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防水行业专题报告:屋面光伏贡献百亿防水增量,龙头优势显著

2022-11-06 08:41:46 47

摘要:(报告出品方/作者:中泰证券,孙颖,韩宇,刘毅男)政策推进助力市场快速扩容,光伏屋面防水迎发展良机分布式光伏快速发展,BAPV/BIPV 共筑屋面防水新蓝海光伏电站可分为集中式光伏和分布式光伏,分布式光伏更具经济性,主 要应用于建筑屋面。按...

(报告出品方/作者:中泰证券,孙颖,韩宇,刘毅男)

政策推进助力市场快速扩容,光伏屋面防水迎发展良机

分布式光伏快速发展,BAPV/BIPV 共筑屋面防水新蓝海

光伏电站可分为集中式光伏和分布式光伏,分布式光伏更具经济性,主 要应用于建筑屋面。按电站安装位臵可将光伏电站分为集中式和分布式 光伏。集中式光伏电站主要指国家利用荒漠等大面积地区集中建立大型 光伏电站,发电并入电网并接入高压输电系统供给远距离负荷,由电网 统一调配向用户供电。集中式光伏电站投资大、建设周期较长且需要较 大占地面积。分布式光伏发电特指采用光伏组件,实现太阳能向电能的 直接转换的分布式发电系统。与集中式相比,它以就近发电、就近并网、 就近转换、就近使用为原则,是一种新型能源综合利用方式,不仅能够 有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及 长途运输中的损耗问题。受限于技术等因素,当前与建筑结合的光伏设 备占绝大多数,其中又以布臵于建筑物屋顶最为常见,因而屋顶分布式 光伏在当前应用最为广泛。分布式无需占用土地减少了相关费用,初始 投资较地面电站更低,且可实现发电自用或抵扣高额电费支出,出色的 经济优势促政策积极推进分布式光伏发展。

2021 年中国新增光伏并网容量 55GW,分布式光伏装机快速发展,新 增并网容量占比首次超 50%。根据国家能源局统计数据,2021 年我国 光伏新增并网容量 55GW,其中分布式光伏 29GW,占比达到 53%,首 次超过半数,2021 年大宗原材料价格高涨影响组价价格,限制地面集中 式光伏电站投资,但整体分布式光伏仍旧保持着快速的发展趋势, 2016-2021 年新增分布式光伏装机 CAGR 达到 47.2%。


分布式光伏按安装形式区分可分为 BAPV 与 BIPV。分布式光伏主要应 用场景包括了在民用建筑、公共建筑、工业建筑等能够承载光伏发电系 统的建筑物上建设的发电系统,通常分为 BIPV 和 BAPV。BIPV 将光伏 阵列作为建筑结构的功能部分,与建筑物结合,兼具发电、建筑构件和 建筑材料的功能。BAPV 则是附着在建筑物之上,主要功能是发电,不 具备建筑材料的功能。在当前市场环境下,BAPV 是现有屋面加装屋面 光伏的主要形式,BIPV 则更多应用于新建屋面,且当下的 BIPV 更多指 的是系统性的解决方案,而非单一类型的产品。

政策推进助力,光伏屋面防水迎发展良机

分布式整县推进浪潮突起,报送整县数量占比 23.8%。2021 年 6 月 20 日,国家能源局下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试 点方案的通知》,要求申报试点的县(市、区)需要满足:(1)党政机关 建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%;(2)学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 40%;工商业厂 房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 30%;(4)农村居民屋顶总面 积可安装光伏发电比例不低于 20%。同年 9 月,国家能源局公布了《整 县(市、区)屋顶分布式光伏开发的试点名单》,报送整县数量为 676 个,按照 2020 年末全国县级行政区划单位总数 2844 个计算,本批次整 县屋顶分布式光伏开发试点占比为 23.8%。


整县推进下分布式光伏市场有望从分散逐步走向集中,推动各地加大光 伏电站装机规模。整县推进模式下以县为单位,将过去较为分散的分布 式光伏市场集中,降低了分布式光伏前期开发、后期运维和管理的难度, 且市场逐步由央国企主导,有利于快速批量提高分布式光伏装机量,促 进分布式光伏快速发展。且央国企主导下,屋面光伏的各细分领域有望 由龙头企业主导,有利于防水龙头切入光伏屋面防水市场。我们认为整 县推进是分布式光伏放量发展的重要政策,起到核心推动力的作用。整 县推进发布后,各省市也陆续发布了本地“十四五”期间光伏电站装机 规模,目前已有 22 省和自治区公布了完整的装机规模,光伏、风电装 机规模合计超过 400GW,且主要以新增光伏装机为主。

双碳政策下,建筑节能要求和碳达峰进一步开拓市场空间。住建部批准 《建筑节能与可再生能源利用通用规范》,并于 2022 年 4 月 1 日起实施。 此次发布的通用规范为强制性工程检核规范,光伏屋面是重要的节能建 筑系统,有望在新规强制要求下成为可再生能源系统的首选。新规要求 新建建筑应安装太阳能,在既有建筑商增设改造太阳能系统,BAPV 和 BIPV 有望受新规推动进一步保持快速增长。此外,新规也要求新建光伏 系统使用寿命高于15年,光伏组件设计使用寿命高于25年。此外,《2030 年前碳达峰行动方案》文件要求到 2025 年新建公共机构建筑、新建厂 房屋顶光伏覆盖率力争达到 50%。

电价上调进一步催化工商业屋面光伏的应用。2021 年 10 月国家发改委 发布《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》,核心内容 包括:① 有序放开全部燃煤发电电量上网电价。② 扩大市场交易电价 上下浮动范围。③ 有序推动工商业用户全部进入电力市场,取消工商业 目录销售电价。④ 保持居民、农业用电价格稳定,各地要优先将低价电 源用于保障居民、农业用电。2022 年开始多省、市发改委发布公告文件 对本地区工商业用户执行分时电价政策,江苏高峰时段电价上涨最高达 到 71.96%,多省市也提出尖峰时段电价在高峰时段的电价基础上再上 浮 20%。工商业电价上调将进一步加剧企业经营成本,促使企业加装屋 面光伏降低成本压力。


光伏屋面防水痛点突出,有效的防水处理是安装屋面光伏的前提。光伏 屋面防水的有几个主要痛点:1)与传统金属屋面所面临的渗水痛点相同, 即搭接处、天沟、屋脊、采光带等细部节点处理不当出现的雨水渗漏和 倒灌问题;2)在屋顶上安装分布式光伏发电设备后易造成金属屋顶的锈 蚀或变形,加大了屋顶渗水隐患;3)光伏屋面与金属屋顶寿命的不匹配, 彩钢瓦寿命一般是 10-15 年,而光伏屋面生命周期可以达到 25 年,意 味着中途需要对屋顶进行维修和更换,加大维护成本;4)在水泥屋面上 安装光伏系统需要打孔固定钢筋,进而浇筑水泥墩,会对原有的防水层 造成破坏。业主安装分布式光伏的关注点在于其提供的经济性,即满足用电需求和潜在的收益,但核心基础在于加装光伏组件不能使原有的屋 面基本功能出现问题,防水渗漏一直是关键影响因素,特别是对于工业 屋面来讲,渗漏将影响工厂生产。

光伏屋面防水开拓屋面防水新蓝海。建筑节能新规要求的 25 年使用寿 命表示屋顶的防水工程要与光伏组件保证同寿命,但当前屋面使用寿命 普遍难以实现,且目前光伏屋面渗漏问题也较为突出,这也催生了在分 布式光伏屋面下进行高标准防水处理,保证光伏系统实现 20 余年使用 周期的新市场需求。与此同时,我国光伏产业发展迅速,目前在产业链 各个环节都已经处于领先地位,并且设备、零部件等基本可以实现国产 化,伴随着光伏组价产量快速增长的同时,价格也逐步进入低位区间。 目前对分布式光伏屋顶相关问题的关注点也逐渐转移至屋顶防水问题, 催生光伏屋面防水的新蓝海。(报告来源:未来智库)

TPO 卷材匹配光伏屋面防水要求,年均贡献百亿防水市场增量

防水性能及耐候性卓越,高品质 TPO 卷材匹配光伏屋面防水要求


高分子防水卷材快速发展,提供绿色高质量防水新选择。高分子卷材通 常为人工合成,是以合成橡胶、合成树脂或此两者的共混体为基料,加 入适量的化学助剂和填充料等,经不同工序加工而成的、可卷曲的片状 防水材料,或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲 的片状防水材料。近年来,因其性能卓越、施工方式更为环保,发展迅 速,也为高质量防水处理提供了新的选择。虽然目前市场主要的防水卷 材仍旧是沥青基卷材,但高分子卷材市场份额已有了明显提升。根据中 国建筑防水协会预测,2021 年预计合成高分子卷材产量可达 4.6 亿平, 同比增长 21.9%,明显快于防水卷材整体 8.9%的增速,高分子卷材产 量在防水卷材中的占比预计也由 2020 年的 14.3%提升到 16%。

高分子卷材分为多个类型,TPO/PVC/EPDM 主要应用于屋面,其中 TPO 耐热老化性能最强。高分子卷材涵盖多个品类,不同类型高分子卷材的 特性不同,因此也适用于不同的应用场景。如 HDPE 和 CPE 卷材更适 用于地下防水空间,但因其两种高分子卷材耐候性相对较差,不适宜在 阳光下外露,因此并不适用于屋面。能够应用到屋面领域的高分子卷材 主要为 TPO/PVC/EPDM 三种,其中相较而言耐候性更强、寿命更长的 卷材为 TPO 和 PVC 两类,且 TPO 的耐热老化性能在几种材料中最强。 但 TPO 卷材相比 PVC 施工难度更大,对施工人员的技术要求更高。


TPO 与 PVC 卷材已经在国外单层屋面系统应用多年,是成熟的屋面防 水产品。单层屋面系统主要应用在体育馆、展览馆、机场、商场、厂房 等建筑屋顶。TPO 与 PVC 卷材因其出色的性能优势,在国外广泛应用 于单层屋面系统中。从市场渗透率来看,美国单层屋面系统市场渗透率 达到 55%,欧洲 30%,国外单层屋面系统发展已经非常成熟,我国每年 商业用房和厂房建设产生大量潜在需求,但目前渗透率仅有 3%。国内 目前由于技术设备落后,挤出机功率小,无法一次性完成从混炼、熔融、 塑化、剪切等工艺,生产的产品不够稳定。从卷材类型方面来看,据公 开资料统计,欧洲单层卷材中,PVC 卷材占比达到 60%-65%,占比保 持稳定。而在美国 TPO 是单层屋面系统的首选材料,美国温热地区单层 屋面中 TPO 占比可以达到 47.5%。国内方面,PVC 卷材作为单层屋面 的材料进入中国市场较早,但代表性国内企业并不多,TPO 卷材虽然 2005 年以后才进入中国市场,但国内外企业积极推广促其快速发展。此 外,我国幅员辽阔,各区域温差大,环境与美国更为类似,因此国内防 水龙头产能多集中在耐候性相较更优的 TPO 卷材。因此,本报告我们在 材料方面讨论国内推广更为广泛的 TPO 高分子卷材。

TPO 卷材应用屋面具有多方面出色优势。1)耐候性强,用于屋面的卷 材由于常年受到阳光照射,容易出现老化,所以能够承受高温、高紫外 线照射战线极强的耐候性至关重要。且加装屋面光伏会进一步提高屋面 温度,如部分 BIPV 温度可能达到 87.8℃,会大幅缩短卷材寿命。TPO 具有强耐候性,适应温度变化能力强。2)传统金属屋面搭接的接缝容易 受到外部因素影响出现渗漏,而采用柔性 TPO 卷材等的单层屋面系统在 各个节点防水能力更强。3)柔韧性更强,拉伸强度高。4)TPO 等屋面 高分子卷材通常为白色,因此可以抵御大部分的太阳辐射,降低厂房内 部的能耗,节约制冷成本。根据东方雨虹 2020 年 4 月中下旬在吉林省 长春市所作实验,金属屋面板和覆盖一层白色 TPO 防水卷材的屋面板的 温度分别为 42.4℃和 17.7℃,温度相差近 25℃,降温效果明显。


并非所有 TPO 卷材均能满足防水高要求,龙头企业生产的高品质卷材 可实现 25 年寿命。以耐候性为例,虽然 TPO 高分子卷材普遍耐候性较 好,但部分品质不够高的 TPO 卷材也无法胜任光伏屋面防水要求的高耐 候性,防水龙头企业生产的高品质 TPO 卷材胜任能力更强。如美国屋面 防水龙头 GAF 针对于太阳能板配套,开发了 EverGuard Extreme® TPO, SRI 独立第三方检测对不同 TPO 卷材进行了耐热性能测试,不同品质的 同类型卷材性能差异较大,部分 TPO 卷材在 135℃下 20 天左右就出现 了开裂,而性能更好的卷材可以实现 200 天无裂纹。

屋面防水施工处理方式系重点,防水企业施工技术成熟

BAPV 需预先处理屋面防水,防水企业提供的柔性防水处理系主流方式。 BAPV 模式中防水处理是重要环节,当前光伏支架的安装工艺主要是穿 透式,打孔处理易造成原防水层被破坏,若采取刚性防水方式对结构破 坏所造成的渗漏风险更大。部分金属屋面采取夹具方式虽未打孔,但不 同类型金属之间的直接接触易加速老化变形,影响防水效果。我们认为 BAPV 下的防水处理可归属于单纯的屋面防水问题,主流解决方式是防 水企业提供的材料和施工技术。对应的施工环节是新建屋面的防水处理 和现有屋面加装光伏所需的防水修缮技术,是防水企业优势业务领域。

BIPV 防水处理方式多元,光伏企业更倾向于结构性防水,防水企业更 倾向于柔性防水。针对 BIPV 的防水处理方式出现分化,国内 BIPV 市 场有多种防水技术路线,其中光伏企业提供的解决方案包括导水槽 BIPV、 光伏彩钢瓦 BIPV、构件式 BIPV 等,主要特点是利用或新增相应屋面结 构,采用结构性防水方式解决问题,一方面通过屋面选材保证刚性防水 要求,另一方面通过各种屋面结构设计方式对雨水进行疏导,更强调排 水功能。防水企业所提供的光伏屋面防水解决方案更倾向于从自身优势 角度解决问题,通过选用高耐候性的 TPO 高分子卷材等材料、符合要求 的预制件,并通过特殊要求的施工方式提供整体性的防水解决方案,主 要特点是采用柔性防


防水龙头企业的施工技术历经时间检验,防水性能更为成熟。光伏企业 和防水企业在 BIPV 上的防水处理方式的不同原因来自于不同