光伏建筑行业研究BIPV,打开碳中和背景
（报告出品方/作者：天风证券，鲍荣富、王涛）
1.产品趋于成熟，政策有望发力，BIPV或迎来发展新阶段
1.1.BIPV：集成化产品，为绿色建筑碳中和提供新的解决方案
1.1.1.建材型光伏建筑，成本及性能方面具备明显优势
光伏建筑是应用太阳能发电的一种新概念，其中BIPV模式强调的是系统集成，与建筑结合度高。目前光伏与建筑结合主要有BAPV（BuildingAttachedPhotovoltaic）和BIPV（BuildingIntegratedPhotovoltaic）两种形式，从定义来看，BIPV是一种将光伏产品集成到建筑上的技术，即光伏建筑一体化，而BAPV则是简单地将光伏系统附着在建筑上，因此BIPV更具备产品集成的特质；从施工过程来看，BAPV采用特殊的支架将光伏组件固定于原有建筑结构表面，BIPV则是与建筑物同时设计、施工和安装，并与建筑物形成高度结合；从结构类型来看，BAPV主要是“安装型”光伏建筑，主要功能是发电，不破坏或削弱原有建筑物的功能，而BIPV是“构件型”和“建材型”光伏建筑，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，与建筑物形成统一体。
BIPV系统材料造价成本更低，且全生命周期角度更具备经济性价比。直观造价来看，根据北极星太阳能光伏网的某钢结构厂房实际工程数据，BIPV系统可在铝镁锰屋面板部分节约/㎡，而在系统固定支架配件部分多增配套轻钢檁条、铝合金压条等配件，仅需比BAPV系统多36元/㎡，因此综合材料造价来看，采用BIPV系统比BAPV系统可节约材料元/㎡，而中长期来看，BIPV系统具有更长的使用寿命，全生命周期角度具有可观的经济性。传统钢结构后置光伏发电屋面的光伏发电组件因为全部处于露天环境，寿命一般在20年，光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外，有良好的密封环境，BIPV光伏组件封装用的胶为PVB，而PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿，机械强度高等特性，并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作，能达到50年甚至更长的使用寿命。
此外，BIPV系统在美观、屋面受力、防水、施工难易程度及速度以及运营维护方面都具备明显优势。具体来看：
1）建筑外观对比：BAPV屋面在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电池板，屋面较凌乱，整体性较差。BIPV把太阳能利用纳入建筑的总体设计，把光伏发电组件单元板和检修走道板直接作为屋面板，可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果。
2）屋面受力对比：BAPV屋面的压型金属板与后置的光伏电池板的受力复杂，金属板和光伏电池板既有风载正压也有负压，光伏电池板受力通过支架传递到压型金属板，长期的风载作用和变形会产生疲劳效应，影响结构安全。光伏建筑一体化屋面只是单纯的屋面，结构受力清晰，结构安全性高。
3）防水可靠性对比：BAPV屋面在压型金属板屋顶安装完毕后，后期而从安装光伏组件等设备，会因为吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载，从而造成彩钢板或铝镁锰板永久沉降形变，造成后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点；BIPV屋面系统主要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，组件与组件间使用可靠的密封扣条进行固定和密封，泛水包边采用对焊连接，系统设计带有防震动体系，可有效防止海边高频次风荷载作用，有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术，避免了漏水的隐患。
4）施工难度和速度对比：BAPV屋面分二期施工，施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施工难度大。BIPV屋面施工难度小，安装速度快，在完成支架和水槽施工后，每人每天至少安装40㎡(25块组件)，以㎡主屋面为例，20人15天左右即可完成组件安装和屋面的整体密封工作。
5）屋面运营维护对比：BAPV屋面在施工检修中多次踩踏，屋面变形大，漏水隐患多，维修难度大。BIPV屋面同步设计、施工，对屋面构件形成保护，不造成二次施工踩踏破坏。屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装，可随意拆卸、修葺，检修维护方便；屋面根据合理运维半径设置的检修走道踏板，对屋面和组件不造成破坏。
1.1.2.并网发电更具备商业投资价值，可与屋顶、墙体和遮挡装置等建筑结构结合
并网发电更符合BIPV系统的中长期发展逻辑，具备商业投资价值。BIPV的发电运作系统通常分为独立（离网）型光伏发电系统和并网型光伏发电系统，离网型系统指的是不与常规的电网相连接，独立的运行系统，通常是“自给自足”的用电模式，电能储存在蓄电池组中；而并网型系统发电原理为由BIPV组件通过“光生伏特”效应将太阳能转化为直流电，汇流系统将直流电传输至逆变设备，逆变设备及其它设备将直流电转换为符合标准要求的交流电后并入电网，由于并网发电不需要蓄电池，降低了光伏发电系统的运营成本，是光伏发电发展的合理方向，同时并网系统体现出光伏发电的商业价值。
光伏系统并网又可分为分布式和集中式两种。分布式并网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。集中式并网则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。分布式并网的优点在于可有效减少对电网供电的以来，减少光伏电站的占地面积，但目前电压和无功调节的困难、大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术性难题，同时也增加了系统管理的复杂性，而集中式并网虽然选址更加灵活，建设周期短，但是需要依赖较长距离的输电线路送电入网，此外大容量的光伏电站须由多台变化装置组合实现，设备的协同管理技术仍不够成熟。
光伏电池方阵、并网逆变器属于光伏发电系统的关键设备。光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电箱、并网逆变器、交流配电柜等设备（如果是高压并网还应该有升压变压器），是光伏并网系统的基本设备，相比独立型发电系统来说，因无需增加电脑储能系统，并网型发电系统结构设备更为简单。
1）光伏电池方阵：太阳能光伏电池组件通过串联或者并联组合而成的实际供电装置。太阳能光伏阵列就是由光伏组件组成，是整个系统的核心，也是光伏发电系统中最有价值的部分，其作用就是将太阳能转换成电能。影响光电转换效率取决光光伏板电池的排列，因此光伏电池片是最小的单元，通常多片电池片排列组合好之后形成光伏电池组件。
从更小的光伏电池片来看，光伏组件中使用的主要是晶硅太阳能电池和薄膜太阳电池，前者占据了主要的市场份额。晶硅太阳能分为单晶硅和多晶硅两种品类，相较于多晶硅，单晶硅的纯度更高，发展和应用时间更长，具有较高的电池转换效率和良好的稳定性，但是生产成本较高，电耗较高。薄膜式电池，相对晶体硅电池来说其生产工艺少，成本低，其最突出的优点是在弱光条件下也能发电，其厚度减小，质量也轻、应用更加方便，有利于建筑美观，但是其缺点是稳定性不高、光电转换效率低，通常分为硅基、碲化镉（CdTe）、铜锢镓硒（CIGS）这三类薄膜电池。
2）逆变器：将直流电转化为交流电的装置。光伏系统发电是发直流电，因此并网发电，或者在直接使用过程中，很多设备需要交流电供电，就必须配备逆变器。逆变器分两种：独立光伏系统逆变器和并网光伏系统逆变器。其作用除了输出稳定的交流电外，为了保护发电系统，一般还具有一定的过载能力。逆变器必须具有快速响应，启动平稳，运行稳定，及换流损失小、逆变效率高等要求。
目前光伏与建筑的结合有两种方式：1）建筑与光伏系统相结合，2）建筑与光伏组件相结合，BIPV系统则属于后者。传统的BAPV系统是建筑与光伏系统相结合，把封装好的的光伏组件平板或曲面板安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联，而BIPV系统则强调建筑与光伏组件相结合，将光伏组件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃，目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏组件代替部分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用做建材也可用以发电。但是将光伏组件用做建材，必须具备建材所要求的几项条件：坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当的强度和刚度等性能。若是用于窗户、天窗等，则必须能够透光，除此之外，还要考虑安全性能、外观和施工简便等因素。
光伏与建筑材料结合的形式主要包括与屋顶、墙体和遮挡装置等相结合。根据江苏省城市规划设计研究院主编的《太阳能光伏与建筑一体化构造》中的示意图，太阳能发电系统可与屋顶、采光顶、幕墙、阳台、护栏等建筑结构组合，形成绿色环保节能的建筑物，也可与建筑材料结合形成光伏遮阳构件、光伏雨篷构件，从而达到遮阳挡雨的作用。
1）光伏组件与建筑屋顶结合：建筑屋顶形式有平屋顶、斜屋顶、曲面等不规则屋顶等形式，因此光伏组件与屋顶的结合也有多种形式，如坡屋顶有太阳能瓦，嵌入式斜屋面，光伏玻璃顶棚等，从发电角度上来讲，平屋顶发电的经济效益最好。由于平屋顶可以把光伏系统安装在最佳的日照角度，以获得最大的发电量，采用的光伏组件除了屋顶防水保温外，不与其他冲突。斜屋顶可以根据光伏组件需要的最佳角度来设置屋顶坡度，因此正南向斜屋顶可以达到发电效益较好；但是除了正南向，其他方向受自身角度的影响，发电效益次之。空间结构的曲面屋顶，一般要求较高的力学性能和结构连接，同时对美学要求也相对较高。一般在安装时候，如果采用刚性组件，一般都会分解成近似平面的小局部，因此很多小的局部都可能时唯一形状且放置在唯一位置，因此无法像平屋顶或者坡屋顶那样采用标准的光伏组件以获得最大的发电效益。发电成本较高，施工难度也较大，但是能够带给建筑视觉效果上的提升。
2）光伏组件与建筑墙面结合：即是指光伏幕墙。光伏幕墙除了应符合自身的发电需求外还要集建筑幕墙功能、通风采光、透明度、外部维护、力学、美学等功能一体。光伏幕墙可分为透明和不透明光伏幕墙。透明光伏幕墙采用非晶硅（薄膜）类光伏玻璃组件，或者是使用没有满铺的晶硅玻璃组件，不透明光伏组件则可以和其他外墙建筑材料拼接在一起。
3）光伏组件与建筑遮阳结合：主要是利用建筑的阳台、空调栏板、露台、遮阳挑板等功能性构件设置光伏组件，起到发电与遮阳统一作用。作为维护栏板的光伏组件，应有适当的倾角，具体角度应充分考虑最佳日照角度以及栏板外观造型等综合因素来确定，并且与主体建筑之间的连接要牢固，一般情况是与预埋构建连接，要注意做好防水。作为阳台栏板的光伏构建，应满足高度、刚度、强度、防雷、抗风、抗震等维护与防护功能，同时还要考虑电气安全。光伏组件由于背面温度较高，也要注意电气连接件损坏可能引起的安全事故，以及儿童烫伤安全等问题。
光伏系统与建筑的结合要求在建筑的不同阶段更具有协同设计和全局考虑。以往BAPV系统的使用过程中，由于大部分建筑师对光伏产品的了解甚少，光伏组件通常被建筑师视为一种特殊的建筑材料，而光伏设计一般由光伏企业进行专项化设计，独立于建筑设计整体之外，因此经常造成光伏组件与建筑主体的脱节，导致一体化构造的缺失以及其他一系列的问题，而在光伏系统与建筑的结合过程中，若采用BIPV的方式，光伏组件与建筑物同时设计、施工和安装，这对设计环节作出更高的要求，同时多方的参与、合作亦必不可少。
1.1.3.当前应用仍以工商业屋顶为主，总长期阳台、车棚等场景有望逐渐丰富
目前国内BIPV主要应用于新建工商业屋顶，住宅领域布局较少。由于屋顶面积大、电价高昂、标准化、节能减排、隔热降温等因素推动下，使得国内发展屋顶式光伏主要是以政府投资公共建筑、工业、商业等项目的屋顶为主，也存在少部分用于工商业项目的幕墙和阳台，住宅领域的布局较少，相较于BAPV的二次施工，BIPV一体化技术在工商业厂房领域具备明显的施工优势。
此外BIPV的应用也逐步拓展到遮阳棚、阳台、车棚等多个应用场景。位于中山市沙溪镇乐群龙阳路的车棚BIPV项目，光伏阵列面积达m，总装机容量.86kWp，年度发电量达34万kWh。当地物业公司为缓解场地紧张，提高住户体验进行的创新试点，项目在整栋大厦的基础结构上，通过精确现堪和设计，在楼顶与底楼平台上加盖了的光伏系统与光伏车棚，均采用了BIPV模式，既能有更高的发电效率又能防雨防漏、隔热降温，保护屋顶设施与车棚内车辆不受环境等的影响。
1.2.政策：绿色主旋律下，光伏建筑重要性凸显，BIPV提供新的发展思路
1.2.1.绿色建筑碳中和背景推动光伏建筑发展
绿色建筑，根据住建部《绿色建筑评价标准》（GB/T-）所给的定义，绿色建筑是指在建筑的全生命周期，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑的全生命周期是指包括建筑的物料生产、规划、设计、施工、运营维护、拆除、回用和处理的全过程，绿色建筑对于节能减排做出更高的要求，和装配式建筑类似，绿色建筑也有打分体系，根据标准，绿色建筑最低得分为40分，当总分达到50分、60分、80分时，绿色建筑登记分别为一星级、二星级、三星级。
从绿色建筑得分中各类评价指标来看，节能与能源利用的打分权重最高，光伏建筑契合绿色建筑的发展。绿色建筑的七项权重分别是节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理和运营管理，从不同的权重系数来看，节能与能源利用在居住和公共建筑中打分比重均最高，我们认为太阳能作为最清洁的能源，可满足节能与能源利用的最高要求，光伏建筑则是绿色建筑重要的实现路径。
十四五阶段绿色生态重要性进一步提升，利好光伏建筑发展。3月12日新华社播发《国民经济和社会发展第十四个五年规划和年远景目标纲要》，对比十三五阶段，十四五阶段强调“生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%，主要污染物排放总量持续减少，森林覆盖率提高到24.1%，生态环境持续改善，生态安全屏障更加牢固”，绿色生态的重要性更加凸显，各省市对于绿色建筑的补贴政策有助于绿色建筑成为发展的新方向。
建筑行业碳排放量大，碳中和进一步催生光伏建筑需求。根据《中国建筑能耗研究报告（）》，年全国建筑全过程能耗总量为21.47亿tce，占全国能量总耗的46.5%，细分来看，建材生产阶段排放11亿tce，占比23.8%；建筑施工阶段排放0.47亿tce，占比1.0%；建筑运行阶段10亿tce，占比21.7%，由此可见，建筑行业对于能源的消耗量十分大，而同时建筑行业也是全国碳排放最高的行业，年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨CO2，占全国碳排放的比重为51.3%，细分来看，建材生产阶段排放27.2亿吨CO2，占比28.3%；建筑施工阶段排放1亿吨CO2，占比1%；建筑运行阶段21.1亿吨CO2，占比21.9%。
当前格局下，实现“年碳达峰”、“年碳中和”的目标对于绿色建筑做出更高的要求，我们认为光伏建筑一体化将建筑与光伏组件结合，可有效减少传统水泥、钢铁等建材生产过程中能量的耗损以及碳排放，而在建筑的运行阶段，光伏建筑一体化可直接利用光伏进行发电，对于传统电能的节约亦有帮助。21年3月《关于年中央和地方预算执行情况与年中央和地方预算草案的报告》提出进一步支持风电、光伏等可再生能源发展和非常规天然气开采利用，增加可再生、清洁能源供给，“碳中和”进一步催生光伏建筑的需求。
1.2.2.BIPV为绿色建筑碳中和提供新的解决方案
BIPV作为光伏与建筑相结合的一种形式，伴随着光伏行业的蓬勃发展而兴起，展望十四五阶段，BIPV是绿色建筑、碳中和的重要实现路径。BIPV作为光伏建筑的一种实现路径，光伏发电行业的政策引领着技术的发展，回顾光伏政策的发展历程，主要可分为以下几个阶段：
1）-年：光伏产业支持政策密集出台阶段。此阶段光伏政策的出台主要是以推动光伏新能源的应用以及通过补贴方式支持光伏产业的发展为目的。12年9月《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区通知》拉开光伏分布式应用序幕，13年6月《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展》规定分布式光伏发电的度电补贴政策，并明确光伏补贴政策的期限原则上为20年。
2）-年：分布式光伏高速发展，企业盈利能力快速提升，补贴政策开始退坡。16年能源发展“十三五”规划陆续出台，明确提及优先发展分布式光伏，16年12约的太阳能发展“十三五”规划中提出大力推进屋顶分布式光伏发电，到20年建成个分布式光伏应用示范区，园区内80%的新建建筑屋顶、50%的已有建筑屋顶安装光伏发电。17年分布式光伏发电高速发展，分布式光伏发展不受各地年度新增建设规模限制，而在企业盈利能力快速提升的同时，补贴政策开始有所退坡。分布式光伏补贴由16年的0.42元/千瓦时，调降为17年0.37元/千瓦时。
3）-年：光伏政策开始收紧，补贴力度继续下调。18年新政出台，在电价上确认“两下调”原则，在电价上确认“两下调”原则，对光伏建设规模进行缩减；分布式光伏发电项目，全电量度电补贴标准降低为每千瓦时0.32元（含税），而19年4月和20年4月，采用“自发自用、余量上网”模式的工商业分布式光伏全发电量补贴标准再次下调为每千瓦时0.10元/0.05元，分布式光伏发电补贴力度继续下调。
4）十四五阶段：BIPV是绿色建筑、碳中和的重要途径。在绿色建筑以及碳中和政策指引下，预计十四五阶段国内BIPV的推广政策有望进一步加码。20年由中国建筑科学研究院主编的《户用光伏发电系统》和《建筑光伏组件》先后发布，为BIPV行业的规范发展奠定基础，我们认为类似强制安装的推广政策有望在未来持续出台，将为光电建筑大规模发展打下基础。
2.经济性、商业模式不断改善，BIPV市场潜力大
2.1.经济性：光伏发电效率提升，带动BIPV财务可行性大幅改善
经过数年的发展，BIPV组件的成本已经出现明显下降。根据北极星太阳能光伏网的数据，年特斯拉在美国发布的Solarcity屋顶瓦片产品的售价达到25元/w，能量密度为80-90w/㎡；年汉能发布的汉瓦产品的售价约为13元/w，能量密度80-85w/㎡；年6月，赫里欧发布的第二代智能BIPV产品，系统造价仅为4.5-5.0元/w，且能量密度大幅提升至-w/㎡。根据中国BIPV联盟的数据，十三五期间我国BIPV的系统造价（包含材料和人工）降幅达到90%。根据中国BIPV联盟的预测，十四五末BIPV的系统造价有望降至2.5元/w，具备全面推广替代建材的条件。
我们认为BIPV系统的建设主要包括光伏建材（如光伏瓦）、配电系统（逆变器、配电柜、电缆、储能设备等）、建筑构造（檩条、保温、防水等），其中主要的成本或在于光伏建材，而光伏建材本质上是另一种形式的光伏组件，其度电成本的下降主要与光伏组价的发电效率相关。以北极星光伏网的江西某屋顶光伏电站的投资概算为例，其最终实现的静态造价为5.76元/w，而在静态投资中，设备及安装工程（发电设备、升压变电设备、控制保护设备及其他设备）占总投资的比重达到81%，而在设备及安装工程中，设备购置费的占比达到77.6%，建安工程费占比相对较低。
我们建立一个测算屋面光伏项目收益率的简单模型，可以发现，初始投资、年发电量、电价、以及资金成本是影响BIPV收益率较为显著的因子。根据北极星光伏网数据，BIPV项目的系统建造成本主要包含设备、人工、建设期利息等因素，而在运营期的成本主要包括材料费（经验值0.01元/W·年）、运营费用（一般假设为初始投资的1%/年）、财务费用（具体数额与投资中的贷款比例和贷款利率相关）和保险费用（一般假设为初始投资的0.10%/年）。
在假设用电方和投资方非同一主体的情况下，投资方可能还需要支付房屋业主屋顶租金，但在我们的测算中，我们以打折售电的方式进行计算，进而不考虑屋顶租金。从收益端看，投资方的运营期收益全部来自于售电，此时，所在区域、屋顶坡度、系统转化效率及组件的衰减系数可能对年发电量的预测产生影响，而电价则是另外一个需要考量的因素。光伏组件的年发电量计算方式较为复杂，我们运用“光伏宝”网站提供的计算软件计算每瓦BIPV组件的首年发电量（我们以江苏南京地区30°坡屋顶为基准，年发电量约为1.3度/W），而后续年份的发电量，按首年衰减2%，后续线性衰减0.65%/年计算。我们将测算的基准定为不打折的含税电价为0.7元/度，售电折扣15%（各地光照条件和电价均不相同）。
从现金流的角度看，对于投资人而言，其在运营期的每年现金净流入等于BIPV电站的净利润+当年折旧-贷款本金的偿还额，根据北极星网的经验数据，我们测算的基准：电站的运营期为25年，折旧期为15年，贷款年限也为15年，贷款期限中采用等额本金的还款方式。通过对上述条件的假设，我们可以计算出，在BIPV系统投资为5元/w、贷款利率6%、发电效率每瓦每年1.3kw*h的假设之下，项目的资本金内部收益率为14.48%，静态回在固定运营期收入的情况下，BIPV项目的财务回报情况与单位初始投资更相关，对贷款利率敏感度相对不高。
在上述基准测算的基础上，我们针对投资和售电收入两个关键指标对项目收益情况进行情景假设分析。从下表中可以看出，项目IRR和静态回收期对项目的系统初始投资的变化更加敏感，如同样在6%贷款利率下，初始投资从2元/w上升至5元/w，IRR由47.03%降至14.48%，静态回收期由1.72年升至8.73年；而同样在5元/w的初始投资下，贷款利率由4%上升至8%，IRR仅由17.38%降至12.02%，静态回收期也仅由6.59年上升至11.38年。根据前文，若当前BIPV的系统投资已降至5元/w左右，我们认为其对不同投资主体的财务回报均较好。事实上，若BIPV的初始投资超过5元/w，在先前的假设条件下，只有融资成本显著较低的投资主体才能获得较好的财务可行性。
在现有的投资强度下，折扣前电价至少要达到0.7元/度，BIPV项目的经济性才较为显著。在系统初始投资为5元/w，且融资成本在6%的前提下，可以看出，年发电量和售电单价对项目的投资收益指标均有较为显著的影响。从年发电量角度看，在上文假设下，我国西部地区可做到1.5度/w以上，华东、华南、西南等区域普遍在1.2-1.5度/w区间内，从下表可看出，在0.6元/度的折扣前电价情况下，只有年发电量达到1.5度/w以上时才具备较好的财务回报性，而对于大多数地区来看，电价需要达到0.7元/度以上时，才具备较好的财务回报性，因此对于居民建筑而言，在没有价格补贴的情况下，当前BIPV的投资回报率或仍处于较低水平，工商业建筑的屋顶有望是最先开展的BIPV市场。
通过上述测算，我们认为针对BIPV的经济性可得出以下结论：1）随着近年来BIPV系统初始投资的不断下降，目前BIPV项目在工商业屋顶项目中已经具备了较好的财务可行性，后续BIPV在工商业屋顶项目中有望率先放量增长，工业建筑屋面面积较大，能够摊薄非发电设备的成本，经济性或更好。工商业建筑的墙面和居住建筑实施BIPV的财务回报仍有待提高，但后续若出台促进性政策，上述市场有望提前开启；2）BIPV系统的初始投资，是影响BIPV项目财务回报性的最主要指标，而BIPV组件产品是BIPV初始投资的最主要组成部分，占比可达50%以上，因此我们认为提高光伏组件发电效率，降低其生产成本，是提升BIPV项目经济性的核心。融资成本虽然也会对项目的经济性产生影响，但影响程度远没有初始投资大。
2.2.两维度看市场空间：渗透率提升潜力大，工业建筑有望率先放量
年全国工业厂房类BIPV市场或仅不到1GW，后续渗透率提升潜力大。据索比光伏网，年全国光伏新增装机容量达到48.2GW，同比+60%，其中集中式/分布式光伏新增装机容量分别同比+82.6%/+27.1%，二者占新增装机容量的比重67.8%/32.2%，-年间分布式光伏的新增容量占总装机容量的比重有所提升，但19/20年又有所下降。具体到分布式光伏来看，对比18年/19年的数据，可以发现工商业分布式光伏的比例显著下降，户用光伏比例显著提升，而从绝对装机容量角度，年户用光伏新增装机容量4.27GW，同比增长27%，光伏扶贫装机容量同比略降7%，而工商业分布式光伏新增装机容量出现大幅下行。年前11月户用光伏的新增装机容量达到10.1GW，而全年的分布式光伏装机容量仅15.5GW，因此我们预计年全年户用光伏占分布式光伏的比重相比年仍有提升，工商业分布式光伏年的新增装机容量或较少。而根据中国建筑科学研究院的数据，我国年BIPV的装机容量或在MW左右。
从过往情况来看，不同种类分布式光伏占比的变化受政策影响较大，但随着BIPV投资成本的下行，工商业自发自用模式有望得到快速发展。随着技术进步，发改委在过去几年中不断调低了光伏发电的上网价格和补贴力度，这对于分布式光伏而言影响较大。对于工商业的分布式电站而言，其上网电价不得高于所在资源区的光伏电站指导价，但在竞价上网的同时能够享受到一定的财政补贴。但年后，分布式光伏电站的度电补贴下行较为明显，针对“自发自用，余量上网”模式的分布式电站，补贴从年的0.37元/度降至年的0.05元/度，户用光伏的补贴力度虽然也有所降低，但降幅小于一般工商业分布式光伏。我们认为补贴退坡或是/年分布式光伏占新增装机容量下行的原因之一，而工商业分布式光伏目前补贴已经较少，可能也是其在分布式光伏新增装机容量中占比下降的主要原因，但从自发自用的角度看，随着BIPV初始投资的逐步降低，其经济性有望逐渐摆脱对补贴的依赖性（根据前文的测算，我们认为在5元/w的初始投资下，BIPV已经能够有较可观的财务回报）。
从后续光伏装机容量的角度出发，我们认为BIPV具有较大的渗透率上升空间。根据CPIA的预测，-年我国光伏新增装机量有望达-GW，较“十三五”阶段有望实现大幅增长，21-25年年新增装机量复合增速有望达13.3%-13.7%。至年，我国光伏的年新增装机容量有望达到90-GW。我国年外发的能源十三五规划中曾指出，优先发展太阳能，当时提出年太阳能发电规模达到1.1亿千瓦以上，其中分布式光伏达到万千瓦，分布式占比达到55%，太阳能十三五规划中也提到目标到年，在个光伏示范园区中做到80%新建建筑和50%既有建筑在屋顶安装光伏发电设备，但从目前来看，十三五规划中的目标或未实现。根据国际能源署IEA的预测，至年，全球光伏新增装机容量中50%为分布式光伏，而分布式光伏中75%为工商业分布式光伏项目。
根据前文数据可知，我国年光伏新增装机容量达到48.2GW，分布式光伏新增装机容量15.5GW，其中前11月的户用光伏装机容量就超过了10GW，而年没有光伏扶贫项目，我们预计年工商业分布式光伏项目的装机容量或不超过3GW。若年我国光伏新增装机中50%来自于分布式，则年光伏新增装机中分布式的装机容量有望达到45-55GW，20-25年CAGR24%-29%，若假设25年工商业分布式的新增装机占比达到75%，则25年工商业新增装机容量或达33.75-41.25GW，假设年的工商业分布式装机容量为3GW，则20-25年新增装机CAGR62%-69%。根据中国BIPV联盟的预测，至年BIPV在工业厂房新建屋顶分布式光伏项目中的渗透率有望达到%，即使保守假设工商业新增装机容量中50%来自于工业建筑，年工业建筑带来的BIPV市场也有望达到16.88-20.63GW，20-25年CAGR88%-96%，若假设年工商业分布式新增装机全部使用BIPV，年BIPV市场的复合增长率有望达到%-%，我们认为，即使从较为保守的假设出发，十四五阶段BIPV也有望取得较快的复合增长。
以上从光伏新增装机容量角度对BIPV市场进行了预测，但如果从新增建筑面积的角度出发，BIPV的市场潜力或更大。据统计局，年我国建筑竣工面积达到38.5万平米，同比下滑4%，其中住宅竣工面积占比达到68%，厂房仓库作为占比第二大的竣工建筑类型，占比达到9%，竣工面积达到3.4亿平方米。若假设年装机的0.71GWBIPV全部用于工业建筑，按照W/平米功率计算，对应厂房的屋顶面积.5万平方米，占厂房仓库年竣工面积的比例约为1-2%。
通过建筑面积角度估测，厂房仓库类新建建筑在年为BIPV带来的潜在市场有望达到28GW左右。在通过工业厂房竣工面积对BIPV市场潜力进行测算过程中，由于厂房不止一层，因此屋顶面积小于实际竣工面积。根据中国BIPV联盟的预测方法，年厂房仓库中钢结构和混凝土建筑的比例各占50%，而随着后续建设用地的趋于紧张，厂房仓库中的多层混凝土建筑占比可能增加，且混凝土建筑的层数也可能在一定程度上增加。我们假设21-25年工厂仓库竣工面积以每年3%的速度减少，但BIPV的渗透率从年的1.5%左右线性增加至%，则厂房仓库新建建筑在年有望为BIPV带来的市场潜力可达到28GW左右，对应市场空间达亿元，20-25年BIPV市场有望快速增长，复合增速达82.8%。
除厂房仓库外，在解决商业模式和投资回报率的情况下，BIPV在其他类型新建建筑屋顶的渗透率也有望逐步提升，市场空间潜力可观。根据中国指数研究院的数据，年全国一到四线城市出让的住宅/商办/工业/其他建筑的建设用地面积达到10.18/3.2/14.41/1.26亿平米，合计29亿平米，我们假设住宅/商办/工业/其他建筑的屋顶占地面积为建设用地面积的30%、40%、50%、30%，按此计算当年上述建筑的可用屋顶面积可达11.92亿平米，是可用厂房屋顶面积的5.3倍，因此若所有新建建筑均具备安装BIPV的条件，则BIPV的潜在市场空间有望是单纯工业厂房市场的5.3倍。若考虑存量改造，则1-年四类建筑对应的屋顶面积或达到亿平米左右，仅存量工业厂房屋顶面积或也达到近70亿平米，甚至建筑面积相当的外墙也是BIPV的应用场景之一。因此，我们认为BIPV应用场景十分广阔，后续渗透率的提升或主要依赖于技术进步带来的初始投资下降，以及商业模式的持续改善。
2.3.商业模式：仍处于探索期，“隔墙售电”等模式探索有望带动市场发展
我们认为分布式光伏商业模式的核心在于电力消纳模式和项目建设的投融资模式，其核心在于管控项目运营过程中可能存在的风险。根据中国循环经济协会可再生能源专业委员会发布的《中国分布式光伏投融资机制研究》，分布式光伏与集中式光伏电站的主要区别在于：1）集中式光伏电站规模效应更强，度电成本更低，因此当前通过直接升压并网的方式仍能够获得较好的投资回报，但分布式光伏电站单体发电量低，度电成本较高，以较低的价格并网会使得项目投资回报率大打折扣，因此自发自用、隔墙售电等方式可能更加适用于分布式光伏电站；2）分布式光伏电站产权和收益方式均十分清晰，而分布式光伏涉及的主体及利益相关方范围广泛，包括屋顶所有者、设备生产商、开发商、用户、工程总包公司、合同能源管理公司及电网公司等，造成了分布式光伏商业模式较为复杂，投融资模式相应复杂化。
从风险角度看，分布式光伏项目需要管控的风险主要包括：1）分布式光伏在20-25年的生命周期内，能否按照涉及预期稳定的发电，涉及到BIPV组件本身的质量（如发电效率的衰减、房屋或屋面结构的寿命等）；2）分布式光伏能否以稳定的价格卖电（涉及到用户用电量的稳定性，从这个角度看，并网或是最彻底的解决方案）；3）发电方能否稳定的收到电费，涉及到电力用户的信用和支付电费的及时性。
“隔墙售电”政策的逐步落实，有望在一定程度上解决电力消纳持续性的问题。从电量的交易对手方而言，分布式光伏的“电力使用方式”包括自发自用（余量上网）、并网和隔墙售电三种，其中自发自用交易环节相对简单，是当前分布式光伏的主要消纳方式，但缺点在于用电主体的电量需求存在不稳定的情况；并网从理论上而言是稳定性最好的电力消纳方式，但当前分布式光伏的度电成本仍然较高，且分布式光伏当前的上网电价和补贴均较低，采用直接并网的方式会大幅降低分布式光伏项目的财务回报；隔墙售电是指通过配电网，将所发电量就近输送至附近用电主体进行销售的消纳方式，由于需要借助电网运行，每度电需向电网缴纳一定的“过网费”。相比于直接并网，“隔墙售电”能够获取更高的售电单价，但同样也使得电网的利益有所受损。
据北极星售电网，年起我国从政策层面即开始推行分布式发电的市场交易，当年国家能源局与发改委发布了《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》（以下简称《通知》）和《关于开展分布式发电市场化交易试点的补充通知》，明确了分布式发电试点市场化交易的项目规模，交易组织、“过网费”核定原则以及相关政策支持，但由于申报过程与电网密切相关，而隔墙售电对电网利益形成损害，存在“过网费”核定困难等问题，因此隔墙售电迟迟无法落地。年5月，国家发改委及能源局公布了年分布式发电市场化交易试点名单，涉及10个省份，均为风电及光伏项目；年9月，江苏省发布《分布式发电市场化交易规则》（征求意见稿）并于4个月后发布试行交易规则；年3月，江苏省发改委、江苏能监办发布的《关于积极推动分布式发电市场化交易试点有关工作的通知》，江苏省将试点范围明确于苏州工业园区、海门市余东镇、等7个区域，其中苏州工业园区和海门市余东镇交易规模为5万千瓦，其余各试点不超过5万千瓦；年12月，江苏省能监办印发《江苏分布式发电市场化交易及电网企业输配电服务三方合同（示范文本）》,为推动江苏分布式发电市场化交易规范化落地进一步扫清了障碍。
我们认为，在当前标杆电价和低补贴的情况下，短时间内分布式光伏仍无法实现大批量的直接并网售电，而自发自用（余量上网）则要求用电企业有尽可能大且稳定的用电需求，一定程度上缩小了包括BIPV在内的分布式光伏的应用范围。若后续隔墙售电在试点后能够得到大规模推行，有望对解决电力消纳持续性问题产生积极影响。
分布式光伏投资主体较为多元化，园区级开发模式若成形，有望拉动市场需求快速增长。由于包括BIPV在内的分布式光伏电站利益相关方较多，分布式电站的投资主体也较为多元：
1）房屋业主本身。其可通过自筹资金等方式在自己的建筑物屋顶投资建设光伏电站，发电量采取自发自用，余电上网的方式进行消纳。在这种模式下，业主自身对电站进行投资和管理，模式简单，但需自主承担运营阶段的发电效率和经营期限风险。
2）合同能源管理机构对分布式光伏电站进行投资和运营管理。合同能源管理方与建筑物业主签订屋顶租赁协议，或约定向建筑业主以折扣价格售电。由于合同能源管理方具备专业的光伏电站建设和运维能力，在这种方式下，用电业主无需自主进行初期投资，且规避了运维阶段的发电效率风险。具体项目如中广核深圳机场10MW屋顶光伏发电示范项目。
3）以园区为单位的连片开发模式。上述两种模式均为以单体建筑物为单位的分散开发模式，而园区级的连片开发模式有望形成更强的规模效应。在这种模式下，多投资主体可通过SPV形成园区分布式光伏电站的投资主体，SPV可兼具投资、运维、售电等多项职能，在隔墙售电逐步落地的情况下，园区级的管理机构更容易匹配电站与用电户，较大的规模有助于其在融资、建造和运维环节实现规模效应，而整体园区的用电需求稳定性或好于单体企业的用电需求稳定性，对其投融资也具有积极影响。具体项目如中广核嘉兴21MW屋顶光伏发电项目。
3.产业链分析：建筑建材深度参与，先发优势重要性凸显
3.1.产业链：组件建材化，建筑渠道重要性凸显
BIPV将光伏组件与建筑构造结合，具备了建材的属性。以屋顶BIPV为例，其代替了屋面的固有结构，其自身具备了建筑物屋顶的功能，已经具备了建材的功能，而传统BAPV是将光伏组件固定在既有建筑结构上，更类似于一个“家电”。因此BIPV组件一方面需要具备建材的功能，也需要建立类似建材的渠道。由于建筑物在外观、尺寸、功能等方面均具备定制化属性，BIPV组件也需要满足建筑的定制化需求。而由于BIPV需要在设计阶段就进行统筹考虑，利用建筑和设计渠道更早切入，对BIPV厂商获取客户有望产生积极影响。
建筑建材企业有望主要参与产业链中后段的BIPV构造和安装环节。BIPV产品主要由光伏组件和建筑构造组成，其中光伏组件的产业链与BAPV及集中式光伏电站组件类似，且是BIPV产品迭代和成本下降的主要环节。建筑建材企业主要参与产业链的后端，一方面通过对BIPV组件的建材化改造，使其满足建筑构造的要求，如设计满足搭接要求的边框、边缘防水构造、支撑构造、及在屋脊、女儿墙、烟道等部位的处理构造，而这是屋面、围护等专业施工企业的优势所在，因此理论上而言，BIPV产品的设计过程需要建筑建材企业的参与，对于难以使用标准化BIPV构件的部分，也需要专业建筑公司提供专门的设计、产品生产和安装服务。总体而言，我们认为建筑公司虽然在整个BIPV产业链中贡献的价值量比例不高，但却参与到了BIPV产品的设计、安装服务和渠道拓展过程中，若建筑公司以EPC总包方身份完成BIPV项目，则可拓展自身在产业链上的获利空间。
3.2.BIPV的技术难点和竞争壁垒
从年分布式光伏发展正式拉开序幕以来，BIPV技术取得了一定的进步，但仍存在一定的技术难点：
1）光伏材料的转化效率仍需提升，BIPV发展主要技术瓶颈有待突破。光伏材料的转化效率长期以来被认为是制约BIPV推广的技术因素之一，更高的能源转化效率成为光伏企业研发未来产品的重点
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