來市場份額快速提升,截止 2021 年,新建量產產線仍以 PERC 電池產線為主,其市場份額占比達 91.2%。晶硅光伏組件的成本由硅成本和非硅成本組成,電池片成本占比晶硅光伏組件的成本由硅成本和非硅成本組成,電池
39、片成本占比 65%左右。左右。組件的硅成本是電池片的采購成本,而非硅成本,也就是封裝成本,是指除了電池以外的其他成本,包括玻璃、EVA、背板、焊帶、邊框、接線盒等。其中非硅成本占組件成本比例約 1/3,電池片成本占比達 2/3。電池片當中硅片成本占比約電池片當中硅片成本占比約 60%左右,硅片的大尺寸和薄片化趨勢成為光伏硅片降本的兩大主要技術左右,硅片的大尺寸和薄片化趨勢成為光伏硅片降本的兩大主要技術方向。方向。一方面,硅片變薄能減少單位瓦數硅料用量,是降本、減少硅料利用的途徑。PERC 硅片厚度從175um 降低至 165um,HJT 硅片厚度在 21 年已經達到 150um,今年以來隨著新
40、進入者的不斷進入已經開始探索 120um、110um 的可能;另一方面,大尺寸硅片在成本和效率上都具備明顯的優勢,可幫助上游硅片生產、中下游電池制造、組件制造以及電站運營各個環節實現提效降本。轉換效率提升有望使電池片成本進一步下降。轉換效率提升有望使電池片成本進一步下降。電池片的光電轉換率直接決定了組件的整體發電功率與成本。高轉換效率可以減小每瓦發電所需的面積,從而攤薄組件、電站的成本,一般而言轉換效率每提升1%,組件及 BOS(材料)成本可降低 7%。2021 年,規?;a的 p 型單晶電池均采用 PERC 技術,平均轉換效率達到 23.1%,較 2020 年提高 0.3 個百分點,先進企
41、業轉換效率達到 23%,隨著 PERC 電 18/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 池效率逐漸接近理論值(24.5%)在原有 PERC 線路基礎上進行技術和產品生產線改造的 TOPCon 技術和全新的 HJT 技術,理論效率可達 28.7%以上。而以鈣鈦礦為代表的新型薄膜電池最高轉換效率接近30%,未來也有望帶動 BIPV 組件端實現充分降本。組件降本疊加轉換效率提升,分布式光伏降本空間廣闊。組件降本疊加轉換效率提升,分布式光伏降本空間廣闊。根據北極星太陽能光伏網的數據,2016 年特斯拉在美國發布的 Solarcity 屋頂瓦片產品的售價達到
42、25 元/W,能量密度為 80-90W/;2018 年漢能發布的漢瓦產品的售價約為 13 元/W,能量密度 80-85W/;2018 年 6 月,赫里歐發布的第二代智能BIPV 產品,系統造價僅為 4.5-5.0 元/W,且能量密度大幅提升至 160-170W/。根據中國 BIPV 聯盟的預測,十四五末 BIPV 的系統造價有望降至 2.5 元/W,根據 CPIA 預測,2025 年工商業分布式光伏造價有望降低至 3.06 元/W,2030 年有望降低至 2.86 元/W,具備全面推廣替代建材的條件。七七、商業商業模式模式 1建筑業主自發投資建筑業主自發投資 目前國內 BIPV 項目的建設主要
43、有兩種模式。其一是建筑業主自發投資建設 BIPV,在此模式下,建筑所有方自發地以自有資金或貸款投資向 BIPV 設備供應商購買 BIPV 設備并在建筑上進行安裝。安裝完成后 BIPV 設備所發電量優先業主自用,若發電量不能全部消納,業主可自行選擇將剩余電量上網出售。這種運營模式相對簡單,企業主相當于通過投資 BIPV 節省了后續生產運營所需的電費,目前由于大多業主并沒有意識到自投 BIPV 項目的優異收益,所以當下自投 BIPV 項目的市場占比并不高,未來隨著更多業主了解 BIPV 項目的潛在收益,自投 BIPV 項目占比有可能進一步提升。19/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業
44、行業|深度深度|研究報告研究報告 2第三方投資第三方投資 第二類模式則是目前國內 BIPV 項目建設的主要模式,由類似國電投、國能投等發電企業作為第三方光伏項目投資商購買 BIPV 設備并負責后續的安裝及運維,建筑業主只需提供建筑屋頂或立面作為光伏安裝場所。后續 BIPV 所發電量投資商將按工商業電價打折出售給建筑業主或按脫硫煤電價出售給電網。在此模式下,考慮到工商業電價顯著高于脫硫煤電價,建筑業主需消納大部分 BIPV 發電量投資商才會獲得收益。對于建筑業主而言,其主要收益來源則是出租屋頂獲得的租金和投資商售電帶有的折扣,以及 BIPV 項目建設過程中附贈的彩鋼瓦屋頂。投資商一般會對項目進行
45、詳細的評估,包括建筑可消納電量及可安裝設備發電量等,并得出準確的項目預期收益率。業內一般認為若內部收益率大于 9%就是值得投資的 BIPV 項目。20/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 八八、未來未來展望展望 1未來未來發展動力發展動力 BIPV 當前未被市場認可的原因分析:目前建筑企業承接 BIPV 項目訂單還處于早期開拓階段,尚未進入訂單爆發階段,市場還在觀望行業是否有更多的信號證實 BIPV 產業發展明顯提速。(1)強制性政策落地強制性政策落地 建筑節能與可再生能源利用通用規范提出“新建建筑應安裝太陽能系統”、“太陽能建筑一體化應用系統的設
46、計應與建筑設計同步完成”。政策驅動下,統計出目前已有包括上海、北京、深圳福田、寧波、蕪湖等 12 個市/區級政府出臺相關落地舉措推動新建建筑安裝太陽能光伏系統,后續有望持續向設計及施工訂單轉化。(2)組件價格下降組件價格下降 硅料供需失衡,硅料龍頭加速擴產。2021 年我國硅片產量 227GW,同增 41%;光伏組件產量 192GW,同增 46%,但硅料行業仍處于供不應求的狀態,價格在近兩年來持續攀升。在供需失衡背景下,當前頭部硅料企業正加速擴張產能,以通威為例,除在建樂山(二期)、保山(一期)、包頭(二期)項目外,公司擬在此基礎上再增加 20 萬噸多晶硅產能,其中一期 10 萬噸將在 202
47、2 年底前投產。若相關產能投產按預定節奏投產,2022 年底通威多晶硅產能將從 2020 年的 8 萬噸提升至 33 萬噸,行業龍頭產能快速增長。新進入者跑步入場,規劃產能超 100 萬噸。除行業龍頭布局積極的產能擴張計劃外,在硅料供應緊張、價格超預期上漲的背景下,已有多家企業入局多晶硅領域,根據光伏咨詢整理的數據,新進入的五家企業布局產能超過 100 萬噸,且部分產線已開始進行建設。硅料的大規模擴張,將滿足光伏行業較長時間內對于多晶硅料的需求。21/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (3)工商業電價上漲工商業電價上漲 當前我國持續推動工商業電價
48、市場化程度提升,電價持續呈上漲趨勢。當前我國持續推動工商業電價市場化程度提升,電價持續呈上漲趨勢。去年 10 月國家發改委發布關于進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知,要求燃煤發電市場交易價格浮動范圍提升到 20%,高耗能企業市場交易電價不受上浮 20%限制。據不完全統計,江蘇、甘肅等 8 省市發改委文件中均已明確,全省一般工商業用戶或大工業用戶執行分時電價政策,其中,高峰時段電價上漲最高 71.96%(江蘇?。?,最低上漲 50%,部分省份尖峰時段電價在高峰時段電價基礎上將再上浮 20%。近期浙江發改委也提出在 7 月 1 日起對高耗能企業電價每千瓦時提高 0.172 元,執行至今年年底
49、。高能耗行業優惠電價逐步取消。高能耗行業優惠電價逐步取消。去年 8 月國家發改委提出嚴禁對電解鋁行業實施優惠單價;今年 4 月光伏龍頭隆基股份公告稱云南發改委取消了公司在云南省享有的優惠電價政策和措施,公司自去年 9 月起全部用電價格通過電力市場化交易方式形成,直接與電網企業結算。高能耗行業優惠電價被逐步取消是大勢所趨。燃煤成本高企推動市場電價持續走高。燃煤成本高企推動市場電價持續走高。我國電力結構中煤電依然占主體地位,當前煤炭原材料價格持續上漲,推升電價趨于上漲。后續若國內電價市場化政策持續加碼、工商業電價持續上漲,企業基于用電成本考慮,加裝分布式光伏的積極性將明顯提升,推動 BIPV 需求
50、增長。2未來未來 BIPV 項目主要推廣區域項目主要推廣區域 回顧 BIPV 光伏系統的發展歷程,其本身是地面大型光伏電站在西北低人口密度區域發展接近飽和的情況下,光伏項目向東部高人口密度區域發展的結果。在人口密度較高的地區,難以找到大面積的地面空地建設傳統地面電站,光伏設施不得不將城市建筑作為主要載體。因此,從 BIPV 的發展邏輯上不難得出,只有在人口密度較高、可安裝建筑數量較多的東部地區,才有 BIPV 項目的落地土壤。22/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 根據目前市場上 BIPV 行業參與企業的分布,不難發現國內 BIPV 相關企業主要
51、集中在三個區域:長三角、珠三角和環渤海地區。相應的,BIPV 企業也在帶動周圍 BIPV 項目的發展,例如森特股份今年剛剛中標山東重工 8.0 億元的 BIPV 項目、江河集團中標北京和杭州兩項光伏幕墻項目、天合光能僅今年 3月就在廣東實現 5 項 BIPV 項目落地,包括東南網架也與公司所在地蕭山政府簽訂了 BIPV 投資協議。BIPV 相關企業的所在地某種程度上間接反映了 BIPV 產業在這些地區發展的紅火程度。通過對這三個地區的地域通性不難看出,長三角、珠三角、環渤海地區是我國主要的三個經濟中心地區。人口密度處于國內各省市前列。根據 2021 年國家統計局數據,2021 年國內 GDP
52、總值最高的三個省份為廣東、江蘇和山東,同樣是目前 BIPV 項目主要的分布地區。同時江蘇、廣東和山東也是我國工業大省,是 2021 年唯三規模以上工業營收超過 10 萬億的省份。所以綜上所述,目前國內 BIPV 項目主要應用方是工商業建筑,顯然,只有工業足夠發達的地區,才有 BIPV 進一步發展的土壤。通過以上對目前 BIPV 行業企業與項目的分布情況討論,以及目前 BIPV 主要落地省份的基本情況分析,可以預計 BIPV 的推廣仍將集中在人口密度大,經濟發達,且較大規模工業企業分布較多的地區進行發展,換言之,未來 BIPV 產業主要發展和推廣地區仍將集中在長三角、珠三角、環渤海這三個主要的經
53、濟發達地區。九九、參考研報、參考研報 1.東海證券-電力設備新能源行業周報:未來可期,BIPV 乘政策之風啟航 2.西南證券-BIPV 行業深度報告:BIPV 風頭正盛,誰將異軍突起?3.天風證券-建筑裝飾行業深度研究:2022 年 BIPV 發展報告,快速擴容,產業整合新時代 4.招商證券-BIPV 行業深度報告三:BIPV 十問,盈利模式、產品類型以及未來發展方向 23/23 2022 年年 9 月月 17 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 5.民生證券-建筑建材行業深度報告:BIPV 風口提速,建筑節能不是空談 6.天風證券-建筑裝飾行業:BIPV 兩大主要場景,光伏幕墻和光伏屋頂比較研究 免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議?;鄄┗鄄┕倬W官網:https:/https:/ 電話:電話:400400-806806-18661866 郵箱:郵箱: