建筑幕墙市场规模连年攀升。幕墙是建筑的外墙围护,是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由面板和支承结构体系组成的,可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所作用的建筑外围护结构或装饰性结构。根据构件可以分为框架式幕墙、单元式幕墙、点支式幕墙,框架式幕墙包括明框式和隐框式幕墙。近年来我国幕墙工程产值连年增长,建筑幕墙工程产值从2010年1500亿增长到2020年4900亿元,近十年GAGR为12.57%,其中2016年至2020年同比增长分别为6.25%/11.76%/6.58%/11.11%/8.89%。

分布式光伏加速推动光伏幕墙发展,幕墙光伏建筑一体化空间广阔。光伏幕墙系统主要使用光伏幕墙结构技术、电能储存作用、并网技术以及光电转换系统等多种运用高新技术的综合应用系统。在普通建筑幕墙中用光伏玻璃替代普通玻璃使之成为光伏建筑一体化建筑,既为光伏玻璃提供了足够的面积,又不需要另占土地,还能省去光伏玻璃的支撑系统结构,是今后值得发展的重点领域,也被认为是BIPV的发展方向。


【资料图】

2021年我国分布式光伏发电累计装机容量107.50GW,占比达到35%。其中2021年新增光伏发电并网装机中,分布式新增约29GW,约占全部新增53%,历史上首次突破50%,在此基础上光伏建筑发展不断提速,其中,在新建建筑领域,我们预计2022-2025年光伏幕墙建筑系统市场空间分别达416/498/615/680亿元。而根据《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》(姜凯.《建筑学报》),以沈阳市地区建筑面积为5000m2,太阳能光伏组件安装在建筑南立面形成光伏幕墙,采用6943块105W的CIGS太阳能组件,总装机量为729kW的光伏幕墙为例,全生命周期收益约1371万元,高于全生命周期成本约523万元。同时光伏幕墙产生包括节能效益、减排效益等外部效益,共产生534万元外部效益。根据统计数据显示,2021年全年,我国主要光电建筑产品生产企业BIPV总装机容量约709MW,总安装面积377.4万平方米,占当年全国分布式光伏装机容量4.5%,未来有望进一步提高。

光伏玻璃产量及消费量快速增长。光伏玻璃由玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线等组成。分晶体硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃两大类,前者又分单晶硅和多晶硅两类,常用作光伏幕墙材料。根据百川盈孚数据,光伏玻璃产量2020年与2021年年产量同比分别增长24.20%和9.51%,2022年1-5月同比增长20.59%。光伏玻璃实际消费量2020年与2021年分别同比增长30.54%和10.72%,2022年1-5月同比增长19.88%。

2.新增建筑市场光伏幕墙市场空间广阔

光伏屋顶依然是当今主流形式,但随着双碳政策推进,光伏屋顶难以满足城市中建筑物用电需求,并且幕墙具有更大的表面积,所以光伏幕墙在未来的渗透率有望加快上升。

光伏幕墙市场大小需要考虑到诸多因素,首先是立面光照有效面积及时间,直接影响到总体发电量;其次由于幕墙具备采光要求,需使用特制薄膜电池,导致单位发电量及成本显著高于普通晶硅电池组件,且定制化需求导致施工设计成本增高;再次由于幕墙及立面需要承担多种功能,例如需为广告预留空间等,导致总体发电量不及理想情况。最后,由于既有建筑幕墙及立面进行光伏改造的难度较大,整体撤换将产生较低的投资收益情况,因此在估算市场空间时主要考虑新增市场。

同上逻辑,为获得光伏建筑发电及其中BIPV系统的增量市场空间,需得到各不同建筑类型实际可安装面积,由于建筑类型的不同以及不同的投资方对于光伏建筑的安装持不同态度,渗透率情况有显著差异,基于此需进行进一步假设:住宅建筑在此不做考虑,而厂房及仓库将比办公及商服、公共建筑等更易实现幕墙/立面的BIPV普及,渗透率将较高,但整体而言,整体幕墙及立面市场的渗透率将不及屋面市场。同时,在得到时即可安装装机容量后,由于幕墙及立面采用的薄膜电池比例较大,整体成本相比屋顶光伏系统较高。

假设2022-2025年光伏幕墙单位面积造价按照4.43/4.20/4.10/3.80元/平米的趋势递减,预计2022-2025年幕墙光伏建筑系统市场空间分别达416/498/615/680亿元。

(三)光伏建筑成本走低,光伏幕墙经济性良好

1.光伏建筑成本走低

全球范围内光伏建筑成本持续降低。根据IRENA(国际可再生能源机构)数据显示,2010-2019年间全球光伏发电总安装成本由4702美元/kW快速下降至995美元/kW,降幅超过80%。其中我国户用和工商业光伏安装成本降幅近70%。户用光伏安装成本略高于工商业。随着光伏产业的迅猛发展,光伏建筑成本将持续降低。

2.光伏幕墙经济性分析

根据《铜铟镓硒光伏幕墙技术的经济性分析》,以沈阳市地区建筑面积为5000m2,太阳能光伏组件安装在建筑南立面形成光伏幕墙,采用6943块105W的CIGS太阳能组件,总装机量为729kW的光伏幕墙为例,沈阳市年日照时间为2400h左右,处于太阳能资源的三类地区,比较适合应用光伏发电技术。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。

案例中建造费用为1331.94万元,后期维护费用为91.125万元,替换原有建材的增量费用为1150元/m2,光伏幕墙全生命周期成本为建造费用+后期维护费用-替换原有建材的增量费用=1331.94+91.125-1150×5000/10000=848.06万元。收益方面包括补贴收益和电价收益,补贴电价期限为20年计算,补贴电价0.10元/度,20年的补贴收益为138.09万元,电价收益为1232.68万元,全生命周期收益为1370.77万元,高于全生命周期成本522.71万元。

同时光伏幕墙产生包括节能效益、减排效益等外部效益,节能效益按每kWh0.31kg供电煤耗,煤按650元/吨计算,25年节约煤产生的效益为344.31万元。减排效益包括二氧化碳以及氮硫化合物,产生减排效益约为189.54万元。共计产生533.85万元的外部效益。由此看来光伏幕墙经济性良好。

投资回收期方面,光伏幕墙的光伏部分投资回收期在5-7年。以1万平米光伏幕墙为例,投资成本=每平方米新增成本*面积,每年收益=每平方米年发电量*工业用电单价*面积-运维费用。根据国际能源网资讯,每平米幕墙增加光伏新增成本为500-600元,1万平米光伏幕墙投资成本为500-600万元,按照国家规定峰时段用电每千瓦时1.025元,以及根据国际能源网每平方米光伏每年发电100千瓦时,每年获利为102.5万元,再扣除每年10%左右的运维费用,每年收益大概92.25万元,得出光伏幕墙投资回收期大概5-7年。

(一)原材料价格波动风险

近两年原材料价格大幅波动,而光伏幕墙行业主要为固定造价合同,因此毛利率对装饰材料采购价格的波动存在一定敏感性,如果原材料价格在未来出现大幅度上涨,则这一波动仍将对公司的盈利状况产生不利影响。

(二)政策推动不及预期

目前光伏建筑在政策推动下快速发展,未来政策环境变化可能导致其对行业推动作用减弱,反应在光伏幕墙行业的微观层面上会导致相关公司订单不及预期等。

(三)行业景气度降低风险

近年来国家经济下行压力大,地产行业景气度较低,幕墙行业乃至整个建筑装饰行业都受到影响,如果未来景气度长期处于较低水平,幕墙行业市场需求可能收缩。

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