新能源系列——BIPV,或成下个万亿风口?
发布时间:2021-7-2 10:30阅读:252
在正式开始之前,先做一下风险提示:
本文所有内容均是产业研究和公司研究的案例,不构成任何投资建议,不构成任何投资推荐。另外还有三点值得注意:
1.短期价格波动几乎不可预测。但巨大利益驱使下市场上会充斥神预测。
2.再好的生意,如果基本条件发生大的变化,也有失败的风险。
3.估值过高的好公司,随着流动性收紧,如果利润增长没有达到预期,也有可能长期回调。
什么是BIPV?
光伏建筑一体化(BIPV:Building Integrated Photovoltaic)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。与光伏建筑一体化(BIPV)类似的模式还有光伏系统附着在建筑上(BAPV:Building Attached Photovoltaic),也称为“安装型”太阳能光伏建筑。

1、功能:
BAPV:主要功能是光伏组件发电,基于其附加在建筑物的特点,其不与原有建筑发生冲突,不破坏或影响原有的建筑物功能。
BIPV:除保持光伏组件发电的功能外,BIPV更重要的是作为一种新型建筑材料替代原有建筑材料出现在建筑上。BIPV建筑材料的属性使其需要具备建筑材料的功能,例如防水、隔热等功能。同时作为建筑材料,还需要兼顾美观及建筑功能要求。
2、建造模式:
BAPV:一般采用特殊的支架将光伏组件固定于原有屋顶结构的结合模式,或在墙体上贴附安装。
BIPV:采用一次性建设和投资模式,在建筑屋面施工时直接在屋面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。
3、应用场景:
BAPV:目前的主要应用场景是屋顶,通过支架等将普通光伏组件固定在彩钢瓦或者水泥屋顶上。
BIPV:可以被广泛应用在屋顶、幕墙、遮阳板、采光顶、阳台护栏等场景。

4、设计寿命:
BAPV:传统钢结构后置光伏发电屋面的光伏发电组件因为全部处于露天环境,长期风吹雨打,寿命一般在20年,最多不超过25年。
BIPV:光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外,有良好的密封环境,BIPV光伏组件封装用的胶为PVB,而PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿,机械强度高等特性。使用PVB胶的BIPV理论上能达到50年甚至更长的使用寿命。
5、施工难度和速度:
BAPV:两者的施工时期不同,BAPV主要是用于存量建筑的改造,是在建筑主体已经完工的基础上进行的加装光伏组件。具体来看施工周期,传统钢结构后置式光伏发电屋面分二期施工,施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施工难度大。
BIPV:BIPV施工时期更多的是在新增建筑的建设过程中作为建筑材料的应用。而光伏建筑一体化(BIPV)屋面施工难度小,安装速度快,工程进度有保障。根据互联网数据,在完成支架和水槽施工后,每人每天至少安装40平(25块组件),以10000m2主屋面为例,20人15d左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。
6、屋面运营维护:
BAPV:传统钢结构后置式光伏发电(BAPV)屋面在施工检修中多次踩踏,屋面变形大,漏水隐患多,维修难度大。
BIPV:光伏建筑一体化(BIPV)屋面同步设计、施工,对屋面构件形成保护,不造成二次施工踩踏破坏。屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,可随意拆卸、修葺,检修维护方便。
7、经济性:

(来源:索比光伏网)
根据钢架构厂房装配光伏组件使用BIPV和BAPV两种模式的成本对比,BIPV整体成本小于BAPV,主要成本减少是屋面板成本减少,这是BIPV自身的建筑材料属性带来的优势。
BIPV的应用难题
(1)安装困难:受城市建筑限制,大部分居民无法享受太阳能屋顶;农村屋顶空间小且复杂,难以安装BIPV组件。
(2)恶劣环境:把光伏器件用做建材,必须具备建材所要求的几项条件:坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当的强度和刚度等性能,以抵御各种恶劣环境对光伏设备的影响。
(3)建筑美观:光伏设备若是用于窗户、天窗等,则必须能够透光,就是说既可发电又可采光。屋顶和幕墙是光伏组件应用的主要场景。一般屋顶不需要大范围的透光性,可以使用晶硅组件,但是对于建筑幕墙,需要根据外观和实用性等要素进行考虑,综合使用晶硅组件和薄膜组件。
(4)缺乏经验:BIPV首先需要满足作为建材的需求然后才是发电能力,而传统光伏企业缺乏建设相关设计能力和建筑施工能力,但传统光伏企业可以谋求BIPV相关企业的合作以弥补短板。
(5)改造困难:对于建筑结构已经完成的存量建筑进行改造,需要根据实际情况和环境进行判断。对于屋顶,混泥土材质一般适用BAPV,以减少对建筑结构的损坏,钢结构屋顶,由于BIPV相对于BAPV具有成本优势,可以使用BIPV。对于建筑外墙,由于其在建成后难以改装,故只适用BPAV。
(6)标准不明:BIPV本质上是一种建材产品,但与一般的建材产品不同,需要更加完整的行业标准规范。
(7)产权划分不明:BIPV从生产、建设、运行再到拆除,是一个多方主体共同的过程,产权划分模糊。生产阶段主要涉及光伏组件厂和建材厂;建设阶段涉及到投资方、施工方以及建筑业主,运行阶段也存在建筑所有者和使用者分离的状况,所以目前明确收益主体和产权责任相对困难。
(8)倾斜角度:由于BIPV难以持续达到最高效率所需要的光照角度,屋顶平铺光伏设备倾斜角度较小,影响转换效率。幕墙垂直铺设光伏设备倾斜角度过大,也会影响转换效率。因此BIPV在大部分使用环境(平铺和垂直铺设)下,转换效率相对传统方式铺设的光伏组件较低。
发展潜力
1、政策支持
近日,国家能源局综合司下发了关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知。
《通知》指出申请试点条件为,要求具有丰富的屋顶资源;有较高的开发利用积极性;有较好的电力消纳能力;开发市场主体基本落实,开发建设积极性高,有实力推进试点项目建设。
《通知》指出,项目申报试点县(市、区)要具备丰富的屋顶资源、有较好的消纳能力,党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50% ,学校、医院等不低于40% ,工商业分布式地不低于30%,农村居民屋顶不低于20% 。
整体来看,对于屋顶分布式光伏的政策支持力度很大,但是当前政策仅为符合条件的地区试点执行,试点地区的条件要求也颇高,到底能有多少地区符合标准并执行,还需要等待具体政策的执行效果。
各省市政策也在不断出台,目前已有的政策可以参考(最高1元/度!八省光储政策汇总-索比光伏网(solarbe.com))。
2、市场规模:
存量建筑估算(假设全覆盖):
目前的龙头公司的光伏设备转化效率大约在23%,考虑到倾斜角度等因素对BIPV的影响,目前市面上头部组件厂的屋顶BIPV产品转换效率大多在20~21%,峰值功率200~210W/平,幕墙BIPV转换效率16~17%,峰值功率160~170W/平。目前政策主要的试点方向在公共建筑、工商业和农村居民的屋顶。综合考虑环境等因素假设设定BIPV的功率为150W-200W/平。
工商业和公共建筑2019年存量建筑面积为469亿平,按照3%的增长率,近两年增长在每年15亿平左右,推算2021年约为500亿平。综合考虑各种因素,假设可装载面积约20%计算,单位面积装机容量平均估计为150W-200W,按照政策要求比例下限30%的估算,市场规模大约450GW-600GW。
根据调查,2019年,城镇居民人均住房建筑面积达到39.8平方米,农村居民人均住房建筑面积达到48.9平方米。农村人口约5.5亿,计算得到农村住宅面积268.95亿平。按照约2%的增长率,计算得到2021预计农村住宅面积280亿平。假设农村住宅平均楼层为2层,50%的住宅面积为屋顶面积,再假设50%的屋顶面积为可装载光伏的面积,单位面积装机容量平均估计为150W-200W,按照政策要求比例下限20%的估算,市场规模大约210-280GW。
存量建筑的市场规模总和约为660GW-880GW,按照每5元/W的投资成本进行估算,市场规模在万亿以上。
但计算时进行如下强假设:存量建筑均可以改造。但事实上符合条件的试点地区比例较小,未来可能存在市场渗透率较低或渗透不足的情况。假设未来每年渗透率达到1%,年市场规模能达到约6-8GW,投资金额数达300-400亿。假设未来每年渗透率达到2%,年市场规模能达到约12-16GW,投资金额数达600-800亿。
3、市场发展:
根据申港证券的分析,预计新增建筑2021年BIPV装机规模0.9~1.2GW,2025年9.7~12.5GW,2030年19.3~24.5GW。预计存量建筑2021年BIPV改造装机规模可几乎忽略不计,2025年14.3~18.7GW,2030年44.1~55.8GW。
预计2021年BIPV装机总量0.9~1.2GW,2025年26.4~41.3GW,一般情境下2021~25年复合增长率130%,2030年54.6~75.4GW,一般情境下2021~30年复合增长率56.8%。

相关公司
由于BIPV刚刚兴起,未来哪家公司会成为行业龙头仍然存在重大不确定性,本文中只选取其中两家做简单分析,不形成任何投资意见。
森特股份:
森特主营业务是金属围栏系统,占比90%以上,是国内建筑金属围护行业的领军企业,产品面向国内外中高端市场。森特资质齐全,拥有“建筑工程施工承包壹级资质”、“钢结构工程专业承包壹级资质”,“设计与施工一体化特级资质”等。且森特重视研发投入,研发人员占比47%,拥有发明专利授权38项,实用新型专利81项。公司直立金属屋面系统通过美国FM认证过和欧盟CE认证,处于行业领先水平。
2021年3月4日,隆基股份出资16.35亿元,受让森特股份实控人刘爱森及其控制的士兴盛亚以及华永投资持有的公司27.25%股权,成为森特股份第二大股东。
另外在2021年6月25日,在2021中国建筑科学大会暨绿色智慧建筑博览会期间,隆基股份与森特股份正式签署战略合作协议,携手进军建筑光伏一体化(BIPV)市场。森特股份背靠隆基庞大的资源,其BIPV业务发展未来可期。
风险提示:但需要注意年内森特股价已经上涨四倍,目前市盈率过百,估值的合理性还需要看未来和隆基合作的业务动态。
深赛格:
深赛格控股子公司赛格龙焱生产的主要产品是碲化镉光伏组件,对比隆基生产的晶硅组件具有弱光性能好、温度系数低、长期衰减低的优势。其中弱光系数好能够扩大BIPV的适用范围,使得光照条件较弱地区也可以充分利用。另外碲化镉组件作为薄膜电池组件具有透光性强,美观程度更高的特点,对于BIPV幕墙等领域展现出更高的优势。但碲化镉材料中的重金属元素镉,其生产和使用会对环境产生影响,也因此对其发展和生产受到阻碍。
风险提示:薄膜电池份额占比较低,且出现了下降的趋势,未来发展前景不定。BIPV推广对薄膜电池发展的影响还有待市场验证。
附:BIPV相关公司(相关信息仅供参考,不造成任何投资建议)

温馨提示:投资有风险,选择需谨慎。
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