建筑装饰行业深度：BAPV/BIPV发展提速，如何看待其经济性？

BAPV/BIPV优缺互补，行业呈多元融合化发展态势。光伏建筑根据光伏组件集成程度可以分为后置式（BAPV）和一体式（BIPV），虽然BIPV在成本、性能等方面具备一定优势，但其发展尚处早期阶段，能够在存量建筑上直接加装的BAPV仍是主流形式 。 对标海外 ， 日本/法国/意大利/美国BIPV装机量分别已达3/2.7/2.5/0.6GW，我国2020年仅0.7GW，未来BIPV渗透率提升空间广阔。此外，从商业模式上看，BAPV更加具备光伏产品特征，相关项目主要以光伏制造企业牵头； 而BIPV与建筑整体建造过程紧密相连，更加依赖建筑企业EPC能力，为建筑企业带来新增长点。整体看，BAPV/BIPV优缺点较为互补，光伏制造企业与建筑企业均有望深度受益光伏建筑行业成长。 双碳下行业需求加速释放，龙头持续布局。我国建筑业碳排放量约占全国总量的40%，BIPV/BAPV建筑碳减排大有可为。2021年10月《2030年前碳达峰行动方案》中明确提出“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%”，我们测算建筑BAPV/BIPV存量可安装市场规模超万亿，且每年新增建筑BAPV/BIPV可安装规模超1400亿，市场空间广阔。当前我国积极推动676个整县分布式光伏试点工作，国内BAPV/BIPV市场需求有望加速释放。在此背景下，建筑+光伏制造企业正打破行业壁垒，联合起来加速布局BAPV/BIPV市场，包括隆基股份+森特股份、龙元建设+天合光能、协鑫集成+上海钢之杰、东方雨虹+晶澳科技等，行业呈较快发展态势。 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，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行业景气提升。 投资机会梳理：1）建筑企业：重点推荐龙元建设（充分调动在手资源，积极布局光伏业务）、精工钢构（钢结构行业领军企业，早期BIPV业务已有布局），关注森特股份（金属维护行业领军企业，联手隆基共推BIPV业务）；2）光伏制造：重点推荐隆基股份（光伏龙头积极进军BIPV产业）、天合光能（率先布局分布式业务，积极把握BIPV机遇）、晶澳科技（组件老牌厂商积极布局BIPV业务）、亚玛顿（BIPV用超薄玻璃生产商）；3）微电网企业：重点推荐苏文电能（光伏业务推进持续顺利，分布式光伏+户用储能订单获取能力较强）、安科瑞（积极推动微电网项目建设，持续受益分布式新能源发展）。 风险提示：BAPV/BIPV政策推动不及预期，组件成本降低不及预期，行业标准设立不及预期等。 重点标的 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。 图表1：光伏电站分类 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。 图表2：BAPV后置式光伏发电屋面系统 图表3：BIPV光伏建筑一体化 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。 图表4：BIPV与BAPV综合成本比较 图表5：BIPV与BAPV对比 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。 图表6：BIPV和BAPV商业模式对比 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。 图表7：建筑光伏领域中晶硅与薄膜电池对比 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。 图表8：2018年欧洲BIPV屋面项目晶硅、薄膜技术占比 图表9：2018年欧洲BIPV外立面项目晶硅、薄膜技术占比 图表10：光伏电池主要技术体系分类及特点 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。 图表11：我国光伏新增装机容量及同比增速 图表12：我国光伏累计装机容量及同比增速 图表13：我国新增光伏装机结构 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。 图表14：国外推动建筑光伏的相关政策 图表15：欧洲累计及新增BIPV装机量 图表16：日本累计及新增建筑光伏装机量 图表17：2018年全球各地区BIPV累计装机量（GW） 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