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光伏建筑行业深度报告:光伏之翼

发布日期:2022/9/5 19:35:22 浏览:328

有建筑功能的基础上,尽可能提升光伏能源转化效率,总体壁垒较弱。在光伏设计时,需要综合考量安装地点、光伏组件及其他设备的选型、光伏阵列朝向和倾角计算和太阳电池方阵间距计算,以保证光伏发电系统的整体效率。同时,分布式光伏系统需要依靠并网发电系统实现余电上网赚取收益,其主要由光伏组件、逆变器、控制器、数据采集器、防雷接地系统等几大部分组成。此外,设计公司需保证光伏系统不影响原有建筑的使用性能,包括承重、保暖、防水等,总体壁垒不强。建筑设计时兼顾光伏设计可行,光伏设计有望成为传统建筑设计公司业务增量。当前建筑设计院通常具备建筑、结构、给排水、电气、暖通这五大部门,完全有能力在建筑设计时同时兼顾光伏设计,光伏设计有望成为传统建筑设计公司业务增量。

6.光伏幕墙:BIPV为主流应用方式,已具备较好经济效益

除屋顶外,幕墙也是分布式光伏的主要应用场景之一。幕墙是建筑的外墙围护结构,非承重,是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。幕墙由面板和支承结构组成,根据面板的材质不同可分为玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙等,其中玻璃幕墙具备美观、保新、轻质、采光好等优点,应用最为广泛。BIPV为光伏幕墙的主流应用方式。采用幕墙替代混凝土外立面的优势主要为美观 采光好,该特点决定了多数存量幕墙难以像屋顶一样加装BAPV。因此,当前光伏幕墙主要应用于新建建筑中,而BIPV为光伏幕墙的主流应用方式。当前薄膜电池与晶硅电池同时应用于光伏幕墙。由于能够根据设计要求对透光性、色彩、纹理、图案等艺术化处理和个性化定制,使得薄膜类光伏幕墙应用更为广泛、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,代表性项目包括嘉兴科创中心、大同能源馆等。需要注意的是,出于成本与发电效率的考量,薄膜电池仅在透明玻璃门窗部分使用,非透明外围护结构仍采用晶硅电池。

光伏幕墙但已具备较好经济性,回报周期约8-10年

从光照时间看,光伏幕墙系统发电能力小于光伏屋顶系统。幕墙外立面受光照时间不及屋顶,导致了两者的效率差异。据《不同BIPV系统的收益及环境效益分析》中对光伏幕墙系统与光伏屋顶系统的比较可知,光伏幕墙系统发电能力小于屋顶系统,光伏幕墙系统25年寿命周期的发电量约为20.98kWh/Wp,产生的收益约为23.84元/Wp;光伏屋顶系统25年寿命周期的发电量约为28.73kWh/Wp,产生的收益约为32.63元/Wp。

现有光伏幕墙已具备较好的经济性能。《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》针对新型的铜铟镓硒(CIGS)光伏幕墙技术,以沈阳地区光伏建筑应用为例,从全寿命周期角度进行经济性分析,其中全寿命周期成本为848.06万元,全周期收益为1370.77万元,外部效益为533.85万元,综合来看光伏幕墙已具备较好的经济性能。

案例项目基本信息:年日照时间为2400h左右;建筑面积为5000m2;采用了6943块105W的CIGS太阳能组件,总装机量为729kW,根据光伏软件PVSYST计算出首年发电量为731.5MWh,按光伏组件的初始衰减为2.5,线性年衰减为0.4,25年总发电量为17087.3MWh。案例中全寿命周期成本为848.06万元。其中,建造费用约为2663.87元/m2,前期建造费用总计为1331.94万元;后期维护费按每年0.05元/W计算,25年总维护费用为91.125万元;替换原有建材的增量费用取1513.87元/m2。案例中全周期收益为1370.77万元。补贴收益方面,补贴电价按0.10元/度计取,补贴电价期限为20年,补贴收益之和138.09万元。电价收益方面,按90自用比例计算,企业用电价为0.7599元/kWh,25年企业用电收益为1168.62万元,脱硫标杆上网电价为0.3749元/kWh,25年企业余电上网收益64.06万元,25年电价收益之和为1232.68万元。案例中外部效益为533.85万元。节能收益方面,每kWh电节对应0.31kg供电煤耗,煤按650元/t计算,25年总发电量为17087324.21kWh,则节约煤炭量为5297.07t,节能效益为344.31万元。减排CO2收益方面,每发1kWh电可减少CO2排放552.389g,25年总发电量为17087324.21kWh,取CO2的效益值为200元/t,则减排CO2的效益为188.65万元。减排SO2、NOX、PM2.5方面,SO2、NOX、PM2.5的排放费用取值为150元/t,每发1kWh电减少污染排放1.5159gSO2、1.6306gNOX、0.1643gPM2.5,减排效益为0.89万元。

光伏幕墙的回收期约为8-10年,内部收益率约为9-12。据国际太阳能光伏网资讯,光伏幕墙取代传统幕墙会带来500-600元/m2的增量造价,而单平米光伏幕墙的年发电量约为100度,若假定综合收益电价为0.7元/度,则单平米光伏幕墙年收益为70元,假定单平米光伏幕墙年维护成本与屋顶相同(7.65元),则可计算得到每年的收益为62.35元,回报周期约为8-10年,内部收益率约为9-12。

技术革新或促使市场空间扩容 毛利率提升 头部企业市占率提升

内地幕墙市场空间广阔,但总体处于低端无序竞争状态,头部企业市占率极低。据《建筑装饰行业“十四五”发展规划》统计,“十三五”期间,幕墙工程年工程总产值由3200亿元增长到4300亿元,整体增长34.38。从竞争格局看,由于规模占比较高的中、低端幕墙总体门槛不高,国内幕墙市场总体呈现高度分散的竞争格局,即便是上市企业中幕墙业务规模最大的江河集团,其旗下主要幕墙子公司2020年收入为78亿元,市占率仅1.8左右;从我们梳理的主要开展幕墙业务的上市装饰企业来看,7家企业2020年幕墙业务合计收入也仅150亿元左右,市占率合计仅3.5左右。

我们认为光伏幕墙取代传统幕墙属于技术革新,其影响主要在于三个方面:市场空间扩容、毛利率提升、头部企业市占率提升。市场空间扩容主要来自光伏幕墙单平米造价上升。传统幕墙单平米造价通常位于1000-2000元/m2之间,据国际太阳能光伏网资讯,光伏幕墙取代传统幕墙会带来500-600元/m2的增量造价,即较传统幕墙单平米造价提升30-50,有助于整体市场空间扩容。

毛利率提升主要依赖更高的技术壁垒。光伏幕墙系统对企业的光伏建筑一体化设计、施工能力以及后期运维能力提出了新的要求,有望提升传统幕墙企业话语权。以江河集团为例,2022H1,公司光伏建筑项目确认收入5,351万元,贡献毛利1,310万元,对应毛利率约为24.5,远高于公司传统幕墙业务毛利率(约为18-20)。光伏幕墙增强技术壁垒,亦有助于国内幕墙产品高端化 头部企业提升市占率。幕墙公司业务链通常为:设计——采购——深加工——现场安装——维保,其中壁垒较高的环节包括设计与深加工。公司需要将幕墙的建筑方案落地实施,将单纯的可视方案变为可生产可制造可安装的方案,总体来讲壁垒不强。随着传统幕墙行业竞争加剧,行业利润率越来越薄,行业门槛降低,高端光伏幕墙已经成为幕墙企业转型的重要方向,更强的技术壁垒有助于国内幕墙产品高端化 头部企业提升市占率。

(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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