1. 什么是BIPV?

1.1 BIPV VS BAPV

BIPV即Building Integrated PV，是光伏建筑一体化一种形式，是将光伏组件与建筑材料集成，成为不可分割的建筑构件，可替代部分建筑材料。传统的附着型光伏建筑(BAPV，Building Attached Photovoltaic)，即光伏组件依附于建筑物上，建筑物主要作为光伏组件载体，BIPV 则与新建筑物同时设计、同时施工和同时安装并与建筑形成完美结合。

图1-1 BIPV、BAPV对比

来源：《建设科技期刊2021》

从应用上来看，BIPV直接作为建筑的一部分使用，既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果，达到与建筑物的完美结合。BIPV的常见应用场景包括：光伏屋面(直接作为屋面层，承担屋面功能)、光伏幕墙(直接作为幕墙面板，与支承结构共同构成光伏幕墙，直接作为建筑物外墙使用)、光伏天棚等等。而BAPV由于是直接安装于建筑物之上，相对于幕墙，更适合加装于屋顶。BAPV一般应用于既有建筑，安装于光照较好的建筑物表面。近年来，越来越多的业主注意到 BIPV/BAPV在节电和投资回报上的吸引力，产品应用日趋广泛。

BIPV应用案例--嘉兴火车站屋顶

来源：龙焱能源科技

图1-3 BAPV应用--民用主宅屋顶

来源：龙焱能源科技

1.2 BIPV特点、应用

BIPV 的主要优点在于：1)不占用土地，节约土地资源，降低综合成本;2)提供一种分散、安全、分布式的发电方式，不需要长距离的输电，配电费用小效率高，可降低发电成本;3)即时发电电量与建筑用电高峰曲线一致，良好的隔热功能，可节电节能;4)对声波有阻尼作用，隔音性能优异。BIPV 局限性在于，要与建筑物同时设计、施工和安装，光伏系统工程进度受建筑总体进度制约，需兼顾力学和美学且生产量少自动化程度低，导致成本相对较高。

BIPV的两大主要细分场景为光伏屋顶和光伏幕墙：

图1-4 申洲国际光伏幕墙

来源：龙焱能源科技

光伏幕墙使用薄膜组件居多，对立面朝向有要求。光伏幕墙是将幕墙和光伏发电功能相结合的幕墙，集发电、美观、通风采光、外部围护等功能于一体，根据透光、不透光需求，分别采用非晶硅(薄膜)类组件/未满铺的晶硅组件、晶硅组件。据 BIPVboost 数据，2018年针对幕墙应用的BIPV中，晶硅电池占比为 44%，薄膜类电池为56%。光伏幕墙可用面积大，在处于南立面、无遮挡，且电价较高时，经济性可观。

图1-5 神木陕煤集团张家峁矿业改造BIPV

来源：隆基绿能官网

光伏屋顶应用范围最广泛，绝大多数采用晶硅组件。光伏屋顶是具有承重隔热防水功能、并叠加电池板形成的屋顶，并能有效提供工业厂房用电需求的绿色建筑类型。一般光伏屋顶不要求透光，多数采用晶硅组件。根据 BIPVboost 数据显示，2018 年针对屋顶应用的BIPV 中，晶硅电池占比达到 90%，薄膜类电池占比为 10%。光伏屋顶仅考虑发电、安全、防水保温要求，节省设计环节，实现成本较低;相较于幕墙，可获得最长的光照时间和较大的光照面积，经济效益最好。

图1-6 光伏幕墙与光伏屋顶对比

来源：CPIA《中国光伏产业发展路线图 2021年版》，国际能源网，BIPV在线

1.3 BIPV经济性

BIPV光伏幕墙有透光性要求，采用薄膜组件较多，薄膜组件本身生产技术不及晶硅组件成熟，且施工难度更大，成本相对晶硅组件更高。加上光伏幕墙光照利用小时数不如光伏屋顶的原因使得在同等条件下，光伏屋顶的经济性优于光伏幕墙。据国际能源网采访数据，BIPV光伏幕墙的投资回收期在6-8 年。截至2021年底，从全投资内部收益率水平来看，较好的屋顶项目可能达到9%，但较好的幕墙立面项目可能略高于7%。我们以《不同BIPV系统的收益及环境效益分析(赵泰祥)》中，地处昆明市云南师范大学呈贡校区(东经 102°51′，北纬24°51′)的能源与环境科学学院大楼南立面幕墙与图书馆屋顶项目为例(组件均面向南方，偏东 18°)，利用两个系统的参数进行发电收益测算，其中核心假设包括：幕墙、屋顶的电池组件效率分别为15%、22%(装机量/发电量等根据组件效率放大倍数进行同比例估算)、幕墙/屋顶的单位投资分别为4.5/4元/W、日常运维费用为51元/(千瓦·年)、云南省上网电价为0.33元/kWh等，测算得到光伏幕墙、光伏屋顶系统25年寿命周期的发电量分别为 21.0kWh/Wp、28.7kWh/Wp，产生的收益(扣除运维与初始投资成本)分别为1.1元/Wp、4.1元/Wp。

图1-7 光伏幕墙与光伏屋顶发电量、发电收益测算

来源：《不同BIPV系统的收益及环境效益分析(赵泰祥)》，天风证券研究所

2. 我国BIPV市场空间预测

天风证券假设22-25年建筑业房屋竣工面积增速为4%/3%/2%/1%，光伏幕墙及立面可安装面积为竣工面积的1/4，根据2021年竣工面积构成占比计算不同类型建筑面积的年新增建筑光伏幕墙及立面可安装面积;分别假设各类建筑幕墙光伏渗透率逐步提升，假设2022年光伏幕墙单位面积造价为4.5元，23-25年以每年5%的幅度递减，测算得到2022-2025年光伏幕墙市场空间将分别达到 52/76/109/138亿元(幕墙安装光伏基本为BIPV形式，光伏幕墙市场空间可视为 BIPV幕墙市场空间)。

图2-1 天风证券预测光伏幕墙BIPV市场空间

来源：天风证券研究所

对于新增建筑屋顶市场假设：

1)光伏屋顶可安装面积为建筑业房屋竣工面积的1/6，其余假设与幕墙测算时所作假设类似，同理计算年新增建筑光伏屋顶可安装面积;

2)住宅、厂房及仓库、办公及商服、公共建筑的新建光伏渗透率到25年为7%、18%、12%、20%;

3)2022年光伏屋顶单位面积造价为4.0元，23-25年以每年5%的幅度递减;

4)22-25年新建建筑屋顶BIPV渗透率分别为11%、24%、45%、76%，测算得到2022-2025年BIPV屋顶新增市场空间将分别达到23、70、161、302亿元。

图2-2 天风证券预测新增建筑BIPV市场空间

来源：天风证券研究所

据中国建筑科学研究院数据，2021年我国既有建筑面积达到600 亿平方米，可安装光伏面积约为100亿平方米。假设到2025年既有建筑屋顶光伏改造比例为 6%，2022年光伏屋顶单位面积造价为4.0元，23-25年以每年5%的幅度递减，22-25年既有建筑BIPV渗透率分别为5%/15%/25%/30%，测算得到2022-2025年 BIPV屋顶可改造市场空间将分别达到 94/371/750/1,038亿元。

图2-3 天风证券预测既有建筑BIPV市场空间

来源：天风证券研究所

国泰君安证券的预测：1)根据住建部建设用地面积及建筑密度测算屋顶面积。根据不同建筑类型假设安装比例，单位面积安装光伏为150W/平，以成本4.5元/W，单位投资成本每年下降2%的增速计算，渗透率由5%增长至20%。测算到2025年我国新增屋顶BIPV装机容量约12.1GW，市场规模为502.34亿元。2)由于存量屋顶建筑的改造无法一蹴而就，假设住宅改造比率为 1%，其他建筑改造比例逐渐增加至2025年的12%，存量屋顶BIPV渗透率为1%。预计到2025年屋顶存量市场新装机2.78GW，市场规模达到115.32亿元。3)根据国家统计局的数据，2021年，全国新增房屋竣工面积40.8亿平。根据国家住宅工程中心研究，单层各立面面积之和与标准层面积之比得到0.26-0.28。假设立面面积与总建筑面积之比为 0.26，非幕墙墙面的窗墙比分别为 0.4/0.6、外部环境和建筑自身的遮挡因子为0.2计算，估算建筑外立面单位面积安装的光伏量 130W/m2，以及对外立面光伏设备的单位造价进行估计，得到2025年我国新增BIPV外立面市场规模约为404.95亿元，装机容量8.78GW。