光伏行业专题报告之BIPV：特斯拉引领BIPV行业发展前景良好

1、万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)目录1、需求激增，BIPV 进入快速发展期 3 HYPERLINK l _TOC_250010 零能耗建筑目标为BIPV 发展奠定基础 3 HYPERLINK l _TOC_250009 国内政策支持，BIPV 成为分布式未来 4 HYPERLINK l _TOC_250008 BIPV 相较于BAPV 优势较大 7 HYPERLINK l _TOC_250007 2、BIPV 应用范围广阔，未来发展可期 9 HYPERLINK l _TOC_250006 特斯拉领衔光伏屋顶，介入光伏业务打造能源巨头

2、 9 HYPERLINK l _TOC_250005 受益加州政策，特斯拉光伏屋顶快速发展 9 HYPERLINK l _TOC_250004 光伏+储能模式，特斯拉全面发展光伏业务 11 HYPERLINK l _TOC_250003 BIPV 促进光伏玻璃需求快速增长 12 HYPERLINK l _TOC_250002 BIPV 在中国本土化，多方向协同发展 14 HYPERLINK l _TOC_250001 3、BIPV 相关标的梳理 15 HYPERLINK l _TOC_250000 4、风险提示 16图表 1：各国零能耗建筑发展规划 3图表 2：零能耗建筑示意图 3图表 3：2

3、018-2027 年全球BIPV 市场规模（亿美元） 4图表 4：我国太阳能资源分布情况 5图表 5：2013-2019 年我国累计光伏、分布式光伏装机容量（GW）及分布式占比 6图表 6：目前我国分布式光伏各项目类型占比（%） 6图表 7：2013-2018 年我国建筑业施工面积和竣工面积（亿平方米） 7图表 8：光伏组件墙体贴附安装 7图表 9：BAPV（左）和 BIPV（右）产品对比 8图表 10：BAPV 和BIPV 产品对比 8图表 11：BIPV 部分应用产品模型 9图表 12：特斯拉光伏屋顶产品 10图表 13：美国不同地区光伏屋顶收益情况 10图表 14：特斯拉光伏屋顶扣除电费

4、收益价格与传统屋顶价格对比 10图表 15：特斯拉工商业、公共事业储能设备 11图表 16：特斯拉户用储能设备 11图表 17：特斯拉光伏屋顶营业收入敏感性分析 11图表 18：不同透明度光伏玻璃幕墙效果 12图表 19：适用于玻璃幕墙的光伏组件 12图表 20：建筑用晶硅光伏夹层玻璃示意图 13图表 21：2018-2025E 单/双面组件市场占有率 13图表 22：2018 年全球各国 200 米及以上建筑物竣工情况 14图表 23：2009-2018 年我国城镇和乡村人口比例 15图表 24 相关公司盈利预测（截止日期 2020 年 2 月 23 日） 16万联证券研究所 HYPERLI

5、NK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)1、需求激增，BIPV 进入快速发展期特斯拉首席执行官伊隆马斯克在 2019 年 12 月的特斯拉四季报电话会议中提到，北美市场将出现对玻璃太阳能屋顶需求的大幅增长，太阳能屋顶会变成特斯拉未来的主要业务，BIPV（Building-integrated photovoltaic，光伏建筑一体化）的发展前景得到了前所未有的关注。零能耗建筑目标为BIPV发展奠定基础随着新型能源技术的发展与普及，零耗能建筑（Net-zero energy building）逐渐得到世界各国政府的广泛支持，通过利用可再生能源，同时搭配能源通讯智慧化管理，

6、零能耗建筑可以使房屋的耗能与产能达到平衡，进而实现绿色建筑的目标。图表1：各国零能耗建筑发展规划国家政策美国2030 年达到净零能耗英国2019 年公共建筑达到零碳德国2020 年新建建筑达到近零能耗韩国2025 年居住建筑达到零碳日本2030 年新建住宅达到零能耗丹麦2020 年后居住建筑全年冷热需求降低至 20kWh/资料来源：万联证券研究所整理图表2：零能耗建筑示意图资料来源：公开资料整理，万联证券研究所BIPV 凭借提升建筑的能源效率、提高资源和材料的利用率以及提升室内环境品质的万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)优势，成为实现

7、零能耗建筑目标的首选技术。在此背景下，美国加州出台法规，2020年三层以下的屋顶强制安装太阳能电池板，欧盟“Solar 4 Buildings”运动建议欧盟所有新增建筑中均安装太阳能板，全球 BIPV 市场规模也随之“水涨船高”。根据透明市场研究公司最新报告数据，建筑一体化光伏在 2019 年实现了 1.15GW 的全球装机容量，根据 N-Tech Research 预测数据，2019 年 BIPV 市场规模达到 32.80 亿美元，到 2027 年将达到 115.69 亿美元，平均 CAGR 达到 16.6，Grand View Research更是乐观估计全球建筑一体化光伏市场规模将在 2

8、025 年达到 367.4 亿美元。140.0025.00120.0020.00100.0080.0015.0060.0010.0040.005.0020.000.000.002018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027BIPV市场规模（亿美元）同比（ ）（右坐标轴）联证券图表3：2018-2027年全球BIPV市场规模（亿美元）资料来源：N-Tech Research，万联证券研究所国内政策支持，BIPV成为分布式未来2016 年 3 月，国务院发文中共中央、国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见，确立“适用、经济、绿色、美观

9、”八字建筑方针，其中突出了建筑节能、节水、节地、节材和环保的新特性。2019 年 3 月发布的绿色建筑评价标准提出，应推广建筑节能技术，提高建筑节能标准，推广绿色建筑和建材。支持与鼓励太阳能发电等新能源技术，发展被动式房屋等绿色节能建筑。2019 年 9 月，近零能耗建筑技术标准正式实施，明确了超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑和产能建筑的相关定义。绿色建筑“十三五”规划中提出，2020 年绿色建筑要超过 50，光电建筑占分布式光伏装机总量的 60，占光伏装机总量的 20，争取光电建筑装机量达到 20GW 以上。国家近期出台的一系列政策明确了绿色建筑的重要性，同时也为建筑一体化光伏产品未来

10、发展奠定了坚实基础。我国是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一，除东北的少数地区外，我国其他地区年平均日照时数都在 2600 小时以上。因此，早在 2009 年我国就启动了“太阳能屋顶联证券万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)计划”，并在当年开展了 111 个太阳能光电建筑应用示范项目，实现 91MW 的装机容量，到 2011 年光电建筑装机容量已高达 535.6MW。图表4：我国太阳能资源分布情况资料来源：公开信息整理，万联证券研究所近年来，我国光伏发电保持高速发展，根据国家能源局数据，2019 年实现光伏装机 量 30.22GW，累计

11、光伏装机量达 182.65GW。作为光伏发电的重要应用形式，分布式光 伏装机容量占比迅速提升，从 2013 年的 17.99增长至 2019 年的 32.14，累计装机 容量达 58.70GW。近四年分布式发电占比的持续增长反映了行业未来的变化趋势，由 于更低的条件要求和更小的投资规模，分布式发电未来的发展速度将超过集中式电站。根据中国光伏协会数据，2019 年新增 30.1GW 装机中，地面电站为 17.9GW，分布式达 到了 12.2GW，分布式占比已经达到 40.53。万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)200 28.9832.1

12、4 35.0030.0015022.7225.0017.9916.7820.0010014.1213.3315.005010.005.0000.002013201420152016201720182019累计光伏装机量（GW）累计分布式光伏装机量（GW）分布式占比（ ）（右坐标轴）图表5：2013-2019年我国累计光伏、分布式光伏装机容量（GW）及分布式占比资料来源：中国光伏协会，万联证券研究所光伏+建筑作为分布式光伏未来最主流的应用，发展前景巨大，建筑光伏目前已被公认为是未来光伏发电的最大市场和主要发展方向。根据 CPIA 数据，目前光伏与建筑结合的分布式项目占全国分布式光伏项目总量的 8

13、0 。因此，BIPV 和 BAPV 在将来分布式光伏发电高速发展的过程中将迎来高增长。其他类型20光伏+建筑80图表6：目前我国分布式光伏各项目类型占比（）资料来源：CPIA，万联证券研究所未来大量的建筑需求将为分布式光伏带来广阔的市场前景。根据国家统计局数据和中国建筑科学研究院测算，我国目前既有建筑面积约 800 亿平方米，可安装太阳能光伏电池近 30 亿平方米，装机容量约为 400GW；同时我国每年新建建筑面积约为 40 亿平方米，可安装太阳能电池约 3 亿平方米，装机容量约为 40GW。万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)2001

14、8016014012010080604020040.1542.3442.0842.2441.9141.35124.98123.97126.42131.84140.89113.2454035302520151050201320142015201620172018施工面积竣工面积图表7：2013-2018年我国建筑业施工面积和竣工面积（亿平方米）资料来源：国家统计局，万联证券研究所BIPV相较于BAPV优势较大建筑光伏一体化总体可以分为两个类型：光伏组件与结构结合（BAPV，Building- applied photovoltaic）与光伏组件与建筑集成（Building-integrated

15、photovoltaic ，BIPV）。二者目标都是依靠建筑表面进行太阳能发电，主要区别在于设计和集成到建筑物中的方式，BAPV 方法通常指在建筑表面建设完成后进行改造工程，外加太阳能板，这是传统光伏解决方案采用的方法。其可以铺设于屋顶的倾角、房屋外部平铺或者墙体贴附安装，此方法也称为“安装型”太阳能光伏建筑。BAPV 的主要功能是发电，与建筑物功能不发生冲突，不破坏或削弱原有建筑物的功能，并且无特殊要求，性价比较高，仅需要普通光伏构件。另外附着式的光伏组件也可以起到隔热，降低墙体温度的作用，减少了空调的冷负荷。图表8：光伏组件墙体贴附安装资料来源：公开信息整理，万联证券研究所万联证券研究所

16、HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)BIPV 用结合太阳能电池组件的材料替换了传统的建筑元件，其与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统，也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能，甚至还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成完美的统一体。BIPV 提供了双重功能，即产生能量并为完成的建筑物提供建筑元素。与此同时，由于建筑材料的多样性与替代性，BIPV 光伏装置可以将传统的屋顶变为光伏屋顶。其也可应用于光伏幕墙、光伏遮阳板、采光顶以及阳台护栏等。

17、与传统建筑材料相比，BIPV 的光伏装置不仅可以提供电能，也可以节约建筑材料、直接提供照明和起到保温的作用。联证券图表9：BAPV（左）和BIPV（右）产品对比资料来源：公开信息整理，万联证券研究所相较于 BAPV, BIPV 的最大好处是太阳能电池板的价格可以摊进被它取代的原始建筑材料，安装成本也可以算进建筑工程中，从而降低使用太阳能的成本。此外，在设计阶段就纳入太阳能，可以兼顾发电效率优化与美观，这些因素使 BIPV 成为近期成长最快的太阳能产业应用。图表10：BAPV和BIPV产品对比一体化类型应用形式附加效益适用组件光伏组件与建筑结合（BAPV）屋顶倾角无特殊要求，性价比优先，普通型光

18、伏构件屋面平铺保温隔热、通风墙体贴附安装降低墙体温度，减少空调冷负荷光伏组件与建筑集成（BIPV）光伏屋顶节材、保温建材型光伏构件光伏幕墙遮阳、节材、保温光伏遮阳板遮阳采光顶采光、照明、节材资料来源：建设科技期刊，万联证券研究所2、BIPV 应用范围广阔，未来发展可期BIPV 的产品形式较为多样，通常可分为以下几类：1、光伏与墙面结合；2、光伏与屋顶结合；3、光伏与遮阳结合；4、光伏与围栏结合。图表11：BIPV部分应用产品模型屋顶建筑玻璃幕墙平屋顶立面中庭联斜屋顶遮阳板天窗万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)资料来源：汉能，万联证券研

19、究所特斯拉领衔光伏屋顶，介入光伏业务打造能源巨头根据 Grand View Reasearch 最新报告，光伏屋顶是目前市场份额最大的 BIPV 产品，占 2018 年 BIPV 总收入的 61，光伏屋顶也将成为未来 BIPV 增长的最主要驱动力，预计在 2025 年，该细分市场规模将达到 69 亿美元。受益加州政策，特斯拉光伏屋顶快速发展由于光伏屋顶的大量需求，2016 年特斯拉收购太阳能企业 SolarCity，规划从光伏屋顶切入 BIPV 业务。并陆续发布了第一代和第二代 BAPV 光伏屋顶。2019 年 10 月，特斯拉推出了第三代太阳能屋顶产品，新产品将组件和屋顶一体化，使用了黑色纹

20、理玻璃制成的新型瓷砖，8 小时便可完成安装，最低 3.4 万美元一套起售（2000 平方英尺，约 186 平方米）。公司 CEO 马斯克表示，特斯拉屋顶的价格低于屋顶加太阳能电池板即 BAPV 应用模式的平均价格。由于加州政府要求自 2020 年 1 月 1 日起，新建的三层及以下住宅会被强制要求安装住宅光伏系统，特斯拉的光伏屋顶在美国预计将会万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)出现较大的需求增长。据马斯克估算，未来美国每年将有 450 万个新屋顶的市场，同时全世界每年约有 1 亿个屋顶市场。图表12：特斯拉光伏屋顶产品资料来源：特斯拉

21、官网，万联证券研究所整理尽管光伏屋顶目前价格仍大幅高于普通屋顶，但其作为发电元件节约的电费能够很好地弥补其较高的成本。我们以特斯拉的光伏屋顶在美国不同地区的情况为例，进行成本测算。按屋顶面积 100 平方米计算，特斯拉第三代光伏屋顶可以安装功率为 3.5kW的瓦片，扣除补贴售价为 15,121 美元。图表13：美国不同地区光伏屋顶收益情况电价（美元/kWh）年发电量（kWh/年）25 年节约电费总和（贴现率 2）最差情况地区044一般情况地区0.30550032857.98最优情况地区0.40600047793.42资料来源：万联证券研究所测算虽然特斯拉光伏屋顶 10

22、0 平方米的售价达到 15121 美元，按单价计算达到 151.21 美元/，远超普通屋顶价格，但是扣除其质保期 25 年内产生的电费收益后，特斯拉的光伏瓦片在美国绝大多数区域都能实现净正收益，即便按发电收益最差的地区计算，其成本也远低于其他传统屋顶。图表14：特斯拉光伏屋顶扣除电费收益价格与传统屋顶价格对比屋顶材质单价（美元/）总价（100 ）沥青25.082508木质51.135113混凝土57.865786板岩78.587858金属101.4510145黏土116.5211652光伏屋顶（最差情况）18.56185.56光伏屋顶（一般情况）-177.37-17736.98万联证券研究所

23、HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)光伏屋顶（最优情况）-326.72-32672.42资料来源：万联证券研究所测算光伏+储能模式，特斯拉全面发展光伏业务万联证券除光伏发电业务外，特斯拉进一步扩张其能源业务的版图，积极开发储能设备产品。在户用储能设备方面，特斯拉开发了 Powerwall 产品，通过内部的逆变器和电池包实现与光伏屋顶的配合，完成储能工作。工商业方面，特斯拉开发了 Powerback 和 Megapack 产品，Powerback 搭载最高 232kWh 的储能电池以及 70kVA 到 700kVA 的逆变器，同时实现 130kW 的输出

24、功率，Megapack 最高可存储 3MWh 的电量，为大型公共事业提供有力支持。图表15：特斯拉工商业、公共事业储能设备图表16：特斯拉户用储能设备资料来源：特斯拉官网，万联证券研究所资料来源：特斯拉官网，万联证券研究所通过储能产品，特斯拉形成了光伏产业从发电到储能的应用闭环，其光伏业务未来产值可观。根据特斯拉光伏屋顶产能情况以及其官网售价，我们对特斯拉光伏屋顶业务营收进行了敏感性分析。根据官网给出的加州地区不同屋顶面积的产品售价，我们给出了以 2000 平方英尺为基准，不同面积下的规模折减系数，根据马斯克的估算，特斯拉达产后每周产能约为 1000 套，我们按 52 周计算，从而得出全年营业

25、收入，我们营业收入（亿美元）1200每周出售屋顶数（套）11001000900800规模折减系数300027.9325.6123.2820.9518.620.98每套平均安250023.8321.8519.8617.8815.890.99装面积（平200019.5017.8816.2514.6313.001.00方英尺）150015.2213.9512.6811.4210.151.02100010.819.919.05估算特斯拉光伏屋顶达产后年营业收入应在 11-21 亿美元之间。图表17：特斯拉光伏屋顶营业收入敏感性分析万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券

26、版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)资料来源：万联证券研究所测算BIPV促进光伏玻璃需求快速增长由于光伏屋顶产品对材料强度和建筑美学的较高要求，光伏玻璃的质量成为了产品质量的关键因素。此外，建筑玻璃幕墙是除光伏屋顶外市场份额最大的 BIPV 产品，其对材料透明度的严苛要求也使得光伏玻璃的质量尤为重要。证券图表18：不同透明度光伏玻璃幕墙效果高透明度中透明度低透明度联万资料来源：onyxsolar，万联证券研究所玻璃幕墙对组件透光性的要求使得组件的结构变得更加复杂，其中一种较为常见的结构是玻璃-PVB(EVA)胶膜-太阳能电池片- PVB(EVA)胶膜-玻璃的五层结构，类似于建筑上常用

27、的夹胶玻璃，通过控制双面玻璃之间的电池间隙和边缘空隙，来制成 5-80透光率的光伏玻璃。图表19：适用于玻璃幕墙的光伏组件万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)联证券资料来源：公开信息整理，万联证券研究所图表20：建筑用晶硅光伏夹层玻璃示意图资料来源：索比光伏网，万联证券研究所由于玻璃幕墙采用的是双玻组件，其对光伏玻璃的需求也较传统单面组件更高。此外，随着双面组件市场渗透率的逐步提高，市场对光伏玻璃的需求也将大幅增长，因此光伏玻璃将直接受益于 BIPV 的发展，根据 Grand View Research 的预测，光伏玻璃的需求在 201

28、8-2025 年期间将以超过 20的速度增长。短期来看，光伏玻璃的需求增速将高于光伏市场的整体增速。图表21：2018-2025E单/双面组件市场占有率100908070605040302010020182019E2020E2021E2023E2025E双面组件市场占有率单面组件市场占有率资料来源：CPIA，万联证券研究所BIPV在中国本土化，多方向协同发展目前来看，尽管光伏屋顶在北美和欧洲都有十分强劲的需求，但是其应用仅限制在低楼层的住宅，而在中国高层建筑较多的情况下，光伏屋顶在中国的需求将受到一定限制。一方面，中国的高层建筑建设一直保持着高速增长，中国已经连续 23 年成为建造 200 米

29、及以上的建筑最多的国家。2018 年，中国完成 88 座 200 米以上建筑，占全球总数的 61.5。图表22：2018年全球各国200米及以上建筑物竣工情况1009080706050403020100总建成数建成高度总和（米）（右坐标轴）2500020000150001000050000万联证券研究所 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)资料来源：CTBUH，万联证券研究所另一方面，中国目前在加速推进城镇化进程，城镇人口比例逐年提高。十年来，中国城镇人口比例从 2009 年的不足 50提高到 2018 年的接近 60。随着城镇化的逐步推万联证券研究所

30、 HYPERLINK / 万联证券版权所有,发送给银华基金(公共邮箱:news)10090807060504030201002009201020112012201320142015201620172018城镇人口乡村人口进，我国平房和低层住宅比例将持续降低，而这将进一步削弱光伏屋顶的需求。图表23：2009-2018年我国城镇和乡村人口比例资料来源：国家统计局，万联证券研究所工商业屋顶是 BIPV 中国本土化的重要应用场景。光伏屋顶并非中国 BIPV 的唯一选择，在 BIPV 本土化的过程中，应顺应国情，多种 BIPV 表现形式都将拥有较好的发展机会，如光伏玻璃幕墙在高层建筑中的应用，以及光伏屋顶在乡村平房中的应用等。在 BIPV 的推广过程中，工商业分布式将成为主要着力点，以光伏屋顶为例，目前全国总建筑面积约为 800 亿平方米，其中工商业占据了 1/3，工商业屋顶约有 250 亿平方米，可实现超过 2000GW 的光伏装机，每年建筑业竣工面积 40 亿平方米，若 5用 BIPV 代替，达到千亿市场规模。因此，19 年分布式占中国光伏装机的 40.5,是光伏装机的重要应用场景，而分布式的快速