2021 年 10 月《2030 年前碳达峰行动方案》中明确提出“推广光伏发电与建筑一体化应用，到 2025 年，城镇建筑可再生能源替代率达到 8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到 50%”，我们测算建筑存量可安装市场规模超万亿，且每年新增建筑 BIPV 可安装规模超 1400 亿，市场空间十分广阔。


光伏屋顶发电效率高，为目前 BIPV 主要应用场景。根据所结合的建筑结构构件的不同，BIPV 在建筑物中的应用位置包括屋顶、墙体、遮挡装置与部分室外设施。从发电角度来讲，用于建筑屋顶的光伏屋面、光伏采光顶可以获得最长的光照时间和较大的光照面积，经济效益最好。其中平屋顶由于可以把光伏系统安装在最佳的日照角度，可获得最大 发电量。位于建筑立面的光伏幕墙在朝向较好的多高层建筑中可取得最大的光照面积，也 是一种较为普遍的应用形式。而其他位置的 BIPV 组件由于布局分散、面积较小，目前尚 未构成较大应用市场。


工业厂房、商业建筑、公共建筑屋顶当前最具推广前景。基于国情差异，我国 BIPV 的推广路径与北美、欧洲有很大不同。我国城镇住宅以高层建筑为主，屋顶面积相对较小， 加上居民电价偏低，BIPV 用于住宅无法获得超额收益。而工商业及公共建筑多为低层建 筑，屋顶面积大，尤其工业厂房常用的轻钢结构与 BIPV 组件具有很高的适配性。同时工 商业用电量大且电价较高，短回收期、高收益率为工商业建筑选择 BIPV 方案带来了强动 力。因此在当前发展阶段，预计工商业屋顶将成为我国 BIPV 市场的最大增长点。


晶硅电池成本、发电效率优势显著，为现阶段 BIPV 组件最具性价比之选。BIPV 主 要采用的光伏技术可分为晶硅光伏组件和薄膜光伏组件。晶硅组件是目前光伏市场的主流 产品，单位装机功率高，转化效率可达 16%-22%，同样装机面积下发电量优于薄膜组件， 但由于工艺原因，其色彩一致性较差。薄膜太阳能电池色彩丰富、整体感强，可满足各种 建筑外观需求，但其较低的转化效率和 3-5 倍于晶硅电池的价格对大规模推广应用造成极大制约。


采用晶硅组件的 BIPV 屋顶具有投资效益上的相对优势。从屋面材料造价来看，由于 BIPV 一体化设计施工的特点，相较于BAPV 能够节省传统屋面板材料与屋面加固的相关 费用。从中长期来看，BIPV 作为建材的耐候性使其能够获得更长的使用寿命，节省维护 翻修费用，同时考虑运行期间的发电效益，在全寿命周期维度上获得更加可观的经济效益。


光伏市场化，建筑节能化，BIPV 前景可期


BIPV 尚处于起步阶段，中国为全球主要市场。由于商业模式、应用方式多元复杂， 尚未有权威机构发布对全球 BIPV 装机规模的单独统计数据。据 IEA-PVPS 估算，目前欧 洲 BIPV 装机量约为 200-300MW/年，全球 BIPV 装机量约为 1GW/年。2020 年全球光伏 新增装机量约 130GW，即 BIPV 在全球光伏市场中所占份额不足 1%。根据光电建筑专委 会对主要光电建筑产品生产企业销售数据的统计，2020年国内市场前六大企业 BIPV 装机 总量为 709MW，占全球 BIPV 市场的 70%左右。


经济性提升减弱政策依赖性，市场化时代迎来发展契机。从我国历年分布式光伏装机 量的变化情况来看，早期光伏装机需求波动与补贴政策调整直接相关：2015-2017 年，在 度电补贴维持较高强度的情况下，光伏装机量持续快速攀升；2018 年后竞价上网政策取 代标杆电价补贴政策，导致 2019 年国内装机需求大幅萎缩；而 2020 年后，在补贴强度持 续退坡和最终退出后，装机量仍有回升，主要由于光伏持续降本，平价项目经济效益显现。 2011 年——2021 年，光伏组件价格年均降幅约 20%，光伏系统价格年均降幅约 18%。根据 CPIA 预测，到 2025/30 年我国工商业分布式光伏系统价格将进一步下降至 2.85/2.69 元/ 瓦，下降空间主要来自组件成本，而支架价格、建安费用、屋顶租赁以及屋顶加固的费用 在未来继续下降的可能性较低。考虑到 BAPV 仍在分布式光伏的测算中占据相当的比重， 而 BIPV 在此基础上可省去屋顶租赁、加固等费用，预计成本下降将更加显著。因此，BIPV 作为更具潜力的分布式光伏系统，有望在无补贴时代从自发性市场需求的崛起中受益。


光伏建筑是建筑行业实现“双碳”目标的重要路径。2018 年我国建筑全过程能耗总量为 21.47 亿 tce，占全国能量总耗的 46.5%， 建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿吨，占全国碳排放总量的 51.3%。基准情景 下预计建筑部门碳达峰时间为 2040 年，落后于目标 10 年，到 2060 年仍将产生 15 亿吨 碳排放量，难以实现中和目标，因此节能减排刻不容缓。从情景分析结果来看，建筑自产 能是实现建筑部门碳排放和能耗 2030 年达峰目标的必要条件，提高建筑自产能规模是必 然趋势，这就需要增加可再生能源的利用。光伏产业近十年来技术不断进步，成本持续下 降，为光电建筑应用打下基础。建筑光伏一体化提供了建筑产能的最佳路线，成为建筑实 现碳达峰、碳中和的重要途径。


节能建筑政策持续支持，“十四五”期间 BIPV 有望加速铺开。尽管国家层面对工商业 分布式光伏的度电补贴已经取消，但 BIPV 项目仍受到国家及地方政府对于绿色建筑的政 策优待。2019 年国家发改委印发了《绿色生活创建行动总体方案》，将绿色建筑行动列入 创建内容之一。2020 年住建部等 7 部门印发《绿色建筑创建行动方案》，提出推动超低能 耗建筑、近零能耗建筑发展，推广可再生能源应用。此后各省市针对超低能耗建筑示范推 广的政策陆续出台，在财政补贴、非计容面积奖励、备案价上浮、绿色信贷等方面提出了 政策优惠。


建筑行业减碳压力倒逼下，BIPV 将迎爆发式增长。碳达峰目标下，“十四五”期末建筑碳排放总量应控制在 25 亿 tCO2，年均增 速需要控制在 1.50%，该目标对应至建筑产能场景，其中建筑产能增强对减碳量的贡献为 36%，即到“十四五”末建筑产能环节的碳排量应控制在 0.19 亿吨。根据测算，光伏发电 的碳排放强度为 33-50g/kWh，而 2018 年我国全部发电方式的二氧化碳平均排放强度约 592g/kWh。按光伏发电减碳 550g/kWh，BIPV 平均年利用时长 1000 小时计算，到 2025 年 BIPV 累计装机量至少应为 34.6GW。若不考虑已有屋顶的改造，我们预计“十四五” 期间年新增装机量 CAGR 达 85%。


基于建筑面积的测算表明，“十四五”末 BIPV 潜在增量/存量市场规模或可达百亿/千 亿元级别。截至 2019 年底，国内光电建筑应用面积约占既有建筑的 1%；2020 年主要企 业 BIPV 安装总面积为 0.04 亿㎡，约占竣工建筑可安装面积的 1.5%。国家能源局发布的 《太阳能发展“十三五”规划》提出了“到 2020 年建成 100 个分布式光伏应用示范区， 园区内 80%的新建建筑屋顶、50%的已有建筑屋顶安装光伏发电”的目标。若保守估计， 假设“十四五”仍延续这一发展目标，以此为 BIPV 未来渗透率增长测算依据，存量建筑 改造比例和新增建筑安装比例均按指数式增长，预计 2021-25E 存量建筑年改造比例为 2/4/7/13/24%，新增建筑安装比例为 3/7/16/36/80%。根据国家统计局发布的数据，我国 既有建筑总面积 600 亿㎡，近年年竣工面积约 40 亿㎡，按建筑物平均层数 6 层，屋面可 安装比例 30%（考虑机房、消防等附属设施占地）计算，考虑 BIPV 系统价格年均 4%的 降幅，预计到 2025 年存量/增量潜在市场规模可达 3679/815 亿元。


BIPV下游市场蛋糕怎么分？


但对于大部分习惯传统组件销售和安装运维的代理商、经销商、EPC，这口蛋糕该怎么选，怎么吃？


产品效率


BIPV归根结底是发电设备，所以选择什么样的产品，效率和发电性能是关键因素。BIPV在过去20几年里，一直不被看好的首要原因就是效率比传统组件低很多。而新一代的BIPV彩钢瓦和幕墙系列产品组件，效率大大提升。晶科能源的晶彩系列BIPV，最高转换效率可达21.54%，同样面积屋顶，可比BAPV传统组件多安装10-20%容量。效率决定了你的屋顶可以安装多少容量，而发电性能，即单瓦发电量，决定了在未来25-30年里可以多发多少电。与传统PERC组件相比，采用N型技术的晶彩BIPV屋顶的发电量可提升3-5%，在沈阳3MW工厂屋顶BIPV项目模拟对比中，该项目电量自用比列100%，厂房屋顶面积2万平米，相比普通BAPV产品，采用晶彩375瓦版型的BIPV产品30年可多发400万度电。


更长质保


选择一体成型的BIPV而非传统BAPV就是为了更长使用时间，期间不需要更换屋顶，所以质保很重要。晶科能源BIPV彩钢瓦解决方案在质保方面包含彩钢瓦质保、组件质保及发电量保证，提供30年超长质保，保证业主无后顾之忧。


建材防护性能


防护等级包括防水、防漏、抗风压、雪载、风揭、抗震，另外很重要的是防火等级。防火等级主要一看组件的温度系数，越低越安全，二看组件短路电流，过大短路电流有潜在风险，三看组件和彩钢瓦的结合方式，如采用胶粘方式的话，可靠性和安全寿命风险大。而且采用胶粘方式，组件不易散热，特别是高温暴晒下，组件热量会局部聚集。晶彩BIPV采用的彩钢瓦进行了散热性能优化，通过锁缝夹和夹具与彩钢瓦固定，大间距通道设计，降低运行温度12度，大大提高系统寿命和安全性。


无忧安装运维


组件和彩钢瓦之间的结合方式也决定了安装运维的简便度以及安全性。如采用榫卯结合的方式，会导致中间无支撑，载荷能力下降，可踩踏性变差。如采用胶粘的方式，由于现场施工不可控，后续可靠性也存在隐患。目前看来，晶彩BIPV采用的结构夹具安装方式，安装非常快速简便且安全，在保证高强度载荷能力的同时，将安装和系统运维成本降到最低。有效解决传统经销商、安装商最担心的安装运维问题。


屋顶光伏赋予防水应用新场景，市场规模年均扩容百亿


屋面防水工程总体可分为三类，结构防水+防水层对应最高防水等级。总体来看，屋面防水工程按从下到 上的结构可以分为：防水垫层、结构防水层以及防水层。其中，结构防水层一般是指屋面基层结构本身即带有 防水性能，例如带有导水槽的金属屋面，而防水垫层和防水层一般两者选一即可。防水垫层是指在金属板复合 板中间或瓦片下方的辅助防水材料，用于坡屋面的防水，可视为结构防水中的辅助构造层次，而防水层是指铺 设或喷涂在屋面结构上方的防水卷材或防水涂料，不仅可以用于坡屋面也可以用于平屋面，既可以用于复合金 属板屋面也可用于单层金属板屋面。尽管防水垫层和防水层只需要选择一个即可，但由于材料的限制，防水层+ 结构防水的防水性能要高于防水垫层+结构防水。


防水垫层与防水层所选材料有所不同，高分子防水卷材在两者中皆有应用，且效果更佳。根据《坡屋面工 程技术规范》，防水垫层被分为沥青类防水垫层、高分子类防水垫层以及防水卷材和防水涂料四类，其中防水卷 材和涂料类中既包括高分子类防水卷材，也包括 SBS、APP 改性沥青防水卷材。当防水卷材作为防水垫层位于 复合板内部时，由于其还需要承担透气、防潮等功能，因此高分子卷材在其中使用效果更好。而在防水层中， 目前主要使用的材料为防水卷材和防水涂料，且由于卷材暴露在最外层，在没有保护层的情况下，高分子卷材 因其卓越的抗老化性能而被更多使用。


防水设计是光伏屋面工程中必不可少的一环。秉承着“以排为主，防排结合”的屋面防水方针，光伏屋面 防水设计应根据建筑物的使用性质、重要程度、区域环境和使用功能要求，合理选择材料以及构造。从《光伏 组件屋面工程技术规程（征求意见稿）》给出的光伏组件屋面基本构造层可以看出，光伏组件屋面可以分为四个 类型，而四类的基本构造层中均包括结构防水层，其是指由光伏组件和排水槽构件组成的屋面防水层；类型 III、 类型 IV 中除结构防水层还需要增加防水垫层以及二次防水层，通常二次防水层为防水卷材。


防水设计的技术路径有所不同，当前市场提出三种主流方案。由于防水方案的设计在不同条件下具有很大 的差异性，因此提供商根据自身优势以及产品提出了不同的防水设计方案，目前市场上主流的设计方案包括以 下三种： ①结构性防水：指通过横向和纵向的导水槽，将水导到环形的收集器后通过屋顶排水沟将水排出。逆变器龙头阳光新能源的 iBuilding 智慧 BIPV 以及支架龙头中信博的智顶 BIPV 均采用这类防水方案；②新型彩 钢瓦：传统彩钢瓦是由 Q215 或 Q195 低碳钢经过双面镀锌制成的轻型钢板，其防水设计年限仅为 8-10 年，而 新型彩钢瓦由 Q235 锌铝镁合金制成，防腐防渗性能大幅提升，使用年限可达 25 年以上。目前组件龙头天合光 能的天能瓦 BIPV 产品采用新型彩钢瓦，同时配合大流量排水槽、180 度锁边实现高防水性；③传统彩钢瓦+防 水卷材：通过在原始屋面铺设防水卷材和提供防水支座预制件的方式构建光伏屋面防水系统，防水龙头东方雨 虹以及凯伦股份均推出了自身的光伏屋面防水系统。


屋顶分布式光伏按根据屋面材料不同，可以大致分为混凝土屋面和金属屋面，而根据附着下游建筑类型可 以分为工业厂房，居民建筑和公共建筑，其中，工业厂房以金属屋面为主，还包括少量的混凝土屋面；而居民 建筑和公共建筑以混凝土屋面为主。BAPV 和 BIPV 在产品和施工有所不同，对于防水卷材需求的原因也有所 不同。为确定防水卷材在光伏屋面的使用空间，按照 BAPV 和 BIPV 两种产品发展路径，我们将谈论在不同路 径下防水卷材的应用场景。

原标题：BIPV安装规模超1400 亿，底层建筑防水能分多少羹？