新規實施預計為加州帶來新建住宅光伏裝機需求200-400MW/年。美國加州2019建筑能效標準規定,2020年1月1日起加州所有三層及以下新建住宅都必須強制安裝戶用光伏系統。根據新規對最低光伏裝機規模的要求以及美國居民用電水平,測算認為2020年新政實施后,美國加州新建住宅將為其戶用光伏市場帶來200-400MW/年裝機增量,疊加存量住宅市場每年貢獻700-1400MW屋頂光伏裝機,預計2020-2023年加州戶用光伏新增裝機總量有望達到1.2-1.7GW/年。
“新建”屬性有望促進BIPV產品新發展:由于是配套新建住宅,所以光伏發電系統在產品形態上可能突破傳統的在屋頂鋪設普通光伏組件的形式,而為各種新型BIPV(建筑光伏一體化)形態的建材/光伏產品帶來發展空間。比如特斯拉(Tesla)推出的太陽能屋頂(Solar Roof)新產品,在鋼化玻璃內部鑲嵌光伏電池片,可替代瓦片等屋頂建材+光伏組件的傳統安裝方式,且性能及美觀度更優。
特斯拉光伏屋頂經濟性優于傳統屋頂+光伏組件的裝機形式。
1)特斯拉太陽能屋頂的初始建設支出(含儲能系統)可在25年質保期內通過節省電費的形式全部回收,即使考慮未來電費收益的時間價值(按5%折現),光伏屋頂全生命周期內的成本依然為負;
2)特斯拉屋頂造價及全生命周期成本均低于各類傳統屋頂+光伏組件的裝機形式;
3)傳統屋頂光伏若僅考慮光伏+儲能系統,則其成本及收益均與特斯拉光伏屋頂接近。
目前屋頂光伏包括兩種:一種是在普通屋頂上架設光伏組件的傳統方式,另一種方式是使用兼具屋頂與光伏發電雙重功能的一體化新產品,比如特斯拉太陽能屋頂瓦片(Solar Roof tiles):
特斯拉的太陽能屋頂瓦片由鋼化玻璃內部鑲嵌光伏電池制成,具有強度高、重量輕、耐用性優、造型美觀等特點。其強度是普通屋頂瓦的三倍多,但重量只有普通屋頂瓦的一半,而且不會像瀝青或混凝土那樣隨著時間的推移被逐漸腐蝕,可延長屋頂使用壽命。
特斯拉的太陽能屋頂瓦片包括兩個版本:可發電版本和不可發電版本,前者內嵌光伏電池片故售價更高,后者只是鋼化玻璃。客戶可以根據用電量決定可發電瓦片的數量和占比,占比越高屋頂造價越貴。兩種瓦片外觀相同,純黑色帶紋理,且特斯拉還專門設計了定制配件、通風口和天窗,最大程度保障屋頂顏色一致性與造型美觀度。

特斯拉光伏屋頂的絕對投資價值測算:根據特斯拉提供的4種不同規模的太陽能屋頂裝機及價格指南(在實際購買過程中,特斯拉會根據客戶房屋所在地、計劃裝機規模等信息給出個性化設計方案),結合美國光伏扶持政策、加州用電情況,我們測算得到:不同規模的住宅對應的太陽能屋頂造價為1.5-4.3萬美元(含儲能系統),但該支出可在未來25年使用期內通過節省電費的形式全部回收,即使考慮未來電費收益的時間價值(按5%折現),光伏屋頂全生命周期內的成本依然為負。
以下測算基于特斯拉太陽能屋頂瓦片2019年12月的最新報價。2019年10月特斯拉推出第三代產品,與前代產品相比價格大幅下降。根據Electrek于2019年6月公布的一份特斯拉向其客戶提供的太陽能屋頂報價(根據時間推測為前代產品),彼時1862平方英尺+9.45kW光伏屋頂所需系統總價高達6.96萬美元(已扣減30%ITC),考慮節省電費及時間價值后的全生命周期總成本高達3.88萬美元。對比可見,第三代產品推出后特斯拉光伏屋頂經濟性與投資價值大幅提升。
特斯拉光伏屋頂與傳統屋頂光伏的經濟性對比。瀝青、瓷瓦、金屬、石板屋頂造價5-16美元/平方英尺,2019年美國屋頂光伏EPC價格約2.8美元/W。我們據此測算得到:同等屋頂面積、光伏裝機規模、儲能規模情況下,
特斯拉光伏屋頂建設裝機成本低于傳統屋頂+光伏組件的裝機形式;
考慮25年生命周期節省電費及時間價值,僅特斯拉光伏屋頂與瀝青屋頂+組件可實現收益,且前者收益更高;
傳統屋頂光伏若僅考慮光伏+儲能系統,則其成本及收益均與特斯拉光伏屋頂接近。這一數據表明特斯拉有潛力進入存量住房市場(存量住房若要安裝屋頂光伏,僅需新增光伏+儲能系統,無屋頂建設成本)。
特斯拉光伏屋頂產品若能夠成功推廣,或將為光伏玻璃行業帶來數十億元級別的高利潤率增量市場。估算特斯拉光伏屋頂所用鋼化玻璃價格25-35美元/平米,數倍高于常規3.2mm光伏玻璃,供應商凈利率或在30%以上。若特斯拉光伏屋頂的出貨量順利達到其預期的1000個屋頂/周,則將帶來一個需求規模1000-1200萬平米/年、市場規模20-30億元/年、利潤規模高達4-8億元/年的光伏玻璃增量市場。