國內BIPV（光伏建築一體化）(*建築整合太陽能（英語：Building-integrated photovoltaics，縮寫BIPV）是使用太陽能光伏材料取代傳統建築材的一種應用方式) 市場方興未艾，工商業屋頂項目有望成為市場突破口;海外BIPV市場在特斯拉(TSLA.US)明星產品Solar Roof V3的大力推廣下有望加速崛起。
BIPV(光伏建築一體化)兼具建材、美觀與發電屬性。BIPV將光伏產品集成到建築自身，應用場景主要包括光伏屋頂、幕牆及其他少數分散式領域。隨著國內外密集出台對近零能耗建築支持政策和發展目標，BIPV市場有望作為綠色建築的主流形式加速增長。
據n-tech Research測算，2019年全球BIPV市場空間約32億美元，在以美國、中國和日本為增長主力的帶動下，預計2024年全球BIPV市場空間有望翻倍增長至68億美元，未來8年年均複合增速達17%以上。
國內：晶矽路線或為主流技術，工商業屋頂有望成為市場突破口。截至2018年底，國內BIPV累計裝機量約1.1GW，行業仍處於孕育期;隨著BIPV投資成本持續下降、行業標準陸續完善、認證資質不斷完備，市場增長有望加速。
從技術路線上看，晶矽較薄膜技術性價比優勢顯著;從應用場景上來看，幕牆發電效果較差，戶用屋頂條件受多因素掣肘，發展前景尚不清晰，而工商業屋頂憑藉大面積、標準化、高電價優勢，項目投資回收期已縮至5-8年，對應IRR達12%以上，有望引領國內BIPV市場加速增長。
海外：特斯拉加快推廣Solar Roof V3，或引領美國戶用BIPV市場加速放量。特斯拉通過收購SolarCity進軍光伏領域，發力能源業務線，針對戶用市場推出高端屋頂BIPV瓦片產品Solar Roof V3，成本較前兩代產品下降約40%，系統投資較傳統“屋頂+光伏”項目下降約50%，且更美觀，在美國加州項目投資回收期12年以內，已初具經濟性，有望迎來加速推廣。
特斯拉目標短期內將Solar Roof安裝能力提升到每週1000個屋頂，預計對應年化收入約18億美元，且未來擬將屋頂光伏作為主業之一，通過Solar Roof、儲能係統和電動汽車打造清潔能源“發-儲-用”閉環。
風險因素：BIPV成本下降低於預期;特斯拉Solar Roof V3推廣不及預期;BIPV支持政策落地低於預期。
投資策略：國內BIPV市場方興未艾，工商業屋頂項目有望成為市場突破口;海外BIPV市場在特斯拉明星產品Solar Roof V3的大力推廣下有望加速崛起。
1)重點推薦：國內光伏一體化龍頭、且先行佈局工商業屋頂BIPV項目的隆基股份，關注東方日昇;2)海外戶用BIPV配套的微型逆變器需求有望放量，推薦加大海外逆變器市場佈局的龍頭廠商陽光電源，關注海外組串式逆變器新星錦浪科技;3)建議關注進入特斯拉光伏供應鏈、有望受益Solar Roof需求放量迎來快速增長的玻璃廠商亞瑪頓。
BIPV：光伏建築應用新場景，市場空間巨大
BIPV兼顧建築與發電屬性
光伏發電項目根據規模大小和電網接入方式的不同，可分為集中式光伏和分佈式光伏。其中，分佈式光伏主要可分為三類：
BAPV(Building Attached PV)：光伏與建築結合，光伏系統安裝在已投入使用的建築之上，利用建築閒置空間進行發電，優先考量發電系統的投資效益。
BIPV(Building Integrated PV)：光伏建築一體化，將光伏產品集成到建築自身，成為建築的組成部分，兼顧美觀與功能性，通常以建築屬性為主，發電屬性為輔，主要包括屋頂、幕牆、玻璃等形式。
其他非建築場景：如農光互補、漁光互補等，約佔國內分佈式光伏裝機規模20%
BIPV推出至今已近30年。1991年，旭格公司在德國慕尼黑最大的建築行業展會上推出了“光電幕牆”，此後將太陽能光伏陣列與建築構體相結合，德國、日本、美國、西班牙等國家建成了大量BIPV系統工程。2004年，我國在深圳園博園和北京天普工業園中建成國內首批BIPV項目，此後若干BIPV項目開工建設並投入使用，並陸續推出了一系列基於BIPV設計的建材產品。目前BIPV技術發展已經歷了三個階段：
第一代BIPV技術：光伏陣列依靠部分額外支撐和固定裝置安裝在建築物表面，與建築本體的集成度仍然較低。
第二代BIPV技術：光伏組件與建築材料完全合為一體，既降低建築和電站成本，又美化建築物外觀。但由於建築表面複雜，各個陣列輸出電能互不相同，需大量複雜的電力電子變換裝置和連線結構來滿足供電要求，可靠性低，維護成本高。
第三代BIPV技術：面向智能電網技術，將光伏系統、建築材料和電能變換配套裝置有機結合，系統高度集成，具備較強的抗陰影能力和參數匹配能力，電氣系統連線簡單，且易於通過智能終端進行維護。
BIPV根據應用場景不同，大致可分為：
光伏屋頂：將光伏電池與屋頂建材高度集成，安裝在建築物頂部，兼顧發電和承受應力作用。目前應用最廣泛的是鋼化玻璃夾層結構和中空結構，後者在玻璃之間留有一定間隙，以滿足採光設計，並起到隔聲和絕熱作用。
光伏幕牆：應用在朝向較好、且有大面積幕牆的公寓、辦公樓、酒店等建築上，替代傳統玻璃幕牆，可分為半透明幕牆和不透明幕牆。
其他分散式場景：如光伏停車棚、電子樹、光伏護欄等，設計感和功能性強，但受制於成本和產品定位不夠明確，目前應用尚少。
綠色建築受政策支持，BIPV有望成為主流形式
國內推出多項政策支持綠色建築發展。中國廣義建築用能已佔全社會總能耗的30%~40%，推動建築節能已勢在必行。
根據2017年出台的《建築節能與綠色建築發展“十三五”規劃》，到2020年，城鎮新建建築能效水平將比2015年提升20%，城鎮新建建築中綠 ( 0.149 , -0.01 , -3.87 % )色建築面積比重將超50%，綠色建材應用比重將超40%，城鎮可再生能源替代民用建築常規能源消耗比重將超6%，中國城市中BIPV可應用面積將達17.9億平方米，建設超低能耗、近零能耗建築示範項目將達1000萬平方米以上。同時，多個省市相繼出台相關政策，支持超低能耗綠色建築的發展。
推動建築向近零能耗邁進已成全球發展趨勢。歐美等發達國家相繼提出2020、2030年近/淨零能耗建築發展目標，並開展技術集成專項研究與示範。其中，2018年5月，美國加州能源委員會(CEC)全票通過全美首個應用太陽能係統的建築標準，要求2020年起加州包括單戶型住宅和公寓在內的三層及以內新建住宅樓都必須安裝太陽能板。
BIPV有望成為綠色建築主流形式。BIPV作為集約理念下未來建築形態與分佈式光伏系統整合的有機體，能最大限度實現建築體內能源自循環，減小對外部電力系統的依賴，有望成為綠色智能建築的主流形式。隨著技術持續進步，光伏發電成本不斷下降以及相關技術標準陸續出台，BIPV產業逐漸成熟，市場空間持續擴容。
國內BIPV總市場長期空間有望達萬億級別。根據國家統計局統計，目前我國城鄉建築總面積超600億平方米，其中城市建築面積超300億平方米，光伏可安裝面積超30億平方米，且年新增竣工面積在40億平方米以上。若保守按2%的BIPV滲透率，僅新增建築每年BIPV行業市場空間近千億元;若考慮已有建築改造需求，BIPV總市場長期空間有望達萬億級別，增長前景巨大。
美中日本有望引領全球BIPV市場加速增長，未來8年年均複合增速有望超17%。據n-tech Research測算，2019年全球BIPV市場空間約32億美元，在以美國、中國和日本為增長主力的帶動下，預計2024年全球BIPV市場空間有望翻倍增長至68億美元，未來8年復合增速達17%以上，且應用場景或主要集中於商業BIPV項目。
國內：工商業屋頂BIPV經濟性提升，有望加速增長
國內BIPV市場掣肘因素逐步改善
BIPV雖潛在需求巨大，但據前瞻產業研究院統計，截至2018年底，國內BIPV市場累計安裝量僅1.1GW，市場規模不足50億元，行業仍處在孕育階段。BIPV市場前期增速較慢，主要受到投資成本、行業標準和認證資質等方面限制;而目前來看，主要掣肘因素都在逐步改善：
1)投資成本：早期光伏發電成本較高，BIPV項目對應用場景和資源條件要求較苛刻。而近幾年來，光伏電池轉換效率基本保持0.3-0.5pct年均增幅，成本持續15%-20%年均降幅，BIPV項目可行性和競爭力逐步提升，目前主要商業化項目收益率達9%以上。
2)行業標準：BIPV行業一直以來缺少國家統一的專門技術標準，導致很多地區潛在的項目需求難以順利進行設計和方案評審。2019年來，住建部在《近零能耗建築技術標準》、《建築光伏系統應用技術標準》中，陸續規範了建築光伏系統的設計、施工、驗收及運行運維等內容;同時，我們預計BIPV更加具體細化的國家標準有望加速出台，奠定行業的發展基礎。
3)認證資質：BIPV以建材屬性為主，發電屬性為輔，性能指標往往高於普通光伏系統，BIPV產品供應鏈配套公司往往先需獲得中國建材 ( 9.27 , 0.43 , 4.86% )檢驗認證集團等相關認證，滿足各項建築行業各項要求。目前優質光伏企業逐步通過相關認證，為BIPV發展提供可靠保障。
晶矽或為BIPV主流技術，工商業屋頂有望成市場突破口
總體來看，BIPV發電主要基於晶矽和薄膜(CdTe或CIGS)電池兩種技術，其中晶矽技術發電效率和性價比較高，但美觀度和產品豐富度較低;而薄膜技術弱光性較好且更為美觀，但效率和穩定性較差。
薄膜BIPV多用於光伏幕牆，但仍難以大規模推廣。光伏幕牆多用於高端商業樓宇或示範性項目，業主對成本敏感性相對較低，更追求美觀，薄膜電池技術憑藉彩色透光、可彎折、易定制等優勢，與光伏幕牆適配性強。
但薄膜光伏幕牆目前成本仍較高，售價通常約1000-2000元/平方米甚至更高，按照發電功率80W/平方米測算，投資回收期一般需15-25年，現階段仍難具備大規模推廣基礎。同時，雖然薄膜技術弱光性較好，但光伏幕牆搭建在建築物外立面，光照傾角條件差，尤其是正午光強最強時照射角度反而越小，因此實際工作中薄膜光伏幕牆發電效果往往大打折扣，未來增長空間尚不明確。
晶矽組件在部分BIPV屋頂項目中已具經濟性。隨著晶矽太陽能技術成本持續下降，性價比優勢快速反超薄膜技術，晶矽BIPV在無透光(或半透光)要求的光伏屋頂領域經濟性穩步提升。
以面積為2000平方米的新建屋頂為例，BIPV組件將電池組件與屋頂材料結合，可替代工業廠房彩鋼瓦屋頂的組件產品，節省下傳統屋頂材料花銷;雖然目前BIPV組件較傳統光伏組件一般貴0.3-0.5元/W，但BIPV屋頂裝機功率密度更高，同時25年以上壽命遠超彩鋼瓦屋頂的10-15年，BIPV屋頂發電收益可在6年內回收投資，性價比已超過傳統的BAPV屋頂模式，且更美觀。若考慮各地相關部門對超低能耗綠色建築的財政補貼及優惠政策，BIPV屋頂投資回報率或更加可觀。
國內戶用屋頂BIPV遠未成熟。戶用BIPV市場雖在歐美等國家逐步啟動，但在國內仍面臨較大困難，主要受制約因素包括：
1)國內居民大社區聚居的居住方式決定了戶用屋頂資源稀缺，
2)戶用光伏市場主要集中於農村地區，屋頂空間較小且形貌複雜，不利於BIPV組件因地制宜地匹配，且組件安裝時涉及角度方向和易遮擋問題，需在每塊組件上配套微型逆變器或功率優化器，單位投資成本過高;
3)國內居民側電價較低，戶用BIPV系統在無補貼情況下投資收益率低;
4)在“隔牆售電”政策尚不清晰、儲能配套成本較高的情況下，家庭用戶難以對光伏電力有效就地消納。
工商業屋頂有望成為BIPV市場突破口。與戶用屋頂相比之下，工商廠房及物流倉庫屋頂單體面積較大、標準化程度較高，且國內工商業電價普遍高於居民電價，投資回報率較高，有望成為BIPV規模化推廣的市場突破口。
以隆基股份和東方日昇的實際項目測算來看，非自建項目投資回收期約7.4年，自建項目投資回收期僅約5.1年，對應內部收益率或達12%以上，且業主可通過BIPV全生命週期發電收益形成利潤收回單層廠房的建築投資。
海外：特斯拉加快推廣Solar Roof V3，或引領美國戶用BIPV市場加速放量
特斯拉通過收購SolarCity進軍光伏領域
特斯拉光伏業務起源於其2016年收購的公司SolarCity。
SolarCity是美國領先的戶用光伏電站經銷商。SolarCity成立於2008年10月，是美國一家專門發展家用光伏發電項目的公司，其聯合創始人林登·賴夫和彼得·賴夫為特斯拉CEO馬斯克表弟，馬斯克為SolarCity董事長和 ( 68.8 , 0.50 , 0.73% )最大股東。
SolarCity發展之初主要定位為戶用光伏電站經銷商，提供從系統設計、安裝以及融資、施工監督等全面的太陽能服務。得益於美國光伏市場快速增長和公司推出極具吸引力的低門檻太陽能體驗，SolarCity創立早期迎來快速發展，並於2012年12月登陸納斯達克上市。
2014年後SolarCity業績虧損及現金缺口壓力快速擴大。2014年6月，為應對當時美國ITC政策退出預期，強化自身競爭力，SolarCity斥資2億美元收購光伏組件製造商Silevo，並與紐約州布法羅市政府達成協議建設產能超1GW的Gigafactory2，拓展電池組件製造業務。但在持續虧損和資金壓力下，疊加中國廉價光伏產品對美國本土廠商形成衝擊，2014年起SolarCity現金流缺口快速擴大。
2016年特斯拉以26億美元收購SolarCity。2016年6月，特斯拉向SolarCity發送28億美元股票收購方案(11月以26億美元完成收購)，正式進軍太陽能領域。特斯拉將Gigafactory2收入旗下後，曾規劃整合Silevo的Triex(在N型晶矽襯底整合薄膜鈍化層及隧穿氧化層)和松下的HIT電池技術，目標產能達2GW，但生產進展緩慢。
2020年2月，松下宣布將在5月終止與特斯拉在Gigafactory2的合作，併計劃在9月底前徹底退出，但不影響雙方在Gigafactory1的合作，並通過Gigafactory1繼續供應動力及儲能電池系統。
特斯拉整合SolarCity資源，重振能源業務線
特斯拉收購SolarCity後調整其業務方向，SolarCity光伏裝機量持續下降。2016-2019年，特斯拉電動汽車業務進入關鍵發展期，公司抽調大量能源業務線的資源來保障核心汽車業務發展。
同時，特斯拉調整SolarCity業務發展模式，大幅縮減和關閉其原有銷售網絡，裁撤超過3000名營銷人員，將SolarCity銷售渠道轉到特斯拉門店或線上，降低營銷成本，減少業務虧損。受此影響，特斯拉收購SolarCity後其光伏裝機量出現持續下滑，裝機量從2015Q3的峰值256MW一度降至2019Q2的29MW，市佔率由高點33%降至約6%。
特斯拉重振能源業務，完善能源類產品佈局。隨著特斯拉電動汽車業務步入正軌，尤其是Model 3產能穩步放量，其工程師及其他資源將逐步恢復到能源業務線。特斯拉統一能源業務銷售、安裝、售後服務流程，為消費者提供太陽能、家用電池、電動汽車產品等的“一站式服務”。目前特斯拉能源業務主要產品包括：
Solar Roof：將光伏電池片鑲嵌在鋼化玻璃中間，直接替代傳統瓦片的BIPV屋頂，可為家庭提供清潔的太陽能電力，兼具美觀、清潔與實用性。
Solar Panel：加裝在已有屋頂之上的光伏發電系統，根據公司規劃，未來Solar Panel產品將被Solar Roof全面替代。
Powerwall：容量13.5kWh的戶用儲能係統，最多可擴展到10台，可與Solar Roof及Solar Panel進行無縫集成，將白天多餘的太陽能電力進行存儲，或作為獨立備用電源，在停電期間提供不間斷電力。
Powerpack：適用於公用事業和商業的電池儲能係統，可用於低儲高發錯峰用電、峰值負荷抑制、應急電源和需求響應等。Powerpack產品高度模塊化，可根據任何場所的空間、電力和能源需求進行擴展，可與建築及公用事業網絡能源系統進行連接。
Megapack：適用於大型公用事業的儲能係統，包括電池模塊、雙向逆變器、溫度管理系統、交流主斷路器和控制裝置，主要用於參與可再生能源電力調度、電壓及容量支持、搭建微電網、電網輔助服務等。目前Megapack最大容量可達3MWh，已實施擴容項目超1GWh。Megapack系統與市場上的同類系統相比，Megapack佔用空間減少了40%，部件數量僅為同類系統1/10，高密度模塊化系統的安裝速度比當前同類系統快10倍。
針對戶用BIPV市場推出Solar Roof，性價比持續提升
2016年10月，特斯拉首次推出BIPV屋頂瓦片產品Solar Roof。其主要特點包括：
將光伏電池片鑲嵌在鋼化玻璃中間，外觀與普通瓦片無異，擁有4種可選樣式，兼具美觀與實用性;
提供可發電版和不可發電版供屋頂陽面和陰面使用，可發電版平均佔比或在35%;
於2017年逐步開放預訂，但由於成本過高(折合單價約235.2美元/平米)，且安裝複雜(需幾天)，因此並未規模化推廣。
第三代Solar Roof性價比大幅提升。2019年10月，特斯拉推出了第三代Solar Roof，顯著優化產品設計，提升性價比，每片瓦片內輔材及零件減少了一半，成本較前兩代下降約40%，且安裝難度大幅降低，安裝時間減少到8小時以內。Solar Roof V3可完全替代原有屋頂，強度是普通瓦片的三倍以上，壽命長達25-30年，可承受110 英里/小時的狂風(相當於49米/秒的15級風力)侵襲，並抵擋直徑2英寸(5.1厘米)的冰雹打擊。
Solar Roof或採用N型晶矽電池技術路線。特斯拉目前雖未披露Solar Roof產品技術細節，但我們查閱公司在美國專利商標局備案的專利資料，發現其BIPV相關專利都以晶矽電池為基礎，基本確認公司Solar Roof仍主要採取晶矽技術路線，或為N型電池。同時，特斯拉儲備了包括HIT、IBC和HBC等N型電池技術專利，隨著逐步推進Gigafactory2產能提升，HIT、IBC和HBC電池等有望成為Solar Roof的技術發展方向。
Solar Roof V3較傳統屋頂光伏系統已具備經濟性優勢。以目前美國加州典型的小型房屋為例，假設屋頂面積為2000平方英尺(合186平方米)，按照10kW光伏系統測算，根據特斯拉官方報價：
傳統屋頂+Solar Panel方案：根據屋頂材料不同，整體價格在35156-44396美元，其中屋頂材料價格約14600-23840美元(折合78.58-128.31美元/平米)，光伏系統價格約20556美元(折合2.05美元/ W)。
Solar Roof V3方案：綜合售價為33950美元(含8550美元聯邦稅收減免)，折合面積單價182.72美元/平米，較前兩代產品降幅20%以上。同時，若按常規高端屋頂瓦材扣除對應的屋頂建築費用，Solar Roof V3光伏發電功能對應額外增加投資成本僅1美元/W，較加裝Solar Panel投資成本下降約50%，已具備性價比優勢，且更美觀。
Solar Roof V3在美國戶用光伏市場已初具經濟性。根據特斯拉10kW的Solar Roof建設方案，實際建設成本約33950美元，按照日均有效發電小時數約4h測算，年發電收益可達2932美元，對應投資回收期約11.6年，25年可節省電費73300美元。儘管Solar Roof具體收益情況與用戶屋頂面積、用電量等因素有關，但總體而言，在全生命週期內Solar Roof V3已初具經濟性。
特斯拉加速推廣Solar Roof V3，BIPV有望成為其主業之一
特斯拉加大Solar Roof V3推廣力度，遠期目標每周建成1-2萬個屋頂。在BIPV產品升級之下，憑藉不斷擴充的電動汽車客戶群優勢和儲能係統配套能力，特斯拉加快Solar Roof V3推廣進度，並開始使用第三方承包商來增強安裝能力。根據特斯拉規劃，其Solar Roof將在幾個月內達到每週1000個屋頂的安裝能力，最終目標是每周建成1-2萬個屋頂(佔全美年新增400萬個屋頂的20%左右)，並將適時進入中國和歐洲市場;若按每個屋頂光伏裝機規模10kW測算，Solar Roof最終年裝機規模或達5-10GW，遠超SolarCity裝機量峰值。
Solar Roof短期年化收入有望達18億美元，戶用能源系統收入遠期預期200-400億美元。在不考慮配套家庭儲能係統的情況下，預計Solar Roof短期安裝目標對應年化收入在18億美元左右，考慮成本將逐步下降，最終目標對應年收入區間有望達150-300億美元;若考慮每家用戶配套Powerwall2儲能係統，最終安裝目標對應Powerwall年收入區間有望達50-100億美元，家庭光伏能源系統業務整體目標年收入區間有望達200-400億美元，佔2019年公司總營收的80%-160%，能源業務增速或超電動汽車業務，將成為特斯拉的主要業務之一，迎來加速擴張。
儘管特斯拉對Solar Roof產品推廣信心滿滿，但市場開拓道路仍困難重重：1)從特斯拉前兩代Solar Roof產品實際使用中來看，出現多起漏水、起火事故，第三代產品可靠性提升情況仍待觀察;2)Solar Roof安裝人員規模有限，且需進行一定時間的崗前培訓，雖公司開始引入第三方承包商安裝，但項目品質可控性或有下降風險;3 )根據我們前文分析，中國戶用BIPV市場前景仍不樂觀，且國內外商業模式存在差異(國內“隔牆售電”、戶用儲能配套前景不明)，Solar Roof作為主打戶用屋頂的高端產品，在中國市場的推廣效果或比電動汽車更充滿挑戰。
風險因素
BIPV成本下降低於預期;特斯拉Solar Roof V3推廣不及預期;BIPV支持政策落地低於預期。
投資建議
國內BIPV市場方興未艾，海外BIPV市場在特斯拉明星產品Solar Roof V3的推廣下有望加速崛起。
1)重點推薦：國內光伏一體化龍頭、且先行佈局工商業屋頂BIPV項目的隆基股份，關注東方日昇;2)海外戶用BIPV配套的微型逆變器需求有望放量，推薦深度佈局海外逆變器市場的龍頭廠商陽光電源，關注海外組串式逆變器新星錦浪科技;3)建議關注進入特斯拉光伏供應鏈、有望受益Solar Roof需求放量迎來快速增長的玻璃廠商亞瑪頓。
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