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BIPV:光伏建筑千亿新兴蓝海


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2021年,国家提出碳中和与碳达峰的发展方向。在政策的催化下,绿色建筑作为节能减排的重要方式,其重要性进一步提升。

从目前的建筑方式来看,装配式建筑、钢结构以及BIPV等细分领域都是绿色建筑中的主要受益方向。

光伏建筑作为主要利用光伏阵列与建筑屋顶、墙体等结合,来进行太阳能发电的建筑,在舒适、节能和节地方面具有突出优势,是全面铺开绿色建筑的最佳途径。


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。

目前,实现绿色光伏建筑的技术路线主要分为两类:传统的BAPV(Building AttachedPhotovoltaic)与新兴的BIPV(BuildingIntegrated Photovoltaic)。

根据CPIA统计,目前光伏建筑结合的分布式项目占全国分布式光伏项目总量的80%。

BAPV是目前光伏建筑的主要形式,即将电站安装在已经投入使用的建筑屋顶、墙外等,对建筑原有结构不产生影响。

BIPV作为光伏行业未来发展的细分赛道,主要着眼于新建筑和新材料与光伏行业的融合,是将光伏发电系统与新建筑物同时设计、同时施工和同时安装并与建筑相结合,做到光伏板与建筑屋面墙面有机结合,应用场景广泛。

1991年德国慕尼黑的一次建筑行业展会上,旭格公司首次推出了“光电幕墙”;此后,将光伏阵列作为光伏构件和艺术空间设计相结合的历年在德国、美国、西班牙等国家率先推广,也建成了一批BIPV建筑。

我国的BIPV开始与本世纪初期,2004年深圳园博园1MW项目和北京天普工业园项目是国内首次引入BIPV理念。

BIPV的理念,一是新材料建筑带来的空间节约;另一个是分布式布局,区别于目前的光伏电站集中发电。因此,BIPV发展并非孤立,而是要结合建筑一体化,以及电力节能、储能一体化的全产业链发展,这样的全产业链市场规模,想象空间巨大。

对于传统的BAPV,光伏组件仅作为建筑的附属品,目的是利用额外未利用的建筑空间进行发电;而BIPV不仅仅保留了光伏组件的发电的功能,还能够和作为建材成为建筑结构的一部分。

从发展的趋势来看,BIPV将以显著的技术优势逐步取代BAPV,在将来分布式光伏高速发展的过程中将大有可为。

资料来源:《建筑科技期刊》

BIPV的发电系统分为独立发电和并网发电两种:

离网发电系统:指光伏系统产生的电能供建筑直接使用,系统运作类似蓄电池。并网发电系统:光伏系统与公共电网相连,随日照强弱与电网之间进行电能双向交互,从而保证持续供电。

目前,对于并网发电系统的应用更为广泛,原因在于并网发电系统拥有更加稳定的电力可续性,解决了光伏发电因日照变化而具有的不稳定性。

当前我国光电建筑应用面积占既有建筑的比例仅约1%,且多以工商业屋顶应用为主。随着光伏组件逐步降价,光伏屋顶与单层屋面系统相结合的方式变得更加经济。

根据N-TechResearch预测,2019年BIPV市场规模达到32.80亿美元,2027年将达到115.69亿美元,平均CAGR达到16.6%,BIPV作为光伏建筑的强力细分赛道拥有广阔的市场空间。

在国家大力推进“碳中和”及绿色建筑的政策背景下,BIPV行业有望逐步加速并给相关建筑产业带来新的行业增长机会。

因此已布局光伏建筑相关业务、具有一定技术储备的企业将凭借市场先发优势及专业优势率先受益。

金属围护系统

金属围护系统主要指大型钢结构主体建筑的金属屋面、墙面、檐口等建筑外围的组成部分。其上游原材料行业包括金属卷材、吸音棉、保温防水材料等,下游主要服务于大型公共建筑,如体育馆、会展中心、展览馆等与工业建筑,如工业厂房、物流仓储等,并逐渐扩展至商业建筑、住宅建筑等。

森特股份是国内金属建筑围护行业领军企业,专注于“高端金属建筑围护系统+环保”两大领域,产品应用于工业、公共建筑屋(墙)面系统。

2021年3月,隆基溢价三成收购森特股份发力光伏建筑业务。而在此之前,隆基股份已经收购浙江乐业、宁波宜则等公司,都是在布局BIPV。

光伏幕墙

光伏幕墙即指选用BIPV光伏组件代替原使用的钢化玻璃进行幕墙的建设,是当下BIPV建筑的重要使用场景之一。国内商瑞和股份,江河集团,方大集团等是该领域主要玩家。

钢结构

由于BIPV与钢构建筑较为契合,BIPV全面铺开利好钢构领域。BIPV与钢结构均为绿色建筑的实现途径,钢构在节能减排领域具备显著优势,契合“碳中和”政策的目标方向。

该领域代表厂商精工钢构是集钢结构设计、制作、施工安装于一体的大型钢结构建筑体系集成商。


BIPV目前是一个细分赛道,市场潜力巨大。长期来看,这仍然是一个挖掘程度远远不足的蓝海市场。

目前传统组件市场产品标准化,赚取发电收益几乎是唯一的诉求,市场透明,价格优先,市场趋于完全竞争。而BIPV组件定制化程度高,需要结合建筑工程项目,诉求丰富,市场趋向于垄断竞争。

国内各大传统光伏企业近年来也陆续加码入局BIPV领域,包括隆基股份、通威股份、阳光电源、天合光能等十多家企业参与其中。

光伏玻璃国内重要制造商亚玛顿则披露,在BIPV系列产品上,生产的1.6mm超薄超轻光伏玻璃能够解决建筑物载重、防火防爆等问题,在BIPV市场优势明显;上能电气正在开展多款应用于BIPV领域的光伏逆变器研发。

国企方面,中国石化、中国华能等传统石化能源央企也对分布式光伏青睐有加。其中,中国石化将规划布局7000座分布式光伏发电站点。此外,中国石化还与亚玛顿等公司就光伏进行了合作,建设BIPV。

据住建部的统计,从2019年开始,全球超过70%的光伏建筑一体化装机来自中国。我国每年新建建筑面积约为20亿平米,可以实现光伏发电的面积在1.2亿平米左右,换算后约可助力光伏新增装机规模增长约18GW,可实现年发电量1800万千瓦时。

当下看,BIPV落地应用兼具优劣双面性。优势端:BIPV集清洁能源、建筑防护两用于一身,较传统BAPV单一发电属性优势显著,具备低碳环保、经济效益较好、靠近电力负荷中心等多种优势;劣势端:BIPV落地补贴针对性不强、产品标准体系不完善、光伏材料与建材本身性能要求不平衡、交易机制不健全等“堵点”。

虽然 BIPV未来潜力巨大,但目前仍处在起步时期,距离规模化发展尚远。而且BIPV作为分体式模式,需要配合光伏发电行业节能和储能方式一起发展。

在国家大力推进“碳中和”及绿色建筑的政策背景下,BIPV行业有望逐步加速并给相关建筑产业带来新的行业增长机会。


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