BIPV酝酿突破将是光伏领域的下一个重要应用

1、正文目录一、BIPV 是建筑与光伏更深层次的融合产物，应用场景多样 4 HYPERLINK l _TOC_250007 二、制约行业发展的三个因素在 2021 年均有变化 7 HYPERLINK l _TOC_250006 政策：鼓励程度加大，北京、南京近期有实质性补贴 7 HYPERLINK l _TOC_250005 经济性：目前回收期 6-8 年，且有进步空间 8 HYPERLINK l _TOC_250004 跨行业协同：业内认识到BIPV 是交叉学科 9 HYPERLINK l _TOC_250003 三、增量空间广阔，先发优势会让个体呈现强 11 HYPERLINK l _TOC_

2、250002 发展路径：从国内到海外，由增量到存量 11 HYPERLINK l _TOC_250001 增量空间广阔，先发优势会进一步增强个体的属性 12 HYPERLINK l _TOC_250000 投资建议 14风险提示 15相关报告 15图表目录图 1：BAPV屋顶光伏（无建筑物功能） 5图 2：BIPV与建筑一体，建筑集成 5图 3：BIPV 应用形式多样 6图 4：光伏行业与建筑行业差别很大 9图 5：BIPV 设计过程要点 10图 6：BIPV 项目落地涉及内容一览 13图 7：薄膜电池是直接带隙半导体（左），吸光率高，更轻薄且柔韧性更好 13图 8：新能源行业历史 PE Ba

3、nd 16图 9：新能源行业历史 PB Band 16表 1：BIPV 与 BAPV 对比 4表 2：建筑美学法则与基本任务 5表 3：BIPV 重要事件时间点一览 6表 4：BIPV 相关政策支持文件 7表 5：近期出台 BIPV 补贴相关地区内容摘要 7表 6：BIPV 已具备经济性 8表 7：BIPV 较 BAPV 可能是更优选择 9表 8：光伏企业跨界合作部分案例 10表 9：生产的火灾危险性分类 11表 10：存储物品的火灾危险性分类 12表 11：BIPV 当年新增市场空间 12表 12：重点公司主要财务指标（部分参照市场一致预期） 14一、BIPV 是建筑与光伏更深层次的融合产物

4、，应用场景多样BIPV 是光伏与建筑更深层次的融合产物。光伏建筑一体化的概念最早于上世纪 90 年代提出，主要通过 BIPV（Building Integrated PhotoVoltaic）、BAPV（Building Attached PhotoVoltaic）将建筑与光伏两个行业连接在一起。区别于以屋顶为载体的、没有建筑功能的 BAPV，BIPV 除发电功能外，还承担了建筑物原有的支撑、遮挡功能，是光伏与建筑行业更深层次的融合产物。应用场景多样，具备渗透潜力。BIPV 运用光伏物理性能，在建筑设计过程中提升、改善或拓展了原有建筑的功能，同时兼顾建筑美学观念（建筑的重要属性）。BIPV 的

5、应用方式较为多样，包括瓦片式、采光式、围墙式等等，同时，由于 BIPV 兼顾实用性与美观，因此具备向城市高建筑密度区域渗透的潜力。此前发展较慢，近期以来有爆发迹象。1967 年，日本 MSK 公司最早提出建筑光伏一体化产品，2004 年行业曾有较多比较成功的尝试，如机遇号火星探测器（光伏应用的拓展，落地后类似建筑）、曼彻斯特摩天大楼幕墙项目等。近年来，BIPV 行业发展迅速，尚德、英利、汉能示范项目已先后落地，特斯拉、隆基也相继发布 BIPV 产品。表 1：BIPV 与 BAPV 对比BIPVBAPV属性光伏+建筑光伏对建筑的影响建筑物的一部分增加建筑承压使用时间组件 20 年，屋顶 20 年

6、，幕墙 20-25年，平均 20 年需要翻新一次50 年适用范围存量项目，即分布式光伏屋顶电站存量或新建项目均可光伏组件代替原有屋面，可有效保优点证屋面使用功能；对钢结构厂房承载力要求低缺点成本相对高资料来源：太阳能建筑，结构简单、安装快捷、一次性投入成本低、安装风险小对屋面质量要求高，安装完毕后，屋面层材料不能更换，材料锈复试会严重影响屋顶使用功能图 1：BAPV屋顶光伏（无建筑物功能）图 2：BIPV与建筑一体，建筑集成资料来源：太阳能建筑，资料来源：太阳能建筑，具体内容表 2：建筑美学法则与基本任务现代建筑美学十大法则统一、均衡、比例、尺度、韵律、布局中的序列、规则的和不规则的序列设计、

7、性格、风格、色彩建筑艺术的审美本质和审美特征建筑艺术的审美创造与现实生活关系建筑艺术的发展历程和建筑观念、流派、风格的发展嬗变过程现代建筑美学基本任务资料来源：建筑美学，建筑艺术的形式美法则建筑艺术的创造规律和应具有的美学品格建筑艺术的审美价值和功能鉴赏建筑艺术的心理机制、过程、特点、意义、方法图 3：BIPV 应用形式多样采光式围墙式嵌入式遮阳式壁挂式围栏式瓦片式百叶式资料来源：中国建筑节能协会，时间事件表 3：BIPV 重要事件时间点一览1967 年日本 MSK 公司最早提出建筑光伏一体化产品（串联电路高压直流）2004 年机遇号火星探测使用太阳能发电板（半片及串并联线路设计）2004 年

8、夏普就在美国和欧洲地区开设工厂生产光伏组件，并把自己生产的太阳能电池板安装在英国曼彻斯特的摩天大楼幕墙上（2016 年该业务进入困境，出售给台湾的富士康母公司鸿海）2009 年台湾高雄世运会主场馆螺旋造型 BIPV 屋顶落成，总装机容量 1MW，屋顶面积 2.1 万平2010 年无锡尚德总部研发大楼玻璃幕墙 BIPV 示范项目落成，幕墙面积 0.69 万平2013 年保定英利投资的电谷锦江酒店 BIPV 示范项目落成，1.5MW 各类 BIPV 产品安装在酒店屋顶和外墙，窗户等位置2014 年汉能北京总部 BIPV 一体化总部大楼落成，0.6MW 装机量，以 BAPV 为主，装饰性薄膜玻璃电池

9、组件2016 年特斯拉 Solar city 发布 BIPV 屋顶瓦片，售价大约 25 元/W，能量密度 80-90w/平方米2018 年汉能发布汉瓦产品，售价约 13 元/W，能量密度 80-85w/平方米2018 年赫里欧新能源科技有限公司发布第二代智能 BIPV 产品，售价约 700-800 元/平方米，能量密度高达160-170w/平方米2020 年2020 年 8 月 7 日，隆基股份首款建筑光伏一体化产品发布（隆顶）资料来源：全国能源信息平台，二、制约行业发展的三个因素在 2021 年均有变化 政策：鼓励程度加大，北京、南京近期有实质性补贴政策鼓励，BIPV 贴合减排趋势。我国城镇

10、化、工业化加速，建筑能耗逐渐增多（约占全社会总能耗的 40%），由于 BIPV 属性贴合减排大趋势，因此我国明确“碳达峰、碳中和”目标后，相关鼓励政策密集落地，2020 年 6 月 9 日，中国工程建设标准化协会发布建筑光伏组件，行业标准确立。实质性补贴政策出台。2020 年 11 月 18 日北京市发布关于进一步支持光伏发电系统推广应用的通知，明确对 BIPV 进行补助，提出全部实现光伏建筑一体化应用的项目度电补贴 0.4 元（含税），时间持续 5 年；2021 年 3 月 16 日，南京出台 BIPV 补助政策较北京更为详细，将既有建筑改造也纳入补贴范围之内（存量）。时间相关政策文件表 4

11、：BIPV 相关政策支持文件2021 年绿色建筑表示管理办法2020 年建筑光伏组件标准2020 年绿色建筑创建行动方案2020 年关于加快新型建筑工业化发展的若干意见2020 年关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见2020 年“十四五”规划和 2035 年远景目标资料来源：政府官网，表 5：近期出台 BIPV 补贴相关地区内容摘要地区文件相关内容摘要北京关于进一步支持光伏发电系统推广应用的通知南京南京市绿色建筑示范项目管理办法目标实现到 2022 年本市可再生能源在能源消费总量中的比重达到 10以上实施六大阳光工程全部实现光伏建筑一体化应用（光伏组件作为建筑构件）的项目，补贴标

12、准为每千瓦时 0.4元（含税），补贴时间 5 年补贴范围：当年获得二、三星级绿色建筑标识的单体项目，超低能耗建筑示范项目（优先支持近零能耗建筑及零能耗建筑），新建可再生能源建筑应用示范项目；既有建筑节能改造示范项目等；建筑信息模型（BIM）示范项目绿色建筑示范项目给予一次性资金补助，同时不高于合同价的 50，其中 BIM 项目且不高于增量成本的 50绿色建筑补贴：二星级示范项目补助标准为 20 元/平方米，最高不超过 30 万元；三星级示范项目补助标准为 30 元/平方米，最高不超过 50 万元；绿色建筑片区集成示范及绿色小镇项目根据规模和技术应用水平由专家评审决定，补助金额最高不超过 300

13、 万元超低能耗建筑示范项目补贴：超低能耗、近零能耗、零能耗建筑分别按照 30 元/平方米、80元/平方米、100 元/平予以补助。单个超低能耗建筑示范项目补助金额最高不超过 200 万 既有公建改造补贴：政府办公建筑应采用合同能源管理模式进行改造，改造后综合节能率不低于 15的，补贴 30 元/平方米；其它公建改造后综合节能率不低于 20的，补贴 30 元/平方米；采用合同能源管理模式的，补贴 35 元/平方米既有建筑补贴：旧窗节能改造按照窗户面积 260 元/平方米；建筑外遮阳按照遮阳面积 200 元/平方米；屋顶节能改造按照改造面积 50 元/平方米；外墙节能改造按照墙面面积 20 元/平

14、方米。其它节能设备应用根据节能效率、采用的技术含量及先进程度按照不高于节能设备总造价的 20予以补助，单体补贴不超过 200 万元建筑节能监管体系建设示范项目补助：建筑能耗统计项目补助 300 元/幢，最高不超过 20 万元；重点耗能建筑审计项目补助 2 万元/幢，最高不超过 80 万元；建筑能耗监测平台数据传输维护（含机房维护、数据传输专线、软硬件升级、安全监控、分析报告编制等）经费补助不超过 40 万元/年BIM 示范项目补助：公共建筑（规划）设计阶段补助 8 元/平方米，居住建筑（规划）设计阶段补助 5 元/平方米，采用 BIM 正向设计的每平米再增加补助 4 元；施工阶段按 8 元/平

15、方米补助；市政工程（规划）设计阶段按建安造价的 0.1补助，施工阶段按建安造价的 0.05补助；房屋建筑补助不足 10 万元的按 10 万元计，最高不超过 30 万元；市政工程不足 5 万元的按 5 万元计，最高不超过 20 万元资料来源：北京市发改委，南京市发改委，经济性：目前回收期 6-8 年，且有进步空间BIPV 全生命周期造价高于传统屋顶。目前国内市场工商业屋顶（彩钢板、琉璃瓦等）初始造价约为 100 元/平方米，考虑到使用年限为 20 年，对应 50 年产权的全生命周期成本为 250 元/平方米；BIPV 相对传统工商业屋顶造价更高，按目前 BIPV 转换效率 16%测算，单平造价约

16、为 600-800 元（4-5 元/w），较传统屋顶初始造价高 1-2 倍。有发电功能，目前已具备经济性。此前 BIPV 项目多数以薄膜电池为主，如碲化镉、铜铟镓硒等，由于薄膜转换效率相对较低且初始造价相对较高，因此虽有示范项目落地，但不具备经济性，因此并未大范围推广。随着光伏技术路线向晶硅路线切换，尤其是单晶替代多晶后，光伏转换效率提升叠加造价大幅下降，目前 BIPV 项目已具备经济性：若屋顶项目初始投资为 600-800 元/平方米，转换效率为 16%，粗算项目 6-8 年可收回成本（不考虑北京、南京补贴）。成本有进一步下降的空间。BIPV 成本有较大的下降空间：（1）受产业链供需关系影响

17、，目前组件价格处于高位，预计相关重点环节扩产相继达产后，组件价格有望下降；（2）目前大宗商品价格持续上涨，增加了除组件之外的其他成本，大宗商品价格长时间维持高位可能性不是很大；（3）光伏行业本身具备学习曲线，成本会随着生产经验的积累按照一定规律下降；（4）目前 BIPV 项目经验较少，设计进步空间较大；（5）行业推广加速后，规模化会进一步降低成本。综合来看，预计未来 3-5 年内，BIPV 单平造价可能会降至 400-500 元左右。表 6：BIPV 已具备经济性薄膜（彩色铜铟镓硒光）单晶 BIPV普通屋顶屋顶面积（平方米）111初始造价（元/平方米）1000-1200600-800250使用

18、寿命50 年50 年20 年转换效率1216-1 平方米功率（w）120160-利用小时7001000-一年发电量84160-电价（元/kwh）0.70.7-收入（元）58.8112-贴现率555回收期（粗算）-6-8 年-资料来源：中国建筑节能协会，表 7：BIPV 较 BAPV 可能是更优选择对比项BAPVBIPV铝镁锰屋面板包括直立锁边铝镁锰屋面板和铝合金 T 型支架，约 200 元/平36 元橡胶密封条、固定件等，约 72 元光伏发电组件单元包括光伏发电板和铝合金边框，约包括光伏发电板和铝合金边框，约板336 元336 元综合造价（材料价）572 元/平408 元/平使用寿命20 年更

19、换一次50 年系统支架配件包括夹具、导轨、固定件等，约无包括配套轻钢檀条、铝合金压条、结论采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料 164 元/平资料来源：光伏建筑一体化屋面系统研发与实践水电与新能源 2020 年第一期， 注：论文当中 BIPV 未考虑屋顶造价，也未考虑 BAPV 约 20 年一次的更换成本跨行业协同：业内认识到 BIPV 是交叉学科此前行业发展尚未到爆发时点。若仅考虑 BIPV 经济性，2019-2020 年 BIPV 行业就应该迎来大发展，彼时组件价格及转换效率与目前没有质的差别，但行业整体没有显著变化，究其原因有三点：（1）建筑不懂光伏，光伏不懂建筑；（2）光伏在当时不大需

20、要懂建筑：相对于拓展应用边际，光伏行业内部有更重要的事需要去做，即一体化；（3）减排是清晰的大趋势，但具体实施比较模糊。光伏行业认识到建筑设计是 BIPV 发展过程中不可缺少的参与者。BIPV 是交叉学科，光伏与建筑设计缺一不可，但两个行业存在很大差别：光伏行业本质是半导体，第一性是度电成本下降，相对冰冷；建筑行业兼备建筑学与美学要求，因此第一性也极难描述，需考量多方面标准，有温度。此前 BIPV 项目规模相对较小、推广速度较慢，近期光伏行业相关企业已经认识到建筑设计是 BIPV 发展过程中不可缺少的参与者，与相关建筑行业公司开启合作。图 4：光伏行业与建筑行业差别很大BIPV建筑光伏半导体建

21、筑学、美学第一性：三要素：度电成本建筑功能、建筑技术、建筑艺术形象资料来源：隆基股份，图 5：BIPV 设计过程要点资料来源：中国建筑节能协会，企业合作内容表 8：光伏企业跨界合作部分案例隆基股份协议收购森特股份股权，成为其二股东与中远金风签订 BIPV 战略合作协议以促进光伏发电事业发展为目标，中信博成立项目推进对接工作小组，建立实时沟通机制，在全国分布式光伏电站项目、BIPV 形式光伏电站项目等领域构建长期的战略合作伙伴关系英利集团2021 年 1 月，英利集团与秀强股份有限公司控股子公司保定嘉盛光电科技股份有限公司共同合作开发适用于 BIPV 领域的玻璃深加工产品资料来源：Wind，三、

22、增量空间广阔，先发优势会让个体呈现强 发展路径：从国内到海外，由增量到存量从国内开始发展。特斯拉已在海外市场推出居民使用的 solar roof，由于国内外电力价格形成机制不同，且面临推广问题（渠道），即使海外居民电价高于国内，国外企业面向海外推广 BIPV 可能也会比较困难。相对海外，国内企业更加熟悉本土市场，预计短期内BIPV 海外与国内市场可能会相对隔离，国内企业主要市场在本地。公建与工业市场是主战场，发展路径从是增量到存量。增量方面，BIPV 大概率会从新建增量项目开始推广，如公建方面的高铁站、机场等，此外，新增的工业园区也为 BIPV提供了很好的切入契机；存量方面，与增量的区别在于：

23、（1）改建 BIPV 会对电网企业现有经营情况产生影响；（2）需要考察原来结构负载是否满足要求。居民市场潜力有待挖掘。居民市场推广主要面临三个问题：（1）经济性。国内居民电价低；（2）收益分配。屋顶、幕墙收益分配较为复杂，开发商意愿可能会低一些；（3）安全性。BIPV 在适用性方面与传统建筑材料不同，光伏阵列增加建筑自身的燃料荷载，也改变了建筑火灾动力学边界条件。目前 BIPV 无法用于生产的火灾危险性分类为甲、乙，或储存物品的火灾危险性分类为甲、乙的地点，居民市场的推广可能比工业更注重安全性。使用或产生下列物质生产的火灾危险性特征生产的火灾危险性类别表 9：生产的火灾危险性分类闪点小于 28

24、的液体；爆炸下限小于 10的气体；常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质；甲4.常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质；遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫黄等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质；在密闭设备内操作温度不小于物质本身自燃点的生产闪点不小于 28，但小于 60的液体；爆炸下限不小于 10的气体；不属于甲类的氧化剂；乙4.不属于甲类的易燃固体； 5.助燃气体；6.能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点不小于 60的液体雾滴丙1.闪点不小于 60的

25、液体； 2.可燃固体1.对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产；丁2.利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其他用的各种生产； 3.常温下使用或加工难燃烧物质的生产戊常温下使用或加工不燃烧物质的生产资料来源：消防资源网，储存物品的火灾危险性特征储存物品的火灾危险性类别表 10：存储物品的火灾危险性分类闪点小于 28的液体；爆炸下限小于 10的气体，受到水或空气中水蒸气的作用能产生爆炸下限小于 10气体的固体物质；甲3.常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质；常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物

26、质；遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫黄等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质闪点不小于 28，但小于 60的液体；爆炸下限不小于 10的气体；乙3.不属于甲类的氧化剂； 4.不属于甲类的易燃固体；助燃气体；常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品丙1.闪点不小于 60的液体； 2.可燃固体丁难燃烧物品戊不燃烧物品资料来源：消防资源网，增量空间广阔，先发优势会进一步增强个体的属性市场空间空间广阔。按当年竣工面积 43 亿平测算，假设转换效率不变，2022、2025、 2030 年 BIPV 单平造价分别为 600、

27、500、400 元，预计 2022、2025、2030 年当年新增的市场分别为 85、497、1135 元，对应 2.3、15.9、25.4GW 装机规模。可能会以晶硅路线为主。薄膜除成本高于晶硅外，从某些方面来看可能是适用于 BIPV，比如透光性等等。此前行业发展相对缓慢，可能是因产业没有足够的爆发契机，并不能说明薄膜路线不适用于BIPV、无法推动 BIPV 行业实现质变，但我们仍然认为 BIPV 市场可能会以晶硅路线为主而非薄膜：（1）BIPV 发展初期预计将以 ToB 的项目为主，但这些项目本质却具备很强 ToC 属性：有温度、不冰冷，技术路线只是入口的延伸，在初期发展阶段，我们认为入口更重要；（2）BIPV 是交叉学科，能否掌握行业入口取决于相关企业在建筑领域的布局，晶硅路线相关企业正在强势入局 BIPV；（3）行业初步进入发展正轨后，有很强的示范效应。先发优势会进一步增强个体的属性。BIPV 发展需要跨行业协同，且有示范效应，预计将体现出先发优势，率先建成示范项目并推广的企业将凭借先发优势进一步增强个体的属性。考虑到行业爆发可能会先从增量示范项目开始，光伏企业能否快速掌握相关建筑设计的相关能力较为关