2022年光伏建筑行业研究报告

导语

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。

来源：广发证券 作者：尉凯旋、邹戈、谢璐

一、光伏建筑加速成长，BIPV 实现光伏建筑一体化

（一）减排背景下绿色建筑大势所趋，光伏建筑行业加速成长

实现双碳目标紧迫性强，中央及地方各省市政策频繁发声。《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》报告中指出，欧美从碳达峰到碳中和经过了50-70年的过渡期，而我国从2030年“碳达峰”到2060年“碳中和”仅用30年的目标，紧迫性强。

建筑行业全过程碳排放高企，减排空间较大。2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放比重的51.3%。其中建材生产阶段碳排放为27.2亿吨，占全国碳排放比重的28.3%，占建筑全过程排放总量的55.21%；建筑施工阶段碳排放为1亿吨，占全国碳排放比重的1%，占建筑全过程排放总量的1.93%；其中较易实现碳减排的建筑运行阶段碳排放为21.12亿吨，占全国碳排放比重21.9%，占建筑全过程排放总量的42.87%。建筑业减排空间较大。鉴于中国制造业体量较大，世界对中国制造业的高需求持续存在，短期内难以实现有效的绿色减碳，而较为灵活、实现阻力更小的建筑减碳领域得到了更多关注。

绿色建筑是建筑业减排重要方式，推广绿色建筑大势所趋。在建筑行业内推广绿色建筑由来已久，十四五期间，在双碳目标的催化下，绿色建筑大面积铺开已是大势所趋。2020年7月，住建部、发改委等七部委联合发布了《关于印发绿色建筑创建行 动方案》的通知，明确到2022年，当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%。2022年初，住房和城乡建设部发布国家标准《建筑节能与可再生能源利用通用规范》 的公告，批准其为国家标准，规范为强制性工程建设规范，全部条文必须严格执行， 自2022年4月1日起建筑碳排放纳入强制计算。绿色建筑作为建筑业减碳的关键方式， 其重要性进一步提升。

根据2019年住建部发布的新版《绿色建筑评价标准》，绿色建筑主要评价体系由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居等方面组成，评分项满分值分别为100、100、100、200、100。其中，资源节约部分分值及权重远大于其他各项，太阳能作为绿色建筑可利用的最直接最清洁能源在建筑全过程运行中占有很大比重，对建筑全过程减排具有很大影响。

（二）政策助推分布式光伏发电，BIPV 优势明显

1. 光伏发电的两种形式：集中式与分布式

光伏电站是利用太阳光能，采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。根据并网模式不同可以分为分布式光伏发电与集中式电站。其中分布式电站主要基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，通过并网实现供电差额的补偿与外送；集中式电站充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站，接入高压输电系统供给远距离负荷。

光伏发电的产业链上游主要为光伏电池相关原材料组成，包括形成电池的单晶硅和多晶硅；中游主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业；下游为光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。

分布式电站遵循倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，分布式光伏发电系统应用范围十分广泛，可在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求。因此相比于集中式电站更加得到中央及地方政策助推。

2. 分布式光伏建筑的两种形式：BIPV与BAPV

目前，实现绿色光伏建筑的技术路线主要分为两类：传统的BAPV（Building Attached Photovoltaic）与新兴的BIPV（Building Integrated Photovoltaic）。BIPV作为光伏 建筑新的解决方案，在各领域都具备优势，未来将逐渐取代BAPV的市场。

从与建筑的结合方式看，BIPV具有更广泛的使用空间。BAPV主要应用于建筑闲置空间改造，多通过支架等将普通光伏组件固定在彩钢瓦或者水泥屋顶上。BIPV应用除了屋顶，还可以作为光伏幕墙、光伏遮阳、光伏温室等，应用场景更多。以屋顶为例，BIPV是将组件做成建材，光伏板即屋顶面板，除发电外兼具结构功能。而BAPV 将组件外挂在现有建材之上，需利用现有屋顶结构。对比于BAPV（后置式的光伏阵列，采用特殊支架将光伏组件固定于现有建筑屋面或墙面结构，不具备建筑建材和建筑美观作用），BIPV具备多项显著的技术优势，在建筑外观、设计寿命、屋面受 力、防水可靠性和施工难度与速度等方面均领先于BAPV。

从度电成本来看，BIPV同样具备显著优势。根据森特股份BIPV解决方案测算，以北 京地区5万㎡厂房屋顶计算，峰值日照小时数1362h，安装容量BIPV（1.2MW/万㎡）、 BAPV（1.0MW/万㎡）情况下，BIPV较BAPV发电量提高10%，运维费用低0.013元 /W。具备较好的发电经济性。

从环境效益表现来看，根据《BIPV的经济性及环境效益分析——以云南师范大学 120kWp光伏幕墙为例》对光伏幕墙系统进行环境效益分析的结果，该光伏幕墙系统 在25年的寿命周期内可减少约834.66吨标准煤燃烧所产生的污染物排放量，从而产生的环境效益约为767233.17元，效果显著，随着国家对绿色能源需求量的大幅提升 与相关政策的大力推广，BIPV系统的未来市场空间有望迎来快速增长。

（三）光伏电池成关键组件，BIPV 实现光伏建筑一体化

BIPV的光伏电池组件：BIPV系统的关键组件是光伏电池。光伏电池发电的原理主要就是利用硅的光电效应形成空穴电子对，在内电场作用下形成电流。光伏电池是光伏发电系统的底层核心组件，按使用材料不同可分为晶体硅电池（第一代）与薄膜类电池（第二代）。

晶体硅电池由玻璃、EVA、电池片、背板和电池板等组成。晶硅电池包括单晶硅及多晶硅两种，其中单晶硅依靠效率优势（23%）占主导地位。薄膜电池是指在玻璃、柔性聚合物等基板上沉积一层厚度不大于20微米的薄膜，并在这层薄膜中制作PN结等形成的太阳电池。

薄膜太阳能电池主要包括硅基薄膜、铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）、砷化镓 （GaAs）、钙钛矿及有机薄膜电池等，其中由于薄膜电池透光率可调且可满足定制 化的需求、电池组件透光率可调，尺寸大小可定制、颜色图案可变，色彩整体性强、弱光性强且温度系数低，适用性更好、热斑效应小等一系列优势，碲化镉（CdTe） 薄膜在薄膜太阳能电池应用中占据主导地位。截至2020年，全球光伏电池市场中单晶硅电池占比约80.4%、多晶硅15.5%、薄膜电池约5.1%。依据CPIA数据，2020全球薄膜电池的产能接近10GW，产量约为6.48GW，同比增长5.5%。从产品类型来看， 2020年碲化镉薄膜电池的产量约为6.2GW，在薄膜太阳电池中占为95.7%；铜铟镓硒薄膜电池的产量约为270MW，其中国外220MW，国内50MW，占比为4.2%；硅基薄膜电池产量10MW，占比不到1%。

2019年欧洲BIPV市场上BIPV光伏电池组件的选用根据应用位置的不同而有较大区别，综合来看，两者互有优势应用场景，例如在屋顶处的应用以晶硅电池为主且占据绝对主导地位，在幕墙处的应用以薄膜电池为主但两者占比相差不大。

BIPV组件应用场景：（1）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。

（2）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。

（3）功能性构件∶光伏组件也可以结合建筑的阳台、空调栏板、露台、遮阳挑板等功能性构件设置。其中，按照光伏系统与建筑遮阳构件结合的形式不同，可分为光水平遮阳、光伏垂直遮阳和光伏挡板三种。垂直遮阳的能有效控制从墙体四周进入室内的太阳辐射，应用也最普遍。光伏挡板一般应用在东西方向的外窗，设计更为活，既可以平行于墙面，也可以不平行于墙面。在材料选择上，多使用非晶硅薄膜电池，尽管其转换效率较多晶硅电池低，但具备造价低、厚度小、弱光性强、热斑效应不明显等优势。

二、分布式光伏发展迅猛，BIPV 市场空间广阔

（一）光伏产业发展迅猛，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。

对比海外各国，我国BIPV装机容量潜在增长空间仍然十分可观。根据Becquerel Institute在2018年的统计数据，日本由于其高密度城市环境和对再生能源的一贯政策支持，BIPV装机容量占比占据第一位，约3.0GW，总体来看，欧洲和日本占据了BIPV 装机容量空间的大半，中国BIPV装机容量累计仅0.1GW。

（二）整县推进助力打开光伏建筑广阔市场

整县推进政策加速，分布式光伏建设走上快车道，为支持农村地区光伏等新能源开发利用，充分调动和发挥地方积极性，引导地方政府协调利用更多屋顶资源，国家能源局在2021年6月正式下发了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作。此次通知明确申报试点条件，党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%。学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%；

工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%；农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。《通知》指出，开展整县推进屋顶分布式光伏建设，有利于整合资源实现集约开发，有利于削减电力尖峰负荷，有利于节约优化配电网投资，有利于引导居民绿色能源消费，是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家 重大战略的重要措施。同时，此次通知明确了对试点地区的政策支持，试点地区屋顶分布式光伏由电网企业保障并网消纳，且要求地方通过财政补贴、整合乡村振兴各类项目资金给予支持。

2021年9月8日，国家能源局印发了《国家能源局综合司关于公布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》，通知公布各省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团共报送试点县（市、区）676个，全部列为整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试。其中，山东省试点区数目70个，河南省试点区数目66个，江苏省试点区数目59个，为全国整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点地区数目最多的三个省，前三省入选开发试点总数达195个，占总体数量的比例接近30%。至2023年底前，试点地区各类屋顶安装光伏发电的比例均达到今年6月所下发通知的要求，将列为整县 （市、区）屋顶分布式光伏开发示范县。

相关企业已积极就整县推进提出解决方案，签署整县分布式开发协议，占据分布式光伏市场，在先行试点中出现了国企、央企一家包揽一县等情况。截至目前，国家电 投已与山西、山东、湖南、辽宁等21个省下属的41个县（市、区）签订了整县开发 协议，国家能源集团已签署23个整县分布式项目，且其目标为截止到2022年底，国家能源集团系统开发（主导、参与及签署开发协议）要不少于500个县域。同时，在 整县开发新模式下，央企、国企与民营企业也开启了深度合作，国家电投先后与中 利集团、天合光能、华为等企业展开了合作。在整县推进政策下，央企、国企将能够更好地应对分布式光伏分散、融资成本高等问题，进一步扩大分布式光伏的市场空间。

根据国家能源局印发的《国家能源局综合司关于公布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》，全国共有676个县被列为整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点（约占全国县、区数量的1/4），据国家能源局统计，2021年全国整县推进屋 顶分布式光伏试点县累计备案容量46.23万千瓦GW；主要分布在山东、河南和浙江；累计并网容量17.78GW，主要分布在山东、浙江和广东。以已披露的整县分布式光伏签约案例来看，可假设单县建设规模250MW，则整县分布式光伏试点总装机规模约169GW，若按单位造价4.5元/W计算，则市场规模预估可有7605亿元。可以预见的是，随着整县推进计划的推进，广阔的建筑分布式光伏市场有望迅速打开，分布式光伏装机量将迎来较大跃升。

（三）预计 2025 年当年 BIPV 市场空间超 866 亿，光伏建筑超 4236 亿

预计2022-2025年光伏建筑市场空间总量2403/3161/3910/4236亿元，其中BIPV市 场空间总量231/391/631/866亿元。预计2025年当年光伏建筑增量与存量市场将产生总计4235亿以上市场空间，BIPV 总体渗透率将快速接近20%，2025年将产生总计866亿以上市场空间。分布式光伏市场尤其是BIPV市场潜力较大。

1. 建筑业竣工面积现况及未来情况预估

根据国家统计局数据，2021年建筑业竣工面积合计约为38.89亿平方米，为统一口径方便分析，其中主要几项可以合并为：住宅建筑/厂房及仓库建筑/办公及商服建筑/公共建筑 / 分别约为 27.06/3.41/6.72/2.69 亿平方米，占比分别约为 67.84%/8.56%/16.85%/6.75%。根据往年竣工面积占比数据，不同建筑类型竣工面 积占比基本维持稳定，可以合理预测未来五年占比情况与2021年保持一致。根据国家统计局公布的建筑业竣工面积合计值，历年来该项增速逐渐走低至维持较低水平， 2021年以后由于疫情情况稳定加之政策利好，基建增速预期估计回升为4%并继续保持稳定。

2. 光伏建筑实际安装面积估算

根据国家统计局公布的竣工面积累计数据和土地供应数据可得出不同建筑类型平均 容积率，统一口径后为住宅/厂房及仓库/办公及商服/公共建筑容积率分别约为 2.30/1.72/2.18/1.52，基于此可推算出年度竣工面积实际对应的用地面积。再根据实 际用地情况进行年度光伏建筑总计可安装面积及其总容量的推算。

3. 增量市场空间估算及渗透率情况

由上可推得总计新增可装机容量，为方便获取实际可装机容量，引入渗透率概念进行换算。使渗透率=光伏建筑/BIPV装机容量÷总可装机容量，以此作为中间值，进而 推测未来装机容量空间及其对应的市场空间。根据历史数据可判断，随着每年竣工 面积的变化，若单位装机容量按150W/㎡计算则每年光伏建筑实际可装机总容量。

根据wind提供的数据，2020年光伏建筑实际可装机容量约占分布式光伏装机容量的 60%，当年数值约为9.3GW，渗透率约为6.1%。2020年主要企业BIPV装机容量 702MW，因此渗透率约为0.8%。结合历史数据进行推测可判断，光伏建筑渗透率在过去5年中快速增长，尤其是2020-2021年出现8%以上的高增，可以合理假定未来继续保持5%以上的增长率。BIPV方面则装机容量基数较低，渗透率维持1%水平，由于现今行业内对BIPV和BAPV系统存在一定的选择惯性，未来随着一系列规范的落地和绿色建筑、整县推进、碳中和等政策落实，BIPV渗透率将有可观提升，假定在 2022-2025年分别达到3%/5%/8%/12%。

由于光伏组件成本的不断下降，预计未来光伏建筑系统成本将由现在的5元/W降低 至2025年的3.5元/W。预计2022-2025年光伏建筑新增的实际市场空间分别可达 1409/1742/2092/2235亿元，其中BIPV市场空间分别可达211/349/558/766亿元，并于2024-2025年间占光伏建筑市场比例超过30%，未来成空间十分充足。

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