建筑行業(yè)專題報告：光伏幕墻增長空間廣闊幕墻龍頭BIPV再發(fā)力

建筑行業(yè)專題報告：光伏幕墻增長空間廣闊，幕墻龍頭BIPV再發(fā)力一、建筑幕墻市場規(guī)模連年攀升，江河集團龍頭地位顯著（一）幕墻為建筑外裝飾，按照構件可以分為框架式、單元式、點支式幕墻是建筑的外墻圍護，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱為“帷幕墻”，是現(xiàn)代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質墻體。由面板和支承結構體系組成的，可相對主體結構有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結構所作用的建筑外圍護結構或裝飾性結構，外墻框架式支撐體系也是幕墻體系的一種。幕墻根據鑲嵌板可以分類玻璃幕墻、金屬板幕墻、非金屬板幕墻，玻璃幕墻包括單片玻璃、膠合玻璃、中空波粒幕墻，金屬板幕墻大多采用鋁板，非金屬板幕墻主要有石材板、千思板等。根據構件可以分為框架式幕墻、單元式幕墻、點支式幕墻，框架式幕墻包括明框式和隱框式幕墻。（二）行業(yè)產值連年攀升，江河集團龍頭地位顯著我國建筑幕墻行業(yè)從1983年開始起步，是中國經濟體制改革的產物，近年來我國幕墻工程產值連年增長，建筑幕墻工程產值從2010年1500億增長到2020年4900億元，近十年GAGR為12.57%，其中2016年至2020年同比增長分別為6.25%/11.76%/6.58%/11.11%/8.89%，五年CAGR為8.90%，預計2021年超過5000億元。2015年之后幕墻工程產值增速下降主要是受整個建筑裝飾行業(yè)增速下降影響，2016年至2020年建筑裝飾行業(yè)產值同比增長分別為7.65%/7.10%/7.65%/9.00%/6.09%，五年CAGR為7.49%，由此看來幕墻工程產值近五年增長率雖然下滑但仍然高于整個建筑裝飾行業(yè)產值增長率。根據中國幕墻網，2021年我國建筑幕墻工程主要采用玻璃幕墻，占比達到41%，占比有所下降，但依然超過其他類型；石材幕墻因公共建筑及城鎮(zhèn)化建設帶來的各類項目增多逐漸上升，達到19%；金屬幕墻尤其是鋁板幕墻的應用正在加大，作為可再生利用且較環(huán)保的幕墻類型，在追求個性化設計與幕墻表皮藝術化的當前，鋁板的可塑性更強，未來市場面將更加廣闊。從幕墻工程區(qū)域分布來看，華東地區(qū)與華南地區(qū)工程占比達到46%，占據我國建筑幕墻工程近半。此外，根據中國建筑裝飾協(xié)會2020年建筑工程裝飾獎（幕墻類）獲獎項目分類來看，67%幕墻工程應用于商業(yè)建筑，30%應用與公共建筑。從行業(yè)格局來看，國內主要上市企業(yè)2021年幕墻工程收入中，江河集團旗下江河幕墻2021年營收達到106.77億元，領先行業(yè)其它企業(yè)，為國內主要上市幕墻企業(yè)最高；

亞廈股份、海南發(fā)展、方大集團位列第二梯隊，2021年幕墻工程營收分別達到32.13/30.05/25.85億元。此外，根據中國建筑裝飾協(xié)會2020年綜合統(tǒng)計公告，幕墻類業(yè)務中，江河幕墻排名第一；中南建設、亞廈幕墻、中建深裝、科源建設位于第二梯隊；博大建設、方大集團、柯利達位于第三；金螳螂位于第四。二、分布式光伏加速推動光伏幕墻發(fā)展，幕墻光伏建筑一體化空間廣闊（一）光伏幕墻是幕墻行業(yè)重要發(fā)展方向1．光伏幕墻技術構成光伏幕墻系統(tǒng)主要使用的是光伏幕墻結構技術、電能儲存作用、并網技術以及光電轉換系統(tǒng)等多種運用高新技術的綜合應用系統(tǒng)。光電轉換技術主要是指通過半導體所具有的光生伏特效應，將太陽輻射轉變?yōu)殡娔?，以此來充分利用資源。在普通建筑幕墻中用光伏玻璃替代普通玻璃使之成為光伏建筑一體化（BIPV）建筑，既為光伏玻璃提供了足夠的面積，又不需要另占土地，還能省去光伏玻璃的支撐系統(tǒng)結構，是今后值得發(fā)展的重點領域，也被認為是BIPV的發(fā)展方向。光伏建筑一體化作為龐大的建筑市場和具有潛力的光伏市場的結合點，已成為未來建筑裝飾板塊主要的發(fā)展方向之一，而基于碳達峰、碳中和的國家戰(zhàn)略，光伏幕墻綠色建筑將成為幕墻行業(yè)主要發(fā)展方向。光伏幕墻光伏系統(tǒng)包括作為光伏幕墻面板的光電板（即太陽能電池）、控制器、蓄電池組、逆變器等。其工作過程是：光電幕墻在太陽照射下，由光電板產生直流電，通過多極集電，即在太陽能控制器的控制下將光電幕墻產生的直流電通過蓄電池組儲存起來，使用時，蓄電池組輸出的直流經過逆變、變壓等過程，轉化成可供使用的交流電，送入供電網絡或直接驅動負載。2．光伏幕墻應用可行性分析采用光伏組件作為建筑玻璃幕墻，不僅可以保持建筑原有的功能性、安全性以及美觀需求。還能通過全年發(fā)電提供電能，同時太陽能轉換的熱能可滿足建筑的季節(jié)性能源需求。在供暖季節(jié)產生熱空氣減少建筑的熱負荷，在非供暖季節(jié)產生熱水來滿足家庭需求。并且光伏組件內的水循環(huán)能降低光伏幕墻的溫度，從而使系統(tǒng)始終保持良好高效的運行性能。3．光伏幕墻主流太陽能電池簡介光伏幕墻電池主要分為晶硅類和非晶類，晶硅類包括單晶硅和多晶硅，非晶類主要是薄膜類電池，常見的包括非晶硅薄膜、銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘薄膜類太陽能電池。硅基薄膜類太陽能電池的主要材料是硅基材料，包括非晶硅和微晶硅，電池硅層厚度約1μm，是硅晶電池的0.5%。硅基薄膜類太陽能電池具備優(yōu)良的弱光特性，可在陰雨天等低紫外線條件下仍保持較好的光吸收效率和高溫特性。相較于晶片型電池，硅基薄膜類太陽能電池熱斑效應低，受局部光線遮擋影響小，透光率可調范圍大，可靠性高，外觀呈現(xiàn)紅褐色，適合于偏暖色調的建筑外墻。碲化鎘薄膜類太陽能電池是在玻璃基片或其他襯底基片上，依次沉積多層薄膜制備而成的光伏組件。碲化鎘是一種高吸收系數的化合物半導體材料，其吸收系數約是硅的100倍。碲化鎘薄膜類太陽能電池也具備極佳的弱光特性，對全光譜都有較好的吸收。相比硅基薄膜類太陽能電池，碲化鎘薄膜類太陽能電池在陰雨天等低紫外線條件下光吸收效率和高溫特性更優(yōu)異，整體性能更好。碲化鎘薄膜類太陽能電池不存在本征光致衰減效應，可保證25年80%的輸出功率。碲化鎘薄膜類太陽能電池外觀呈淺灰色，適用于偏冷色調的建筑外墻。銅銦鎵硒薄膜太陽電池具有生產成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等顯著特點，光電轉換效率居各種薄膜太陽電池之首，接近于晶體硅太陽電池，而成本只是它的三分之一，被稱為下一代非常有前途的新型薄膜太陽電池，是近幾年研究開發(fā)的熱點。此外，該電池具有柔和、均勻的黑色外觀，是對于外觀有較高要求場所的理想選擇。根據BIPVboost數據顯示，2018年針對屋頂應用的BIPV中，晶硅電池占比達到90%，薄膜類電池占比為10%，而針對幕墻應用的BIPV中，晶硅電池占比為44%，薄膜類電池為56%。薄膜類太陽能電池由于可以根據需要制作成不同透光率，代替玻璃幕墻，所以在幕墻中應用更廣，而晶硅電池光電轉化率更高，屋頂相比起幕墻對透光性沒有特別要求，更適用于晶硅電池。4．光伏與幕墻的結合形式根據《太陽能光伏建筑一體化的立面設計研究》，光伏幕墻系統(tǒng)按構造形式可分為：外掛幕墻、框架式幕墻、雙層幕墻和單元式幕墻。5．光伏幕墻與光伏屋頂對比光伏幕墻：BIPV光伏組件可以與建筑物的墻面結合，或者直接替代幕墻功能，光伏幕墻不僅要滿足光伏組件本身的性能要求，還需要滿足幕墻的建筑功能，例如抗風壓、氣密性能、透明度以及美觀度等，因此對光伏組件的要求很高。根據使用材料的不同可以將光伏幕墻分為兩大類∶晶體硅類光伏幕墻系統(tǒng)和薄膜類光伏幕墻系統(tǒng)。晶體硅類的轉換效率更高，更加適合在強光環(huán)境中工作。薄膜類能夠根據建筑物的需要進行定制化的設計，更具美觀性和協(xié)調性。光伏屋頂：建筑物屋頂進行光伏組件改造由來已久，光伏系統(tǒng)在屋頂的應用已經十分廣泛。根據屋頂的類型不同，光伏組件屋頂可以大致分為平屋頂式、斜屋頂式和曲面屋頂式三大類。平屋頂式可以通過調整光伏組件的角度，以獲得最大的太陽輻射量和最大的發(fā)電量，因此平屋頂式的經濟效益最高。斜屋頂式是通過調整屋頂的角度，尋找最佳傾角以滿足光伏組件需要的最佳光照角度。曲面屋頂式可以滿足建筑物的美學需要，但是由于受力更加復雜，因此對光伏組件的力學性能要求更高，施工難度和建設成本更高。相比于光伏屋頂，相同條件下光伏幕墻單位裝機容量發(fā)電量低于光伏屋頂，根據

《不同BIPV系統(tǒng)的收益及環(huán)境效益分析》，光伏幕墻系統(tǒng)25年壽命周期的發(fā)電量約為20.98kWh/Wp，產生的收益約為23.84元/Wp，光伏屋頂系統(tǒng)25年壽命周期的發(fā)電量約為28.73kWh/Wp，產生的收益約為32.63元/Wp。但建筑幕墻的表面積更大，能有效提高發(fā)電量，更適合用于高樓大廈的發(fā)電需求，同時光伏幕墻相對于光伏屋頂清潔更為簡單方便。（二）分布式光伏發(fā)展迅速，長期發(fā)展空間廣闊1．光伏產業(yè)發(fā)展迅速，提升空間依然可觀根據中國光伏行業(yè)協(xié)會的數據，到2020年，我國光伏累計裝機量和新增裝機量已分別連續(xù)6年、8年、10年、14年位居全球首位，發(fā)展勢頭迅猛。根據國家能源局發(fā)布數據，2015-2021年，我國光伏發(fā)電的累計裝機量一路從43.18GW增長至307.38GW，新增裝機量在2021年達到了54.88GW。集中式光伏發(fā)電一直是我國光伏發(fā)電主要組成部分，2021年累計裝機容量達到199GW，近年在累計光伏發(fā)電裝機容量中來占比持續(xù)穩(wěn)定在65%-70%，2021年新增裝機容量被分布式光伏發(fā)電超越，未來集中式光伏發(fā)電增長勢頭將進一步減弱。2021年我國分布式光伏發(fā)電累計裝機容量107.50GW，占比35%且近年來持續(xù)穩(wěn)定增長。其中2021年我國新增光伏發(fā)電并網裝機中，分布式光伏新增約29GW，約占全部新增光伏發(fā)電裝機的53%，歷史上首次突破50%，表明在政策推動下，分布式光伏發(fā)電的發(fā)展獲得長足進步，未來整縣推進等政策的落地將大大增強這一趨勢。BIPV方面，目前國內建筑屋頂光伏安裝仍以BAPV為主，但由于BIPV使光伏組件直接與建材相結合，技術路線先進，發(fā)電效益高，經濟成本好，是未來光伏建筑解決方案BIPV未來的滲透率將越來越高，根據中國光伏行業(yè)協(xié)會光電建筑專委會的統(tǒng)計數據顯示，2021年全年，我國主要光電建筑產品生產企業(yè)BIPV總裝機容量約709MW，總安裝面積377.4萬平方米，占當年全國分布式光伏裝機容量4.5%，未來有望進一步提高。光伏玻璃產量及消費量快速增長。光伏玻璃由玻璃、太陽能電池片、膠片、背面玻璃、特殊金屬導線等組成。分晶體硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃兩大類，前者又分單晶硅和多晶硅兩類，常用作光伏幕墻材料。根據百川盈孚數據，光伏玻璃產量2020年與2021年年產量同比分別增長24.20%和9.51%，2022年1-5月同比增長20.59%。光伏玻璃實際消費量2020年與2021年分別同比增長30.54%和10.72%，2022年1-5月同比增長19.88%。2．新增建筑市場光伏幕墻市場空間廣闊光伏屋頂依然是當今主流形式，但隨著雙碳政策推進，光伏屋頂難以滿足城市中建筑物用電需求，并且幕墻具有更大的表面積，所以光伏幕墻在未來的滲透率有望加快上升。光伏幕墻市場大小需要考慮到諸多因素，首先是立面光照有效面積及時間，直接影響到總體發(fā)電量；其次由于幕墻具備采光要求，需使用特制薄膜電池，導致單位發(fā)電量及成本顯著高于普通晶硅電池組件，且定制化需求導致施工設計成本增高；再次由于幕墻及立面需要承擔多種功能，例如需為廣告預留空間等，導致總體發(fā)電量不及理想情況。最后，由于既有建筑幕墻及立面進行光伏改造的難度較大，整體撤換將產生較低的投資收益情況，因此在估算市場空間時主要考慮新增市場。同上邏輯，為獲得光伏建筑發(fā)電及其中BIPV系統(tǒng)的增量市場空間，需得到各不同建筑類型實際可安裝面積，由于建筑類型的不同以及不同的投資方對于光伏建筑的安裝持不同態(tài)度，滲透率情況有顯著差異，基于此需進行進一步假設：住宅建筑在此不做考慮，而廠房及倉庫將比辦公及商服、公共建筑等更易實現(xiàn)幕墻/立面的BIPV普及，滲透率將較高，但整體而言，整體幕墻及立面市場的滲透率將不及屋面市場。同時，在得到時即可安裝裝機容量后，由于幕墻及立面采用的薄膜電池比例較大，整體成本相比屋頂光伏系統(tǒng)較高。假設2022-2025年光伏幕墻單位面積造價按照4.43/4.20/4.10/3.80元/平米的趨勢遞減，預計2022-2025年幕墻光伏建筑系統(tǒng)市場空間分別達416/498/615/680億元。（三）光伏建筑成本走低，光伏幕墻經濟性良好1．光伏建筑成本走低2．光伏幕墻經濟性分析根據《銅銦鎵硒光伏幕墻技術的經濟性分析》，以沈陽市地區(qū)建筑面積為5000m2，太陽能光伏組件安裝在建筑南立面形成光伏幕墻，采用6943塊105W的CIGS太陽能組件，總裝機量為729kW的光伏幕墻為例，沈陽市年日照時間為2400h左右，處于太陽能資源的三類地區(qū)，比較適合應用光伏發(fā)電技術。根據光伏軟件PVSYST計算出首年發(fā)電量為731.5MWh，按光伏組件的初始衰減為2.5%，線性年衰減為0.4%，25年總發(fā)電量為17087.3MWh。案例中建造費用為1331.94萬元，后期維護費用為91.125萬元，替換原有建材的增量費用為1150元/m2，光伏幕墻全生命周期成本為建造費用+后期維護費用-替換原有建材的增量費用=1331.94+91.125-1150×5000/10000=848.06萬元。收益方面包括補貼收益和電價收益，補貼電價期限為20年計算，補貼電價0.10元/度，20年的補貼收益為138.09萬元，電價收益為1232.68萬元，全生命周期收益為1370.77萬元，高于全生命周期成本522.71萬元。同時光伏幕墻產生包括節(jié)能效益、減排效益等外部效益，節(jié)能效益按每kWh0.31kg供電煤耗，煤按650元/噸計算，25年節(jié)約煤產生的效益為344.31萬元。減排效益包括二氧化碳以及氮硫化合物，產生減排效益約為189.54萬元。共計產生533.85萬元的外部效益。由此看來光伏幕墻經濟性良好。投資回收期方面，光伏幕墻的光伏部分投資回收期在5-7年。以1萬平米光伏幕墻為例，投資成本=每平方米新增成本*面積，每年收益=每平方米年發(fā)電量*工業(yè)用電單價*面積-運維費用。根據國際能源網資訊，每平米幕墻增加光伏新增成本為500-600元，1萬平米光伏幕墻投資成本為500-600萬元，按照國家規(guī)定峰時段用電每千瓦時1.025元，以及根據國際能源網每平方米光伏每年發(fā)電100千瓦時，每年獲利為102.5萬元，再扣除每年10%左右的運維費用，每年收益大概92.25萬元，得出光伏幕墻投資回收期大概5-7年。三、重點企業(yè)分析（一）江河集團：幕墻行業(yè)龍頭，投資建設異型光伏組件加速轉型江河集團主營業(yè)務包括建筑裝飾業(yè)務和醫(yī)療健康業(yè)務，根據公司2021年年報，建筑裝飾業(yè)務營收占比達到95.46%，其中建筑裝飾業(yè)務分為建筑幕墻、光伏建筑與室內裝飾與室內設計業(yè)務。建筑裝飾業(yè)務是江河集團立業(yè)之本，旗下?lián)碛薪幽粔Α⒊羞_、港源裝飾、港源幕墻以及梁志天設計等五大行業(yè)知名品牌。江河建筑裝飾板塊定位于整體解決方案提供商，以幕墻、室內裝飾（含設計）等業(yè)務領域為主要方向，致力于提供綠色建筑系統(tǒng)服務。幕墻方面，公司旗下的江河幕墻是全球高端幕墻第一品牌。江河幕墻是集產品研發(fā)、工程設計、精密制造、安裝施工、咨詢服務、成品出口于一體的幕墻系統(tǒng)整體解決方案提供商，是全球幕墻行業(yè)領導者，擁有國家認定企業(yè)技術中心、國家認定博士后科研工作站、中國幕墻行業(yè)首家國際認可的CNAS出口企業(yè)檢測中心，是國家高新技術企業(yè)、國家技術創(chuàng)新示范企業(yè)、首批國家級知識產權優(yōu)勢企業(yè)。此外，公司旗下港源幕墻是幕墻行業(yè)后起之秀，是江河集團根據戰(zhàn)略發(fā)展需要在港源裝飾原有幕墻業(yè)務的基礎上拆分而來。港源幕墻擁有“建筑幕墻工程專業(yè)承包壹級”、“建筑幕墻工程設計專項甲級”資質，在北京、上海、廣州、成都和武漢擁有一流幕墻生產線和大型倉儲基地。在光伏產業(yè)方面公司布局很早，2011年，公司即募資投入6.49億元用于建設北京總部基地項目和北京總部基地擴建及光伏幕墻項目，開始布局光伏產業(yè)。近年來，公司承建了包括沙特CMATower、世園會中國館、廣州珠江城、國家環(huán)保總局履約中心大樓、江蘇無錫機場航站樓、恒隆廣場昆明裙樓等多項應用光伏的幕墻工程。此外，2021年7月，公司新設全資控股企業(yè)北京江河智慧光伏建筑有限公司，此子公司將制造光伏設備及元器件列為主營業(yè)務，將進一步幫助江河集團推進BIPV業(yè)務。同時，公司兄弟單位中清能已經在53個國家開發(fā)、投資、建設超過1700MW的太陽能光伏應用項目，涵蓋大型地面光伏、分布式光伏、微網離網等全方位光伏應用領域。2021年公司自主研發(fā)了R35屋面光伏建筑集成系統(tǒng)，該集成系統(tǒng)從建筑角度進行開發(fā)設計、安裝方便，形式靈活，可替換彩鋼瓦直接做為屋面材料使用，是一款安全性能高的創(chuàng)新集成系統(tǒng)。同時，根據江河集團公司公告，公司擬通過全資子公司北京江河智慧光伏建筑有限公司在湖北省浠水縣投資建設300MW光伏建筑一體化異型光伏組件柔性生產基地項目，總投資預計5億元，目前公司以招拍掛方式取得了浠水縣（2021）-83號地塊，土地面積5.99萬平方米，預計2023年完成投資并投產。本次公司將光伏建筑業(yè)務向上游產業(yè)鏈延伸，并選擇走差異化產品路線生產異型光伏組件，將有助于解決光伏建筑個性化設計需要的行業(yè)難點，有助于光伏建筑行業(yè)的快速發(fā)展。公司將以此為契機，充分發(fā)揮公司在幕墻設計、研發(fā)、生產的集成優(yōu)勢，與現(xiàn)有幕墻業(yè)務形成協(xié)同效應，打造新的利潤增長點，同時也將依托公司自身優(yōu)勢，與光伏產業(yè)鏈條上的企業(yè)加強合作，提升公司的綜合競爭力。訂單增長穩(wěn)健，22年一季度同比增長24.89%。新簽訂單方面公司近年來幕墻業(yè)務訂單持續(xù)增長，2016-2021年幕墻業(yè)務訂單分別為89/100/111/133/141/145億元，2017-2021年分別同比增長12.36%/11.00%/19.82%/6.02%/3.09%。此外，2022年第一季度公司新簽幕墻業(yè)務訂單43.46億元，同比增長24.89%。2021年經營業(yè)績表現(xiàn)不俗。公司主要經營幕墻業(yè)務的江河幕墻近五年營業(yè)收入分別為，75.50/70.84/79.85/77.63/106.77億元，凈利潤分別為1.92/2.79/3.38/2.40/5.02億元，其中2021年營收同比增長37.54%，凈利潤同比增長109.17%。（二）方大集團：積極發(fā)展光伏幕墻系統(tǒng)，獨立掌握BIPV設計制造集成技術公司業(yè)務范圍涵蓋高端幕墻系統(tǒng)及材料、軌道交通設備及系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電、房地產和金融等板塊，主要產品為節(jié)能幕墻、光電幕墻、LED彩顯幕墻等各類建筑幕墻及鋁板材料、軌道交通屏蔽門系統(tǒng)。方大集團承建的多項精品幕墻工程獲得“詹天佑土木工程獎”、“建國50周年經典建筑”、“優(yōu)質樣板工程"、“國家優(yōu)質工程獎”、“白玉蘭”獎和“用戶滿意工程"等獎項，并多次榮獲我國建筑領域最高獎項——“中國建筑工程魯班獎（國家優(yōu)質工程）”等榮譽稱號。公司主營業(yè)務中，幕墻產品及材料近五年營收占比均在50%以上，2021年占比達到72.65%，2017-2021年該業(yè)務營收分別為16.54/20.11/21.96/21.41/25.85億元，2017-2021年的的CAGR為11.81%。近五年幕墻產品及材料毛利分別為1.82/2.90/3.33/3.67/3.75