彩钢瓦多少钱一平米(建筑光伏行业研究)

(报告出品方/作者:国盛证券,何亚轩,王磊,廖文强)

1. 建筑光伏相关概念梳理

1.1. 安装形式:后置式光伏(BAPV)和一体化光伏(BIPV)对比

光伏建筑为太阳能发电的新应用领域,该技术通过集成光伏发电系统与建筑外部结构实 现建筑节能降耗,是实现低能耗被动式建筑的重要手段之一。根据集成化程度差异,光 伏建筑可分为:①后置式光伏发电屋面系统(BAPV,Building Attached Photovoltaic), 一般指在现有建筑上安装太阳能光伏发电系统,利用建筑闲置空间发电,多运用于存量 建筑改造;②光伏建筑一体化(BIPV,Building Integrated Photovoltaic),是与建筑物 同时设计、施工和安装,并与建筑物融为一体的太阳能光伏发电系统,兼顾发电效益及 建筑外观。

建筑光伏行业研究:BAPV、BIPV发展提速,如何看待其经济性?


从建造方式看,BAPV 一般采用特殊的支架将光伏组件固定于原有建筑结构,主要起到 发电作用,不影响建筑物原有功能,属“安装型“太阳能光伏建筑。BIPV 采用一次性建 设和投资模式,在建筑施工时直接安装光伏发电系统支架配件、光伏发电组件单元板和 其他电气设备。BIPV 除具备发电功能外还需兼顾建筑物自身结构和使用功能,以替代建 筑物原有构件,本质为建筑建材。

BAPV 与 BIPV 优缺点较为互补,BIPV 更具经济性。根据北极星太阳能光伏网对某钢 结构厂房屋面项目测算显示,采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料成本约 164 元/ 平米,且 BIPV 设计寿命超过 50 年,综合经济优势显著。具体对比来看:

1)建筑外观:BIPV 为建筑光伏一体化系统,因此其设计被纳入建筑总体规划,建成建 筑的外观整体性更强;BAPV 为后期安装的光伏组件,外观整体性较差。

2)屋面受力:BIPV 建筑的屋面为单纯屋面,结构受力清晰,安全性高;BAPV 因需后期 安装,屋面受力较为复杂,长期的风载作用和变形可能产生疲劳效应,影响结构安全。

3)防水性能:BIPV 采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统, 屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,可实现较好的防水性能;BAPV 本身不需要提供防水能力,只需要既有屋顶具备防水能力即可。

4)施工难度:BIPV 系统作为建筑重要结构件,承担屋顶功能,对于防水、隔热等建筑 性能要求高,安装难度较大;而 BAPV 直接在既有屋顶上加装,安装较为简单。

5)运营维护:BIPV 屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,检修的同时还需要兼 顾屋顶功能是否完整,运营维护难度较高;BAPV 可直接在屋顶上进行检修,拆装较为 方便,运营维护难度低。

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BAPV 更具产品特征,BIPV 更依赖总包能力。BAPV 和 BIPV 虽均属建筑光伏系统,但 前者更具“光伏产品”特性,相关项目主要以光伏制造企业牵头,由其负责提供光伏组 件,建筑企业负责安装流程,业主主要系工商业及发电企业。而 BIPV 系统与建筑整体 建造过程紧密相连,光伏制造企业因缺少 EPC 项目经验在 BIPV 领域多以分包方承接相 关订单,建筑企业 EPC 实力突出,总包订单获取能力更强。

1.2. 技术体系:晶硅、薄膜为主要组件材料

光伏电池片为光伏发电系统的底层核心组件,按使用材料差异分为晶硅太阳能电池和薄 膜太阳能电池两大类,前者占据主要市场份额,后者受益于光伏建筑发展渗透率有望提 升。

1)晶硅电池:晶硅类太阳能电池经过数十年发展,技术体系已相对成熟,光电转换效率 持续提升,且产业规模迅速扩张,边际制造成本显著降低。在当前光伏产业中,晶硅电 池依靠规模效应带来的经济成本优势及高转化效率占据超过 95%的光伏电池市场。其中, 单晶硅电池以高光电转换效率、高制造成本为主要特点;多晶硅电池转换效率略低,但 制造成本低廉,且无明显效率衰退问题,在 2017 年前市占率高达 73%。2017 年以来, 新生产技术的引入促单晶硅生产成本大幅降低,叠加 PERC 技术渗透率提升大幅提高单 晶硅转化效率,当前单晶硅占据晶硅电池市场约 90%份额。

2)薄膜电池:薄膜电池因光电转换效率偏低尚未形成较大市场规模,但其弱光性能较强, 在部分非正南安装的 BAPV/BIPV 项目中发电效益显著优于晶硅组件,且因薄膜电池的温 度系数更佳,在高温极端情况下仍能维持工作,较好地填补了晶硅短板。同时,晶硅电 池片颜色以深蓝、浅蓝为主要色系,较为单调,无法满足光伏建筑色彩多样化需求,而 薄膜电池具备颜色可调整优势,当前市场上采用薄膜技术生产的光伏组件已基本覆盖所 有常见色系。此外,薄膜电池重量较轻,使用薄膜类光伏组件可降低施工难度及支撑结 构制造成本。

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综合来看,晶硅和薄膜两大技术体系在光伏建筑领域以互补关系为主。在特定光伏建筑 项目(如非正南安装屋顶、光伏幕墙、定制化场景等)中薄膜技术更具优势:根据德国 Fraunhofer 太阳能系统研究所于 2018 年对欧洲 BIPV 项目统计显示,屋面 BIPV 项目约 90%采用晶硅技术,外立面 BIPV 约 56%采用薄膜技术。

2. 行业概况:双碳下行业需求加速释放,龙头持续布局

2.1. 发展现状:BAPV 为当前主要形式,BIPV 渗透率有望持续提升

我国光伏新增装机容量逐年攀升,分布式光伏快速发展。2013-2020 年,我国光伏累计 装机容量由 19.4GW 提升至 252.5GW,CAGR 达 44.3%,光伏装机规模迅速扩张。从新 增容量看,2020 全年新增光伏装机 48.2GW,同增 60%,其中集中式光伏新增 32.68GW, 分布式光伏新增 15.52GW。从占比看,2013 年分布式光伏仅占新增光伏装机的 6%,2020 年该比例已升至 32%,分布式光伏快速发展。

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当前 BAPV 为建筑光伏的主流形式。从当前行业格局来看,BAPV 仍然是建筑光伏一体 化的主流形式,主要因每年新建建筑有限、标准也尚未健全,即使现在马上应用 BIPV 也需要等建筑建造 3-5 年至封顶阶段才会开始使用 BIPV。而存量屋顶改造相对容易,且 存量屋顶资源广阔,客观上更加适合当前阶段分布式光伏的快速发展。

对标海外成熟市场,我国 BIPV 未来渗透率提升空间广阔。海外发达国家建筑光伏起步 较早,多国早在 20 世纪末就已推出多项激励政策及发展规划,如德国、意大利、日本、 美国等国家均曾制定“太阳能光伏屋顶计划”,对未来数年内的建筑光伏装机规模进行了 清晰的指标规划。截至 2018 年,根据 BIPVBOOST 机构发布报告显示,全球范围内累计 BIPV 装机量最多的国家为日本,BIPV 装机容量达 3GW,其次为法国(2.7GW)、意大利 (2.5GW)、美国(0.6GW),中国累计装机量仅 0.1GW(2020 年约 0.7GW)。对比发达 地区历史装机容量数据,中国当前的 BIPV 总装机量仅达到日本及欧洲地区约 05-10 年 的水平,从发展轨迹看市场远未成熟,未来 BIPV 渗透率提升空间较大。(报告来源:未来智库)

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光伏应用场景多样,其中屋顶兼具经济性及转换效率优势。光伏组件可与多种建筑部位 结合形成不同类型的光伏建筑产品,如光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板等。从发电角 度看,屋顶的光照角度较好,因此屋面光伏系统一般具备更高的经济效益,而外立面幕 墙虽具备较大的表面积,但光照角度差,发电效益偏低。根据《不同 BIPV 系统的收益 及环境效益分析》中对光伏屋顶及光伏幕墙系统的比较测算显示,位处同一地区的光伏 屋顶系统相较光伏幕墙系统综合收益高出 8.79 元/Wp,经济性更优,未来屋顶预计将成 为建筑光伏主流安装部位。

2.2. 政策环境:BAPV/BIPV 契合双碳目标,需求有望加速释放

BAPV/BIPV 降耗功能契合绿色建筑发展趋势,双碳推进下政策力度持续加大。2020 年我国先后在联合国大会发言和中央经济工作会议中提出碳达峰、碳中和发展目标—— 二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值,力争 2060 年前实现碳中和。后续各部委、各省 市碳达峰、碳中和政策持续密集出台。我国建筑业总产值约占 GDP 的 25%,建筑业碳 排放量约占全国总量的 40%-50%,建筑碳减排大有可为。绿色建筑优势突出,可有效 减少化石能源消耗、降低建筑碳排放,契合碳中和长期发展目标,近年来受到政策大力 推动。

2012 年 4 月,国务院发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,提出到 2020 年绿色建筑占新建建筑比重超过 30%的目标,力争 2015 年新增绿色建筑面积 10 亿平米。2016 年 12 月《“十三五”节能减排综合工作方案》中进一步将 2020 年城镇 绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到 50%。2019 年 3 月第三次发布《绿色建筑评 价标准》,不断扩充评价维度,完善评价方式。根据住建部数据,截至 2019 年底,全国 累计建设绿色建筑面积超过 50 亿平方米,2019 年当年占城镇新建建筑比例达到 65%。 2020 年 7 月,住建部、发改委等 7 部委发布《绿色建筑创建行动方案》,目标到 2022 年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到 70%,绿色建筑渗透目标不断提高,发展趋势 明确、动力充足。

2030碳达峰方案:2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。 10 月 26 日,国务院印发《2030 年前碳达峰行动方案》,从顶层规划角度明晰碳达峰实 施路径,重点实施“碳达峰十大行动”,将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面。 《方案》提出应“推广光伏发电与建筑一体化应用,到 2025 年,城镇建筑可再生能源 替代率达到 8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到 50%”,进一 步明确了 BAPV/BIPV 发展在双碳行动中的积极作用。

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整县试点政策发布,BAPV/BIPV 需求有望加速释放。2021 年 6 月 20 日,国家能源局 下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,拟在全国组织开 展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作,《方案》明确了试点区域要求(屋 顶资源丰富/开发利用积极性高/电力消纳能力较好/开发主体基本落实/不同项目规定最低比例要求),同时要求落实保障措施(针对区域政府、电网企业、完善规章制度)及加 大政策支持力度(包括并网消纳、创新政策支持如资金补贴、组织开展屋顶光伏开展分 布式发电市场化交易)。

6 月 20 日的通知下发后,约有 20 个省市发布了整县推广屋顶分 布式光伏通知文件,总结来看各省市一般原则上要求每个区/市上报 1 个代表性试点,部 分省市对于上报县(市、区)的日照资源做出了细化规定。根据国家能源局于 9 月 14 日正式披露的的整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单,全国共有 676 个县被列 为整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点(约占全国县、区数量的 1/4),从此前已披 露的整县分布式光伏签约案例来看,单县建设规模约 150-300MW,若保守按 200MW/ 县测算,则整县分布式光伏试点总装机规模约 135GW,若按单位造价 3.8 元/W 计算, 则市场规模有望达 5138 亿。部分县城(如甘肃高台县、永昌县、通渭县)要求在 2021 展开前期工作、年底前开工建设、争取在 2022 年底前建成并网,若未来 3 年内完成试 点全部装机工作,则每年对应投资规模可超 1700 亿元。

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2.3. 产业协同:建筑+光伏企业共拓 BAPV/BIPV 市场,打破产业壁垒

BAPV/BIPV 产业链中游业务壁垒较高,光伏建筑企业合作动力充足。BAPV/BIPV 产业 链包括上游(光伏电池生产商)、中游(系统集成商)、下游光伏投资商。上游集聚了较 多光伏领军企业,竞争激烈;中游包括部分光伏企业和建筑类企业;下游以工商业投资 商为主。一般来说,上游竞争程度高,部分龙头(如隆基股份)在硅片等供应链环节市 场份额高,从而拥有一定定价权。

中游要求具备 BAPV/BIPV 产品研发、设计、生产和安 装的系统集成商,企业除了要有生产太阳能电池的技术和经验以外,还需要具备建筑材 料和设计的相关技术,业务横跨建筑、光伏两大产业,壁垒较高。从未来趋势看,光伏 企业通过与建筑企业合作来打破产业链中游的技术及客户渠道壁垒将是行业的长期发展 逻辑,而建筑企业将充分受益于产业融合的带来的产品研发及原材料成本优势。 当前, 已有部分建筑企业通过和光伏组件等产业链龙头签署合作协议来共同开拓建筑光伏业务。

2.3.1. 隆基入股森特,推动 BIPV 产业链融合升级

全球光伏领军企业,战略布局 BIPV 市场。隆基股份为全球光伏行业的领军企业,主要 从事光伏单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售及光伏电站的建设运营。2005 年成立起公司专注于单晶硅技术研发,并于 2011 年成为全球最大的光伏级单晶硅片生 产制造企业,布局了从硅棒到组件的一体化生产制造。近年来,公司业务布局逐步向下 游延伸,2014 年布局国内分布式光伏电站、2019 年建设旗下首座 BIPV 工厂,进军建筑 光伏一体化市场。2020 年,公司推出“隆顶”及“隆锦”两款 BIPV 产品,并将该年立 为公司 BIPV 业务开拓元年,期望在 4-5 年将其打造为百亿规模营收的业务板块。

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入股森特股份,推动 BIPV 产业协同升级。2021 年 3 月 4 日,隆基股份发布公告,拟 以协议转让方式现金收购森特股份约 1.31 亿股股份,占其总股本的 27.25%,交易价格 为 12.5 元/股,交易总对价 16.35 亿元。隆基股份溢价三成收购森特股份 27%股权,成 为森特股份第二大股东。2021 年 6 月 25 日,隆基股份与森特股份正式签署战略合作协 议,携手进军 BIPV 市场。(报告来源:未来智库)

森特股份系国内金属建筑围护行业领军企业,专注于“高端金属建筑围护系统+环保” 两大领域,提供覆盖专业咨询、设计、生产、施工到维护运营的工程一体化服务。隆基 与森特的联合将有效解决长期掣肘 BIPV 产业发展的行业协同问题,带动 BIPV 行业融合 升级,具体来看:森特作为金属建筑围护领军企业可为隆基提供 BIPV 产品设计及研发 的相关技术支持及优质客户资源;而隆基具备行业领先的光伏组件研发技术,可为森特 提供光伏产品的研发能力和技术基础,构筑产品技术壁垒,同时以合作价提供原材料, 降低整体成本。

2.3.2. 龙元建设与两地签署光伏新能源投资开发战略协议,积极进军光伏建筑领域

PPP 民营龙头企业,积极探索建筑光伏业务。公司为长三角建筑市场民营施工龙头企业, 综合实力位居进沪外地施工企业前列,2014 年借助 PPP 的发展契机快速抢占市场,业 务规模迅速扩张。2018 年以来,受 PPP 政策趋严、融资趋紧等因素影响,公司 PPP 业 务增速有所放缓,2020 年起公司主动控制 PPP 项目施工节奏,并积极开拓钢构装配式、 运营等新兴业务,持续优化业务结构。近期,公司正积极探索 BIPV 业务发展:根据公 司 2021 年中报披露,公司已全面梳理了在手投资、建设和运营的基础设施及公共服务 项目上可装置光伏发电的屋顶等资源,并在部分 PPP 项目的屋顶上布置了分布式光伏 发电设施进行实践。目前,公司内部已组建专门团队开展光能建筑和 BIPV 领域技术研 发,并积极与各地方政府对接洽谈整县推进分布式光伏的业务机会、储备金融机构和设 备供应商资源,有望打造新业务成长点。

与两地签署光伏新能源投资开发战略协议,光伏业务未来发展可期。11 月 15 日,公司 分别与淮南市谢家集区人民政府及渭南市华州区人民政府签署合作框架协议,拟共同投 资开发分布式光伏能源项目,项目投资分别为 10 亿元,其中淮南市谢家集区合作协议 为公司和天合光能联合签署,三方拟在新能源项目开发、数字能源建设及能源产业合作 方面开展合作,共同推动能源业务发展,促进构建以新能源为主体的新型电力系统;渭 南市华州区协议内容为 200MW 屋面光伏发电项目,预计于 2023 年 12 月底之前建成并 网,两地政府框架协议的成功签署表明公司前期的业务探索已初步取得进展。公司深耕 建筑施工业务多年,优质客户资源丰富,后续通过继续挖掘已有资源有望进一步拓展其他地区的 BAPV/BIPV 项目落地,业务发展前景可期。

2.3.3. 协鑫集成携手上海钢之杰共同研发新型 BIPV 产品

电池组件产能快速扩张,光伏建设业务储备丰富。协鑫集成为国内领先的综合能源系统 集成服务商,业务覆盖高效电池组件、能源工程、综合能源系统集成等相关产品的研发、 设计、生产、销售及一站式服务。公司现拥有张家港、句容、徐州、阜宁、金寨以及越 南 6 个组件生产基地,组件总产能达 6GW,另外拥有 PERC 高效电池产能 2GW,合肥 60GW 组件项目在建,未来建成后总产能可达 66GW。作为晶体硅光伏组件制造商,公 司同时具备多晶与单晶组件产能,可根据政府/企业用户对项目投资回报率及成本的特定 需求提供定制化解决方案。公司下属全资子公司协鑫能源工程具备 BIPV 工程所需资质, 已承接 800MW 光伏电站 EPC 项目,同时先后中标了安徽、河南、江西省等地的政府光 伏扶贫 EPC 项目共计约 600MW,业务储备丰富。

与上海钢之杰签署新型 BIPV 产品研发战略合作协议,共拓 BIPV 市场。上海钢之杰为 高端金属围护系统和 LSG 轻钢建筑体系领军企业,主要产品包括预制金属围护系统、不 锈钢焊接屋面系统、薄壁轻钢建筑体系等。公司生产基地约 30 万平米,累计建筑面积 供应量超 8000 万平米,上海地区每年金属屋面系统供应量超 500 万平米。11 月 5 日, 协鑫集成与上海钢之杰签署战略合作协议,双方拟共同成立 BIPV 建筑光伏一体化专项 小组,加强光伏发电与金属屋面系统有效结合的相关研究。并在产品创新、标准引领等 方面展开深入合作。钢之杰多年深耕金属围护系统,技术储备丰富,下游积累了较多客 户资源,除了协同协鑫集成开发 BIPV 产品以外还可助力协鑫打破客户壁垒,共同开拓 工商业建筑 BIPV 领域市场。

2.3.4. 东方雨虹与晶澳科技签署战略协议,共推光伏发电项目

建筑防水龙头,光伏防水业务先发优势显著。东方雨虹为国内防水行业龙头企业,致力 于新型建筑防水材料的研发、生产、销售和防水工程施工领域,市占率行业领先。公司 自 2009 年起开始研发生产 TPO 防水卷材,并于 2011 年开始探索屋面分布式光伏与 TPO 单层屋面系统相结合。TPO 为新一代高分子防水材料,具有耐老化、耐腐蚀等多个 优势,寿命可达 25 年,相较传统屋面防水材料(如混凝土、沥青卷材、彩钢瓦等)更 适用于屋面分布式光伏电站。当前,公司已推出较为成熟的 BIPV 屋面防水解决方案, 通过将 TPO 单层屋面系统与光伏基座核心组件结合可实现优异防水性能。2014 年以来, 公司已累计生产超 3000 万平米 TPO 防水卷材,生产技术及产能规模领先同业,相关工 程案例超 1000 个,业务先发优势显著。

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联手晶澳科技共拓光伏发电市场。9 月 29 日,东方雨虹与晶澳科技签订战略合作协议, 双方拟共同推进 BAPV 和 BIPV 光伏发电项目,具体来看合作协议主要包含技术、产品和 营销三大层面:1)共同研发光伏屋面一体化产品,推动光伏屋面修缮领域扩展工作;2) 市场销售渠道共享;3)推进光伏组件的销售、TPO 光伏一体化、既有建筑光伏防水改 造、修缮领域的市场扩展。其中,晶澳科技负责光伏发电项目 EPC 工程设计及施工,东 方雨虹负责提供项目屋顶防水设计方案及相应施工材料。

晶澳科技为业内领先的太阳能硅片、电池、组件制造商和光伏电站运营商,规模及性能 优势显著。根据公司 2021 年中报披露,截至 2020 年底公司已有组件产能 23GW,21 年底预计扩张至超 40GW,其中上游硅片和电池产能约占组件产能的 80%,生产规模位 于行业前列,21H1 公司组件出货量位列全球第三。公司魄秀系列单晶电池片量产转换效 率已达 23.3%,研发中 N 型电池中试线产出的转换效率近 24%,性能优异。此次晶澳 与东方雨虹合作有望扩大公司在国内分销渠道的组件销售额和 BAPV/BIPV 业务扩展。

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3. 市场规模:存量改造超万亿,每年增量可超 1400 亿

过去由于建筑光伏产品造价成本偏高、行业标准及政策滞后以及缺乏跨产业协同机制, 行业发展较为缓慢。从近期趋势看,三大掣肘因素已有明显边际改善趋势:1)造价成本 方面,“十二五”以来分布式光伏组件价格持续降低,从 40 元/w 左右降至目前的 4-6 元 /w,随着光伏集成技术继续提升以及行业规模持续扩大,后续还有望继续下降,促建筑 光伏投资回收期持续缩短,提升项目综合经济效益。2)政策环境方面,双碳目标持续推 进的大背景下,BAPV/BIPV 作为实现绿色建筑的重要手段之一政策力度不断加大,整县 试点方案落地后有望加速各地光伏建筑建设投资。3)产业协同方面,已有多个建筑企业 与光伏组件龙头企业签署合作协议共拓光伏建筑一体化业务,为跨行业协作形成了良好 的示范效应,有望打破原有跨行业协同壁垒,带动行业快速发展。

光伏建筑存量改造市场规模测算:存量规模可超万亿

住宅建筑面积估计:根据 2010 年第六次人口普查数据可得,城市人口数为 4.04 亿人, 人均住宅面积 29.15 平方米,镇人口数为 2.66 亿人,人均住宅面积 32.03 平方米,合计 可得城镇住宅存量面积约为 203 亿平方米(20 年七普中未含住宅数据)。由于六普数据 中未考虑空置房屋,因此 2010 年底实际住宅存量面积应在六普结果基础上除以(1-空 置率)。2017 年调查显示,大中城市房屋空置率为 11.9%,小城市为 13.9%,由于镇空 置率普遍比城市高,取整体空置率为 15%,可得 2010 年底住宅存量约为 239 亿平方米。 2020 年底住宅存量=2010 年底住宅存量+2011-2020 年每年年底住宅竣工总面积 =312 亿平方米。

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非住宅建筑面积估计:2005 年,国家统计局公布全国城镇房屋建筑面积为 164.51 亿平米,其中住宅建筑面积 107.69 亿平米,占房屋建筑面积的比重为 65.46%。从 2005 年 后历年竣工住宅和非住宅的比例推算,住宅与非住宅建筑面积比约为 7:3,故推算非住 宅建筑面积为 134 亿平米。

2)可安装光伏比例:考虑到住宅安装分布式光伏的比例可能较小,非住宅安装的比例 更高,我们假设住宅可安装比例为 2%,非住宅为 6%。

3)光电转换效率假设:假设光电转换效率为 15%-20%,即每平米光伏负荷为 150W-200W,并针对不同光电转换效率进行弹性市场规模测算。

4)单位造价假设:当前单位造价约为 5 元/W,考虑后续单位造价可能下滑,进一步假 设单位造价在 2.5 元/W-5 元/W 并进行弹性测算。

按 15%光电转换效率、5 元/W 的单位造价测算,我国存量建筑光伏改造市场规模约 10710 亿元。弹性假设测算下,存量改造规模约 5355-14280 亿元。

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建筑光伏增量市场测算:每年可超 1400 亿元

1)可安装 BAPV/BIPV 屋顶面积测算:近年我国年均房屋建筑竣工面积约为 38 亿平方 米,其中住宅 26 亿平,厂房建筑 4.4 亿平,商业建筑 2.7 亿平,公共类等建筑 4.9 亿平。 如果不考虑存量建筑更新,仅考虑厂房、商业、公共三类建筑新竣工面积,假设三类建 筑平均层数分别为 2/5/5 层,BAPV/BIPV 屋顶渗透率分别为 60%/30%/40%,则累计屋 顶资源面积为 1.87 亿平米。

2)光电转换效率假设:假设光电转换效率为 15%-20%,即每平米光伏负荷为 150W-200W,并针对不同光电转换效率进行弹性市场规模测算。

3)单位造价假设:当前单位造价约为 5 元/W,考虑后续单位造价可能下滑,进一步假 设单位造价在 2.5 元/W-5 元/W 并进行弹性测算。

按 15%光电转换效率、5 元/W 的单位造价测算,我国屋顶 BAPV/BIPV 每年增量市场可 超 1400 亿元。弹性假设测算下,屋顶 BIPV 每年增量市场约 703-1874 亿元。(报告来源:未来智库)

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4. BAPV 与 BIPV 经济性测算

4.1. 基本假设 测算对象:我们针对工业厂房和公共建筑这两类

BAPV/BIPV 常见建筑进行分析,同时每 类建筑均细分为三种屋顶模式进行具体分析,分别为“传统屋顶”、“传统屋顶+BAPV”、 “纯 BIPV 屋顶”。

铺设面积假设:考虑到实际应用情况,屋顶铺设 BAPV 时屋顶利用率偏低,约 80%,而 BIPV 可以全部铺设,利用率 100%。

使用寿命假设:光伏组件使用寿命 25 年,工业彩钢板使用寿命 10 年(意味着在光伏屋 面寿命周期中应更换 2 次,即合计安装 3 次)。

传统屋顶成本假设:1)工业厂房:工业彩钢板 100 元/平米,但能加装 BAPV 的彩钢板 成本应更高、使用寿命更长,25 年组件使用周期中途不需要更换彩钢板,我们假设其成 本为 300 元/平米;2)公共建筑:屋面按照钢筋混凝土结构测算,使用寿命一般可超 50 年,成本约 300 元/平米(意味着光伏组件应中途更换一次)。

用电成本假设:参考用电平段价格,假设工业电价 0.64 元/度,公共建筑电价 0.75 元/ 度。

光伏组件成本假设:1)工业厂房:BAPV 成本 3.5 元/W,BIPV 成本 4.5 元/W;2)公共 建筑:因公共建筑需要兼顾一些美观而支出一些成本,我们假设其 BAPV 成本 4 元/W, BIPV 成本 5 元/W。

光伏面板运行效率假设:假设每平米 150W,每年光照运行 1000 小时。

余电上网电价假设:0.41 元/度(含税价)。

增值税假设:根据税务政策,假设分布式光伏屋顶进项税额在前 5 年抵扣完,第 6 年开 始按 50%比例征收 13%增值税。

组件功率衰减假设:不考虑发电组件功率随年限衰减问题。

运维成本假设:假设每年运维成本占发电收入的 5%。

4.2. 工业厂房经济性分析(25 年使用期)

以一个 1 万平米的工业厂房为例,我们分别假设其由“纯工业彩钢板屋顶”、“工业彩钢 板+BAPV”、“纯 BIPV”的屋顶形式进行建设,其中第一种屋顶的电力需要全额从外部购 入,第二、三种屋顶的电力自发自用、余电上网,若实际用电量高于屋顶发电量则不足 部分由外部购入。

1)建设期

纯工业彩钢板屋顶:单平米造价 100 元,则 1 万平米的工业厂房传统屋顶建设成本为 100万元,无光伏组件,可使用 10 年,在 25 年的使用周期中更换 2 次,总共建设 3 次,全 生命周期成本 300 万元。

工业彩钢板+BAPV:屋顶单平米造价 300 元;光伏组件 3.5 元/W,折算为 525 元/平米, 光伏组件总成本 420 万元,可使用 25 年,屋顶+光伏组件单平米造价 720 元/平米,总 成本 720 万元。

纯 BIPV:光伏组件 4.5 元/W,折算为 675 元/平米,光伏组件总成本 675 万元,可使用 25 年。

建筑光伏行业研究:BAPV、BIPV发展提速,如何看待其经济性?


2)运营期

纯工业彩钢板屋顶:无光伏面板,无需对屋顶进行运营。

工业彩钢板+BAPV:每年光照 1000 小时,光伏面板运行功率 150W/平米,屋顶利用率 80%,对应每年发电 120 万度,若以工业电价 0.64 元/度计算,则对应产值约 77 万元, 进而对应每年运维成本约 3.8 万元。

纯 BIPV:每年光照 1000 小时,光伏面板运行功率 150W/平米,屋顶利用率 100%,对 应每年发电 150 万度,若以工业电价 0.64 元/度计算,则对应产值约 96 万元,进而对应 每年运维成本约 4.8 万元。

4.3. 公共建筑经济性分析(50 年使用期)

以一个 1 万平米的公共建筑为例,我们分别假设其由“纯公共建筑屋顶”、“公共建筑屋 面+BAPV”、“纯公共建筑 BIPV”的屋顶形式进行建设。

1)建设期

纯公共建筑屋顶:单平米造价参考钢筋混凝土屋顶造价 300 元,则 1 万平米的公共建筑 传统屋顶建设成本为 300 万元,无光伏组件,可使用 50 年以上。

公共建筑屋面+BAPV:屋顶单平米造价 300 元;光伏组件 4 元/W,折算为 600 元/平米, 光伏组件总成本 480 万元,可使用 25 年,屋顶+光伏组件单平米造价 780 元/平米,首 次建设总成本 780 万元,但需在使用 25 年后更换一次光伏组件,更换成本为 480 万元。

纯 BIPV:光伏组件 5 元/W,折算为 750 元/平米,光伏组件总成本 750 万元,可使用 25 年,因此首次建设总成本 750 万元,25 年后再次投入 750 万元进行更换。

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2)运营期

纯公共建筑屋顶:无光伏面板,无需对屋顶进行运营。

公共建筑屋面+BAPV:每年光照 1000 小时,光伏面板运行功率 150W/平米,屋顶利用 率 80%,对应每年发电 120 万度,若以公共建筑电价 0.75 元/度计算,则对应产值约 90 万元,进而对应每年运维成本约 4.5 万元。

纯 BIPV:每年光照 1000 小时,光伏面板运行功率 150W/平米,屋顶利用率 100%,对 应每年发电 150 万度,若以公共建筑电价 0.75 元/度计算,则对应产值约 113 万元,进 而对应每年运维成本约 5.6 万元。

3)现金流

情景一:每年用电量达到 BAPV 发电量上限(120 万度)

纯公共建筑屋顶:外购 120 万度电,无余电上网,按照 0.75 元/度价格则每年需要支付 90 万元电费,无屋顶运维费用,则每年现金流为净支付 77 万元。

公共建筑屋面+BAPV:自发 120 万度电,外购 0 度电,无余电上网,无需对外支付电费, 但屋顶运维费用约 4.5 万元,因此每年现金流为净支付 4.5 万元。

纯 BIPV:自发 150 万度电,外购 0 度电,但有 30 万度电进行余电上网,按照上网电价 0.41 元/度同时按 50%比例征收 13%增值税,获得电费收益 11.6 万元,无需对外支付 电费,但屋顶运维费用约 5.6 万元,因此每年现金流为净收益 6.0 万元。但考虑到分布式光伏屋顶进项税额可进行抵扣,我们假设为前 5 年全部抵扣完,因此前 5 年每年的增 值税可以免去,对应现金流为净收益 6.1 万元。

建筑光伏行业研究:BAPV、BIPV发展提速,如何看待其经济性?


成本回收期方面,通过绘制三种公共建筑屋顶逐年累计现金流,可以看出去纯传统公共 建筑屋顶期初费用较低,但随着年限推移总成本持续增加;BAPV 方案期初成本比较高, 后续年份逐年小幅流出成本;BIPV 方案期初成本略低于 BAPV 方案,且后续年份逐年均 有一定收益。通过观察 3 线交汇点可以看出,相对于传统屋顶方案,BAPV 方案的回收 期为 5-6 年,BIPV 的回收期则为 4-5 年。

在 50 年运营周期中,纯工业彩钢板屋顶/BAPV 屋顶/BIPV 屋顶分别总共支付屋顶+电力 的费用 4800/1485/1201 万元。

情景二:每年用电量达到 BIPV 发电量上限(150 万度)

纯公共建筑屋顶:外购 150 万度电,无余电上网,按照 0.75 元/度价格则每年需要支付 113 万元电费,无屋顶运维费用,则每年现金流为净支付 113 万元。

公共建筑屋面+BAPV:自发 120 万度电,外购 30 万度电,无余电上网,对外支付外购 电费 23 万元,屋顶运维费用约 4.5 万元,因此每年现金流为净支付 27 万元。

纯 BIPV:自发 150 万度电,外购 0 度电,无余电上网,屋顶运维费用 5.6 万元,因此每 年现金流为净支付 5.6 万元。

建筑光伏行业研究:BAPV、BIPV发展提速,如何看待其经济性?


成本回收期方面,通过绘制三种公共建筑屋顶逐年累计现金流,通过观察 3 线交汇点可 以看出,相对于传统屋顶方案,BAPV 方案的回收期为 5-6 年,BIPV 的回收期则为 4-5 年。

在 50 年运营周期中,纯工业彩钢板屋顶/BAPV 屋顶/BIPV 屋顶分别总共支付屋顶+电力 的费用 5925/2610/1781 万元。

4.4. 经济性分析总结

静态看:工业厂房 BAPV/BIPV 投资回收期分别 8-9 年/6-7 年,公共建筑 BAPV/BIPV 投资回收期分别 5-6 年/4-5 年。我们针对工业厂房和公共建筑这两类 BAPV/BIPV 常见 建筑进行分析,同时每类建筑均细分为“传统屋顶”、“BAPV”、“BIPV”三种屋顶模式进 行具体分析,发现:1)1 万平米的工业厂房,在 25 年使用期限内,BAPV/BIPV 的初始 建设成本分别为 720/675 万元,每年发电量分别为 120/150 万度,相对于传统屋顶来看 投资静态回收期分别为 8-9 年/6-7 年;2)1 万平米的公共建筑,在 50 年使用期限内, BAPV/BIPV 的初始建设成本分别为 780/750 万元,全生命周期建设成本分别为 1260/1500 万元,每年发电量分别为 120/150 万度,相对于传统屋顶来看投资静态回收 期分别为 5-6 年/4-5 年。

动态看:投资回收期有望进一步缩短,行业景气有望提升。前期多因素制约我国分布式 光伏发展:1)“隔墙售电”政策未全面实施,限制余电出售经济性;2)配电网消纳能 力有待提升,制约分布式光伏大规模接入;3)缺乏项目融资与退出渠道。但短期看,近 期硅料、钢材及其他原材料大宗商品价格已企稳或开始回落,2022 年光伏组件、钢支撑 件等成本有望下降,缩短 BAPV/BIPV 投资回收期,提升项目经济性。中长期看,随着新 型电力系统加快投资建设,储能装置规模不断扩张、企业微电网配套完善,配电网消纳 能力有望提升,同时国家大力推动绿色金融,有望促 BAPV/BIPV 行业规模继续扩张。


建筑光伏行业研究:BAPV、BIPV发展提速,如何看待其经济性?

(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。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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李阳
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