BIPV 是光伏與建筑更深層次的融合產(chǎn)物。光伏建筑一體化的概念最早于上世紀 90 年 代提出,主要通過 BIPV(Building Integrated PhotoVoltaic)、BAPV(Building Attached PhotoVoltaic)將建筑與光伏兩個行業(yè)連接在一起。區(qū)別于以屋頂為載體的、沒有建筑 功能的 BAPV,BIPV 除發(fā)電功能外,還承擔了建筑物原有的支撐、遮擋功能,是光伏 與建筑行業(yè)更深層次的融合產(chǎn)物。
應(yīng)用場景多樣,具備滲透潛力。BIPV 運用光伏物理性能,在建筑設(shè)計過程中提升、改善或拓展了原有建筑的功能,同時兼顧建筑美學(xué)觀念(建筑的重要屬性)。BIPV 的應(yīng)用 方式較為多樣,包括瓦片式、采光式、圍墻式等等,同時,由于 BIPV 兼顧實用性與美 觀,因此具備向城市高建筑密度區(qū)域滲透的潛力。
2.1 政策:鼓勵程度加大,北京、南京近期有實質(zhì)性補貼
政策鼓勵,BIPV 貼合減排趨勢。我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化加速,建筑能耗逐漸增多(約占 全社會總能耗的 40%),由于 BIPV 屬性貼合減排大趨勢,因此我國明確“碳達峰、碳 中和”目標后,相關(guān)鼓勵政策密集落地,2020 年 6 月 9 日,中國工程建設(shè)標準化協(xié)會 發(fā)布《建筑光伏組件》,行業(yè)標準確立。
實質(zhì)性補貼政策出臺。2020 年 11 月 18 日北京市發(fā)布《關(guān)于進一步支持光伏發(fā)電系統(tǒng)推 廣應(yīng)用的通知》,明確對 BIPV 進行補助,提出全部實現(xiàn)光伏建筑一體化應(yīng)用的項目度 電補貼 0.4 元(含稅),時間持續(xù) 5 年;2021 年 3 月 16 日,南京出臺 BIPV 補助政策 較北京更為詳細,將既有建筑改造也納入補貼范圍之內(nèi)(存量)。
2.2 經(jīng)濟性:目前回收期 6-8 年,且有進步空間
BIPV 全生命周期造價高于傳統(tǒng)屋頂。目前國內(nèi)市場工商業(yè)屋頂(彩鋼板、琉璃瓦等) 初始造價約為 100 元/平方米,考慮到使用年限為 20 年,對應(yīng) 50 年產(chǎn)權(quán)的全生命周期 成本為 250 元/平方米;BIPV 相對傳統(tǒng)工商業(yè)屋頂造價更高,按目前 BIPV 轉(zhuǎn)換效率 16% 測算,單平造價約為 600-800 元(4-5 元/w),較傳統(tǒng)屋頂初始造價高 1-2 倍。
有發(fā)電功能,目前已具備經(jīng)濟性。此前 BIPV 項目多數(shù)以薄膜電池為主,如碲化鎘、銅 銦鎵硒等,由于薄膜轉(zhuǎn)換效率相對較低且初始造價相對較高,因此雖有示范項目落地, 但不具備經(jīng)濟性,因此并未大范圍推廣。隨著光伏技術(shù)路線向晶硅路線切換,尤其是單 晶替代多晶后,光伏轉(zhuǎn)換效率提升疊加造價大幅下降,目前 BIPV 項目已具備經(jīng)濟性: 若屋頂項目初始投資為 600-800 元/平方米,轉(zhuǎn)換效率為 16%,粗算項目 6-8 年可收回 成本(不考慮北京、南京補貼)。
成本有進一步下降的空間。BIPV 成本有較大的下降空間:(1)受產(chǎn)業(yè)鏈供需關(guān)系影響, 目前組件價格處于高位,預(yù)計相關(guān)重點環(huán)節(jié)擴產(chǎn)相繼達產(chǎn)后,組件價格有望下降;(2) 目前大宗商品價格持續(xù)上漲,增加了除組件之外的其他成本,大宗商品價格長時間維持 高位可能性不是很大;(3)光伏行業(yè)本身具備學(xué)習(xí)曲線,成本會隨著生產(chǎn)經(jīng)驗的積累按 照一定規(guī)律下降;(4)目前 BIPV 項目經(jīng)驗較少,設(shè)計進步空間較大;(5)行業(yè)推廣加 速后,規(guī)?;瘯M一步降低成本。綜合來看,預(yù)計未來 3-5 年內(nèi),BIPV 單平造價可能 會降至 400-500 元左右。
2.3 跨行業(yè)協(xié)同:業(yè)內(nèi)認識到 BIPV 是交叉學(xué)科
此前行業(yè)發(fā)展尚未到爆發(fā)時點。若僅考慮 BIPV 經(jīng)濟性,2019-2020 年 BIPV 行業(yè)就應(yīng) 該迎來大發(fā)展,彼時組件價格及轉(zhuǎn)換效率與目前沒有質(zhì)的差別,但行業(yè)整體沒有顯著變 化,究其原因有三點:(1)建筑不懂光伏,光伏不懂建筑;(2)光伏在當時不大需要懂 建筑:相對于拓展應(yīng)用邊際,光伏行業(yè)內(nèi)部有更重要的事需要去做,即一體化;(3)減 排是清晰的大趨勢,但具體實施比較模糊。
光伏行業(yè)認識到建筑設(shè)計是 BIPV 發(fā)展過程中不可缺少的參與者。BIPV 是交叉學(xué)科, 光伏與建筑設(shè)計缺一不可,但兩個行業(yè)存在很大差別:光伏行業(yè)本質(zhì)是半導(dǎo)體,第一性 是度電成本下降,相對冰冷;建筑行業(yè)兼?zhèn)浣ㄖW(xué)與美學(xué)要求,因此第一性也極難描述, 需考量多方面標準,有溫度。此前 BIPV 項目規(guī)模相對較小、推廣速度較慢,近期光伏 行業(yè)相關(guān)企業(yè)已經(jīng)認識到建筑設(shè)計是 BIPV 發(fā)展過程中不可缺少的參與者,與相關(guān)建筑 行業(yè)公司開啟合作。
3.1 發(fā)展路徑:從國內(nèi)到海外,由增量到存量
從國內(nèi)開始發(fā)展。特斯拉已在海外市場推出居民使用的 solar roof,由于國內(nèi)外電力價 格形成機制不同,且面臨推廣問題(渠道),即使海外居民電價高于國內(nèi),國外企業(yè)面 向海外推廣 BIPV 可能也會比較困難。相對海外,國內(nèi)企業(yè)更加熟悉本土市場,預(yù)計短 期內(nèi) BIPV 海外與國內(nèi)市場可能會相對隔離,國內(nèi)企業(yè)主要市場在本地。
公建與工業(yè)市場是主戰(zhàn)場,發(fā)展路徑從是增量到存量。增量方面,BIPV 大概率會從新 建增量項目開始推廣,如公建方面的高鐵站、機場等,此外,新增的工業(yè)園區(qū)也為 BIPV 提供了很好的切入契機;存量方面,與增量的區(qū)別在于:(1)改建 BIPV 會對電網(wǎng)企業(yè) 現(xiàn)有經(jīng)營情況產(chǎn)生影響;(2)需要考察原來結(jié)構(gòu)負載是否滿足要求。
居民市場潛力有待挖掘。居民市場推廣主要面臨三個問題:(1)經(jīng)濟性。國內(nèi)居民電價 低;(2)收益分配。屋頂、幕墻收益分配較為復(fù)雜,開發(fā)商意愿可能會低一些;(3)安 全性。BIPV 在適用性方面與傳統(tǒng)建筑材料不同,光伏陣列增加建筑自身的燃料荷載, 也改變了建筑火災(zāi)動力學(xué)邊界條件。目前 BIPV 無法用于生產(chǎn)的火災(zāi)危險性分類為甲、 乙,或儲存物品的火災(zāi)危險性分類為甲、乙的地點,居民市場的推廣可能比工業(yè)更注重 安全性。
3.2 增量空間廣闊,先發(fā)優(yōu)勢會進一步增強個體的α屬性
市場空間空間廣闊。按當年竣工面積 43 億平測算,假設(shè)轉(zhuǎn)換效率不變,2022、2025、 2030 年 BIPV 單平造價分別為 600、500、400 元,預(yù)計 2022、2025、2030 年當年新 增的市場分別為 85、497、1135 元,對應(yīng) 2.3、15.9、25.4GW 裝機規(guī)模。
可能會以晶硅路線為主。薄膜除成本高于晶硅外,從某些方面來看可能是適用于 BIPV, 比如透光性等等。此前行業(yè)發(fā)展相對緩慢,可能是因產(chǎn)業(yè)沒有足夠的爆發(fā)契機,并不能 說明薄膜路線不適用于 BIPV、無法推動 BIPV 行業(yè)實現(xiàn)質(zhì)變,但我們?nèi)匀徽J為 BIPV 市 場可能會以晶硅路線為主而非薄膜:(1)BIPV 發(fā)展初期預(yù)計將以 ToB 的項目為主,但這些項目本質(zhì)卻具備很強 ToC 屬性:有溫度、不冰冷,技術(shù)路線只是入口的延伸,在 初期發(fā)展階段,我們認為入口更重要;(2)BIPV 是交叉學(xué)科,能否掌握行業(yè)入口取決于相關(guān)企業(yè)在建筑領(lǐng)域的布局,晶硅路線相關(guān)企業(yè)正在強勢入局 BIPV;(3)行業(yè)初步 進入發(fā)展正軌后,有很強的示范效應(yīng)。
原標題:光伏建筑行業(yè)研究報告:BIPV,將是光伏領(lǐng)域的下一個重要應(yīng)用