(报告出品方/作者:国盛证券,何亚轩,王磊,廖文强)
1.建筑光伏相关概念梳理
1.1.安装形式:后置式光伏(BAPV)和一体化光伏(BIPV)对比
光伏建筑为太阳能发电的新应用领域,该技术通过集成光伏发电系统与建筑外部结构实现建筑节能降耗,是实现低能耗被动式建筑的重要手段之一。根据集成化程度差异,光伏建筑可分为:①后置式光伏发电屋面系统(BAPV,BuildingAttachedPhotovoltaic),一般指在现有建筑上安装太阳能光伏发电系统,利用建筑闲置空间发电,多运用于存量建筑改造;②光伏建筑一体化(BIPV,BuildingIntegratedPhotovoltaic),是与建筑物同时设计、施工和安装,并与建筑物融为一体的太阳能光伏发电系统,兼顾发电效益及建筑外观。
从建造方式看,BAPV一般采用特殊的支架将光伏组件固定于原有建筑结构,主要起到发电作用,不影响建筑物原有功能,属“安装型“太阳能光伏建筑。BIPV采用一次性建设和投资模式,在建筑施工时直接安装光伏发电系统支架配件、光伏发电组件单元板和其他电气设备。BIPV除具备发电功能外还需兼顾建筑物自身结构和使用功能,以替代建筑物原有构件,本质为建筑建材。
BAPV与BIPV优缺点较为互补,BIPV更具经济性。根据北极星太阳能光伏网对某钢结构厂房屋面项目测算显示,采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料成本约元/平米,且BIPV设计寿命超过50年,综合经济优势显著。具体对比来看:
1)建筑外观:BIPV为建筑光伏一体化系统,因此其设计被纳入建筑总体规划,建成建筑的外观整体性更强;BAPV为后期安装的光伏组件,外观整体性较差。
2)屋面受力:BIPV建筑的屋面为单纯屋面,结构受力清晰,安全性高;BAPV因需后期安装,屋面受力较为复杂,长期的风载作用和变形可能产生疲劳效应,影响结构安全。
3)防水性能:BIPV采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统,屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成,可实现较好的防水性能;BAPV本身不需要提供防水能力,只需要既有屋顶具备防水能力即可。
4)施工难度:BIPV系统作为建筑重要结构件,承担屋顶功能,对于防水、隔热等建筑性能要求高,安装难度较大;而BAPV直接在既有屋顶上加装,安装较为简单。
5)运营维护:BIPV屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装,检修的同时还需要兼顾屋顶功能是否完整,运营维护难度较高;BAPV可直接在屋顶上进行检修,拆装较为方便,运营维护难度低。
BAPV更具产品特征,BIPV更依赖总包能力。BAPV和BIPV虽均属建筑光伏系统,但前者更具“光伏产品”特性,相关项目主要以光伏制造企业牵头,由其负责提供光伏组件,建筑企业负责安装流程,业主主要系工商业及发电企业。而BIPV系统与建筑整体建造过程紧密相连,光伏制造企业因缺少EPC项目经验在BIPV领域多以分包方承接相关订单,建筑企业EPC实力突出,总包订单获取能力更强。
1.2.技术体系:晶硅、薄膜为主要组件材料
光伏电池片为光伏发电系统的底层核心组件,按使用材料差异分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类,前者占据主要市场份额,后者受益于光伏建筑发展渗透率有望提升。
1)晶硅电池:晶硅类太阳能电池经过数十年发展,技术体系已相对成熟,光电转换效率持续提升,且产业规模迅速扩张,边际制造成本显著降低。在当前光伏产业中,晶硅电池依靠规模效应带来的经济成本优势及高转化效率占据超过95%的光伏电池市场。其中,单晶硅电池以高光电转换效率、高制造成本为主要特点;多晶硅电池转换效率略低,但制造成本低廉,且无明显效率衰退问题,在年前市占率高达73%。年以来,新生产技术的引入促单晶硅生产成本大幅降低,叠加PERC技术渗透率提升大幅提高单晶硅转化效率,当前单晶硅占据晶硅电池市场约90%份额。
2)薄膜电池:薄膜电池因光电转换效率偏低尚未形成较大市场规模,但其弱光性能较强,在部分非正南安装的BAPV/BIPV项目中发电效益显著优于晶硅组件,且因薄膜电池的温度系数更佳,在高温极端情况下仍能维持工作,较好地填补了晶硅短板。同时,晶硅电池片颜色以深蓝、浅蓝为主要色系,较为单调,无法满足光伏建筑色彩多样化需求,而薄膜电池具备颜色可调整优势,当前市场上采用薄膜技术生产的光伏组件已基本覆盖所有常见色系。此外,薄膜电池重量较轻,使用薄膜类光伏组件可降低施工难度及支撑结构制造成本。
综合来看,晶硅和薄膜两大技术体系在光伏建筑领域以互补关系为主。在特定光伏建筑项目(如非正南安装屋顶、光伏幕墙、定制化场景等)中薄膜技术更具优势:根据德国Fraunhofer太阳能系统研究所于年对欧洲BIPV项目统计显示,屋面BIPV项目约90%采用晶硅技术,外立面BIPV约56%采用薄膜技术。
2.行业概况:双碳下行业需求加速释放,龙头持续布局
2.1.发展现状:BAPV为当前主要形式,BIPV渗透率有望持续提升
我国光伏新增装机容量逐年攀升,分布式光伏快速发展。-年,我国光伏累计装机容量由19.4GW提升至.5GW,CAGR达44.3%,光伏装机规模迅速扩张。从新增容量看,全年新增光伏装机48.2GW,同增60%,其中集中式光伏新增32.68GW,分布式光伏新增15.52GW。从占比看,年分布式光伏仅占新增光伏装机的6%,年该比例已升至32%,分布式光伏快速发展。
当前BAPV为建筑光伏的主流形式。从当前行业格局来看,BAPV仍然是建筑光伏一体化的主流形式,主要因每年新建建筑有限、标准也尚未健全,即使现在马上应用BIPV也需要等建筑建造3-5年至封顶阶段才会开始使用BIPV。而存量屋顶改造相对容易,且存量屋顶资源广阔,客观上更加适合当前阶段分布式光伏的快速发展。
对标海外成熟市场,我国BIPV未来渗透率提升空间广阔。海外发达国家建筑光伏起步较早,多国早在20世纪末就已推出多项激励政策及发展规划,如德国、意大利、日本、美国等国家均曾制定“太阳能光伏屋顶计划”,对未来数年内的建筑光伏装机规模进行了清晰的指标规划。截至年,根据BIPVBOOST机构发布报告显示,全球范围内累计BIPV装机量最多的国家为日本,BIPV装机容量达3GW,其次为法国(2.7GW)、意大利(2.5GW)、美国(0.6GW),中国累计装机量仅0.1GW(年约0.7GW)。对比发达地区历史装机容量数据,中国当前的BIPV总装机量仅达到日本及欧洲地区约05-10年的水平,从发展轨迹看市场远未成熟,未来BIPV渗透率提升空间较大。(报告来源:未来智库)
光伏应用场景多样,其中屋顶兼具经济性及转换效率优势。光伏组件可与多种建筑部位结合形成不同类型的光伏建筑产品,如光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板等。从发电角度看,屋顶的光照角度较好,因此屋面光伏系统一般具备更高的经济效益,而外立面幕墙虽具备较大的表面积,但光照角度差,发电效益偏低。根据《不同BIPV系统的收益及环境效益分析》中对光伏屋顶及光伏幕墙系统的比较测算显示,位处同一地区的光伏屋顶系统相较光伏幕墙系统综合收益高出8.79元/Wp,经济性更优,未来屋顶预计将成为建筑光伏主流安装部位。
2.2.政策环境:BAPV/BIPV契合双碳目标,需求有望加速释放
BAPV/BIPV降耗功能契合绿色建筑发展趋势,双碳推进下政策力度持续加大。年我国先后在联合国大会发言和中央经济工作会议中提出碳达峰、碳中和发展目标——二氧化碳排放力争年前达到峰值,力争年前实现碳中和。后续各部委、各省市碳达峰、碳中和政策持续密集出台。我国建筑业总产值约占GDP的25%,建筑业碳排放量约占全国总量的40%-50%,建筑碳减排大有可为。绿色建筑优势突出,可有效减少化石能源消耗、降低建筑碳排放,契合碳中和长期发展目标,近年来受到政策大力推动。
年4月,国务院发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,提出到年绿色建筑占新建建筑比重超过30%的目标,力争年新增绿色建筑面积10亿平米。年12月《“十三五”节能减排综合工作方案》中进一步将年城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到50%。年3月第三次发布《绿色建筑评价标准》,不断扩充评价维度,完善评价方式。根据住建部数据,截至年底,全国累计建设绿色建筑面积超过50亿平方米,年当年占城镇新建建筑比例达到65%。年7月,住建部、发改委等7部委发布《绿色建筑创建行动方案》,目标到年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,绿色建筑渗透目标不断提高,发展趋势明确、动力充足。
碳达峰方案:年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。10月26日,国务院印发《年前碳达峰行动方案》,从顶层规划角度明晰碳达峰实施路径,重点实施“碳达峰十大行动”,将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面。《方案》提出应“推广光伏发电与建筑一体化应用,到年,城镇建筑可再生能源替代率达到8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%”,进一步明确了BAPV/BIPV发展在双碳行动中的积极作用。
整县试点政策发布,BAPV/BIPV需求有望加速释放。年6月20日,国家能源局下发《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,《方案》明确了试点区域要求(屋顶资源丰富/开发利用积极性高/电力消纳能力较好/开发主体基本落实/不同项目规定最低比例要求),同时要求落实保障措施(针对区域政府、电网企业、完善规章制度)及加大政策支持力度(包括并网消纳、创新政策支持如资金补贴、组织开展屋顶光伏开展分布式发电市场化交易)。
6月20日的通知下发后,约有20个省市发布了整县推广屋顶分布式光伏通知文件,总结来看各省市一般原则上要求每个区/市上报1个代表性试点,部分省市对于上报县(市、区)的日照资源做出了细化规定。根据国家能源局于9月14日正式披露的的整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单,全国共有个县被列为整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点(约占全国县、区数量的1/4),从此前已披露的整县分布式光伏签约案例来看,单县建设规模约-MW,若保守按MW/县测算,则整县分布式光伏试点总装机规模约GW,若按单位造价3.8元/W计算,则市场规模有望达亿。部分县城(如甘肃高台县、永昌县、通渭县)要求在展开前期工作、年底前开工建设、争取在年底前建成并网,若未来3年内完成试点全部装机工作,则每年对应投资规模可超亿元。
2.3.产业协同:建筑+光伏企业共拓BAPV/BIPV市场,打破产业壁垒
BAPV/BIPV产业链中游业务壁垒较高,光伏建筑企业合作动力充足。BAPV/BIPV产业链包括上游(光伏电池生产商)、中游(系统集成商)、下游光伏投资商。上游集聚了较多光伏领军企业,竞争激烈;中游包括部分光伏企业和建筑类企业;下游以工商业投资商为主。一般来说,上游竞争程度高,部分龙头(如隆基股份)在硅片等供应链环节市场份额高,从而拥有一定定价权。
中游要求具备BAPV/BIPV产品研发、设计、生产和安装的系统集成商,企业除了要有生产太阳能电池的技术和经验以外,还需要具备建筑材料和设计的相关技术,业务横跨建筑、光伏两大产业,壁垒较高。从未来趋势看,光伏企业通过与建筑企业合作来打破产业链中游的技术及客户渠道壁垒将是行业的长期发展逻辑,而建筑企业将充分受益于产业融合的带来的产品研发及原材料成本优势。当前,已有部分建筑企业通过和光伏组件等产业链龙头签署合作协议来共同开拓建筑光伏业务。
2.3.1.隆基入股森特,推动BIPV产业链融合升级
全球光伏领军企业,战略布局BIPV市场。隆基股份为全球光伏行业的领军企业,主要从事光伏单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售及光伏电站的建设运营。5年成立起公司专注于单晶硅技术研发,并于年成为全球最大的光伏级单晶硅片生产制造企业,布局了从硅棒到组件的一体化生产制造。近年来,公司业务布局逐步向下游延伸,年布局国内分布式光伏电站、年建设旗下首座BIPV工厂,进军建筑光伏一体化市场。年,公司推出“隆顶”及“隆锦”两款BIPV产品,并将该年立为公司BIPV业务开拓元年,期望在4-5年将其打造为百亿规模营收的业务板块。
入股森特股份,推动BIPV产业协同升级。年3月4日,隆基股份发布公告,拟以协议转让方式现金收购森特股份约1.31亿股股份,占其总股本的27.25%,交易价格为12.5元/股,交易总对价16.35亿元。隆基股份溢价三成收购森特股份27%股权,成为森特股份第二大股东。年6月25日,隆基股份与森特股份正式签署战略合作协议,携手进军BIPV市场。(报告来源:未来智库)
森特股份系国内金属建筑围护行业领军企业,专注于“高端金属建筑围护系统+环保”两大领域,提供覆盖专业咨询、设计、生产、施工到维护运营的工程一体化服务。隆基与森特的联合将有效解决长期掣肘BIPV产业发展的行业协同问题,带动BIPV行业融合升级,具体来看:森特作为金属建筑围护领军企业可为隆基提供BIPV产品设计及研发的相关技术支持及优质客户资源;而隆基具备行业领先的光伏组件研发技术,可为森特提供光伏产品的研发能力和技术基础,构筑产品技术壁垒,同时以合作价提供原材料,降低整体成本。
2.3.2.龙元建设与两地签署光伏新能源投资开发战略协议,积极进军光伏建筑领域
PPP民营龙头企业,积极探索建筑光伏业务。公司为长三角建筑市场民营施工龙头企业,综合实力位居进沪外地施工企业前列,年借助PPP的发展契机快速抢占市场,业务规模迅速扩张。年以来,受PPP政策趋严、融资趋紧等因素影响,公司PPP业务增速有所放缓,年起公司主动控制PPP项目施工节奏,并积极开拓钢构装配式、运营等新兴业务,持续优化业务结构。近期,公司正积极探索BIPV业务发展:根据公司年中报披露,公司已全面梳理了在手投资、建设和运营的基础设施及公共服务项目上可装置光伏发电的屋顶等资源,并在部分PPP项目的屋顶上布置了分布式光伏发电设施进行实践。目前,公司内部已组建专门团队开展光能建筑和BIPV领域技术研发,并积极与各地方政府对接洽谈整县推进分布式光伏的业务机会、储备金融机构和设备供应商资源,有望打造新业务成长点。
与两地签署光伏新能源投资开发战略协议,光伏业务未来发展可期。11月15日,公司分别与淮南市谢家集区人民政府及渭南市华州区人民政府签署合作框架协议,拟共同投资开发分布式光伏能源项目,项目投资分别为10亿元,其中淮南市谢家集区合作协议为公司和天合光能联合签署,三方拟在新能源项目开发、数字能源建设及能源产业合作方面开展合作,共同推动能源业务发展,促进构建以新能源为主体的新型电力系统;渭南市华州区协议内容为MW屋面光伏发电项目,预计于年12月底之前建成并网,两地政府框架协议的成功签署表明公司前期的业务探索已初步取得进展。公司深耕建筑施工业务多年,优质客户资源丰富,后续通过继续挖掘已有资源有望进一步拓展其他地区的BAPV/BIPV项目落地,业务发展前景可期。
2.3.3.协鑫集成携手上海钢之杰共同研发新型BIPV产品
电池组件产能快速扩张,光伏建设业务储备丰富。协鑫集成为国内领先的综合能源系统集成服务商,业务覆盖高效电池组件、能源工程、综合能源系统集成等相关产品的研发、设计、生产、销售及一站式服务。公司现拥有张家港、句容、徐州、阜宁、金寨以及越南6个组件生产基地,组件总产能达6GW,另外拥有PERC高效电池产能2GW,合肥60GW组件项目在建,未来建成后总产能可达66GW。作为晶体硅光伏组件制造商,公司同时具备多晶与单晶组件产能,可根据政府/企业用户对项目投资回报率及成本的特定需求提供定制化解决方案。公司下属全资子公司协鑫能源工程具备BIPV工程所需资质,已承接MW光伏电站EPC项目,同时先后中标了安徽、河南、江西省等地的政府光伏扶贫EPC项目共计约MW,业务储备丰富。
与上海钢之杰签署新型BIPV产品研发战略合作协议,共拓BIPV市场。上海钢之杰为高端金属围护系统和LSG轻钢建筑体系领军企业,主要产品包括预制金属围护系统、不锈钢焊接屋面系统、薄壁轻钢建筑体系等。公司生产基地约30万平米,累计建筑面积供应量超0万平米,上海地区每年金属屋面系统供应量超万平米。11月5日,协鑫集成与上海钢之杰签署战略合作协议,双方拟共同成立BIPV建筑光伏一体化专项小组,加强光伏发电与金属屋面系统有效结合的相关研究。并在产品创新、标准引领等方面展开深入合作。钢之杰多年深耕金属围护系统,技术储备丰富,下游积累了较多客户资源,除了协同协鑫集成开发BIPV产品以外还可助力协鑫打破客户壁垒,共同开拓工商业建筑BIPV领域市场。
2.3.4.东方雨虹与晶澳科技签署战略协议,共推光伏发电项目
建筑防水龙头,光伏防水业务先发优势显著。东方雨虹为国内防水行业龙头企业,致力于新型建筑防水材料的研发、生产、销售和防水工程施工领域,市占率行业领先。公司自9年起开始研发生产TPO防水卷材,并于年开始探索屋面分布式光伏与TPO单层屋面系统相结合。TPO为新一代高分子防水材料,具有耐老化、耐腐蚀等多个优势,寿命可达25年,相较传统屋面防水材料(如混凝土、沥青卷材、彩钢瓦等)更适用于屋面分布式光伏电站。当前,公司已推出较为成熟的BIPV屋面防水解决方案,通过将TPO单层屋面系统与光伏基座核心组件结合可实现优异防水性能。年以来,公司已累计生产超0万平米TPO防水卷材,生产技术及产能规模领先同业,相关工程案例超个,业务先发优势显著。
联手晶澳科技共拓光伏发电市场。9月29日,东方雨虹与晶澳科技签订战略合作协议,双方拟共同推进BAPV和BIPV光伏发电项目,具体来看合作协议主要包含技术、产品和营销三大层面:1)共同研发光伏屋面一体化产品,推动光伏屋面修缮领域扩展工作;2)市场销售渠道共享;3)推进光伏组件的销售、TPO光伏一体化、既有建筑光伏防水改造、修缮领域的市场扩展。其中,晶澳科技负责光伏发电项目EPC工程设计及施工,东方雨虹负责提供项目屋顶防水设计方案及相应施工材料。
晶澳科技为业内领先的太阳能硅片、电池、组件制造商和光伏电站运营商,规模及性能优势显著。根据公司年中报披露,截至年底公司已有组件产能23GW,21年底预计扩张至超40GW,其中上游硅片和电池产能约占组件产能的80%,生产规模位于行业前列,21H1公司组件出货量位列全球第三。公司魄秀系列单晶电池片量产转换效率已达23.3%,研发中N型电池中试线产出的转换效率近24%,性能优异。此次晶澳与东方雨虹合作有望扩大公司在国内分销渠道的组件销售额和BAPV/BIPV业务扩展。
3.市场规模:存量改造超万亿,每年增量可超亿
过去由于建筑光伏产品造价成本偏高、行业标准及政策滞后以及缺乏跨产业协同机制,行业发展较为缓慢。从近期趋势看,三大掣肘因素已有明显边际改善趋势:1)造价成本方面,“十二五”以来分布式光伏组件价格持续降低,从40元/w左右降至目前的4-6元/w,随着光伏集成技术继续提升以及行业规模持续扩大,后续还有望继续下降,促建筑光伏投资回收期持续缩短,提升项目综合经济效益。2)政策环境方面,双碳目标持续推进的大背景下,BAPV/BIPV作为实现绿色建筑的重要手段之一政策力度不断加大,整县试点方案落地后有望加速各地光伏建筑建设投资。3)产业协同方面,已有多个建筑企业与光伏组件龙头企业签署合作协议共拓光伏建筑一体化业务,为跨行业协作形成了良好的示范效应,有望打破原有跨行业协同壁垒,带动行业快速发展。
光伏建筑存量改造市场规模测算:存量规模可超万亿
住宅建筑面积估计:根据年第六次人口普查数据可得,城市人口数为4.04亿人,人均住宅面积29.15平方米,镇人口数为2.66亿人,人均住宅面积32.03平方米,合计可得城镇住宅存量面积约为亿平方米(20年七普中未含住宅数据)。由于六普数据中未考虑空置房屋,因此年底实际住宅存量面积应在六普结果基础上除以(1-空置率)。年调查显示,大中城市房屋空置率为11.9%,小城市为13.9%,由于镇空置率普遍比城市高,取整体空置率为15%,可得年底住宅存量约为亿平方米。年底住宅存量=年底住宅存量+-年每年年底住宅竣工总面积=亿平方米。
非住宅建筑面积估计:5年,国家统计局公布全国城镇房屋建筑面积为.51亿平米,其中住宅建筑面积.69亿平米,占房屋建筑面积的比重为65.46%。从5年后历年竣工住宅和非住宅的比例推算,住宅与非住宅建筑面积比约为7:3,故推算非住宅建筑面积为亿平米。
2)可安装光伏比例:考虑到住宅安装分布式光伏的比例可能较小,非住宅安装的比例更高,我们假设住宅可安装比例为2%,非住宅为6%。
3)光电转换效率假设:假设光电转换效率为15%-20%,即每平米光伏负荷为W-W,并针对不同光电转换效率进行弹性市场规模测算。
4)单位造价假设:当前单位造价约为5元/W,考虑后续单位造价可能下滑,进一步假设单位造价在2.5元/W-5元/W并进行弹性测算。
按15%光电转换效率、5元/W的单位造价测算,我国存量建筑光伏改造市场规模约10亿元。弹性假设测算下,存量改造规模约-亿元。
建筑光伏增量市场测算:每年可超亿元
1)可安装BAPV/BIPV屋顶面积测算:近年我国年均房屋建筑竣工面积约为38亿平方米,其中住宅26亿平,厂房建筑4.4亿平,商业建筑2.7亿平,公共类等建筑4.9亿平。如果不考虑存量建筑更新,仅考虑厂房、商业、公共三类建筑新竣工面积,假设三类建筑平均层数分别为2/5/5层,BAPV/BIPV屋顶渗透率分别为60%/30%/40%,则累计屋顶资源面积为1.87亿平米。
2)光电转换效率假设:假设光电转换效率为15%-20%,即每平米光伏负荷为W-W,并针对不同光电转换效率进行弹性市场规模测算。
3)单位造价假设:当前单位造价约为5元/W,考虑后续单位造价可能下滑,进一步假设单位造价在2.5元/W-5元/W并进行弹性测算。
按15%光电转换效率、5元/W的单位造价测算,我国屋顶BAPV/BIPV每年增量市场可超亿元。弹性假设测算下,屋顶BIPV每年增量市场约-亿元。(报告来源:未来智库)
4.BAPV与BIPV经济性测算
4.1.基本假设测算对象:我们针对工业厂房和公共建筑这两类
BAPV/BIPV常见建筑进行分析,同时每类建筑均细分为三种屋顶模式进行具体分析,分别为“传统屋顶”、“传统屋顶+BAPV”、“纯BIPV屋顶”。
铺设面积假设:考虑到实际应用情况,屋顶铺设BAPV时屋顶利用率偏低,约80%,而BIPV可以全部铺设,利用率%。
使用寿命假设:光伏组件使用寿命25年,工业彩钢板使用寿命10年(意味着在光伏屋面寿命周期中应更换2次,即合计安装3次)。
传统屋顶成本假设:1)工业厂房:工业彩钢板元/平米,但能加装BAPV的彩钢板成本应更高、使用寿命更长,25年组件使用周期中途不需要更换彩钢板,我们假设其成本为元/平米;2)公共建筑:屋面按照钢筋混凝土结构测算,使用寿命一般可超50年,成本约元/平米(意味着光伏组件应中途更换一次)。
用电成本假设:参考用电平段价格,假设工业电价0.64元/度,公共建筑电价0.75元/度。
光伏组件成本假设:1)工业厂房:BAPV成本3.5元/W,BIPV成本4.5元/W;2)公共建筑:因公共建筑需要兼顾一些美观而支出一些成本,我们假设其BAPV成本4元/W,BIPV成本5元/W。
光伏面板运行效率假设:假设每平米W,每年光照运行小时。
余电上网电价假设:0.41元/度(含税价)。
增值税假设:根据税务政策,假设分布式光伏屋顶进项税额在前5年抵扣完,第6年开始按50%比例征收13%增值税。
组件功率衰减假设:不考虑发电组件功率随年限衰减问题。
运维成本假设:假设每年运维成本占发电收入的5%。
4.2.工业厂房经济性分析(25年使用期)
以一个1万平米的工业厂房为例,我们分别假设其由“纯工业彩钢板屋顶”、“工业彩钢板+BAPV”、“纯BIPV”的屋顶形式进行建设,其中第一种屋顶的电力需要全额从外部购入,第二、三种屋顶的电力自发自用、余电上网,若实际用电量高于屋顶发电量则不足部分由外部购入。
1)建设期
纯工业彩钢板屋顶:单平米造价元,则1万平米的工业厂房传统屋顶建设成本为万元,无光伏组件,可使用10年,在25年的使用周期中更换2次,总共建设3次,全生命周期成本万元。
工业彩钢板+BAPV:屋顶单平米造价元;光伏组件3.5元/W,折算为元/平米,光伏组件总成本万元,可使用25年,屋顶+光伏组件单平米造价元/平米,总成本万元。
纯BIPV:光伏组件4.5元/W,折算为元/平米,光伏组件总成本万元,可使用25年。
2)运营期
纯工业彩钢板屋顶:无光伏面板,无需对屋顶进行运营。
工业彩钢板+BAPV:每年光照小时,光伏面板运行功率W/平米,屋顶利用率80%,对应每年发电万度,若以工业电价0.64元/度计算,则对应产值约77万元,进而对应每年运维成本约3.8万元。
纯BIPV:每年光照小时,光伏面板运行功率W/平米,屋顶利用率%,对应每年发电万度,若以工业电价0.64元/度计算,则对应产值约96万元,进而对应每年运维成本约4.8万元。
4.3.公共建筑经济性分析(50年使用期)
以一个1万平米的公共建筑为例,我们分别假设其由“纯公共建筑屋顶”、“公共建筑屋面+BAPV”、“纯公共建筑BIPV”的屋顶形式进行建设。
纯公共建筑屋顶:单平米造价参考钢筋混凝土屋顶造价元,则1万平米的公共建筑传统屋顶建设成本为万元,无光伏组件,可使用50年以上。
公共建筑屋面+BAPV:屋顶单平米造价元;光伏组件4元/W,折算为元/平米,光伏组件总成本万元,可使用25年,屋顶+光伏组件单平米造价元/平米,首次建设总成本万元,但需在使用25年后更换一次光伏组件,更换成本为万元。
纯BIPV:光伏组件5元/W,折算为元/平米,光伏组件总成本万元,可使用25年,因此首次建设总成本万元,25年后再次投入万元进行更换。
2)运营期
纯公共建筑屋顶:无光伏面板,无需对屋顶进行运营。
公共建筑屋面+BAPV:每年光照小时,光伏面板运行功率W/平米,屋顶利用率80%,对应每年发电万度,若以公共建筑电价0.75元/度计算,则对应产值约90万元,进而对应每年运维成本约4.5万元。
纯BIPV:每年光照小时,光伏面板运行功率W/平米,屋顶利用率%,对应每年发电万度,若以公共建筑电价0.75元/度计算,则对应产值约万元,进而对应每年运维成本约5.6万元。
3)现金流
情景一:每年用电量达到BAPV发电量上限(万度)
纯公共建筑屋顶:外购万度电,无余电上网,按照0.75元/度价格则每年需要支付90万元电费,无屋顶运维费用,则每年现金流为净支付77万元。
公共建筑屋面+BAPV:自发万度电,外购0度电,无余电上网,无需对外支付电费,但屋顶运维费用约4.5万元,因此每年现金流为净支付4.5万元。
纯BIPV:自发万度电,外购0度电,但有30万度电进行余电上网,按照上网电价0.41元/度同时按50%比例征收13%增值税,获得电费收益11.6万元,无需对外支付电费,但屋顶运维费用约5.6万元,因此每年现金流为净收益6.0万元。但考虑到分布式光伏屋顶进项税额可进行抵扣,我们假设为前5年全部抵扣完,因此前5年每年的增值税可以免去,对应现金流为净收益6.1万元。
成本回收期方面,通过绘制三种公共建筑屋顶逐年累计现金流,可以看出去纯传统公共建筑屋顶期初费用较低,但随着年限推移总成本持续增加;BAPV方案期初成本比较高,后续年份逐年小幅流出成本;BIPV方案期初成本略低于BAPV方案,且后续年份逐年均有一定收益。通过观察3线交汇点可以看出,相对于传统屋顶方案,BAPV方案的回收期为5-6年,BIPV的回收期则为4-5年。
在50年运营周期中,纯工业彩钢板屋顶/BAPV屋顶/BIPV屋顶分别总共支付屋顶+电力的费用4//1万元。
情景二:每年用电量达到BIPV发电量上限(万度)
纯公共建筑屋顶:外购万度电,无余电上网,按照0.75元/度价格则每年需要支付万元电费,无屋顶运维费用,则每年现金流为净支付万元。
公共建筑屋面+BAPV:自发万度电,外购30万度电,无余电上网,对外支付外购电费23万元,屋顶运维费用约4.5万元,因此每年现金流为净支付27万元。
纯BIPV:自发万度电,外购0度电,无余电上网,屋顶运维费用5.6万元,因此每年现金流为净支付5.6万元。
成本回收期方面,通过绘制三种公共建筑屋顶逐年累计现金流,通过观察3线交汇点可以看出,相对于传统屋顶方案,BAPV方案的回收期为5-6年,BIPV的回收期则为4-5年。
在50年运营周期中,纯工业彩钢板屋顶/BAPV屋顶/BIPV屋顶分别总共支付屋顶+电力的费用//万元。
4.4.经济性分析总结
静态看:工业厂房BAPV/BIPV投资回收期分别8-9年/6-7年,公共建筑BAPV/BIPV投资回收期分别5-6年/4-5年。我们针对工业厂房和公共建筑这两类BAPV/BIPV常见建筑进行分析,同时每类建筑均细分为“传统屋顶”、“BAPV”、“BIPV”三种屋顶模式进行具体分析,发现:1)1万平米的工业厂房,在25年使用期限内,BAPV/BIPV的初始建设成本分别为/万元,每年发电量分别为/万度,相对于传统屋顶来看投资静态回收期分别为8-9年/6-7年;2)1万平米的公共建筑,在50年使用期限内,BAPV/BIPV的初始建设成本分别为/万元,全生命周期建设成本分别为/0万元,每年发电量分别为/万度,相对于传统屋顶来看投资静态回收期分别为5-6年/4-5年。
动态看:投资回收期有望进一步缩短,行业景气有望提升。前期多因素制约我国分布式光伏发展:1)“隔墙售电”政策未全面实施,限制余电出售经济性;2)配电网消纳能力有待提升,制约分布式光伏大规模接入;3)缺乏项目融资与退出渠道。但短期看,近期硅料、钢材及其他原材料大宗商品价格已企稳或开始回落,年光伏组件、钢支撑件等成本有望下降,缩短BAPV/BIPV投资回收期,提升项目经济性。中长期看,随着新型电力系统加快投资建设,储能装置规模不断扩张、企业微电网配套完善,配电网消纳能力有望提升,同时国家大力推动绿色金融,有望促BAPV/BIPV行业规模继续扩张。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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