光伏产业链行业发展分析报告

光伏产业链行业发展光伏产业链行业发展 分析报告分析报告 2022 年年 8 月月1 BIPV传统分布式光伏升级，新应用方向不断涌现 1.1 分布式光伏成为新增光伏装机主力，BIPV 极具增长潜质 光伏发电集中式与分布式并举趋势明显，分布式光伏成为新增光伏装机主力。光伏电站 是光伏产业链终端应用市场，根据电站的装机规模、和用户的距离、接入电网的电压等级等 不同可以分为集中式电站和分布式电站。集中式电站是在荒漠地区构建大型光伏电站，充分 利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源，接入高压输电系统供给远距离负荷。分布式发 电站主要基于分散建筑物表面，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。与集中式发电站相比，分布式具有投资小、建设快、占地面积小、盈利能力强、与用 户联系紧密、政策支持力度大等优势。2013 年以来，我国光伏发电并网装机容量快速增长，截至 2021 年底，光伏发电并网累计装机容量突破 3 亿千瓦 大关，达到 3.06 亿千瓦，连续 7 年稳居全球首位。从结构来看，分布式光伏累计装机容量占总光伏装机的比例从 2015 年的 14%提升至 2021 年 35.1%。从每年新增光伏发电并网装机来看，2021 年分布式光伏新增 29GW，同比增速 87%，增速已经远超集中式光伏，约占全部新增光伏发电装机的 55%，市 场份额持续增加，光伏发电集中式与分布式并举的发展趋势明显。图 1：2015-2021 年中国光伏发电累计装机容量变化情况 图 2：2015-2021 年中国光伏发电新增装机容量变化情况 数据来源：国家能源局，市场研究部理 数据来源：国家能源局，市场研究部理 分布式电站中 BIPV 在外观、寿命、受力、防水和施工方面优于 BAPV，增长潜质巨大。分布式电站又可以大致分为三类：光伏组件与建筑结合（BAPV）、光伏组件与建筑集成（BIPV）、非建筑场景，其中与建筑结合的分布式电站（BAPV&BIPV）约占分布式光伏电站 装机量的 50%。BAPV（普通型光伏构件）主要指在建筑上安装的光伏构件不作为建筑的外 围护结构，只起发电功能的建筑部件，在既有建筑上应用较多。BIPV（建筑光伏一体化）主 要指在建筑上安装的光伏构件不仅是发电的部件，而且作为建筑的外围护结构，与建筑同步 设计、同步施工、同步验收，如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。截止 2021 年 BAPV 仍为主流光伏建筑类型，与 BAPV 相比，BIPV 直接将设备作为墙体或屋顶，外观整体性更 强，使用寿命长，而且 BIPV 不需要其他固定结构的特性使其安全性更高，防水性能更好，施工难度显著低于 BAPV。此外，BAPV 往往是需要一次性投入多年回报的项目，业主重视 收益率与安全，一旦发生重大损失，会出现权益难以得到有效保障的情况，而 BIPV 可以规 避这一问题。BIPV 作为未来光伏建筑发展的重要方向，能够很好地解决 BAPV 系统存在的 一些痛点。1图 3：光伏电站的分类 数据来源：头豹研究院，市场研究部理 图 4：光伏建筑对比 数据来源：头豹研究院，市场研究部理 1.2 BIPV 应用方向多样，满足用户不同需求 BIPV 新的应用方向不断涌现，满足不同用户、不同场景的需求。（1）按应用场景划分，BIPV 包括光伏屋顶、光伏幕墙、光伏采光顶、预制光伏墙和光伏遮阳板，屋顶资源是当下 BIPV 领域抢占的重点，尤其是结合整县推进的政策，屋顶 BIPV 产品发展愈发快速。（2）从 技术路线来看，晶硅电池产业链完整，生产设备已实现国产化、产品技术自主先进、生产成 本 低，目前在光电 建筑上 占据 95%的 市场 份额，薄膜电池 虽然在 转化效 率等方 面不及 晶硅电 池，但其结构简单、透光性可调节、弱光性好、温度系数低等特点使得其比晶硅更适合应用 在 BIPV 上，尤其是在建筑立面上优势更加明显。（3）从产品表现形式来看，“建材型”BIPV 是一种相对理想的形式，定制化程度高、强度要求、成本高；“构件型”BIPV 偏向标准化产 品，但应用场景也受限，目前主要应用在工商业厂房屋顶、防雨车棚等大面积屋顶、大型建 筑外侧幕墙。综合考虑，未来 BIPV 产品的发展方向将是既能做标准化的产品，也能做定制 化的产品，从而满足不同用户和不同场景的需求。2表 1：BIPV 按应用场景划分 BIPV 的 分 类 BIPV 屋顶与常规的屋顶光伏电站（BAPV）不同，要求光伏发电建材 光伏屋顶 与建筑融合成为整体，除了有非常好的发电能力，还要具有替代传统 屋顶的遮阳、保温、防水的功能或者建筑美观功能。薄膜类光伏幕墙是现在行业最主流的应用方式，由于能够根据设计要 光伏幕墙 求对透光性、色彩、纹理、图案等艺术化处理和个性化定制，使得薄 膜类光电幕墙应用更为广泛、适应性更佳。目前，实际应用最为广泛、适应场景最为丰富的是碲化镉薄膜光伏幕墙。夏天隔热使用碲化镉透光发电玻璃替代传统玻璃是一个好方法。在平 衡透光度、发电功率等因素后，采用 20%透光度的碲化镉发电玻璃是 按应用场景 光伏采光顶 一个比较好的选择：一是因为 20%透光效果已经能满足业主的采光要 求；二是碲化镉发电玻璃的透光度越高，意味着发电玻璃中的发电膜 越少，发电玻璃的吸热降温效果就会降低，同时发电功率也会下降。建筑光伏一体化除了将光伏建材外挂在墙体上，也可以做成一体化装 预制光伏墙 配式光伏墙体，直接替代了传统墙体，在工厂预制加工完成后，可直 接快速安装在建筑的框架体系上，不仅节省成本，还大幅提升了安装 效率。将光伏发电建材作为建筑本体遮阳结构，可根据设计要求灵活调整尺 光伏遮阳板 寸样式、颜色图案、透光等，已经在一些项目中被建筑设计师采纳和 应用。在当前光伏产业中，晶硅电池依靠经济性和转换效率（单晶可达 25%）方面的优势，占据着超过 95%的市场，晶硅电池片是不透光的，因此 晶硅型 晶硅组件主要应用在不透光的建筑项目中。尽管晶硅组件具有较高的 转换效率，但薄膜电池的弱光性较好，对安装角度的要求不强，在弱 光环境中薄膜电池优势明显，具有比晶硅电池更长的发电时间。按材料 薄膜型 BIPV，目前主要为碲化镉(CdTe)电池、铜铟镓硒(CIGS)电池、薄膜型 钙钛矿太阳电池。碲化镉商业应用上的平均效率为 14.7%，铜铟镓硒 电池目前在薄膜型中效率最高，可接近 20%。一体化更加完善，将光伏电池完全融合进建材中，从外观上可能与传 建材型 统建筑材料差别不大。对材料强度、性能提出更高的要求，同时也拥 更高的定制化程度和成本。按表现形式 偏向标准化产品，将光伏组件与建筑组件相结合成整体构件，从外观 构件型 上较易与传统建材区分。目前市场上主流产品以光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板为主，能最高程度保持组件发电效率、最大化电池有效发 电面积。数据来源：北极星电力新闻网，华经情报网，市场研究部理 31.3 产业链中游格局未定，吸引光伏、建筑行业玩家纷纷入局 BIPV 产业链的参与者包含上游光伏组件生产商，以隆基股份、阳光电源、通威股份为 代表，产品包括硅片、背板和墙体等；中游 BIPV 系统集成商，以江河集团、森特股份、东 南网架为代表，主要产品包括光伏屋顶、光伏幕墙、太阳能电池和其它储能设备等；下游客 户主要为建筑业，涵盖工厂、房地产和部分减排的国家级建筑。图 5：BIPV 产业链图谱 数据来源：头豹研究院，各公司官网，市场研究部理 上游竞争激烈，产业各环节集中度提升，龙头隆基股份有望继续引领行业发展。BIPV 产业链上游主要是光伏电池等光伏组件，可以细分为晶硅和薄膜两种技术路线，以及硅料、硅片、电池、组件等生产环节。目前光伏产业链整体受政策推动，光伏组件产量持续增长，2021 年 中国光伏组件产量为 182GW，同比增 长 46.1%，2020 年 中国光伏组件产量为 124.6GW，同比增长 26.4%。BIPV 的电池组件技术相对成熟，行业竞争激烈，少数龙头在 供应链环节中拥有较高市场份额和较强定价权，以隆基股份为代表，特斯拉 Solar Roof 也在 2020 年进入中国市场。从产品形式和市场定位来看，各家有所区别，隆基走光伏建材路线，中信博等则类似光伏支架，隆基主要针对面积较大工商业项目，定价相对较低，特斯拉则可 针对家用用户，装机可能在 1020kW，定位和售价较高端。当前光伏产业链各环节集中度 提升，隆基股份作为硅片和组件龙头，市场份额较高，未来有望继续引领行业发展方向。4图 6：2017-2021 我国光伏组件产量及增长率 图 7：各公司光伏组件业务收入（亿元）和毛利率对比 200 182 50%180 45%160 40%140 35%124.6 120 30%98.6 100 25%76 85.7 80 20%60 15%40 10%20 5%0 0%2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 光伏组件（GW）YOY 数据来源：华经产业研究院，市场研究部理 数据来源：wind，市场研究部理 中游技术壁垒高，盈利能力强。中游 BIPV 系统集成商，具有相对较高的技术壁垒、进 入门槛和盈利水平，主要包括光伏企业和建筑企业，前者布局上游+中游，既可销售定制 BIPV 产品，也可以负责 BIPV 产品集成安装，后者为建筑围护、钢结构、幕墙等建筑细分领域龙 头企业。在碳中和大背景下，仅靠光伏屋顶发电难以满足建筑物自身用电需求，若要实现建 筑物供电自给自足，未来 BIPV 应用场景将进一步扩大，从屋顶扩大至建筑立面，如建筑物 幕墙、维护等。表 2：中游 BIPV 系统集成商业务情况 布 局 领 域 企 业 类 型 公 司 名 称 BIPV 业 务 情 况 2020 年推出光伏屋顶产品“隆顶”及光伏幕墙产品“隆锦”，资金实力、品牌及产品认可 隆基股份 度再同业中较为突出。天合光能 推出双玻组件取代传统建筑材料，应用于日本 Shogo Sugiura 之家 BIPV 项目。尚德太阳能 BIPV 屋顶及幕墙在商业、户用领域均有应用。汉能 推出光伏屋顶产品“汉瓦”及光伏幕墙产品“汉墙”，可全面替代传统材料成为节能建筑建 材，“汉瓦”应用于浙江、江苏等多地项目，“汉墙”应用包括汉能总部外观。龙焱能源科技 产品包括光伏屋顶及光伏幕墙，光伏瓦应用包括哈工大校园、浙能长兴展示馆，光伏幕墙 应用包括青海国投广场、嘉兴科创中心等。光伏屋顶&幕墙 光伏企业 阿斯特阳光 2007 年布局 BIPV，光伏玻璃幕墙技术应用于洛阳中硅研发楼、奥运中心区景观信息柱等，光伏屋顶应用于香港、美国、欧洲等地的住宅及商用项目。服务商 光伏玻璃应用于建筑外观，并推出产品装配一体化光伏瓦及户用光伏瓦，可在工商业及户 瑞科新能源 用屋顶进行应用。英利 英利为国内 BIPV 单体容量最大的江西丰城 100 兆瓦屋顶工商业分布式光伏发电项目主体 提供 93.347 兆瓦高效光伏组件，推出光伏幕墙产品“琉璃璃光四射”。韩华 采用 BIPV 技术打造中国首座绿色建筑侨福芳草地，光伏幕墙应用于韩国常绿区政府大楼、昌原 Solar Tower、韩华总部 BIPV 大楼。推出光伏幕墙产品日托 Z6 炫彩组件及光伏屋顶产品柔性 60 片 MWT 组件，其中光伏屋顶 日托光伏 产品应用于荷兰、日本、武汉等工商业项目。建筑企业 精工钢构 旗下精锐金属推出过建筑光伏一体化屋面及墙面系统产品。光伏屋顶 光伏企业 东方日升 2019 年针对光伏屋顶市场开发 BIPV 光伏瓦组件，在美国市场实现小批量应用，在江苏金 5布 局 领 域 企 业 类 型 公 司 名 称 BIPV 业 务 情 况 坛基地实现 1 万平米 BIPV 建筑示范项目，常州 2.05MW 的 BIPV 项目于 2019 年 8 月 28 日通过电网验收并开始发电，预计年均发电量约为 200 万 kWh，内部投资收益率 14.8%。中信博 用光伏电站一体化系统替代彩钢瓦，节约建筑物建造成本，2019 年 BIPV 销售 3.95MW，营收 200.87 万元。于 2016 年 8 月收购