BIPV行业深度报告(一):建筑光伏风口已至, BIPV市场空间广阔【招商建筑】

（以下内容从招商证券《BIPV行业深度报告(一):建筑光伏风口已至, BIPV市场空间广阔【招商建筑】》研报附件原文摘录）
　　招商建筑钢铁组 唐笑、岳恒宇、贾宏坤 实习生周瑞祺对本文亦有贡献 核心观点： 分布式光伏的推广促进了建筑光伏技术的发展。过去太阳能光伏主要以集中式电站在西北地区落地应用，随着光伏项目向人口密集的东部地区推广，分布式光伏开始扮演愈加重要的角色。在分布式光伏中，最主要的是依托建筑物安装的建筑光伏，占比超过80%。其中技术比较成熟、落地项目较多的是BAPV（附着式），技术简单，成本较低；而建筑光伏较为先进的技术路径是BIPV（建筑光伏一体化），将光伏组件与传统建材相结合，让光伏发电系统直接承担建筑建材功能。目前BIPV主要有晶硅型与薄膜型两类技术路线，晶硅型BIPV外观与BAPV较为相似，性能稳定并已有示范性项目落地应用；薄膜型BIPV则具有更好的弱光性能和温度系数，其良好的透光性能也能适配未来更多种类的建筑应用需求。 能源转型下建筑光伏的碳减排功能被开发，政策打开广阔市场。我国为实现“双碳”目标，积极推动包括建筑光伏在内的绿色产业发展。鉴于目前国内建筑运行过程碳排放占全国碳排放总占比的20%以上，建筑光伏由于可以提供清洁的建筑运行能源而成为当下能源转型的重要发力点。自“十四五”开始，国家推出了包括“整县推进”在内的一系列分布式光伏建设政策。同时近十年来光伏组件价格的大幅下降减少了建筑光伏建设的成本，国家政策与市场价格的双重驱动下，建筑光伏市场前景可期。 建筑光伏屋顶市场空间大，BIPV屋顶渗透率有望逐渐提升。根据我们的测算，截止2021年，国内已有建筑的可改造屋顶面积为160.57亿平方米，假设到2025年住宅屋顶改造比例为1%，工商业屋顶改造比例为10%，将有11.47亿平方米已有屋顶被改造为光伏屋顶。另一方面，我们预计到2025年，国内新建建筑可改造屋顶面积为16.80亿平方米，实际新建光伏屋顶安装面积为2.09亿平方米。预计到2025年国内光伏屋顶累计安装面积将达到13.56亿平方米，装机量将达到237.42GW。2021~2025年新增装机151.57GW，CAGR将达到20.65%。其中BIPV屋顶的装机量约为28.66GW，占屋顶总装机量的12%，且渗透率将逐渐提高。 建筑光伏立面市场空间短期较小，光伏薄膜技术发展有望激发市场潜力。鉴于建筑立面改造难度大且对采光要求较高，不适用不透光的BAPV系统，预计未来光伏立面的装机将以新建建筑的BIPV为主。经过对住宅、工商业建筑、公共建筑等不同使用场景的测算，我们估计2021~2025年国内建筑光伏立面安装面积将达到0.85亿平方米。由于采光需求，光伏立面将应用更多的薄膜光伏技术，装机功率相较晶硅光伏将更低，预计到2025年国内光伏立面装机量将达到10.63GW。光伏立面潜力还未完全激发，未来随着新一代光伏薄膜技术如铜铟镓硒和钙钛矿电池的发展，薄膜电池转换效率有望赶超晶硅电池。届时建筑光伏将在立面市场获得更广泛的应用，激发出更广阔的市场空间。 投资建议：“双碳”背景下，建筑光伏相应政策及行业标准逐步推出，我们预计光伏屋顶市场将从2022年开始显著增长；未来随着薄膜电池技术的进步，光伏立面市场潜力也有望激发。结合建筑光伏建设对企业建筑施工能力的硬性需求，建议关注以森特股份、精工钢构、东南网架、江河集团、中国建筑兴业等拥有丰富施工经验及客户资源的公司。综上，维持行业“推荐”评级。 风险提示：政策支持力度不及预期，行业标准建立不及预期，存量建筑改造不及预期，其他行业风险。 正文目录 正文 一、建筑光伏是光伏未来的重要应用方向 分布式光伏的推广催生出BAPV和BIPV两类建筑光伏形式。太阳能光伏作为重要的可再生能源技术之一，在过去主要以集中式电站的形式在西北地区落地应用。近年来随着光伏项目向人口密集的东部地区推广，分布式光伏开始扮演愈加重要的角色。而建筑作为分布式光伏在城镇中的主要载体，其与光伏的结合逐渐催生出了BAPV与BIPV两类不同的光伏应用形式并逐渐推广开来。其中BAPV技术已经成熟，目前是国内建筑光伏的主要形式，大量相关项目正在广泛建设中；BIPV技术则逐渐发展出晶硅型和薄膜型两类不同的技术路线，并以与建材结合的形式体现出相较BAPV更多的优点，展现了更广阔的应用空间。 1、分布式光伏市场空间仍待开发 （1）光伏发电技术的起点——集中式电站 太阳能是人类最早利用的能源之一，也是目前发展最快的可再生能源技术之一。光伏发电技术起源最早可追溯至1839年法国科学家 E.Becquerel发现的液体光生伏特效应，之后1954年美国贝尔实验室开发出首个有实用功能的单晶硅太阳能电池；而光伏发电技术的广泛开发是在1973年石油危机之后，各国开始寻求新能源的开发应用以代替传统化石能源，直到1997年《京都议定书》的签订，光伏技术应用推广正式提上日程。自21世纪开始，全球太阳能光伏装机容量迅速上升，2020年全球光伏装机量达到758.9GW，过去15年CAGR达到39.0%。 在中国，随着对新能源的重视程度提升，风电、光伏等新能源装机量近年来增长迅速，2010年到2020年中国风电与光伏装机量复合增长率分别为22.2%和63.7%，2020年中国新增风电装机72GW，新增光伏装机49GW，是全球新增可再生发电能源装机量最多的国家。 集中式光伏电站是国内光伏发电的最初应用形式。集中式电站指利用荒漠地区的广阔空间和相对稳定的太阳能资源，集中建设的大型光伏电站，具有选址灵活、空间限制小、扩容相对容易，运行成本低、便于集中管理等优点，同时能够充分利用太阳辐射与用电负荷的正调峰特性，起到削峰的作用。因此在国内光伏发电技术推广早期，集中式电站一直是主要的应用方式，装机量占比在80%以上；近年随着分布式光伏的推广，占比有所下降，但2021年国内集中式光伏装机量仍有199.1GW，占国内光伏总装机量的65.0%。 在大力推广发展太阳能光伏的过程中，集中式电站逐渐体现出实际应用上的缺陷。最主要的是供需模式的不平衡。大型集中式电站多建设在西北地区的荒漠地带，但从需求端来说，我国的经济重心在东南沿海地区，其用电需求远远高于经济发展较为落后人口较为稀少的西北地区。大量集中式电站上马建设后，西北当地的输电网的输送能力远远不能满足光伏发电的大规模输送需求。西北各省市的光伏项目一度出现严重的“弃光限电”现象，虽近年来特高压输电线路的建设缓解了这一问题，但整体情况仍不容乐观。未来随着国内能源转型大势带来的光伏整体装机量提高，亟需新的光伏电站模式来缓解传统集中式电站的建设压力。 （2）充分利用资源的选择——分布式电站 太阳能资源的辐射量对于太阳能光伏的应用十分重要。根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，可以按全年每平米水平光照辐射量将我国大致分为四类地区。其中传统的集中式电站限于空间条件的要求，主要覆盖的是一类和部分二类地区，集中在我国西北地广人稀的区域。对于人口密度较大，缺少集中电站的建设空间的东部地区，需要分布式光伏来实现对当地太阳能资源的充分利用。 分布式光伏电站一般指装机规模较小、布置在用户附近的发电系统。它一般接入10千伏或更低电压等级的电网。具有输出功率相对较小、易推广、污染小、能够缓解局地的用电紧张等特点。我国分布式光伏快速增长始于2016年，彼时集中式电站补贴开始退坡，分布式依然维持较高补贴水平，且光伏组件成本相较2010年有了明显下降，同时在用户侧人们对于光伏电站的接受度有所提升。多重因素助力分布式光伏开始得到推广。 相较于集中式电站，分布式光伏的应用更加灵活。其可在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求。同时，分布式光伏发电系统中各电站相互独立，用户可以自行控制，不会发生大规模停电事故，安全可靠性比较高。目前，随着“十四五”计划的推进，分布式光伏新增装机量逐年提高。虽然2019、2020年受光伏财政补贴退坡以及疫情影响装机量增长有所放缓，但2021年分布式光伏装机增速重新开始上升，2021年全年国内分布式光伏新增装机量29GW，占全年新增光伏装机总量的55%，历史上首次突破50%。2015~2021年国内分布式光伏装机CAGR达61.4%，同期集中式光伏装机CAGR为 32.3%。2021年后随着整县推进计划的推进，建筑分布式光伏市场被打开，分布式光伏装机量将继续提升。 2、分布式光伏的推广带来光伏建筑的发展机会 （1）建筑与分布式光伏的简单结合——BAPV 随着分布式光伏电站在城市中逐步发展，城市建筑成为太阳能光伏的主要载体。最早的光伏与建筑结合尝试是将光伏器件直接安装在建筑外围，将建筑作为简单的光伏器件载体进行发电，其系统与建筑物功能不发生冲突，一般适用于既有建筑的改造。这种光伏建筑形式被称为BAPV(BuildingAttached Photovoltaic)，也称为“安装型”太阳能光伏建筑。在目前较常见的BAPV光伏应用中，普遍是在建筑屋顶上直接安装附加的钢结构支架或者滑轨，并在之上安装光伏板进行发电。施工难度相对简单，安装成本也较低。目前国内分布式光伏系统的设计、采购、建设大多通过EPC招标的形式分包给工程建设企业或光伏企业，如中国电建、中国能建、特变电工等。根据全国公共资源交易平台公示数据，目前国内BAPV相关的EPC项目工程报价普遍在3.50~4.50元/W。 由于BAPV结构简单，便于已有建筑改造的特点，在建筑光伏发展初期获得了较快的发展，但在其推广过程中也逐渐暴露出了一系列的问题。首先是屋面荷载问题，由于原建筑最初设计的时候并没有考虑安装光伏组件，往往很多建筑的荷载不满足二次安装要求，需要对原有屋面进行再加固，或是加固困难，导致无法安装光伏组件；其次，在现有的屋面上安装光伏组件，会破坏原有建筑的防水层，在建完后需要对防水层进行修补，存在重复建设的浪费同时也给房屋的防水带来一定的隐患；同时，BAPV与建筑的整合度低，铺设后其附属组件如逆变器和接线盒等设施难以收容整理，常常暴露在外，不但影响建筑整体外观，也降低了BAPV的实际使用寿命。 （2）建筑光伏一体化程度的深化——BIPV 随着光伏建筑技术的不断发展，原有的BAPV安装型光伏一体化程度低，影响建筑整体结构且不承担建筑功能，同时BAPV需要重复建设对建材的浪费问题逐渐凸显，尤其是传统的晶硅板光伏对建筑屋顶的改造有诸多限制。随着非晶硅（a-Si）、碲化镉/硫化镉（CdTe/CdS）以及铜铟镓硒（CIGS）等薄膜化太阳能电池的应用逐渐成熟，以及太阳能电池在航天技术中的应用探讨，逐渐发展出将光伏电池与建筑材料进一步结合的应用模式，即BIPV（Buildingintegrated photovoltaics），或称建筑光伏一体化。同时开发出包括光伏屋顶、光伏玻璃、光伏瓦等一系列应用于BIPV的光伏建筑材料。 BIPV按材料可分为晶硅型和薄膜型。晶硅型BIPV使用的仍是传统的单晶硅或多晶硅光伏板，光伏组件是使用EVA或者PVB 胶膜，在多层钢化玻璃中间封装的晶体硅电池片。随着光伏行业的发展，晶体硅类的转换效率不断提高，目前单晶硅的转换效率最高可达26%，普遍单晶组件的转化效率也可以达到18%；多晶硅的转换效率略低，平均在16%左右。主要应用于没有透光需求的光伏屋顶项目；而对于透光有要求的屋顶或建筑立面项目，需要使用薄膜型的碲化镉（CdTe）或铜铟镓硒（CIGS）电池。薄膜电池普遍具备更佳的弱光性和温度系数等优势，可在弱光等环境中广泛应用。 CdTe电池目前是一种可快速生产的传统硅基光伏技术的低成本替代品，是以SnO2或Cd2SnO4作为上电极、掺铜碳糊作为下电极，中间放置CdTe制成，具有相较c-Si电池更高的电子吸收率以及更理想的带隙宽度。目前在实验室报告的CdTe光伏电池最高效率为21.5%，而商业应用上的平均效率为14.7%。 CIGS电池具有薄膜光伏技术中最高的能量转换效率，目前在玻璃基板上的平均转换率接近20%。其柔性、抗太阳辐射强度和高比功率特征使其成为目前行业内公认的最具工业化前景的薄膜发电技术。 相较于晶硅电池，薄膜电池虽然理论转化率较低，但其实用性能更适配BIPV的应用场景。首先，薄膜电池在弱光照条件下的工作情况要比晶体硅电池好，相较于晶硅电池对光照强度的高要求，薄膜电池可以在黄昏等光照较弱的条件下保持良好的工作效率；其次，薄膜电池更高的温度系数能够在高温条件下保持工作性能。建筑光伏组件的实际工作温度常常会高于25℃的标准温度，而晶硅电池在高温下的转换效率衰减速率明显高于薄膜电池；此外，薄膜光伏电池还有其他多方面的优势，其透光效果能满足建筑尤其是立面的采光需求；可卷曲性适配建材外形，能够满足建筑对外观的美学需求。未来随着第二代太阳能电池应用的持续探讨，以及第三代DSSC、CZTS、PSC、OPV等新一代光伏电池技术的开发，薄膜光伏技术将在BIPV领域获得更多应用机会。 目前BIPV产品按表现形式来看可分为建材型和构件型两种形式。“建材型”BIPV一体化更加完善，将光伏电池完全融合进建材中，从外观上可能与传统建筑材料差别不大；而“构件型”BIPV偏向标准化产品，从外观上较易与传统建材区分。 理论上，“建材型”BIPV是成熟的BIPV产品实现完全一体化之后的最理想形式。如特斯拉的光伏屋顶瓦片SolarRoof，直接将电池片作为瓦片安装在屋顶上，外观与传统屋顶几乎没有区别。但这样完全失去了钢结构的辅助，对光伏瓦或光伏砖本身的材料强度和性能提出了更高的要求，同时也要求光伏组件有更高的定制化特征以适配不同的建筑需求，难以形成标准化生产，成本较高，短时间内还难以向市场推广。 目前市场上的主流BIPV还是将光伏组件与建筑构件结合成整体构件，即“构件型”BIPV。主要以光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板等为主。一方面能够最高程度地保持组件发电效率、最大化电池有效发电面积在屋顶面积中占比，以达到最大化光伏发电屋顶性价比，另一方面标准化的构件也限制了其应用场景，目前主要应用于工商业厂房屋顶、防雨车棚等大面积屋顶，以及大型工商业建筑的外侧幕墙。我国2004年即在深圳园博园和北京天普工业园中建成了国内首批BIPV项目，之后的2010年，无锡尚德总部研发大楼玻璃幕墙BIPV示范项目落成，成为当时全球最大的单体BIPV示范项目，近十年来，BIPV在国内的应用逐渐推广开来，越来越多的BIPV项目开始落地并投入使用。 整体而言，相较于传统的BAPV，BIPV在安全性、观赏性、便捷性和后续维护都具备一定优势。 从外观上讲，传统BAPV在屋面上后期安装支架和光伏电池板，屋面较凌乱，整体性较差。而BIPV不会影响建筑物的外观效果；从使用寿命上讲，BAPV寿命一般在20年~25年，而BIPV能达到50年甚至更长的使用寿命；从施工难度上讲，BAPV屋面需二期施工，施工周期长，而BIPV屋面施工难度小，安装速度快，工程进度有保障；从日后维护上讲，BAPV屋面在施工检修中多次踩踏，漏水隐患多，维修难度大，而BIPV屋面不造成二次施工踩踏破坏，且可随意拆卸、修葺，检修维护方便。 二、能源转型带来建筑减碳需求，光伏建筑成为发力方向 能源转型下建筑光伏的减排功能被开发，政策打开广阔市场。全球范围内的能源结构转型是21世纪的重要议题，各国纷纷推出碳减排计划与政策。我国为实现“30？60双碳”目标，开始积极推动包括建筑光伏在内的绿色产业发展。自“十四五”起，国家推出了包括“整县推进”在内的一系列分布式光伏建设政策，要求党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；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%；居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。同时近十年来光伏组件价格的大幅下降减少了建筑光伏建设的成本，国家政策与市场价格的双重驱动下，建筑光伏市场前景可期。 1、全球能源转型势在必行，碳减排计划带来绿色建筑政策广泛落地 化石能源的发现和使用，带来了人类历史的一大飞跃。然而，随着人类社会的不断发展，化石能源的过度开采、使用也造成了越来越严重的环境问题。工业革命以来，化石能源燃烧产生的二氧化碳累计达2.2万亿吨，全球地表平均温度已升高1.1℃，气候风险下，全球能源结构转型迫在眉睫。1997年149个国家和地区的代表通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》，这是首个关于全球碳减排的国际协议，标志着全球能源转型正式提上日程。在《京都议定书》的协议内容到期之后，各国于2015年在巴黎签署了第二份气候协议《巴黎协定》，旨在大幅减少全球温室气体排放，将本世纪全球气温升幅限制在2℃以内，同时寻求将气温升幅进一步限制在1.5℃以内的措施。 根据国际可再生能源署（IRENA）的预测，到2050年，电力将逐步取代传统能源成为能源的主要载体，占到整体能源消耗量的50%。但当下煤电仍是电力能源主要来源，在发电过程中会制造大量的温室气体排放，要实现2050“零排放”目标，未来必须将煤电逐步更换为其他清洁电能如风电、光伏、生物能等。预计到2030年，可再生能源装机量需达到目前的三倍，而到2050年，可再生能源装机量须达到28000GW。 基于对可再生能源的迫切需求，世界各国自2016年后开始积极推动自身的绿色能源发展并提出了不同计划。根据IEA数据，当下建筑业的碳排放量约占世界碳排放总量的30%，而在发达国家，建筑碳排放占比更加突出，例如欧洲建筑业碳排放占其整体碳排放的40%左右。根据IEA的数据，建筑运行碳排放中，电力消耗的贡献占1/3以上，故自2010年以来，欧美各国推出了一系列围绕清洁电能，尤其是光伏建筑的绿色建筑相关激励方案或指导政策。2021年开始，越来越多的绿色建筑发展策略和方案开始逐步落地。 2、中国减排压力大，建筑光伏带来建筑减碳可能 中国目前是世界第一碳排放大国。自改革开放后，鉴于中国庞大的人口基数以及高速的经济发展，中国的碳排放量迅速增高。尤其进入21世纪后，我国年度碳排放量从2000年的34.4亿吨增长至2020年的106.7亿吨。2020年，中国CO2排放量占全球CO2排放总量的30.65%，为全球第一。 作为制造业大国，中国的大量工业碳排放量难以避免。我国工业能源消费占比超过60%，同时煤炭仍是国内能源来源主力，单位能源碳排放量较高。即使我国2016年单位GDP碳排放量已经降至0.575kg/$，相较于发达国家如美国、法国、德国的数据仍有较大差距。考虑未来短时间内中国制造业大国的国际地位不会改变，我国工业减排阻力较大。 建筑业碳排放占比居高不下，光伏应用潜力明显。考虑全球经济环境对我国制造业的需求以及我国当下低碳技术和清洁能源技术的不足，短期国内大部分制造业还难以实现迅速的绿色转型。另一方面，国内建筑业同样在碳排放总量中占有较高比例，相较于传统的制造业，建筑的碳排放量，尤其是建筑日常运行中产生的碳排放量要更加灵活，削减起来阻力更小、技术更为完善。 根据中国建筑节能协会发布的数据，2018年我国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨CO2，占全国当年碳排放总量的51.3%。其中建材生产阶段碳排放27.2亿吨CO2，占全国碳排放的比重为28.3%；建筑施工阶段碳排放1亿吨CO2，占全国碳排放的比重为1%；建筑运行阶段碳排放21.1亿吨CO2，占全国碳排放的比重为21.9%。对于建筑业绿色转型过程而言，较易完成转型的部分是建筑运行碳排放部分，即建筑运行过程中用户耗电、烹饪等日常活动形成的碳排放。 建筑住户在日常工作生活中的能源消耗是目前建筑运行碳排放的主要来源，包括日常生活中的采暖、照明、电器使用等。就目前而言，对于我国大部分城镇建筑，电能承担了除北方地区集中供暖外大部分的建筑能耗。目前我国煤电比重仍有68.5%，而根据IEA提出的2050“零排放”计划，截止2050年，应至少有70%的发电量来自于光伏、风电等可再生能源，未来需将当下的煤电产能逐步替换为其他可再生清洁电能。建筑光伏一方面可以为建筑本身提供清洁的运行能源，降低建筑运行碳排放量；另一方面可以并网作为传统煤电的替代，实现绿色能源的转型。由此建筑光伏成为当下能源转型的重要发力点。 3、“双碳”目标下，建筑光伏政策开始密集出台 我国建筑光伏行业曾经历了长时间的蛰伏期。早在2009年3月，财政部、住房和城乡建设部联合推出“太阳能屋顶计划”，鼓励城市光电建筑一体化应用；同年7月，财政部、科技部、国家能源局联合宣布正式启动“金太阳”示范工程，支持光伏发电技术在各领域的示范应用及关键技术产业化。这两个计划曾在短时间内刺激了国内的建筑光伏市场，但仅限于鼓励和支持，项目经过短暂的红火之后便趋于平淡。同时，早年光伏组件尤其是晶硅光伏组件相对较高的价格也限制了分布式光伏这类采购量较低的光伏项目的发展。2013年开始，《太阳能光伏金太阳示范工程》不再进行新增申请审批，标志着金太阳工程正式退出中国光伏发展舞台。 2016年巴黎协定的签署给建筑光伏的发展带来了新机遇。2016年2月，中共中央、国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，提出要推广绿色建筑和建材，支持和鼓励各地结合资产特点推广应用太阳能发电等新能源技术；同年11月正式将建筑光伏纳入了“十三五”一系列电力、能源、可再生技术的规划范畴，正式宣布将大力推进屋顶分布式光伏项目。自此，一系列建筑光伏和绿色建筑相关政策开始推出并落地。同时，相关行业标准也开始逐步制定。此外，2016年到2021年，晶硅光伏组件价格下跌了62.6%，薄膜光伏组件下跌了60.7%。除了成本的降低，技术的改进也帮助市场进一步发展，如提高光伏电池的效率、改进涂层、增强系统性能监测并优化安装系统等，从侧面减少了建筑光伏推广的阻力，相关市场开始打开。 “十三五”以来，我国陆续出台相关政策，极大地推动了绿色建筑及建筑光伏的发展。截至2019年底，全国累计绿色建筑面积超过50亿平方米，获得绿色建筑标识的项目累计2万个，建筑面积超22亿平方米，新建绿色建筑占城镇新建建筑的比例高达65%。2020年7月，住建部、发改委等七部委联合发布了《关于印发绿色建筑创建行动方案》的通知，明确目标到2022年，当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%。同时建筑光伏作为绿色建筑的重要一环，在十三五期间也获得了长足的发展，包括《太阳能发展“十三五”规划》、《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》等多份文件都提出了对于建筑光伏尤其是光伏屋顶的发展指导建议，持续推进建筑光伏示范项目的发展。 2021年随着“十四五”计划开始推进，建筑光伏项目推广落地开始加速。从2020年下半年开始，在“双碳”政策带来能源转型压力驱动下，建筑光伏项目推进开始加速。2021年5月，住建部等15部门联合发布《关于加强县城绿色低碳建设的意见》，鼓励提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式，构建县城绿色低碳能源体系，推广分散式风电、分布式光伏、智能光伏等清洁能源应用。6月，能源局发布《关于整县屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，明确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%。建筑分布式光伏项目的推进开始从国家政策层面加速。 随着分布式光伏的逐步推进，各地方也开始推出相关推广计划，分布式光伏开始参与市场化竞争。北京在2021年11月《关于支持北京城市副中心高质量发展的意见》中规定新建大型公共建筑执行三星级绿色建筑标准，同时将安装光伏设施作为强制性要求；上海在2021年9月发布的《上海市绿色建筑管理办法》中要求新建民用建筑，应当按照绿色建筑基本级及以上标准建设，新建国家机关办公建筑、大型公共建筑应当按照绿色建筑二星级及以上标准建设。同时，随着光伏发电的成本进一步下降，自2021年6月发改委公告工商业分布式光伏项目中央财政不再补贴，实行平价上网起，光伏财政补贴开始退坡，预计2022年地方补贴也将逐渐退出。中央补贴的中止一方面说明目前分布式光伏项目投资收益正逐渐转好，即使平价上网也能抹平光伏发电的成本，已不再需要补贴来弥补价格缺口；另一方面意味着分布式光伏将开始完全市场化竞争，建筑光伏的商业模式将愈加完善。 三、政策支持下建筑光伏蓝海形成，市场空间广阔 “双碳”目标下，预计未来5年国内光伏装机迅速增长。2021年国内分布式光伏新增装机29GW，同比增长87%；其中户用光伏新增装机量21.5GW，同比增长112.9%，未来仍将维持较高增速。通过对国内现有存量建筑市场和未来增量建筑市场空间的测算，我们预计截止到2025年，国内建筑光伏屋顶装机量将达到237.42GW，其中BIPV屋顶累计装机28.66GW，BAPV屋顶累计装机209.76GW，分别占装机总量的12.07%和87.93%，2021~2025年新增建筑光伏装机量的CAGR超过20%；建筑光伏立面以BIPV为主，预计累计装机量达10.63GW。 1、建筑光伏行业仍待发展，国内政策指引市场空间广阔 在“双碳”目标指引下，“十四五”各省市自治区光伏装机规模继续提升，助力建筑光伏装机量增加。2021年全国新增光伏装机容量54.93GW，累计光伏装机容量已达到308.36GW。根据光伏行业协会预计，“十四五”期间，中国年均光伏新增装机规模将达70-90GW，据此推算，未来5年，光伏新增总装机量将达350-450GW，其中2022年国内新增光伏装机容量将在75GW以上。根据国家发改委能源研究所的预测，到2025年，光伏总装机规模将达到730GW，占全国总发电装机的24%；全年发电量为8770亿千瓦时，占当年全社会用电量的9%。 随着光伏装机量的持续提升，分布式光伏的装机容量也水涨船高。我国的分布式光伏可按主要使用者分为户用光伏和工商业光伏，2021年国内分布式光伏新增装机量约29GW，其中户用光伏达到21.5GW。2021年1~12月，户用光伏新增装机容量整体呈现逐渐上扬趋势。而建筑光伏是分布式光伏最主要的应用形式，BAPV和BIPV项目合计占据国内分布式光伏项目的80%，随着“双碳”目标带来的新能源发展需求以及整县推进、公共/厂房屋顶光伏覆盖率目标等光伏政策的逐步落地，未来“十四五”期间建筑光伏行业市场空间将进一步增长。 目前建筑光伏仍处于行业发展初期，仍以BAPV为主，BIPV装机量有待提升。BIPV在国外起步较早，而国内目前仍处于行业起步阶段。根据BIPVBoost数据，2018年全球BIPV装机量最多的国家为日本，累计装机量3.0GW，而中国累计装机量仅有0.1GW。2019及2020年，全球BIPV新增装机量分别为1.15GW和2.3GW，仅占当年新增光伏装机量的0.95%和1.73%；其中中国2020年BIPV装机量709MW，仅占国内分布式光伏装机量的4.5%，占新增光伏装机总量的1.5%。未来BIPV仍有较大的成长空间，根据n-techResearch 预测，2025年全球BIPV新增装机量将达到6.6GW，其中中国新增装机量达到2.3GW以上，4年CAGR将近55%。 2、建筑屋顶——建筑光伏的主要应用场景，市场空间广阔 目前建筑光伏尤其是BAPV项目，主流选择的安装位置是建筑的屋顶。屋顶光伏目前具有几点明显的优势：首先在屋顶上，对于BAPV项目，其光伏阵列可以按照光照入射的最佳角度安装，最大限度地获得发电量。对于BIPV项目，虽然光伏组件安装角度需要贴合建筑本身的外形，但大多也都能获得较好的入射角度，发电效率良好；其次，大多数情况下，建筑屋顶没有明显的采光需求，对屋顶的透光性能要求较低，故可以采用常规晶体硅光伏组件，投资成本较低，经济性较好。目前的屋顶光伏项目，BAPV可使用时间较短，大概在20年左右；BIPV由于密封性能更好，维护更容易，可达到50年以上的使用寿命。 接下来我们将从存量建筑改造和新建建筑安装两个维度测算光伏屋顶的装机空间。 根据住建部公布的各类建筑用地面积数据，排除掉无法应用屋顶的道路交通用地和绿地广场用地等，可将建筑用地大致分为住宅用地和工商业及工业用地。根据《城乡建设统计年鉴》，2020年我国建筑用地总计651.37亿平方米，相较2017年增加27.5亿平方米，4年复合增长率1.45%。其中住宅用地306.93亿平方米，相较2017年增长20.71亿平米；工商业及公共建筑用地344.44亿平方米，相较2017年增长6.79亿平方米。 目前我国住宅建筑用地和工商业及公用建筑用地面积增长速率相对稳定，若按当下平均增长速率预测，到2025年我国建筑用地存量面积将达到703.9亿平方米，其中住宅用地将达到341.2亿平方米，5年CAGR=2.14%；工商业及公用建筑用地362.7亿平方米，5年CAGR=1.04%。2021~2025年整体建筑用地将增加42.4亿平方米。 由于我国存量建筑面积巨大，在未来3~5年内国内建筑光伏市场仍将以存量市场改造为主。按照我国建筑设计规划规范，住宅用地建筑密度应在30%以下，工商业及公共建筑密度一般在40%~50%，我们按照住宅用地建筑密度25%、工商业建筑密度45%计算，目前国内住宅建筑屋顶面积约为78.38亿平方米，工商业及公用建筑屋顶面积约为156.61亿平方米。同时由于建筑屋顶需要给电梯机房、楼梯间、女儿墙、检修通道预留空间，实际屋顶可安装光伏面积比例坡面屋顶一般在60%左右，平面屋顶为70%左右。取均值65%估算得实际住宅建筑屋顶可安装光伏面积约为50.94亿平方米，工商业及公用建筑按平面屋顶测算，可安装面积约为109.63亿平方米。2021年国内建筑屋顶总计可安装光伏存量面积为160.57亿平方米。 根据“整县推进”的指导目标，政府行政建筑光伏覆盖率应达到50%，公用建筑光伏覆盖率达到40%，工商业建筑光伏覆盖率达到30%，户用光伏覆盖率达到20%。但考虑整县推进计划并未覆盖城市建筑，且改造需要时间，我们假设截止2025年整体存量建筑屋顶改造比例，住宅为1%，工商业及公用建筑改造比例为10%，则截止2025年国内存量建筑实际光伏屋顶改造面积估算为11.47亿平方米。 根据上文测算，2021~2025年，住宅用地面积将增长34.28亿平方米，工商业及公用建筑将增长18.28亿平方米。据前文假设，住宅建筑密度25%，工商业建筑密度45%，新增住宅建筑屋顶面积为8.57亿平方米，工商业建筑屋顶面积为8.23亿平方米。根据国务院下发《2030年前碳达峰行动方案》，2025年新增工商业建筑光伏覆盖率应达到50%，我们按户用光伏渗透率10%、工商业建筑光伏渗透率50%测算，叠加屋顶可安装光伏比例，估算得到2021~2025年，国内户用建筑屋顶光伏新增面积在0.35亿平方米、工商业建筑屋顶光伏新增面积为1.74亿平方米。 根据以上对存量市场与增量市场的估算，我们得出截止2025年国内累计建筑屋顶光伏装机面积约为13.57亿平方米。目前国内头部光伏组件厂商传统晶硅光伏组件的单位面积STC功率[1]可达到200W/m2，考虑未来部分屋顶光伏可能需要使用功率更低的薄膜组件，我们保守估计未来建筑光伏屋顶平均单位面积STC功率为175W/m2，则截止2025年，国内建筑光伏屋顶累计装机规模估算值为237.42GW。 根据能源局最新公布数据，2021年国内新增分布式光伏装机29GW，按80%为建筑光伏计，截止2021年国内建筑光伏累计装机量已有85.85GW。据此计算，2022~2025年国内新增光伏屋顶151.57GW，4年CAGR=20.65%。 目前，由于组件成本以及已有建筑改造难度限制，国内建筑屋顶光伏安装仍以BAPV为主，尤其是“整县推进”项目大多将以BAPV为主导，BIPV暂时仅限于少量大型公共建筑如机场、车站等项目。随着绿色建筑和BIPV标准的确立，BIPV的渗透率将越来越高。根据中国光伏行业协会光电建筑专委会的统计数据显示，2020年全年，我国主要光电建筑产品生产企业BIPV总装机容量约709MW，总安装面积为377.4万平方米，占当年国内分布式光伏装机量的4.5%。按80%分布式光伏为建筑光伏估计，2020年新增BIPV装机量占建筑光伏装机量的5.7%。我们预测到2025年国内BIPV光伏屋顶新增装机量将达到11.90GW，5年CAGR=75.79%，BIPV光伏屋顶渗透率预计将达到24.21%，累计装机容量预计将达到28.66GW。据此计算，到2025年，国内BIPV屋顶累计装机容量将达到光伏屋顶总装机量的12.07%。 3、建筑立面——应用场景复杂，市场潜力待激发 相较于建筑光伏屋顶只能将光伏组件安装在建筑的一个表面，光伏立面理论上拥有更大的潜在改造面积，可以在建筑南、东、西三个方向的立面上安装光伏组件。但实际上，在建筑立面上安装光伏组件限制更多。 首先，受限于立面的光照入射角度问题，安装在立面上的光伏组件难以以最佳的发电效率工作，实际发电量偏低；其次，相较于屋顶，对已有建筑立面的改造难度更大，存量市场潜力较小；此外，大多数建筑尤其是高层写字楼对立面的采光需求较大，无法采用不透光的晶硅板光伏组件，必须使用透光薄膜光伏组件，组件成本较高的同时理论能量转化率较低；同时因为建筑立面承担的功能往往比屋顶更多，实际能够安装光伏组件的面积比率要明显低于屋顶，相较于屋顶60%~70%的理论最大覆盖比率，传统光伏外墙的覆盖比率一般只有40%左右，光伏幕墙覆盖比率略高，但也只有60%左右。因此，与光伏屋顶相比，市场对光伏立面潜在发展潜力估测得要更低。 对于国内当下的光伏立面市场，现有建筑的改造难度较高。一方面，大多数对立面采光有要求的建筑如高层写字楼难以接受安装不透光BAPV方案，而安装透光BIPV需要对建筑立面整体拆除重新改造，成本高难度大，一般建筑不容易进行改造；另一方面，对于立面采光要求不大的建筑如大型商场或某些大型现代工厂，虽然可以选择BAPV改造方案，但BAPV组件不但对建筑外围空间有较大要求，同时也会破坏建筑整体外观美感。整体而言当下国内光伏立面存量市场的开发潜力不大。 目前国内建筑光伏立面主要聚焦于未来的增量市场。由于BAPV应用于立面有诸多限制，未来光伏立面的增量预计将以BIPV为主。对于无采光需求的大型公用建筑如购物中心等，可选择传统晶硅幕墙方案；对于采光有要求的写字楼、住宅等建筑，多选择光伏薄膜或光伏玻璃方案。 为测算建筑立面可安装光伏组件面积，我们需对建筑立面面积进行估算。在常规大型公共建筑中，考虑到抗震需求，与日常使用需求，建筑进深方向一般不会低于20m，长宽比一般不超过6。以标准层建筑面积2000m2为例，相同建筑面积下，其平面形状范围为44.7m×44.7m~20m×100m，即其平面周长为179m~240m。国内建筑朝向绝大多数为南北向，目前光伏立面安装主要考虑建筑南侧立面。按建筑层高4m计，则标准层南面面积在400m2~200m2。估算得单层南侧立面面积与标准层面积之比在0.20以下，我们取该比值为0.16。 对于建筑立面可安装光伏面积比例，我们认为非幕墙的立面，其可安装面积系数约为0.4；幕墙立面可安装面积系数约为0.65。根据住建部公开数据，我们对截止2025年建筑立面BIPV光伏装机量进行测算，其中由于光伏立面尤其是光伏幕墙需较多使用薄膜光伏电池而非晶硅电池，单位面积STC装机量我们按125W/m2测算，预计2025年国内BIPV光伏立面累计装机量约在10.63GW。 建筑光伏立面市场潜力仍未完全激发。当前光伏立面市场受限于应用场景和薄膜电池发电效率，市场空间相对光伏屋顶较小。但随着薄膜发电技术的发展，未来铜铟镓硒（CIGS）、钙钛矿（PSC）等新一代薄膜电池有望追平以至于赶超晶硅电池的转换效率，薄膜电池在克服发电效率弱点的同时将发挥其在弱光性能及温度系数等方面的优势。届时建筑光伏立面的应用将更加广泛，有望激发出不亚于建筑光伏屋顶的市场空间。 四、投资建议 建筑光伏尤其是BIPV产业在国内仍处于起步阶段。在国家“双碳”大背景下，相应政策及行业标准逐步推出，我们预计光伏屋顶市场将从2022年开始显著增长；未来随着薄膜电池技术的进步，光伏立面市场潜力也有望激发。结合建筑光伏安装对承建公司建筑施工能力的硬性需求，建议关注以森特股份、精工钢构、东南网架、江河集团、中国建筑兴业等拥有丰富施工经验及客户资源的公司。综上，维持行业“推荐”评级。 五、风险提示 1）政策支持力度不及预期：十四五阶段，“双碳”背景下建筑光伏技术有望成为绿色建筑发展的重要路径之一，若后续政策对于绿色建筑、光伏等产业支持的力度不及预期，则行业发展或将受到影响。 2）行业标准建立不及预期：当前建筑光伏行业标准仍在逐步制定完善中，若未来建筑光伏相关标准尤其是BIPV标准建立无法跟上行业发展，导致项目无法大规模推广，市场拓展进度将低于预期。 3）存量建筑改造不及预期：短期内国内建筑光伏市场仍以存量建筑改造为主，而未来对于已有建筑的改造速度难以预测，若建筑光伏在存量市场的渗透速度不及预期，则整体建筑光伏的累计装机量将低于测算结果。 4）其他行业风险：本文分析中未考虑其他因素（如价格、行业上游）的影响，可能对测算产生偏差。作为光伏和建筑建材的交叉行业，上游硅料和钢材等原材料价格波动将显著影响建筑光伏的投资建设成本，进而影响建筑光伏的装机增长速度，而本报告中并未考虑这些相关因素的影响。 [1] STC功率：辐照度为1000W/m2，电池温度为25℃，大气质量=1.5条件下光伏电池的发电功率 证券研究报告：《BIPV行业深度报告（一）：建筑光伏风口已至，BIPV市场空间广阔》 报告发布机构：招商证券股份有限公司 报告发布时间：2022-02-10 本报告分析师：唐笑 SAC执业证书编号：S1090521050001 / 岳恒宇 SAC执业证书编号：S1090521050002 / 重要声明 本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“招商证券”）编制。本微信号推送内容仅供招商证券客户参考，其他的任何读者在订阅本微信号前，请自行评估接收相关推送内容的适当性，不会因订阅本微信号的行为或者收到、阅读本微信号推送内容而视相关人员为客户。 本报告基于合法取得的信息，但招商证券对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，招商证券及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。招商证券或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到招商证券可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。 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