建材行业大国重材系列（五）：BIPV风口提速，建筑节能不是空谈

2020年是BIPV（光伏建筑一体化）发展元年，BIPV技术及应用场景不断演进，落地项目也日益增多。作为新建材形态，其发展进程值得关注，业内已形成了一些共识，例如BAPV主要应用于存量改造，BIPV更适合新建建筑，以及工商业更适配BIPV。推广过程则存在诸多痛点待解决，我们从建设方、使用方、运营方3个角度梳理：对于建设方，投资较大、回收周期较长，且建设标准不明确，容易出现无法验收的问题；对于使用方，需承使用成本，基于对经济效益、企业自身经营稳定性的担忧，可能会降低使用的积极性；对于运营方，运维周期较长，对企业稳定性更敏感，容易和业主产生利益分歧。此外，在电池路线选择上，晶硅组件拥有高转化效率、低成本、高单位面积容量等特点，因此主要用在屋面场景；薄膜组件户外性能明显更优，尤其是立面场景。 建筑、光伏、建材、家电行业龙头频频切入BIPV领域。2020年以来，建筑与光伏企业战略合作频现，携手布局BIPV产业，不断开发各具特色的“建筑光伏一体化”产品。 BIPV需平衡多方利益，衍生出多种合作模式。参与方出发点不同，投资方更注重电站运行的平稳性，资金回收的周期性；使用者则更注重BIPV的质量和能否达到设计标准、是否能为企业带来额外收益，保证企业持续运营。因此，切入点不同商业模式各异，较为典型的包括①隆基参股森特模式、②“防水”模式、 ③创维模式等。 BIPV有望带动薄膜电池快速增长。薄膜电池受制于电池量产效率与成本，当前体量目前尚小，但具备能量转换效率高、成本低、温度系数低、弱光效应好、造型美观、透光率高、施工难度低等优势，因此较为适用BIPV市场。随着建筑节能标准的强制执行，立面BIPV的发展有望带动薄膜电池快速放量。CdTe是薄膜电池主流技术。2020年全球薄膜太阳能电池产能约10GW， 产量约6.48GW，其中CdTe电池产量约6.2GW，占比为95.7%，CIGS电池产量占比为4.2%。国内薄膜电企业数量偏少。美国First Solar产能规模有明显优势，截至目前，国内实现量产的包括成都中建材、杭州龙焱和中山瑞科3家，成都中建材目前在产产能100MW。CIGS太阳能薄膜电池，国内实现量产的包括汉能、中建材等，其中，中建材凯盛科技在产产能300MW，中建材Avancis在产产能200MW。 投资建议：建议关注产业链中游BIPV系统集成商，推荐【东南网架】（逐步由钢结构专业分包向EPC总承包转型，并与杭州福斯特共同出资覆盖BIPV业务）、【森特股份】（由隆基进行BIPV产品的研发和制造，森特主导隆顶的推广和建设）以及【精工钢构】（设立子公司精工绿碳光能）。关注【龙元建设】，以及在薄膜电池、光伏玻璃等领域均有布局的【中国建材】。 风险提示：市场竞争加剧的风险；建筑行业材料价格上涨的风险；疫情风险。 重点公司盈利预测、估值与评级 1BIPV：产业盛事，参与者众 1.1抢占新赛道 1.1.1资本云集，加快进军 2020年7月，隆基股份旗下首款装配式BIPV产品“隆顶”在隆基西安BIPV工厂正式下线，标志着隆基股份正式进军BIPV市场；同月，晶科能源推出BIPV幕墙，具有输出功率高、安全性强、外型美观的特点。9月，国网宁波供电公司投资的BIPV龙谷村光伏村项目正式开工，项目总体装机容量772.8千瓦。 2021年伊始，中信博与中远海运金风能源签订BIPV战略合作协议；同年1月，秀强股份与英利集团子公司嘉盛光电共同合作开发适用于BIPV领域的玻璃深加工产品；4月，东南网架拟收购福斯特持有的浙江福斯特能源51%的股权；6月的SNEC展会中，亚玛顿应用于BIPV建筑的彩色双玻组件亮相；7月杭萧钢构对合特光电增资3500万元，设立BIPV子公司，以及凯伦股份开发“全生命周期光伏屋顶系统”（简称CSPV系统），用于光伏屋顶使用场景；11月，协鑫集成与钢之杰签署新型BIPV产品研发战略合作协议，以推进BIPV建筑光伏一体化新品开发与应用，以及11月，东方雨虹与瑞和股份签署《战略合作协议》，在全国范围内共同推动“BAPV”和“BIPV”光伏发电项目。 2022年1月，东方雨虹与晶澳科技签订《战略合作协议》，在光伏屋面一体化领域进一步深化业务合作；3月，宣城BIPV光伏建材项目落户于宣城市经济开发区，一期投资约3亿元，占地约50亩，规划建设年产30万平米光伏幕墙生产线、50MW光伏瓦生产线和30MW金属屋顶生产线，由海螺新能源、山东雅博科技、开盛集团、睿晖宣泓、华晟新能源五方成立合资公司，共同合作开发；以及3月，江河集团全资子公司上海江河幕墙中标台泥杭州环保科技总部项目，公司负责该项目的玻璃幕墙、石材幕墙及碲化镉光伏幕墙一体化施工。 表1：2020-2022年主要企业拓展BIPV业务的梳理 光伏与建筑携手步入全新发展阶段，BIPV产业链整合加速，跨界融合、模式创新频现。 上游：太阳能电池生产商，电池路线目前主要包括单晶硅和薄膜，单晶硅电池生产商包括隆基股份、东方日升、天合光能、晶澳科技等，龙头企业在上游和中游皆有布局，例如隆基、天合等。 中游：BIPV系统集成商，以建筑围护、钢结构、幕墙企业为主，具备建筑设计、施工实力与经验，以及丰富的客户资源，其中，东南网架、森特股份重点开发屋顶资源，精工钢构“屋顶+幕墙”兼具，江河集团连续中标2个光伏幕墙项目。 此外，还包括防水企业，以东方雨虹、凯伦股份、科顺股份为代表，与组件企业合作、资源互惠，以及光伏支架龙头中信博。 下游：对应各细分建筑应用场景，包含公共建筑、住宅（户用）、工业厂房、商业建筑等。 图1：BIPV产业链一览 1.1.2百花争鸣，技术各异 立足原有技术优势、资源优势，打造各具特色的“建筑光伏一体化”产品，例如建筑围护龙头森特股份和硅片龙头隆基股份合作，共同推进光伏组件和光伏产品在公共、工业建筑屋顶中的应用；由于装配式建筑的建设方式和设计理念与BIPV契合程度较高，以东南网架为主的钢结构公司也正在加快“EPC BIPV”的战略转型；东方日升与建发股份合作布局光伏电站项目，协鑫集成与国家电投广东计划在浙江、云南、四川、广东等地大基地项目及其他地区整县推进项目开展合作，推进BIPV项目产业化落地；天合光能正在研究恒定温度、湿度条件下，材料的体积电阻率与湿度呈现的变化关系对BIPV组件性能的影响。 表2：各公司技术特点 1.2BIPV重在增量，BAPV重点存量 BIPV和BAPV的区分逐渐明朗。从定义角度，BIPV即光伏建筑一体化，将光伏产品集成到建筑上，结合形成在建筑物上的太阳能光伏发电系统。BIPV作为建筑物外部结构的一部分，同时具备发电功能、建材功能。BAPV指安装在建筑物上的太阳能光伏发电系统，与建筑物相对独立。 图2：BIPV及BAPV所处的产业结构 从应用场景看，BIPV使用场景更丰富，具备美观、安全性高、施工难度低、维护方便等优点。BAPV主要形式是将光伏系统附着在建筑表层，主要应用于屋顶，通过支架将普通光伏组件固定在彩钢瓦或者水泥屋顶上。BIPV是将光伏发电装置融入建筑、合二为一，除屋顶外还可应用于幕墙/遮阳/温室等场景。 表3：BIPV与BAPV基础特征对比 建筑光伏分为增量市场、存量市场，BAPV和BIPV侧重各不相同。BAPV主要应用于存量改造：1）容易审批，建筑改造需要经相关部门批准，不改变原有建筑结构可降低审批难度；2）性价比高，既有屋面保养良好的情况下，经过简单处理即可加设光伏支架；3）建设周期短，不需要拆除原有屋顶，减少施工时间；4）减少对原有建筑的破坏，重建屋顶容易损坏部分老旧建筑结构，架设支架可以降低结构变化程度。 BIPV更适合新建建筑：1）便于验收，新建建筑需满足建筑强制标准，一体化建筑结构便于验收；2）投资较低，BIPV一次成型，无需后期改造；3）施工精度高，新建大型建筑由设计院统一设计，对建筑结构要求明确，可降低后期事故隐患；4）增大光伏装机容量，屋顶、立面均可设计采用BIPV，增加建筑节能效果； 5）设计一致性强，提升建筑美观程度。 图3：BIPV图示 图4：BAPV图示 图5：我国BIPV装机量及增速 图6：到2025E我国BIPV装机量及渗透率 1.3工商业屋面是BIPV的重心 经济效益和安全性是分布式光伏电站大规模推广的基础，工商业的特点更适配BIPV。工商业客户相比户用，更重视安装成本、发电效益、使用寿命以及维护条件，并且可再生电力一般不纳入能耗双控。投资方更关注投资回报与建筑产权，工业厂房屋顶资源丰富，建设面积较大、用电量多，且电价高、自发自用比例大，以上特性决定投资工商业屋顶的回收期短、收益率有望更高。 表4：BIPV与BAPV的经济适用性对比 1.4屋面晶硅，立面薄膜 目前电池路线主要分为晶硅电池和薄膜电池两类。其中，截至2020年，晶硅组件是市场主流，转化效率高，普遍在22%左右（来源：经济日报），同时成本低，单W成本在1.8~2元，相同的占地面积对应更高装机容量，普遍应用于各类场景。薄膜组件转化效率相对偏低，国内碲化镉量产效率最高为16.7%（来源：北极星太阳能光伏网），且成本一般高于晶硅电池，但高温性能优，可兼顾美观。 图7：晶硅组件图示 图8：薄膜组件图示 晶硅和薄膜有不同的适用领域。屋面场景，晶硅组件拥有高转化效率、低成本、高单位面积容量等特点，因此屋面主要使用晶硅组件。薄膜组件户外性能明显更优，尤其是立面场景：（1）有建筑美学要求，晶硅组件颜色单一无法满足，薄膜组件色系可调整，可按客户要求更改适配设计；（2）对透光性有要求，相对晶硅组件，碲化镉组件透光性可在0~70%范围内大幅度调整，避免因透光问题带来的额外照明消耗多余电力；（3）对组件工作温度有要求，晶硅组件温度系数高，在工作时会产生更多热量，热量传导到室内，会导致室内降温消耗额外的电力。 表5：晶硅组件与薄膜组件对比（截至2021年） 1.5道阻且长，痛点汇总 BIPV仍处在应用初期，市场运行机制并未完善，推广过程则存在诸多痛点。 对于建设方，投资较大，回收周期较长，且建设标准不明确，容易形成无法验收等问题；对于使用方，需承担一定的使用成本，基于对经济效益、企业自身经营稳定性的考量，可能会降低使用的积极性；对于运营方，运维周期较长，对企业稳定性更敏感，容易和业主产生利益冲突。 表6：BIPV应用痛点梳理 2好的商业模式可平衡多方利益 2.1多方利益交融 建设投资方更看重企业的稳定性： 使用方面，希望企业主不干扰电站的正常运行，以及对电站供电具备一定的控制权，防止延期付款及以货抵债等不良情况的发生； 投资方面，希望实现一体化的同时，保证电站的稳定运转和建筑持续使用，获得更好收益率，以及希望企业能长期稳定运行，具有可持续的现金流，有能力按时支付运行期间的租金及费用，达成良性合作模式，以获得长期稳定的收入。 工商业业主更看重发电收益： 使用方面，希望分布式光伏工程建设可以适配自身经营需求，保证屋顶相关设计标准，适应企业生产的环境要求，匹配房屋建设安全和耐久规范，做到光伏电站稳定自身供电的同时，保证正常经营； 投资方面，希望选择投资少、回报周期短、性价比高的分布式电站形式，能满足自身用电需求的同时，通过余电上网以获取更多的发电收益。 图9：“全额上网”运维模式 图10：“自发自用，余电上网”运维模式 BIPV具备跨行业交叉特点，形成组件设计、建筑建设融合的、较为复杂的产品标准。BIPV本质属于建材，同时也是光伏对建筑的赋能，因此通常具有更复杂的技术规范，性能指标高于普通光伏系统，既要兼顾建筑材料的安全耐久、抗风防火和保温防水等要求，也要考虑不同工程所采用的的不同规格、设计和结构要求。 表7：BIPV光伏组件与建筑结合的应用要求 由于BIPV跨行业、高定制化属性，产业合作模式层出不穷。根据工程项目设计和施工方式的不同，BIPV具有很强的定制化需求，但在制造和施工环节中，光伏企业由于缺乏建筑设计及施工能力，难以充分理解、挖掘下游客户需求；建筑企业设计、施工经验