建筑节能率再提升 薄膜BIPV春潮涌动
发布日期：2022/6/8
1市场篇：建筑节能率再提升，开启BIPV千亿蓝海
建筑节能标准提升，BIPV星火燎原
绿色建筑政策加码，BIPV助力建筑节能。2019年3月住建部颁布新版《绿色建筑评价标准》，将可再生能源提供电量比例纳入打分项；2020年7月，住建部等七部门共同发布《绿色建筑创建行动》，将推动超低能耗建筑、近零能耗建筑发展，推广可再生能源应用。截至2020年底，全国城镇新建绿色建筑占当年新建建筑面积比例达到77%，累计建成绿色建筑面积超过66亿平方米，累计建成节能建筑面积超过238亿平方米，节能建筑占城镇民用建筑面积比例超过63%。
2022年3月，住建部发布《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》，明确指出“十四五”全国将新增建筑光伏装机0.5亿千瓦以上，建设超低/近零能耗建筑0.5亿平米。2022年4月1日起将实施《建筑节能与可再生能源利用通用规范》，要求“新建居住建筑和公共建筑平均设计能耗水平应在2016年执行的节能设计标准的基础上分别降低30%和20%；碳排放强度平均降低40%，降低7kgCO2/(㎡·a)以上”。
各地政府积极推动建筑节能率的提升，2013年北京和天津、2015年河北、2020年江苏、2021年辽宁就已分别要求建筑节能率达到75%，2021年北京继续将节能率要求提升至80%。我们认为建筑围护结构低散热和建筑设备低功耗等节能降碳举措已在当前建筑节能中较广泛应用，而随着建筑节能率的进一步提升，前述举措实现难度和增量投资将大幅增加；通过建筑光伏等可再生能源应用比例提升，将成为推动建筑节能率提升的重要途径。
建筑光伏驱动我国分布式光伏启航，2021年末建筑光伏装机占分布式光伏45%。据国家能源局，2021年我国分布式光伏新增装机29GW，占全年新增的53%；累计装机容量达107.5GW，五年CAGR达60%。分类型看，2021年户用/工商业光伏分别新增装机21.6/7.4GW，同比+113%/+37%，其中户用光伏的高速增长是2021年分布式光伏增长的主要驱动。
我们根据住建部历年的建筑节能专项检查结果，得到2009-2016年历年新增或累计的太阳能光电建筑应用装机容量；根据2017-2021年分布式光伏装机数据估算得到历年新增光电建筑应用装机容量，我们测算截至2021年末全国累计光电建筑装机48GW，占全部分布式光伏装机的45%。随着建筑节能率的继续提升，我们预计“十四五”建筑光伏占比有望快速提升。根据我们的测算，“十三五”实际完成建筑新增装机约29GW，“十四五”若超额完成50GW装机目标，目标增速将超过70%；剔除2021年实际装机，2022-2025年目标装机仍然较2017-2020年实际装机量高25%。
屋顶光伏待开发资源丰富，政策首次明确量化目标。2021年6月，国家能源局正式下发《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，明确党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%；工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%；农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%；而《碳达峰行动方案》中首次提出，到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。参考华泰环保与公用事业组（《分布式光伏：下一个蓝海市场》20220214）预测，2021/2025年末我国屋顶光伏潜在装机容量为2,256GW/2,932GW，2022-2025年我国分布式光伏有望累计新增176GW，其中户用/工商业/公共建筑分别为63/63/50GW。
目前分布式光伏仍以BAPV为主。BIPV和BAPV是分布式光伏的两种形式，两者区别主要在于光伏与建筑的结合方式。目前分布式光伏以BAPV为主，即将光伏作为附着物安装在建筑上，其安装和拆除不承担也不破坏其他建筑物的功能。而BIPV则是将光伏组件与建筑物相结合成建筑不可缺少的一部分，可以作为屋顶、天窗、幕墙等建筑物的替代。从与建筑结合的部位来看，建筑光伏可分为光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳等，目前分布式光伏主要围绕屋顶展开，一方面因为屋顶受光照面积较大，可利用光资源丰富；另一方面也因为屋顶光伏改造和安装难度较低，以BAPV形式只需要通过夹具、支架等将光伏组件与屋顶结构连接，不会对其原有结构造成影响。因此，存量建筑中BAPV是更合适的分布式光伏形式，据IEA数据，2020年全球新增光伏中BIPV装机仅约1GW，占比不到1%。
BIPV优点更加突出，渗透率有望持续提升。对于存量建筑而言，考虑可操作性及安装难度，我们认为BAPV仍将占据主导地位。但由于有些建筑在设计时并未考虑后续安装光伏，所以存在荷载校验问题，往往很多建筑的荷载不满足要求，需要对原有屋面进行加固，或是加固困难，导致无法安装光伏组件，因此在重新设计和改造的过程中与建筑结合性更好的BIPV渗透率有望提升。而对于新建建筑，我们认为BIPV在建筑美学、设计寿命、安全性、功能性等方面具有优势，有望逐渐替代BAPV成为建筑光伏的主要形式。
应用形式更加丰富，BIPV未来有望加速扩容。BAPV受限于建筑原有结构，应用形式主要在建筑屋顶，仅提供单一的光伏发电功能；而BIPV在设计阶段便将光伏与建筑相结合，可应用于建筑的多个部位，在提供可再生电力的同时可作为建材提供节能、防水、保温等建筑功能，尤其是在建筑节能提标的背景下有望开发出更多的应用场景。如将BIPV与建筑门窗结合，可在不同季节改变通风口的开关，夏季时光伏玻璃在发电的同时吸收了大部分太阳辐射并加热腔内空气形成向上的气流，若腔内温度高于室外温度则会打开外通风口，减少室内温度以及光伏玻璃温度增加；冬天则反过来，减少室内温度损失。通过这种方式，BIPV不仅能够提供可再生电力，还能够帮助建筑节能保温。
薄膜电池是BIPV的理想之选
BIPV作为建筑的一部分，不仅要满足基本的光伏发电要求，还要满足对建筑美学、采光、防水、保温等要求，同时也要具有足够的强度和耐久度、便于施工和安装等，因此其定位从单纯的光伏组件逐渐发展成具有多种功能的建材。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。据IEA数据，2020年全球新增1GW的BIPV中，约有30%使用的是碲化镉薄膜电池组件，使用比例高于集中式电站。
碲化镉具有较高的光吸收率和较好的弱光性。碲化镉的直接带隙宽度一般为1.45eV，其光谱响应和太阳光谱非常匹配，晶硅则只有1.1eV。同时，碲化镉的光吸收系数在可见光范围高达1051以上（晶硅则只有1031），1μm厚的吸收层可吸收99%以上波长<826nm的可见光。因此，其在清晨、傍晚等弱光条件下的发电效果优于晶硅电池。这一优点在其应用到建筑立面上时更加突出，因为建筑之间会有相互遮挡且像屋顶一样无法接收到所有方位的光照，较好的弱光性使其能够拥有比晶硅更长的发电时间和发电性能。
碲化镉具有优异的温度系数和良好的抗衰减性能。通常在一定范围内，温度的升高会降低太阳能电池的效率，即温度系数为负。碲化镉薄膜电池的温度系数在-0.25%/℃左右，而晶硅则为-0.48%/℃，因此在高温下碲化镉能够产生更多的电能，且防火性能相对更优。
同时，从长期的效率衰退情况看，根据美国国家能源部可再生能源实验室（NREL）对FirstSolar的碲化镉薄膜组件长达25年的跟踪测试显示，碲化镉薄膜组件的总衰减率仅为12.5%，说明碲化镉具有良好的抗衰减性能。而《建筑节能与可再生能源利用通用规范》也明确规定，太阳能光伏发电系统中多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自系统运行之日起，一年内的衰减率应分别低于2.5%、3%、5%，之后每年衰减应低于0.7%（即25年总衰减应低于19.3%、19.8%、21.8%），我们认为该标准的设定一方面是考虑到国内薄膜组件的技术尚未达到领先水平，另一方面也体现出了国家对薄膜电池的相对宽容和支持。
碲化镉可根据需求调节透光率和产品颜色，兼顾建筑美学与功能需求。当BIPV应用在建筑立面上时需要考虑其透光率，而透光率又会影响发电效率，碲化镉薄膜组件的透光率在10%-70%之间，可调节范围大，能够满足不同建筑的需求。晶硅的透光率较低，想要改善组件的透光性只能通过降低电池片的排布密度，从而降低组件功率；另一种薄膜电池铜铟镓硒则一般不具备透光性，因此也很少应用在建筑立面上。除了透光性，碲化镉还可以根据需求定制不同的图案和颜色；更强的柔韧性也使其能够加工成弯曲半径更小的弧面形状，对建筑的适应能力更强。
幕墙BIPV率先突破，十四五规模预计达500亿
BIPV市场空间广阔，光伏幕墙或成薄膜电池突破口。BIPV的理论市场空间与我国的存量及新建建筑面积相关，考虑建筑拆迁新建以及数据可得性，我们以2004-2021年竣工面积累加值作为我国当前的存量建筑面积（2004年之前的建筑将陆续进入更新改造）。据国家统计局数据，截至2021年末我国存量建筑竣工面积约为581亿平米，其中住宅/工业厂房/商业建筑/公共建筑/其他占比分别为65%/14%/7%/11%/3%。由于BIPV需要考虑与建筑的结合性，因此我们预测其需求主要来自于新建建筑，假设2022-2025年每年新竣工面积为过去三年的平均值，则2022-2025年我国新增竣工面积有望达160亿平米。
结合前文论述，我们认为薄膜电池相比晶硅的优势将在建筑立面体现得更为突出，因此我们此处仅考虑其与建筑幕墙结合使用。幕墙主要安装于建筑立面，考虑可安装性，我们保守假设可安装占建筑面积的40%。由于BIPV需要达到一定发电时间才具有经济性，因此我们假设我国仅安装在东、西、南面，即占建筑面积的30%。
以2020年度中国建筑工程装饰奖（建筑幕墙类）获奖项目应用分布为参考，建筑幕墙应用在商业建筑/公共建筑/高档住宅的比例分别为66.8%/30.1%/3.1%，因此我们进一步假设当前建筑幕墙在住宅/商业建筑/公共建筑上的渗透率为0.5%/40%/30%，并于2025年提升至1.0%/55%/50%，因此我们预测2022-2025年可安装薄膜电池BIPV的总面积有望达3.55亿平米。结合政策规定2025年新建厂房屋顶光伏覆盖率50%，考虑幕墙光伏起步较慢，我们预测2025年玻璃幕墙中BIPV渗透率达到40%，并以成都中建材1600x1200mm碲化镉发电玻璃250W的发电功率为参考，测算2022-2025年薄膜电池BIPV的总需求有望超过10GW。考虑建安工程等费用，我们假设薄膜电池BIPV单价为4.6元/W且每年降低2%，则十四五期间薄膜BIPV幕墙的整体市场有望达500亿元。
屋面BIPV方面，应用薄膜或晶硅均可，本报告中我们认为屋面更适合晶硅。我们假设到2025年新建屋顶中光伏安装比例超过20%（工商业及公共建筑安装比例超过50%），存量屋顶光伏改造比例合计达43%，并假设其中BIPV的渗透率持续提升（新建建筑中比例更高），我们预测“十四五”我国BIPV屋顶市场需求有望超过90GW。若晶硅电池BIPV单价为4.2元/W且每年降低2%，则十四五期间屋面BIPV整体市场有望达3650亿元。
若考虑新建立面BIPV全部应用薄膜组件，屋面全部应用晶硅组件，则我们测算“十四五”我国BIPV整体市场空间为4150亿元（其中新建幕墙500亿元、屋顶3650亿元）。
幕墙BIPV当前经济性仍低于屋顶BIPV。BIPV的建造方式和投资成本与建筑物的类型、所处地区等因素相关，项目之间差异较大，我们以《既有公共建筑绿色改造光伏建筑一体化的集成效益评价》中国家电投总部大楼智慧能源项目的相关数据为基础，构造了一个碲化镉薄膜组件BIPV模型。据国家电投及环资司数据，该项目共安装2400平米非晶硅薄膜组件（转化效率为6%），单位造价为317.5元/平米，总装机量131kW，2018/2019年发电量分别为10.76/10.54万kW。
我们将其中的非晶硅薄膜组件替换成碲化镉薄膜组件（转化效率为15%），单位造价为600元/平米，则总装机量将提升至328kW，假设光照强度不变，则第一年发电量为26.9万kW。我们以《建筑节能与可再生能源利用通用规范》的最低要求为参考，光伏系统寿命为25年，第一年效率衰减5%，此后每年衰减0.7%。电价以北京一般工商业电价0.72元/kWh为参考，考虑BIPV项目电量一般为“自发自用”，假设投资方给予业主（用电用户）8折电价折扣，即0.58元/kWh。所得税率参照光伏政策享受“三免三减半”，即前三年免收，三到六年按12.5%，之后按25%征收。
综合其他相关假设，我们测算一个典型的碲化镉薄膜组件BIPV项目IRR为5.4%，投资回收期约为15年。参考华泰环保与公用事业组（《分布式光伏：下一个蓝海市场》20220214）的测算（基本参数基本一致），工商业屋顶BIPV的IRR可达9.4%，显著高于幕墙BIPV，我们认为主要原因在于幕墙薄膜组件的成本较高以及幕墙的光照辐射强度弱于屋顶。
BIPV经济性尚可，但仍需更多激励支持。事实上，目前来看无论是何种路线或建筑类型，目前BIPV的经济性均低于BAPV，即使BIPV在整体建筑美观、功能等一些方面优于BAPV，但也仍需更多的优惠政策支持，如前述BIPV模型我们并未将地方政府针对薄膜BIPV的政府补贴纳入考虑。
目前已有的激励政策主要有税率优惠、绿色建筑补贴等。据我们统计，全国共有14个省市明确发布了BIPV或绿色建筑相关的补贴政策。其中陕西2012年便已发布《关于加快推进陕西省绿色建筑工作的通知》，对达到二、三星级绿色建筑标准的建筑，除享受国家奖励资金补助外（二星45元/平，三星80元/平），省财政给予配套奖励（一/二/三星分别为10/15/20元/平）；而北京在2020年发布的《北京市装配式建筑、绿色建筑、绿色生态示范区项目市级奖励资金管理暂行办法》中，大幅提高了绿色建筑的奖励力度，二星/三星标识项目分别由22.5/40元/平提高到了50/80元/平。除了资金补助，其他省份的相关政策中我们还可以看到有税收优惠、容积率奖励等多种激励方式。
2022年3月31日，安徽省宣城住建局发布《宣城市光伏建筑应用城市试点专项资金使用办法》（征求意见稿），提出对建筑立面光伏建筑一体化项目按30元/千瓦给予补贴（屋顶为20元/千瓦）。我们以此为标准，假设补贴额度不设上限，则上述模型中的IRR将提升至6.1%，若再考虑绿色建筑及超低能耗补贴（由于该补贴按整体建筑面积计算，难以单独分摊至光伏系统上），我们认为其IRR有望进一步提升。
2技术篇：薄膜电池历经浮沉，BIPV或驱动触底回升
薄膜份额两起两落，BIPV或驱动新一轮扩张
薄膜太阳能电池（以下简称薄膜电池）是晶硅电池之后的第二代太阳能电池，起源于上世纪70年代，其在全球光伏电池出货量中占比最高曾达30%以上，是光伏发展历史中具有浓墨重彩的一部分。薄膜电池按材料种类不同可分为硅基（a-Si）、碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）薄膜电池等，其中碲化镉薄膜电池组件是商业化最成功的一种，也是在全球光伏组件出货量占比前十中的唯一一种薄膜电池。
市场份额两起两落，整体受晶硅持续压制。根据FraunhoferISE的数据统计，我们认为薄膜电池在全球光伏市场上的份额经历了四轮较大的周期：1）1980-1989年，硅基薄膜电池的兴起带动薄膜电池市场份额快速提升；2）1990-2003年，硅基薄膜电池由于效率过低发展受限，市场份额持续下滑；3）2004-2009年，美国FirstSolar（FSLRUS）实现碲化镉低成本量产，薄膜电池市场份额有所回升；4）2010至今，随着中国光伏企业的晶硅成本快速下降且效率大幅领先，薄膜电池失去低成本优势，市场份额被不断压缩。
在这四轮周期中，薄膜电池的市场份额最高曾达到30%以上，而2020年已降至5%左右，2021年预计仍将进一步下降。在薄膜电池中，起初由硅基薄膜电池占据主导地位，在FirstSolar开始大规模量产后碲化镉的出货量及占比快速提升，2020年全球碲化镉薄膜电池出货量6.1GW，占薄膜电池总量的78%。
薄膜电池具有更高的理论转化效率，但目前实验和量产最高效率低于晶硅。以碲化镉为例，由于其具有远超晶硅的吸光能力，且由于碲化镉薄膜具有一个约1.5eV的直接带隙，其光谱响应与太阳光谱的更加匹配，根据《CdTe-BasedThinFilmSolarCells:Past,PresentandFuture》（2021.03.18，作者：AlessandroRomeo等），其理论最高转化效率可达32%，比晶硅电池高3pct左右。然而，目前碲化镉薄膜电池的实验室和量产最高转化效率分别为22.1%和19.7%（均由FirstSolar创造）；而作为对比，晶硅电池的转化效率则在始终高于碲化镉的基础上仍在持续提升，目前实验室最高效率已达27.6%，量产效率上晶科能源（688223CH）的TOPCon电池量产转化效率已超过24.5%。其他薄膜电池中，当前实验室最高转化效率为CIGS的23.4%（由SolarFrontier创造），与晶硅电池的效率同样有不小差距。
碲化镉是商业化最成功的薄膜电池
FirstSolar一家独大，引领行业艰难中前进。虽然碲化镉的转化效率并不是薄膜电池中最高的，但得益于FirstSolar在量产技术上的持续突破（过去十年平均每年组件转化效率提升0.5pct以上），碲化镉成为了最主流的薄膜电池。2006年起碲化镉在薄膜电池中占比超过50%，此后呈逐渐上升趋势，2020年达78%。FirstSolar凭借其规模及技术优势持续优化单位制造成本，因此得以在行业内长期与晶硅抗衡，其碲化镉薄膜电池组件产量占全球薄膜电池组件总产量95%以上，也是全球光伏组件出货量前十中的唯一一家薄膜电池企业。近年来全球光伏市场火热，FirstSolar也接连宣布扩产计划，预计到2023产能将增长至14.5GW，其碲化镉组件产量和全球市占率也自2017年开始持续回升，2021年分别达7.9GW和4%，带动薄膜电池组件的全球市场份额触底反弹。
碲化镉薄膜电池的基本结构由五个部分组成，包括玻璃衬底（入射太阳光）、起到透光和导电作用的TCO层（前部接触层）、n型窗口层（形成异质结）、p型吸收层（CdTe）、背接触层和背电极（降低CdTe与金属电极接触势垒并连接外电路）。近年来，碲化镉薄膜电池转化效率的由此前的16.7%大幅提升至22.1%主要得益于两项应用创新，一是在吸收层中引入了1，使吸收层的带隙缩小至1.4eV，因此可以吸收更多的低能光子；二是将窗口层中的CdS替换成了MgZnO，降低了载流子损耗。
掺杂或为未来提升转化效率的方向。目前限制碲化镉提升效率的主要因素在于CdTe的带隙使得其开路电压无法达到最佳范围（900mV以内），而开路电压主要取决于少数载流子（少子）造成的载流子复合，可以通过掺杂其他物质进行改变。增加掺杂的浓度，可以减少平衡时少子的浓度从而降低开路电压；但另一方面，增加掺杂的浓度会减少少子的扩散长度，即减少其寿命，且不利于载流子的收集。因此，掺杂是目前碲化镉薄膜电池研究中的难点，也是提升其效率的关键因素之一。
碲化镉技术壁垒较高，沉积方法是核心工艺。碲化镉薄膜电池生产环节中难度较高的有两个环节，分别是TCO玻璃生产和碲化镉沉积。TCO玻璃生产分为超白浮法玻璃生产和TCO镀膜两步，其中TCO使用的超白浮法玻璃相比普通建筑用的超白浮法玻璃对透光性要求更高，TCO镀膜的工艺也存在一定难度，目前具有量产能力的公司仅有日本旭硝子、板硝子和国内的金晶科技等少数几家公司。
而在碲化镉吸收层沉积是碲化镉电池生产的核心环节，其沉积工艺也是决定最终组件性能的关键。目前碲化镉沉积的主要技术路线有气相输运沉积（VTD）、常压物理气相沉积（APPVD）、近距离升华法（CSS）和电沉积法等，其中VTD和CSS被实践证明最适合于工业化生产。VTD是FirstSolar的独家专利技术，CSS则是公开技术。国内龙焱能源均采用CSS技术，并已开发了部分自主知识产权技术，实现部分核心设备国产化。
较高的技术壁垒也是造成薄膜电池行业参与公司较少的主要原因之一，FirstSolar也凭借着其独家专利技术在行业内一家独大。近年来国内几家公司通过国外收购与自主研发等路径，已掌握较为成熟的碲化镉薄膜电池生产技术，量产效率也逐渐向世界领先水平靠拢；而上游优质的国产TCO玻璃供应业有望与之形成一定产业链协同效应。
建筑光伏齐发力，BIPV竞品仍需验证
晶硅龙头相继入局，薄膜竞争力尚待验证。2021年7月，晶科能源发布了其以晶硅组件为主体的透光/全黑/彩色幕墙BIPV产品，转化效率可达20.4%；隆基股份（601012CH）亦发布了其光伏幕墙产品“隆锦”。我们可以看到头部晶硅组件厂商已开始积极布局幕墙BIPV产品，他们作为行业龙头在规模、渠道等方面具有明显优势，而在技术上晶硅路线的效率也是一直领先于薄膜路线。
我们仍以前文BIPV模型为基础，将其中的碲化镉薄膜组件替换成转化效率为20%的晶硅组件，衰减率按单晶硅第一年3%，由于晶硅的弱光性弱于碲化镉，我们假设其发电效率为薄膜组件的60%-90%。考虑到晶硅组件价格相对稳定且透明（以1.85元/W为参考），我们通过调整薄膜组件价格及晶硅发电效率两个参数，观察到在当前价格下，晶硅发电效率为薄膜的60%左右时两者才具有相同的经济性；当晶硅发电效率为薄膜的90%时，薄膜的价格需要比晶硅便宜23.7%（即薄膜价格为290元/平）时两者才具有相同的经济性。
薄膜龙头超前布局产能，静待需求释放。规模化生产及持续的降本增效一直是光伏组件领域竞争的关键，目前全球具有GW级以上产能的薄膜电池组件公司仅有FirstSolar和日本的SolarFrontier（未上市）两家，其中FirstSolar以7.9GW（截至2021年底）的碲化镉薄膜电池组件产能产能遥遥领先于其他公司；而受于竞争压力，SolarFrontier已于2021年10月宣布将于2022年6月停止其铜铟镓硒薄膜电池的生产。FirstSolar在其2021年年报中表示将继续扩大其产能，到2023年有望新增6.6GW，体现出其对光伏产业的持续看好以及对自身技术的强大信心。
国内公司中，成都中建材/中山瑞科/龙焱能源分别现有100/100/130MW碲化镉薄膜电池组件产能。考虑国内公司产品转换效率目前仍与晶硅差距较大，因此其目标市场以幕墙BIPV为主，屋顶BIPV为辅。其中，中国建材近年来已连续投资超过百亿建设多个GW级薄膜电池基地，产能规划超过5GW，龙焱能源也在积极寻找融资伙伴合作建厂。
3时过境迁，现在有何不同？
目前全球碲化镉薄膜电池组件的主要应用市场仍为集中式光伏电站，FirstSolar通过不断提升的组件效率及规模化生产带来的低成本优势得以与晶硅的竞争；其他薄膜电池公司在效率差距较大的情况下亦未能实现量产，因此发展较为困难。然而，随着我国建筑节能率的提升以及超低能耗/零碳建筑的兴起，分布式光伏迎来蓬勃发展期，建筑光伏一体化（BIPV）也有望为薄膜电池带来发展新机遇。
2011年汉能薄膜太阳能电池制造基地正式投产，此后多年内又相继投产多个薄膜电池生产基地成为全球最大的薄膜太阳能企业，一度掀起了国内薄膜电池的投资热潮。然而，由于产品竞争力、需求等不及预期，不仅汉能面临破产危机，许多已开工的薄膜电池项目也步入停摆或终止状态。如今随着BIPV风口来袭，薄膜电池再次受到广泛关注，我们回顾行业最近几年发生的变化，总结有如下几点不同之处。
（1）政策支持力度加大，需求有望加快放量。2018年5月，发改委、财政部、国家能源局联合印发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，提出优化光伏发电新增建设规模、加快光伏发电补贴退坡，给我国光伏行业带来“急刹车”。受此影响，深赛格（000058CH）和凯龙股份（002783CH）接连公告暂停其碲化镉薄膜电池组件项目。我们在前文的测算中提到，薄膜电池BIPV的经济性仍较弱，其发展对政策扶持的依赖程度较大。
而自2020年9月我国明确提出双碳目标以来，BIPV和绿色建筑相关政策如雨后春笋般接踵而至，光伏行业发展再次进入新的阶段。2020年10月，中国光伏行业协会标准化技术委员会BIPV标准工作组正式成立；今年两会上，全国人大代表彭寿建议修订与完善BIPV标准，加速制定出台发电玻璃等新型光伏材料与建筑材料集成的光电建筑构件标准。我们认为BIPV行业标准体系有望逐步建立，推动行业向规范化、规模化、高质量发展。
建筑节能标准的提升是强制性文件，目前建筑节能降碳的措施已基本采用，建筑光伏是既能提升发电增益，也是降低综合能耗的重要举措。结合前文的经济性来看，目前北京、南京、广州、西安等城市有专门的BIPV补贴政策，补贴标准由0.3-0.5元/kW不等，我们认为这些发达城市高端建筑需求旺盛，加上相关政策支持，有望率先成为BIPV的突破口。
（2）量产效率上台阶，降本空间可期待。国内薄膜电池组件缺乏竞争力的核心原因是转化效率较低而成本较高，且关键生产设备受国外垄断。2018年之前，国内碲化镉薄膜电池代表公司龙焱能源的量产转化效率仅为13%，而FirstSolar及主流晶硅组件已可达18%以上。近年来，国内公司通过加大力度自主研发以及组件国际化团队等方式在技术上取得突破，量产转化效率持续提升至16%以上，缩小了与领先水平的差距。
以FirstSolar为参考，其产能由75MW提升至1GW以上时，单位成本由1.23美元/W下降至0.87美元/W，降幅29%；由1.2GW提升至3GW以上时，单位成本由0.87美元/W下降至0.42美元/W，降幅达52%；由3.8GW提升6.3GW时，单位成本下降至0.2美元左右，再次减半。虽然单位成本同样还受技术、产品尺寸、原材料等多方面影响，但我们认为由规模带来的降本空间仍值得期待。
（3）跨产业深入合作，BIPV进入项目落地阶段。我们认为BIPV或沿着“试点-落地-推广”的进程发展，过去几年内我们可以看到有国家电投总部大楼智慧能源项目、北京冬奥会国家速滑馆项目等多个具有代表性的示范项目顺利完成，充分说明了薄膜电池组件BIPV的可行性和实用性。我们认为频繁的战略合作布局说明了产业链多方合力推动BIPV的决心，BIPV项目有望步入实际性的落地阶段。从订单上，江河集团2022年以来合计公告中标超过5亿元的光伏幕墙订单，也进一步验证了行业发展的趋势。
总结全文，我们认为：
1）建筑光伏市场将从BAPV逐渐演变为BIPV。目前建筑光伏市场以BAPV为主，BIPV的渗透率不足1%。但我们认为BIPV在建筑美学、设计寿命、安全性和功能性等更具优势，在提供光伏发电的同时还能发挥节能、防水、保温等作用，尤其是在建筑节能提标的背景下有望成为建筑光伏的更佳选择。随着《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》以及《建筑节能与可再生能源利用通用规范》的颁布与实施，各省对绿色建筑以及BIPV的推动与激励措施有望持续加码，BIPV经济性或有望得到改善，刺激需求快速增长，我们预测十四五我国BIPV市场空间有望超过4000亿元。
2）BIPV组件将形成晶硅与薄膜电池并存的格局。晶硅与薄膜电池在不同性质上各有优劣，我们认为薄膜电池组件由于其结构简单、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，未来有望与晶硅电池形成共存的格局。我们预测十四五期间建筑幕墙BIPV渗透率的提升有望带动10GW以上的薄膜BIPV组件需求，市场空间有望达到500亿元。目前国内薄膜电池产能较小且技术落后于国际领先水平，因此在与晶硅的竞争过程中处于劣势，而近年来我们可以看到国内薄膜电池公司在量产效率上接连取得突破，但由于晶硅龙头的相继入局，我们认为薄膜电池的竞争性仍有待验证，因此暂时对其发展持谨慎乐观态度。
3）建筑公司在BIPV市场中将成为重要的流量入口和产品集成商。从目前的市场格局来看，BIPV的主要竞争者包括建筑钢结构企业、建筑装饰企业、光伏组件企业等，我们认为各方各有侧重，光伏企业侧重产品、建筑企业侧重渠道。中长期来看，产品是核心竞争力，由于BIPV组件兼具光伏发电和建材属性，除了要考虑组件本身的发电效率还需要更好地适配各种类型的建筑，因此我们认为技术实力领先且已提前进场布局的企业有望抢占更大的市场份额；而短期来看，由于BIPV仍处在起步阶段，因此渠道是核心，建筑企业具有丰富的客户资源，在项目开拓上或将拥有更强的主导权，我们认为已开展跨行业合作的双方有望率先受益。
建筑公司将从多个方面受益于BIPV发展。
1）发挥存量资源优势。随着BIPV渗透率的提升，存量建筑改造将成为珍贵的可开发BIPV资源。而对于建筑的总包方而言，由于其与业主有前期合作关系，且掌握相关的建筑图纸和数据，将在项目获取以及设计和改造方面具有先发优势；
2）增加项目附加值。无论是BAPV还是BIPV都是在建筑上增加光伏发电系统，相当于在原有的建筑流程上多出一道工序，因此一般都会增加建造成本。而BIPV需要在设计阶段就将其与建筑相结合，相比于BAPV在设计和安装上更为复杂，具有强大设计实力和全产业链布局的建筑企业优势将更加突出；
3）拓宽商业模式。传统的建筑企业一般作为EPC承包商或施工方参与建筑项目，工程结束后资产便移交给业主方。建筑光伏的出现使得建筑企业拥有更多的选择，对于优质的项目建筑企业可以选择自行运营光伏系统，获取稳定的发电受益。
综上，我们认为拥有丰富存量（建成）项目资源、设计实力突出、项目获取能力强、已与光伏企业开展合作的建筑企业有望在BIPV的浪潮下取得更好的发展。
来源： BIPV在线 作者：华泰证券，方晏荷、张艺露、黄颖
