摘要:建筑屋頂、墻面受光照時間較長,太陽能資源充足;在建筑表面發展分布式光伏能夠有效利用閑置資源來實現收益,不占用現有國土資源,經濟效益高;因此光伏與建筑結合的形式逐步成為分布式光伏裝機的重要組成部分。我國分布式光伏電站主要建設在廠房、辦公樓及居民住宅的屋頂上。目前,在分布式光伏中有80%以上的分布式光伏新增裝機容量與建筑相關。估計2023年前三季度我國光伏建筑新增裝機約54.22 GW。
一、定義及分類
光伏建筑即可利用太陽能發電的建筑。實現光伏建筑的技術路線主要分為BAPV與BIPV兩類。BAPV(Building Attached Photovoltaic)是指將光伏組件通過簡單的支撐結構附著在建筑屋頂或外墻上,對建筑原有結構不產生影響,移除光伏組件后,建筑功能依然完整。BIPV(Building Integrated Photovoltaic)是指光伏組件作為建筑結構的功能部分,在建設中與建筑主體一體成型。BIPV不僅能滿足光伏發電的功能要求,同時還可以兼顧建筑功能及建筑美學要求。通常情況下,將BIPV光伏組件設計成幕墻、屋頂、門窗、遮陽板、采光頂、陽臺護欄等形式。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
光伏建筑行業的主要主管部門為國家發改委、國家能源局、住建部。國家發改委的主要相關職責包括推進可持續發展戰略,負責節能減排的綜合協調工作,組織擬訂發展循環經濟、全社會能源資源節約和綜合利用規劃及政策措施并協調實施,參與編制生態建設、環境保護規劃、協調生態建設、能源資源節約和綜合利用的重大問題,綜合協調環保產業和清潔生產促進的有關工作。國家能源局是國家發改委的下設直屬機構,其主要相關職責包括研究提出能源發展戰略的建議,擬訂能源發展規劃、產業政策并組織實施,起草有關能源法律法規草案和規章,推進能源體制改革,擬訂有關改革方案,協調能源發展和改革中的重大問題。住建部主要職責包括承擔建立科學規范的工程建設標準體系的責任;監督管理建筑市場、規范市場各方主體行為;研究擬訂城市建設的政策、規劃并指導實施,指導城市市政公用設施建設、安全和應急管理;承擔建筑工程質量安全監管責任等。此外,國務院扶貧開發領導小組辦公室負責組織開展光伏扶貧工作。
光伏建筑行業的全國性自律組織為中國光伏行業協會,中國光伏行業協會是由中華人民共和國民政部批準成立、中華人民共和國工業和信息化部為業務主管單位的國家一級協會,于 2014 年 6 月在北京成立,是全國性、行業性、非營利性社會組織。其宗旨是在遵守憲法、法律、法規和國家政策,遵守社會道德風尚的前提下,維護會員合法權益和光伏行業整體利益,加強行業自律,保障行業公平競爭;完善標準體系建設,營造良好的發展環境;推動技術交流與合作,提升行業自主創新能力;在政府和企業之間發揮橋梁、紐帶作用,開展各項活動為企業、行業和政府服務;推動國際交流與合作,組織行業積極參與國際競爭,統籌應對貿易爭端。
2、行業相關政策
光伏建筑行業發展受到國家政策的大力支持。2023年1月發布的《關于推動能源電子產業發展的指導意見》提出要加快能源電子技術及產品在建筑等領域應用,推進屋頂、墻面光伏系統研發應用,發展戶用光儲超微電站,推動光伏、儲能電池與建筑建材融合應用。2023年9月國家發改委發布《電力需求側管理辦法(征求意見稿)》,提出要積極推動工業廠房、公共建筑等屋頂光伏建設和實施光伏建筑一體化應用。此外。廣東、上海、甘肅、河南等地方政府也紛紛出臺政策推動光伏建設產業發展。
三、行業壁壘
1、品牌及經驗壁壘
光伏建筑需要根據不同的應用場景定制高度個性化的解決方案,對于安全性、可靠性、穩定性均有較高的要求,屬于非標產品,案例經驗至關重要。前期建筑資源開發階段,建筑資源業主可能對光伏電站的安全性、可靠性抱有顧慮,為保證所建電站在20-25 年的長期運營過程中可以穩定、高效地提供電能,那些具有優質建筑資源的業主會優先考慮在行業內有較長經營時間的、擁有豐富案例實施經驗、具有良好品牌口碑、具備成熟的運維體系的投資方進行合作。對于不具備品牌和知名度的新進入企業,因為缺乏足夠的成功項目案例,無法為建筑資源業主提供有效項目借鑒,進而無法獲取建筑資源業主充分信任,項目難以落地。
另外光伏建筑項目建設是長期合作關系,一旦合作達成,光伏建筑建設完成之后運營期長達 20 或 25 年,期間很少出現更換合作對象的情況,客戶如有新的建設意愿時也傾向與原來的投資方合作,客戶黏性較強,這進一步加劇了新進入企業對該部分建筑資源的獲取難度。因此,本行業存在一定的品牌及經驗壁壘。
2、配套能力壁壘
光伏建筑項目投建過程中涉及建筑資源整合開發、并網服務、材料供應、電站設計和施工等多個環節,對于那些具備一體化配套能力的行業內企業,其可通過各環節的緊密協調和配合,憑借豐富的建設經驗、穩定的材料供應、成熟的實施技術,強大的并網支持能力,有效控制并降低電站投資成本。而新進入企業很難短時間內具備上述一體化能力,從而導致多個實施環節可能無法有效管控,建設周期較長,電站建設成本較高,投資回報率較低,進而制約投資規模。因此,本行業具有一定的配套能力壁壘。
3、運維服務能力壁壘
光伏建筑建成后,各個光伏建筑分布零散,各地的氣候、環境、情況各異,必須配置足夠專業的運維人員和設備,具備強大的運維能力、提供優質的運維服務才能降低光伏電站的故障率,保證電站的穩定、持續、高效發電,在獲得更高發電效率和發電收入的同時不斷提升客戶體驗感和滿意度。而新進入企業由于較高的運維成本和管理難度很難短期內具備提供高質量運維服務的能力,其電站綜合運行效率和服務質量相較于那些擁有成熟運維體系、完善運維手段、充足人員配置、豐富運維經驗、能夠提供精細化、專業化運維服務的行業內企業將有較大的差距。因此,本行業具有一定的運維服務能力壁壘。
四、產業鏈
1、行業產業鏈分析
光伏建筑行業上游包括光伏組件、光伏逆變器、光伏支架等光伏發電必備要素;中游為光伏建筑的投資、建設;下游則是用電、運營等環節,包括用電用戶、電力公司上網再分配等。光伏建筑產業鏈如下圖所示:















上游光伏部件產能的釋放疊加技術進步,使得整個光伏行業整體呈現降本增效的長期趨勢,光伏建筑的投資成本呈現下降趨勢,帶動光伏建筑規模高速增長。
光伏建筑的下游主要為各類大型工商企業和電力公司。工商業光伏建筑的建設通常是以與大型企業合作的方式進行,需要依托于企業建筑物的屋頂、外墻立面等來建設。光伏電站投資運營方結合當地工商業、大工業電價水平、客戶自身用電結構及預估的電站建設成本與客戶商談屋頂租金或者電價折扣,客戶通常會考慮電站開發后的電費折讓受益程度、建筑耗損、發電可靠性、電量計量準確性與電站安全等多方面因素。目前光伏建筑行業正處于快速發展期,屋頂等資源還較為充足,對本行業影響較小。但到行業發展后期,伴隨著屋頂等建筑資源的開拓競爭日趨激烈,光伏建筑企業需要不斷提升項目盈利能力并主動尋找新的盈利增長點。
2、行業領先企業分析
(1)森特士興集團股份有限公司
森特股份成立于2001年,并于2016年在上交所上市。公司擁有高端建筑金屬圍護系統、環保綜合治理和建筑光伏一體化(BIPV)三大主營業務。森特股份在2021年3月與隆基綠能達成戰略合作,布局BIPV領域。憑借隆基綠能在產品設計、客戶資源等方面的優勢,森特股份搶占光伏建筑市場先機,創造了新的收入增長曲線。自合作以來,公司推出行業內領先產品——建筑光伏一體化金屬屋面系統,同時還與國內知名企業建立深度合作關系,并在全國范圍內先后實施了一系列建筑光伏一體化(BIPV)項目,對BIPV的適用領域進行了巨大的拓展,打開了國內應用市場,引領行業快速發展。公司目前處于光伏建筑行業領先地位。2023年上半年建筑光伏一體化(BIPV)實現收入4.06億元。
(2)浙江芯能光伏科技股份有限公司
浙江芯能光伏科技股份有限公司成立于2008年,專注于分布式光伏電站的投資、建設和運行,深耕于太陽能分布式發電這一細分領域,在持續擴大自持分布式電站規模的基礎上,依托現有分布式光伏客戶資源穩步推進充電樁和工商業分布式儲能業務,積極布局離網、在網儲能產品的研發銷售,不斷探索分布式能源新應用領域,立志成為“碳達峰、碳中和”宏偉目標的先行者、示范者、領跑者,為構建以新能源為主體的新型電力系統持續貢獻“芯能”力量。在公司的自持電站中,BAPV 數量及裝機規模相較 BIPV 占比較高。自2017 年至今,公司累計已建成、并網 BIPV 項目裝機規模超 48MW,已經具備成熟的 BIPV 方案實施經驗。2023年以來企業自持電站規模不斷擴大,促使發電量進一步提高,營業收入不斷增長;同時高毛利率的發電業務支撐企業凈利潤收入提高。2023年前三季度企業營業收入同比增長4.83%,達到5.44億元;歸母凈利潤同比增長15.49%,達到1.86億元,盈利水平不斷提高。
五、行業現狀
建筑屋頂、墻面受光照時間較長,太陽能資源充足;在建筑表面發展分布式光伏能夠有效利用閑置資源來實現收益,不占用現有國土資源,經濟效益高;因此光伏與建筑結合的形式逐步成為分布式光伏裝機的重要組成部分。我國分布式光伏電站主要建設在廠房、辦公樓及居民住宅的屋頂上。目前,在分布式光伏中有80%以上的分布式光伏新增裝機容量與建筑相關。根據國家能源局公布的數據,2023年前三季度我國分布式光伏新增裝機量為67.14GW。估計2023年前三季度我國光伏建筑新增裝機約54.22 GW。
六、發展因素
1、有利因素
(1)構建以新能源為主的中國現代能源體系的,國家政策支持光伏建筑行業高速發展
實現人類可持續發展,調整當前能源結構,以太陽能、風能為代表的清潔、可再生能源替代傳統化石能源已逐漸成為全世界的共識。在各種可再生能源中,太陽能發電具有無污染、可持續、總量大、分布廣、利用形式多樣等優點,在具備規模開發條件的可再生能源中,能夠實現零排放發電。
習近平總書記于 2020年9月在聯合國大會上提出:“中國二氧化碳排放力爭 2030年達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。2021年第十三屆全國人大四次會議通過的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中提出:“推進能源革命,建設清潔低碳、安全高效的能源體系,提高能源供給保障能力。加快非化石能源,堅持集中式和分布式并舉,大力提升風電、光伏發電規模,加快發展東中西部分布式能源,合理控制煤電建設規模和發展節奏,推進以電代煤,非化石能源占能源消費總量比重提高到 20%左右”。由此可見,大力發展風光發電能源,構建以新能源為主的中國現代能源體系勢在必行。為推動“雙碳”目標落地,未來風光等非化石能源的占比將顯著提升,并可能逐步成為最主要的能源供給來源。
我國政府對于光伏推廣給予了高度重視,并通過財政補貼等方式扶持光伏產業發展。自2021年6月以來,在國家能源局屋頂分布式光伏“整縣推進”等政策的影響下,各地方政府迅速響應紛紛出臺相關政策推進屋頂分布式光伏發展。目前多個地方政府出臺了BIPV項目的光伏發電補貼政策,補貼標準在0.1-0.39元/千瓦時。光伏建筑行業的發展將明顯受益于整體能源結構的調整,獲得加速發展的機遇。
(2)建筑節能減排勢在必行,光伏建筑有望崛起
建筑運行階段的碳減排與建筑光伏的應用密切相關,目前我國建筑使用電力導致的間接碳排放約占我國碳排放總量的12%。隨著我國經濟發展,我國人均用電量還將進一步提升,使得電力能源消耗產生的碳排放壓力增加。
光伏與建筑的結合可有效降低建筑能耗,助力我國建筑行業節能減排。近年來,國家出臺了眾多政策強調要大力發展節能低碳建筑,支持光伏建筑發展,致力于減少建筑運行過程耗能。住建部發布的《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》,提出到2025年全國新增建筑太陽能光伏裝機容量0.5億千瓦以上的要求。國家將“建筑+光伏”作為推進建筑節能減排的重要方式之一,一方面推動既有建筑節能改造工作,另一方面推動超低能耗、近零能耗建筑建設,這將為BAPV和BIPV發展提供廣闊的市場空間。兩種光伏建筑模式應用,將打造更多低碳建筑,推動我國可持續發展。
(3)技術進步與成本下降使行業整體競爭力不斷增強
光伏企業重視技術的積累進步和新產品的開發,太陽能電池光電轉換效率等技術參數指標不斷提升,產品質量性能均在不斷改善。近年來光伏產業中主要原材料多晶硅的價格持續下跌,而生產技術不斷進步也使生產過程中的原材料損耗逐步減少,太陽能發電成本因此不斷下降,這將有利于進一步推動光伏建筑行業的發展。
2、不利因素
(1)其他可再生能源對太陽能的替代作用
在可再生能源發電領域,太陽能的主要替代能源包括風能、生物質能、地熱能、潮汐能等。其中風能和生物質能的開發相對成熟,也較成規模,其對太陽能具有一定的替代效用。因此,如果其他替代能源取得突破性的進展,則會吸引更多的資源投入到替代能源中去,這將會給太陽能的發展帶來不利影響。
(2)光伏建筑發展受產業政策影響較大
盡管我國光伏發電已經步入“平價”時代,光伏建筑的持續性運營對產業政策的依賴程度逐步降低,但其受產業政策的影響仍較大。比如地方政府或因土地、補貼等因素,在落實和推進屋頂分布式光伏項目的進度可能低于預期。產業政策的變化將影響光伏建筑行業的新增裝機容量,從而進一步影響光伏產業鏈上下游的產品需求和價格。如果未來光伏建筑相關產業政策出現不利調整,將對光伏建筑行業發展造成沖擊。
(3)電力交易市場化帶來電價波動
光伏建筑項目大部分采用的是“自發自用,余電上網”模式。運營企業通過銷售光伏電站所發電量,從中獲得發電收入。如在工商業屋頂分布式光伏電站運營企業在“自發自用部分”的電費參照用電業主的工商業或大工業實時電價給予一定折扣與用電業主結算,“余電上網部分”的電費則參照電站所在地燃煤發電基準價與供電公司結算。隨著我國電力交易市場化,市場電價隨著供需形勢變動。整體而言,我國工商業、大工業電價整體處于上行趨勢,但未來電價仍存在下調的可能。如果市場電價下調,可能使得光伏建筑項目投資收益率下降,長期來看將影響光伏建筑的推進進度。此外,光伏建筑項目存量規模擴大后,由于光伏發電波動性、間歇性的特點,如果出現晚間用電高峰用電分配和穩定性問題,將減緩光伏建筑項目推進。
七、競爭格局
光伏建筑行業具有投資收益穩定、閑置資源利用以及國家政策大力支持等優勢,隨著“雙碳目標”的提出和分布式光伏的整縣推進,光伏建筑行業的市場認可度不斷提高,目前光伏建筑處于行業高速發展期,已進入市場化競爭階段。行業內參與光伏建筑建設的企業包括央/國企能源企業及光伏組件企業、建材企業、建筑工程企業等諸多類型,行業參與主體呈現多元化的趨勢。中國光伏建筑行業主要領先企業有浙江芯能光伏科技股份有限公司、森特士興集團股份有限公司、江蘇中信博新能源科技股份有限公司、天合光能股份有限公司、江河創建集團股份有限公司等企業。
八、發展趨勢
我國出臺了多項國家政策大力推動光伏建筑的發展,給與光伏建筑項目一定補貼。同時光伏建筑經濟效益的提升也推動著光伏建筑項目建設。政策和經濟效益共同推進光伏建筑快速發展,使得光伏建筑滲透率持續提升。近年來,隨著BIPV技術的不斷成熟,BIPV的經濟性也逐漸得到驗證。同時中央和地方政府對BIPV的支持政策頻發,在政策扶持和產品本身諸多優勢加持下,BIPV未來增長潛力較大。
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數據顯示,在政策支持推動下,2023年我國光伏發電工程完成投資額已超過6700億元。同時值得注意的是,分布式一般位于電力負荷中心附近,具有可就地消納,具有占地面積小、建設快、投資金額低,靈活性較高等優點。而建筑屋頂、墻面受光照時間較長,太陽能資源充足,在建筑表面發展分布式光伏不占用現有國土資源,土地成本低,經濟效益高。因此光伏與建筑結合的形式已逐步成為我國發展分布式光伏裝機的主流方法,光伏建筑也因此成為光伏發電行業投資建設發展主要手段之一。