建筑行业专题报告-光伏幕墙增长空间广阔幕墙龙头BIPV再发力

建筑行业专题报告：光伏幕墙增长空间广阔，幕墙龙头BIPV再发力一、建筑幕墙市场规模连年攀升，江河集团龙头地位显著（一）幕墙为建筑外装饰，按照构件可以分为框架式、单元式、点支式幕墙是建筑的外墙围护，不承重，像幕布一样挂上去，故又称为“帷幕墙”，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由面板和支承结构体系组成的，可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所作用的建筑外围护结构或装饰性结构，外墙框架式支撑体系也是幕墙体系的一种。幕墙根据镶嵌板可以分类玻璃幕墙、金属板幕墙、非金属板幕墙，玻璃幕墙包括单片玻璃、胶合玻璃、中空波粒幕墙，金属板幕墙大多采用铝板，非金属板幕墙主要有石材板、千思板等。根据构件可以分为框架式幕墙、单元式幕墙、点支式幕墙，框架式幕墙包括明框式和隐框式幕墙。（二）行业产值连年攀升，龙头地位显著我国建筑幕墙行业从1983年开始起步，是中国经济体制改革的产物，近年来我国幕墙工程产值连年增长，建筑幕墙工程产值从2010年1500亿增长到2020年4900亿元，近十年GAGR为12.57%，其中2016年至2020年同比增长分别为6.25%/11.76%/6.58%/11.11%/8.89%，五年CAGR为8.90%，预计2021年超过5000亿元。2015年之后幕墙工程产值增速下降主要是受整个建筑装饰行业增速下降影响，2016年至2020年建筑装饰行业产值同比增长分别为7.65%/7.10%/7.65%/9.00%/6.09%，五年CAGR为7.49%，由此看来幕墙工程产值近五年增长率虽然下滑但仍然高于整个建筑装饰行业产值增长率。根据中国幕墙网，2021年我国建筑幕墙工程主要采用玻璃幕墙，占比达到41%，占比有所下降，但依然超过其他类型；石材幕墙因公共建筑及城镇化建设带来的各类项目增多逐渐上升，达到19%；金属幕墙尤其是铝板幕墙的应用正在加大，作为可再生利用且较环保的幕墙类型，在追求个性化设计与幕墙表皮艺术化的当前，铝板的可塑性更强，未来市场面将更加广阔。从幕墙工程区域分布来看，华东地区与华南地区工程占比达到46%，占据我国建筑幕墙工程近半。此外，根据中国建筑装饰协会2020年建筑工程装饰奖（幕墙类）获奖项目分类来看，67%幕墙工程应用于商业建筑，30%应用与公共建筑。从行业格局来看，国内主要上市企业2021年幕墙工程收入中，旗下江河幕墙2021年营收达到106.77亿元，其它企业，为国内主要上市幕墙企业最高；

、海南发展、位列第二梯队，2021年幕墙工程营收分别达到32.13/30.05/25.85亿元。此外，根据中国建筑装饰协会2020年综合统计公告，幕墙类业务中，江河幕墙排名第一；、亚厦幕墙、中建深装、科源建设位于第二梯队；博大建设、方大集团、位于第三；位于第四。二、分布式光伏加速推动光伏幕墙发展，幕墙光伏建筑一体化空间广阔（一）光伏幕墙是幕墙行业重要发展方向1．光伏幕墙技术构成光伏幕墙系统主要使用的是光伏幕墙结构技术、电能储存作用、并网技术以及光电转换系统等多种运用高新技术的综合应用系统。光电转换技术主要是指通过半导体所具有的光生伏特效应，将太阳辐射转变为电能，以此来充分利用资源。在普通建筑幕墙中用光伏玻璃替代普通玻璃使之成为光伏建筑一体化（BIPV）建筑，既为光伏玻璃提供了足够的面积，又不需要另占土地，还能省去光伏玻璃的支撑系统结构，是今后值得发展的重点领域，也被认为是BIPV的发展方向。光伏建筑一体化作为庞大的建筑市场和具有潜力的光伏市场的结合点，已成为未来建筑装饰板块主要的发展方向之一，而基于碳达峰、碳中和的国家战略，光伏幕墙绿色建筑将成为幕墙行业主要发展方向。光伏幕墙光伏系统包括作为光伏幕墙面板的光电板（即太阳能电池）、控制器、蓄电池组、逆变器等。其工作过程是：光电幕墙在太阳照射下，由光电板产生直流电，通过多极集电，即在太阳能控制器的控制下将光电幕墙产生的直流电通过蓄电池组储存起来，使用时，蓄电池组输出的直流经过逆变、变压等过程，转化成可供使用的交流电，送入供电网络或直接驱动负载。2．光伏幕墙应用可行性分析采用光伏组件作为建筑玻璃幕墙，不仅可以保持建筑原有的功能性、安全性以及美观需求。还能通过全年发电提供电能，同时太阳能转换的热能可满足建筑的季节性能源需求。在供暖季节产生热空气减少建筑的热负荷，在非供暖季节产生热水来满足家庭需求。并且光伏组件内的水循环能降低光伏幕墙的温度，从而使系统始终保持良好高效的运行性能。3．光伏幕墙主流太阳能电池简介光伏幕墙电池主要分为晶硅类和非晶类，晶硅类包括单晶硅和多晶硅，非晶类主要是薄膜类电池，常见的包括非晶硅薄膜、铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉薄膜类太阳能电池。硅基薄膜类太阳能电池的主要材料是硅基材料，包括非晶硅和微晶硅，电池硅层厚度约1μm，是硅晶电池的0.5%。硅基薄膜类太阳能电池具备优良的弱光特性，可在阴雨天等低紫外线条件下仍保持较好的光吸收效率和高温特性。相较于晶片型电池，硅基薄膜类太阳能电池热斑效应低，受局部光线遮挡影响小，透光率可调范围大，可靠性高，外观呈现红褐色，适合于偏暖色调的建筑外墙。碲化镉薄膜类太阳能电池是在玻璃基片或其他衬底基片上，依次沉积多层薄膜制备而成的光伏组件。碲化镉是一种高吸收系数的化合物半导体材料，其吸收系数约是硅的100倍。碲化镉薄膜类太阳能电池也具备极佳的弱光特性，对全光谱都有较好的吸收。相比硅基薄膜类太阳能电池，碲化镉薄膜类太阳能电池在阴雨天等低紫外线条件下光吸收效率和高温特性更优异，整体性能更好。碲化镉薄膜类太阳能电池不存在本征光致衰减效应，可保证25年80%的输出功率。碲化镉薄膜类太阳能电池外观呈浅灰色，适用于偏冷色调的建筑外墙。铜铟镓硒薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首，接近于晶体硅太阳电池，而成本只是它的三分之一，被称为下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池，是近几年研究开发的热点。此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对于外观有较高要求场所的理想选择。根据BIPVboost数据显示，2018年针对屋顶应用的BIPV中，晶硅电池占比达到90%，薄膜类电池占比为10%，而针对幕墙应用的BIPV中，晶硅电池占比为44%，薄膜类电池为56%。薄膜类太阳能电池由于可以根据需要制作成不同透光率，代替玻璃幕墙，所以在幕墙中应用更广，而晶硅电池光电转化率更高，屋顶相比起幕墙对透光性没有特别要求，更适用于晶硅电池。4．光伏与幕墙的结合形式根据《太阳能光伏建筑一体化的立面设计研究》，光伏幕墙系统按构造形式可分为：外挂幕墙、框架式幕墙、双层幕墙和单元式幕墙。5．光伏幕墙与光伏屋顶对比光伏幕墙：BIPV光伏组件可以与建筑物的墙面结合，或者直接替代幕墙功能，光伏幕墙不仅要满足光伏组件本身的性能要求，还需要满足幕墙的建筑功能，例如抗风压、气密性能、透明度以及美观度等，因此对光伏组件的要求很高。根据使用材料的不同可以将光伏幕墙分为两大类∶晶体硅类光伏幕墙系统和薄膜类光伏幕墙系统。晶体硅类的转换效率更高，更加适合在强光环境中工作。薄膜类能够根据建筑物的需要进行定制化的设计，更具美观性和协调性。光伏屋顶：建筑物屋顶进行光伏组件改造由来已久，光伏系统在屋顶的应用已经十分广泛。根据屋顶的类型不同，光伏组件屋顶可以大致分为平屋顶式、斜屋顶式和曲面屋顶式三大类。平屋顶式可以通过调整光伏组件的角度，以获得最大的太阳辐射量和最大的发电量，因此平屋顶式的经济效益最高。斜屋顶式是通过调整屋顶的角度，寻找最佳倾角以满足光伏组件需要的最佳光照角度。曲面屋顶式可以满足建筑物的美学需要，但是由于受力更加复杂，因此对光伏组件的力学性能要求更高，施工难度和建设成本更高。相比于光伏屋顶，相同条件下光伏幕墙单位装机容量发电量低于光伏屋顶，根据

《不同BIPV系统的收益及环境效益分析》，光伏幕墙系统25年寿命周期的发电量约为20.98kWh/Wp，产生的收益约为23.84元/Wp，光伏屋顶系统25年寿命周期的发电量约为28.73kWh/Wp，产生的收益约为32.63元/Wp。但建筑幕墙的表面积更大，能有效提高发电量，更适合用于高楼大厦的发电需求，同时光伏幕墙相对于光伏屋顶清洁更为简单方便。（二）分布式光伏发展迅速，长期发展空间广阔1．光伏产业发展迅速，提升空间依然可观根据中国光伏行业协会的数据，到2020年，我国光伏累计装机量和新增装机量已分别连续6年、8年、10年、14年位居全球首位，发展势头迅猛。根据国家能源局发布数据，2015-2021年，我国光伏发电的累计装机量一路从43.18GW增长至307.38GW，新增装机量在2021年达到了54.88GW。集中式光伏发电一直是我国光伏发电主要组成部分，2021年累计装机容量达到199GW，近年在累计光伏发电装机容量中来占比持续稳定在65%-70%，2021年新增装机容量被分布式光伏发电超越，未来集中式光伏发电增长势头将进一步减弱。2021年我国分布式光伏发电累计装机容量107.50GW，占比35%且近年来持续稳定增长。其中2021年我国新增光伏发电并网装机中，分布式光伏新增约29GW，约占全部新增光伏发电装机的53%，历史上首次突破50%，表明在政策推动下，分布式光伏发电的发展获得长足进步，未来整县推进等政策的落地将大大增强这一趋势。BIPV方面，目前国内建筑屋顶光伏安装仍以BAPV为主，但由于BIPV使光伏组件直接与建材相结合，技术路线先进，发电效益高，经济成本好，是未来光伏建筑解决方案BIPV未来的渗透率将越来越高，根据中国光伏行业协会光电建筑专委会的统计数据显示，2021年全年，我国主要光电建筑产品生产企业BIPV总装机容量约709MW，总安装面积377.4万平方米，占当年全国分布式光伏装机容量4.5%，未来有望进一步提高。光伏玻璃产量及消费量快速增长。光伏玻璃由玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线等组成。分晶体硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃两大类，前者又分单晶硅和多晶硅两类，常用作光伏幕墙材料。根据百川盈孚数据，光伏玻璃产量2020年与2021年年产量同比分别增长24.20%和9.51%，2022年1-5月同比增长20.59%。光伏玻璃实际消费量2020年与2021年分别同比增长30.54%和10.72%，2022年1-5月同比增长19.88%。2．新增建筑市场光伏幕墙市场空间广阔光伏屋顶依然是当今主流形式，但随着双碳政策推进，光伏屋顶难以满足城市中建筑物用电需求，并且幕墙具有更大的表面积，所以光伏幕墙在未来的渗透率有望加快上升。光伏幕墙市场大小需要考虑到诸多因素，首先是立面光照有效面积及时间，直接影响到总体发电量；其次由于幕墙具备采光要求，需使用特制薄膜电池，导致单位发电量及成本显著高于普通晶硅电池组件，且定制化需求导致施工设计成本增高；再次由于幕墙及立面需要承担多种功能，例如需为广告预留空间等，导致总体发电量不及理想情况。最后，由于既有建筑幕墙及立面进行光伏改造的难度较大，整体撤换将产生较低的投资收益情况，因此在估算市场空间时主要考虑新增市场。同上逻辑，为获得光伏建筑发电及其中BIPV系统的增量市场空间，需得到各不同建筑类型实际可安装面积，由于建筑类型的不同以及不同的投资方对于光伏建筑的安装持不同态度，渗透率情况有显著差异，基于此需进行进一步假设：住宅建筑在此不做考虑，而