电气设备行业特斯拉专题报告六：SolarRoof是否能点燃BIPV市场

1、目 录TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _TOC_250002 特斯拉的新能源帝国 1 HYPERLINK l _TOC_250001 Solarcity 商业模式：以光伏创新产品突破传统屋顶材料 1 HYPERLINK l _TOC_250000 SolarRoof 在美国卖的好不代表在国内市场同样成功 6图 目 录图 1：户用光伏 Solar 1图 2：商用光伏 Commercial Solar 1图 3：特斯拉 SolarRoof 3图 4：传统光伏屋顶 3图 5：美国电价（美分/KWh） 4图 6：加利福尼亚电价（美分/KWh） 4图 7：光伏屋顶 Solar R

2、oof 6图 8：优质屋顶 Premium Roof 6图 9：典型屋顶 Typical Roof 6图 10：汉瓦案例：江苏常熟市 10KW 项目 7图 11：汉墙案例：广东河源华侨城项目 7图 12：晶科 460W Tiger 组件 8图 13：晶科 Tiger 系列组件 8图 14：特斯拉 Gigafactory 2 8图 15：特斯拉 Gigafactory 2 8表 目 录表 1：特斯拉光伏系统主要参数（以加利福尼亚州为例） 2表 2：特斯拉光伏系统收益率测算（以加利福尼亚州为例） 3表 3：美国别墅不同造价对比 4表 4：2011-2019 年美国加州电价情况（美分/KWh） 4表

3、 5：2019 年美国各州电价（美分/KWh） 5表 6：特斯拉 SolarRoof 比较（以 10kW 功率 2000 平方英尺面积为例） 6表 7：汉能“汉瓦”主要产品参数 7特斯拉的新能源帝国特斯拉的秘密宏图 2 中说：我们计划整合能源再生和存储。我们要创造整体的、美观的太阳能板和电池集成产品，使之成为个人的供电设备，继而在全世界实现规模化效应。特斯拉准备扩大 Powerwall，而 Solarctiy 则准备提供丰富的差异化太阳能产品，将两家公司整合在一起。马斯克已经完全实现了他在秘密宏图 1 当中的计划，跟踪下来，马斯克也确实都在按照他的计划行事。1 Solarcity 商业模式：以

4、光伏创新产品突破传统屋顶材料Building Integrated Photovoltaics (BIPV)嵌入光伏的建筑，也就是光伏建筑一体化建筑，采用建筑和建材的标准和单位，以平米为单位，而非光伏传统的瓦数为单位。目前其应用场景主要有：BIPV 屋顶、BIPV 墙面、BIPV 窗户和 BIPV 建筑。特斯拉主推的 Solar Roof 是光伏发电屋顶瓦片，将钢化玻璃与光伏电池片高度集中成，具有高强度、轻重量的物理特点，其强度可达普通瓦片的三倍多，但重量仅为一半。但如果认为 Solarctiy 主要是做光伏系统，那就错了。我们对 Solarcity 的商业模式进行了研究： Solarctiy

5、 有两款产品，光伏屋顶和普通光伏项目。以 Solarcity 官网公布的价格为基础，可以算出来，光伏项目的 IRR 在 4%-6%之间，仅具备一定吸引力。而如果做成光伏屋顶的话，它的价格比传统屋顶价格低 40%。这才是 Solarcity 真正的突破点：仍然是通过创新找到了新的商业模式。图 1：户用光伏 Solar图 2：商用光伏 Commercial Solar数据来源：特斯拉，西南证券整理数据来源：特斯拉，西南证券整理目前安装方面特斯拉打算全部采用 SolarCity 的施工队，并不会和建筑商、承包商合作。价格上，特斯拉或许会参考 SolarCity 采用四种适合不同人群的解决方案，这一价

6、格方案使得 SolarCity 很快速地将太阳能设备推广开来：PPA：用户不需要为设备掏钱，SolarCity 除了为用户安装太阳能系统之外，还负责系统的日常管理和维护，而用户以低于电网的价格为自己所使用的电量买单。（使用权：20 年）Solar Lease（租赁）：用户不需要为设备掏钱，SolarCity 同样负责安装太阳能系统，用户会负责一部分的用户管理，但是用户能够使用太阳能设备所产生的所有能源，如果多使用了只需补差价即可。（使用权：20 年）Cash purchase：直接购买。Loan（贷款）：用户直接使用 SolarCity 的贷款进行购买，分 10、20 年期结清设备款项，每月还

7、款为定额。SolarCity 通过将屋顶光伏发电系统租赁给用户收取租金或者和用户签订售电协议收取电费，在这种模式下加州用户支付的单位电费低于从电网购电平均成本的 15%，光伏发电具备了与传统能源竞争的价格优势。此外，税收优惠政策推动租赁及 PPA 模式、通过政策变现吸引投资建设资金、分布式发电具备的成本优势、净电量计量法则的应用、通过 B2C 模式拓展家庭用户也是 SolarCity 获得成功的重要原因。表 1：特斯拉光伏系统主要参数（以加利福尼亚州为例）Solar小型中型大型特大型功率（KW）3.787.5611.3415.12生产电量（KWh/天）14-1929-3943-5858-77总

8、价（美元）10500195002900037500联邦税收抵免（美元）2730507075409750抵免后售价（美元）7770144302146027750定期付款（美元/月）65130195260Commercial Solar小型中型大型功率（KW）40120240生产电量（KWh/年）56000168000336000电量产值（美元/年）10660-1230024180-2790048360-55800面积（平方英尺）100003000060000总价（美元）88660192360345560联邦税收抵免（美元）230525001489846抵免后售价（美元）6560814234625

9、5714定期付款（美元/年）6709-774017004-1962030888-35640数据来源：特斯拉官网，西南证券整理目前特斯拉光伏系统共有户用光伏（Solar）和商用光伏（Commercial Solar）两种类型。户用光伏按功率分为 3.78KW、7.56KW、11.34KW 和 15.12KW 四种，联邦税收抵免后售价分别为 7770、14430、21460 和 27750 美元。商用光伏按功率分为 40KW、120KW 和 240KW三种，每年生产电量 56000 KWh、168000 KWh 和 336000 KWh，联邦税收抵免后售价分别为 88660、192360 和 34

10、5560 美元。经过测算可知光伏系统的收益率并不高，IRR 在4.5%-6%之间，ROE 在20%-25%左右。特斯拉四种型号的户用光伏（Solar）25 年间资本金收益率分别为 4.50%、5.32%、5.42%和 5.78%，单瓦利润在$1.05-1.18 之间。三种型号的商用光伏（Commercial Solar）资本金收益率则高一些，分别为 5.93%、6.89%和 7.91%，单瓦利润在$0.67-1.05 之间。仅仅看重光伏发电的话，项目本身并不见得有多大的吸引力。表 2：特斯拉光伏系统收益率测算（以加利福尼亚州为例）Solar小型中型大型特大型首年平均首年平均首年平均首年平均净利

11、率61.04%58.43%62.68%59.46%62.86%59.57%63.49%59.97%单瓦利润1.131.051.161.061.171.071.181.07ROE20.00%18.44%22.12%20.20%22.37%20.42%23.30%21.19%资本金 IRR4.50%5.32%5.42%5.78%Commercial Solar小型中型大型首年平均首年平均首年平均净利率62.20%58.73%58.93%55.37%59.46%55.50%单瓦利润1.050.950.770.700.750.67ROE23.12%21.02%23.54%21.30%25.52%22.

12、93%资本金 IRR5.93%6.89%7.91%数据来源：特斯拉官网，西南证券整理SolarCity 的商业模式是预先支付安装太阳能电池板的费用，并允许房主在随后一段时间内支付，这就产生了对现金的持续需求。这些需要从外部投资者那里筹集资金，这些投资者通常是大银行，他们当时有权获得房主支付的第一笔款项，这让 SolarCity 陷入举债困境，并于 2016 年被特斯拉斥资 26 亿美元收购。完成收购后特斯拉对其业务进行整合改造，成为全球唯一垂直整合的能源公司打造新能源生态闭环，发布了面向居民用户的太阳能发电屋顶 SolarRoof。图 3：特斯拉 SolarRoof图 4：传统光伏屋顶数据来源

13、：特斯拉官网，西南证券整理数据来源：金安发，西南证券整理SolarRoof 通过三层结合在一起让看似普通的瓦片具备了太阳能电池板的效果，阳光透过玻璃和薄膜、通过底层的太阳能电池将光能转化为电能：最外层的高强度的钢化玻璃能够提高较高的透光率、使它在硬度上具有很大优势。中间一层薄膜上的微型彩色百叶片是缓冲层，可以提高电池效率、呈现不同颜色。最下面一层是高效能电池板。与传统太阳能发电屋顶相比具有强度高、耐用美观、重量轻等优势，寿命是普通瓦片的 2-3 倍，可以长达 50 年。美国常规别墅家庭好一些屋顶造价 898 元/平，常规光伏需要 752 元/平，合计需要 1650元/平，新的太阳能玻璃屋顶仅需

14、要 1279 元 /平，可节省 371 元/平，具有一定的吸引力。表 3：美国别墅不同造价对比分类面积（M2）总造价（元）单价（元/M2）Solar Glass Roof1862376501279Solar Panel186139650752Premium Roof186166880898Solar Panel+Roof1863065301650光玻顶节省68880371数据来源：西南证券表 4：2011-2019 年美国加州电价情况（美分/KWh）201120122013201420152016201720182019美国合计9.99.8410.0710.4410.4110.2710.481

15、0.5310.6居民11.7211.8812.1312.5212.6512.5512.8912.8713.04商业10.2410.0910.2610.7410.6410.4310.6610.6710.66工业6.826.676.897.16.916.766.886.926.83交通10.4610.2110.5510.4510.099.639.689.79.73加州合计13.0513.5314.315.1515.4215.2316.0616.5817.04居民14.7815.3416.2316.2516.9917.3918.3118.8419.22商业13.0513.4114.215.6215.

16、7315.0715.7616.3416.86工业10.1110.4911.4412.3412.1711.9212.7313.213.52交通8.147.178.548.98.999.88.688.648.94数据来源：EIA，西南证券整理图 5：美国电价（美分/KWh）图 6：加利福尼亚电价（美分/KWh）数据来源： EIA，西南证券整理数据来源：EIA，西南证券整理近年来电价不断攀升、尤其是昂贵的居民电价给光伏发电带来了广阔的发展空间。美国每KWh 电价 2001 年到 2019 年从 9.9 上涨为 10.6 美分，而居民电价则从 11.72 上涨到 13.04美分，是各种电价中最为昂贵的

17、一种。加利福尼亚州十年间每 KWh 电价从 13.05 涨到 17.04美分，2019 年居民电价高达 19.22 美分。表 5：2019 年美国各州电价（美分/KWh）合计居民商业工业合计居民商业工业Maine14.0817.8712.789.37Michigan11.715.8311.427.29Massachusetts18.2922.0216.514.37Ohio9.4312.169.596.2New Hampshire17.1720.0815.9413.09Wisconsin11.0414.6211.027.72Rhode Island18.521.7516.3915.56West

18、North Central9.7611.879.657.37Vermont15.3417.6816.0210.82Iowa9.3612.9210.246.73Middle Atlantic12.3715.7912.216.55Kansas10.2512.6710.237.26New Jersey13.4715.8712.2710.2Minnesota10.5713.2710.477.82New York14.3917.9314.065.59Missouri9.4510.828.96.68Pennsylvania9.813.788.726.38Nebraska9.2110.868.987.77E

19、ast North Central10.1313.310.146.87North Dakota9.0810.388.988.43Illinois9.4512.838.966.41South Dakota9.9311.589.467.81Indiana9.8412.310.787.3South Atlantic10.0311.979.376.36West Virginia8.411.149.045.96Delaware10.6412.679.677.47East South Central9.4311.3410.675.76District Of Columbia12.1412.9812.088

20、.22Alabama9.8812.6211.526Florida10.711.979.547.71Kentucky8.5310.679.985.39Georgia9.5311.449.615.82Mississippi9.3111.3310.545.94Maryland11.2513.129.977.75Tennessee9.7510.810.565.72North Carolina9.5311.578.866.2West South Central8.4711.258.135.48South Carolina9.8612.7710.455.98Arkansas8.139.88.665.95V

21、irginia9.5312.028.216.82Louisiana7.659.528.775.16Utah8.3210.558.385.95Oklahoma7.7410.127.784.88Wyoming8.1211.229.76.69Texas8.811.968.025.61Pacific Contiguous13.9615.6814.549.95Mountain9.4211.919.556.29California17.0419.2216.8613.52Arizona10.6412.5510.396.32Oregon9.0610.978.886.22Colorado10.0212.2310

22、.127.23Washington8.069.628.764.86Idaho7.919.917.686.1Pacific Noncontiguous25.6128.2825.1123.61Montana9.1411.3810.495.35Alaska20.4322.920.0817.27Nevada8.7512.047.986.09Hawaii28.8332.0629.5825.76数据来源：EIA，西南证券整理市场空间巨大：美国加州每年的光伏市场大约 3-4GW，其中分布式户用占据一大半，近 2GW 左右。同时，加州是美国最大州，人口近 4000 万，对应近 1300 万个家庭。假设光伏屋顶

23、渗透率为 30%，则对应 390 万套屋顶光伏，对应大约 1600 亿美元市场。全美人口约3.2 亿人，对应约 1 亿个家庭，假设光伏屋顶渗透率为 15%，对应 1500 万套屋顶光伏，对应大约 6000 亿美元市场。可如果比较 SolarRoof 和传统屋顶建筑的话，前者的优势就明显突出了：美国高端别墅屋顶建筑材料价格在$8-10/平方英尺之间，而 SolarRoof 的价格比传统建筑材料低，而且还能发电。第三代的 SolarRoof 非常美观，所以对美国具备一定的吸引力。可以说， Solarcity 这次又是一次产品力的创新：以新能源为契机，通过创新的产品挑战传统市场。跟特斯拉电动车有一定

24、的相似之处。2 SolarRoof 在美国卖的好不代表在国内市场同样成功当前特斯拉 SolarRoof 太阳能屋顶能够替代传统屋顶，与 Powerwall 家用电池集成提供每瓦成本最低的不间断电力。特斯拉将承担将完成远程家庭评估、定制设计、许可和安装工作，适应气候条件保修、瓦片保修和供电保修均为 25 年，防冰雹等级 ANSI FM 4473 3 级可抵御直径 1.75 英寸的冰雹，防风等级 ASTM D3161 F 级可抵御每小时 130 英里的风速，防火等级 UL 790 A 级达到最佳防火等级。与二代产品不同，全新的 V3 Solar Roof 不再使用传统的太阳能面板覆盖屋顶的方案，而

25、是将集能装置嵌入到拥有理想强度的钢化玻璃中，并以此替换掉房屋原有的瓦片式屋顶。这套方案下，V3 Solar Roof 的价格将比前代产品更为低廉。其产品的主要卖点是：正面半钢化玻璃，小石子打不破，比琉璃瓦更结实。底层还是玻璃，双玻组件。为了漂亮，将玻璃进行了彩色化处理。图 7：光伏屋顶 Solar Roof图 8：优质屋顶 Premium Roof图 9：典型屋顶 Typical Roof数据来源：特斯拉官网，西南证券整理数据来源：特斯拉官网，西南证券整理数据来源：特斯拉官网，西南证券整理表 6：特斯拉 SolarRoof 比较（以 10kW 功率 2000 平方英尺面积为例）类型光伏屋顶优质

26、屋顶典型屋顶屋顶太阳能板屋顶太阳能板屋顶太阳能板售价-34091 美元20556 美元20878 美元20556 美元单价5.6 美元/平方英尺2.11 美元/瓦11.92 美元/平方英尺2.05 美元/瓦7.3 美元/平方英尺2.05 美元/瓦总价33950 美元54647 美元41434 美元数据来源：Homewyse，特斯拉官网，西南证券整理国内市场空间巨大：国内由于住宅建筑形态主要是高楼，因此国内发展屋顶式光伏主要是以工商业屋顶的形式。根据建筑行业的统计，工商业建筑面积约占整体建站面积的 23%左右，假设光伏屋顶的渗透率为 25%，对应大约 875GW 市场容量，2.2 万亿市场空间。

27、但 SolarRoof 在美国卖得好不代表在国内也可以卖的好。国内市场光伏产品竞争激烈，各大光伏厂商皆有 BIPV 产品。汉能是主打 BIPV 的公司，汉能的建筑产品主要包括汉瓦、汉墙、户用发电系统、工商业太阳能屋顶和绿地发电主要产品包括 Global Solar 、 MiaSoleFLEX CIGS 组件、Solibro SL2 CIGS 组件、非晶锗硅组件和非微晶硅基双结叠层组件。表 7：汉能“汉瓦”主要产品参数双玻三曲瓦双玻筒瓦单玻三曲瓦单玻筒瓦产品型号HW-MQSB-V2HW-MDSB-V1HW-M030AB1CHW-M009DB1C芯片类型铜铟镓硒铜铟镓硒铜铟镓硒铜铟镓硒功率30W1

28、1.5W30W9.38W长度721mm720mm700mm400mm宽度500mm（187,224）mm500mm（160,185）mm拱高35mm（57, 66）mm35mm（80, 92.5）mm重量6.5KG4.5KG5.2KG1.08KG荷载等级5400Pa2400Pa2400Pa2400Pa防水等级IP67IP67IP67IP67存储温度-40C 至+85C-40C 至+85C-40C 至+85C-40C 至+85C颜色黑色黑色黑色、金黄、砖红黑色数据来源：汉能官网，西南证券整理图 10：汉瓦案例：江苏常熟市 10KW 项目图 11：汉墙案例：广东河源华侨城项目数据来源：汉能，西南证

29、券整理数据来源：汉能，西南证券整理在组件端的金属化互联方案中，以晶科 Tiger 为代表，最快实现量产规模的半片+叠焊+多主栅很可能成为未来主流技术之一。青海特高压示范基地项目是全球首个使用 300MW 的高能量密度 Tiger 组件的地面电站项目，Tiger 系列组件采用晶科能源独有的 TR 技术，可靠性和效率显著提高，2019 年 11 月组件转换效率高达 20.4%，在局部阴影和高温等实际应用环境下发电量超越传统组件，满足项目对组件转换效率的高标准要求。晶科能源采用叠焊技术以消除电池片间隙，从而提高组件效率。半片的设计可减少阴影遮挡带来的电流损耗（电流失配损失和焊带功率损失），9BB 缩

30、短了主栅间细栅长度，减少了电流在细栅的传输距离，从而降低损耗，使得输出功率与效率同步提高。使得 Tiger 组件的效率高达 2078，输出功率高达 460 瓦，同时适用于大型地面电站和分布式项目。图 12：晶科 460W Tiger 组件图 13：晶科 Tiger 系列组件数据来源：索比光伏网网，西南证券整理数据来源：中新网，西南证券整理从汉能和晶科的项目来看，目前安装的案例还是以项目为主，并没有大规模地在展开。这主要还是因为，屋顶建筑材料是传统建筑市场，而国内物业和开发商的产权不一致导致无法像美国市场那样容易推广。美国房产市场 80%都是别墅，而国内基本以公寓楼为主。 SolarRoof 想

31、要落地到国内，还得遵循用户和工商业用户的开发逻辑。需要注意的是，国内户用光伏系统很多是农村，而农村的户用产品已经成熟，而且价格便宜。所以 SolarRoof 进军国内市场，似乎挑战更大。从特斯拉的路线来看，一直以创新低价来打开市场，而光伏产品从价格上来讲没有谁做的过中国制造商。综上分析，我们认为特斯拉在国内市场开拓 SolarRoof 的难度较大。更好的仍然是在欧美市场。鉴于特斯拉和松下已经合作疏远，SolarRoof V3 大概率还是采用晶硅电池，表面为钢化玻璃，那么它的量产制造能力和安装能力是关注的焦点。其产业链应该还是在中国国内，对于中国的光伏制造企业是利好。特斯拉的能源产品主要是在超级

32、工厂 Gigafactory 2 生产，位于美国纽约州布法罗市，曾隶属于 SolarCity 于 2016 年被特斯拉收购，主要生产太阳能电池板及核心零部件光伏电池等。图 14：特斯拉 Gigafactory 2图 15：特斯拉 Gigafactory 2数据来源：新浪，西南证券整理数据来源：特斯拉，西南证券整理特斯拉和松下 2016 年宣布就光伏电池生产展开合作，在美国纽约州布法罗市建设超级工厂 Gigafactory2，自 2017 年起生产光伏面板的核心零部件光伏电池等。工厂的运营主体是特斯拉，松下承担生产设备采购等部分投资。主要由松下负责生产的光伏电池，原本应用于特斯拉的主力光伏面板

33、“Solar Roof”。在资金上，Gigafactory2 获得的投资并不少。松下投资了 2.56 亿美元，纽约州政府为 Gigafactory2 提供了 7.5 亿美元的贷款，之后纽约州财政又额外提供了 2.74 亿美元的资金援助 Gigafactory2 建设。在产能上，早期 Solar Roof 生产因气泡问题没得到解决，导致良品率相当低，超过 7 成的面板不合格，且 Gigafactory2 的周产能只有每周订单数量的 3/5。2018年第二季度，特斯拉称气泡问题已经解决，良品率也已经超过了 90%。我们认为，SolarRoof 在美国市场定位高端别墅，采用逐步下沉的方式拓展用户，这

34、点和电动车的战略相同。应当跟踪的是特斯拉的 SolarRoof 自身的制造能力和成本控制能力，关注的是欧美市场。SolarRoof 在美国市场有较大的潜力，如果能够大规模量产，还是有较多应用场景的。但 SolarRoof 在中国的市场可能拓展难度很大，其产品力在国内无法体现，成本和国内光伏产品相比没有优势。建议关注：亚玛顿、锦浪科技、隆基股份。分析师承诺本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，报告所采用的数据均来自合法合规渠道，分析逻辑基于分析师的职业理解，通过合理判断得出结论，独立、客观地出具本报告。分析师承诺不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接获取任何