Závod solárního průmyslu o fotovoltaické baterie nové generace

Úvod:

Solární průmysl v Číně byl svědkem řady konkurenčních technologických závodů, které utvářely jeho vývoj. Od křemíkových materiálů po křemíkové destičky, obušek nyní přechází do klíčového segmentu baterií. Otázkou je, kdo z této poslední soutěže vyjde jako vítěz?

Dekáda transformačních inovací:

Za poslední dvě desetiletí se náklady na výrobu solárních panelů propadly o více než 90 %, a to díky zlepšeným výrobním procesům a úsporám z rozsahu. Současně se účinnost hlavního proudu fotovoltaických článků zvýšila z 12 % na přibližně 23 %. Pokračování tohoto nárůstu efektivity nyní závisí na technologických inovacích.

Bod zlomu pro solární technologii:

Technologie solárních článků se nachází v kritickém bodě, kdy do masové výroby vstupují účinnější články. Všechny solární společnosti se musí přizpůsobit a zvolit účinnější nové technologické cesty; jinak jim hrozí zastarání.

Inovace urychlující příliv kapitálu:

Podstatný příliv kapitálu je klíčovou hnací silou rychlého vývoje solární technologie. V roce 2022 čínské solární společnosti získaly neuvěřitelných 136.2 miliardy jenů na financování, což je téměř čtyřnásobek částky v roce 2019. Tento nárůst posunul kapacitu různých průmyslových segmentů na více než trojnásobek oproti roku 2019. Tyto nové výrobní kapacity přijaly nové technologické cesty, s výstupem nových technologických produktů, které během jednoho až dvou let předčí současné mainstreamové buňky. Hrozí tedy masivní obměna starých kapacit.

Dominance buněk PERC:

V současnosti na solárním trhu dominují články PERC (Pasivated Emitter Rear Cell). Vzniká však nová generace vysoce účinných fotovoltaických článků, primárně zastoupená dvěma typy: TOPCon a HJT (Heterojunction).

• TOPCon Cells: Sériová výroba byla zahájena v roce 2022 a nabízí nižší náklady.
• HJT buňky: Hromadná výroba má začít v roce 2023 a může se pochlubit vyšší účinností.

Z průmyslového hlediska vykazují výrobní linky TOPCon určitou kompatibilitu se staršími linkami a těží z vyspělého procesu. Naproti tomu HJT je nová technologie s kratším procesem a vyššími technickými bariérami.

Nově vznikající společnosti:

Díky těmto novým technologiím se objevilo několik rychle rostoucích nováčků. Yidao New Energy a Huasun Energy jsou předními hráči v kategoriích TOPCon a HJT s oceněním každého kolem 10 miliard jenů. Kromě toho řada solárních společností souvisejících s novými technologiemi již vstoupila na burzu nebo se připravují na IPO, jako je Laplace, která začala s výrobními linkami TOPCon.

Zavedené sázky na zajištění Giants:

Hlavní lídři solárního průmyslu se diverzifikovali do technologií TOPCon a HJT. Jinko Solar sází na TOPCon, zatímco Risen Energy favorizuje HJT. Většina ostatních špičkových společností se specializuje na jednu technologii, zatímco experimentuje s dalšími linkami pro jiné technologie.

Bitva o sluneční nadvládu:

Mohou noví účastníci s inovativními technologiemi vytlačit zavedené lídry v tomto cyklu technologického vývoje? Soutěž o vedoucí postavení v solární technologii nyní vrcholí.

Čtyři fáze fotovoltaické výroby: křemíkové materiály, křemíkové destičky, články a moduly:

• Silicon Materials: GCL-Poly vyšel vítězně v prvním soutěžním kole.
• Silicon Wafers: Longi Green Energy Technology zajistily druhý stupeň.
• Buňky: V současné době probíhá třetí kolo.

Většina společností identifikovala své klíčové technologie, ale pouze částečně postavila nebo plně zprovoznila své výrobní linky. Společnosti, které používají vyčkávací přístup, mají stále příležitost učinit nová rozhodnutí. Z průkopníků vzejdou vítězové této soutěže.

Přechod z buněk typu P na buňky typu N:

Přechod od křemíkových waferů typu P na wafery typu N již začal. Články typu P Back Surface Field (BSF) byly dominantní technologií více než deset let. V současné době dělají pokroky buňky typu N, přičemž TOPCon a HJT představují kategorii typu N.

Hra na efektivitu:

Od roku 2022 měly články PERC průměrnou účinnost fotovoltaické konverze 23.2 %. Články TOPCon dosáhly průměrné účinnosti konverze 24.5 % a články HJT 24.6 %. Každé zvýšení účinnosti článků o 1 % znamená dalších 12.5 kWh elektřiny vyrobené na čtvereční metr solárního panelu ročně, na základě průmyslových průměrů.

Cesta vpřed:

Průmyslový konsenzus je, že díky významné kapitálové infuzi se buňky TOPCon i HJT stanou hlavním proudem během dvou až tří let. Oba jsou však přechodnými produkty. Konečným cílem je vyvinout tandemové solární články vrstvením článků TOPCon nebo HJT na perovskitové solární články, čímž se dosáhne účinnosti přesahující 30 %.

Výměna staré kapacity:

Masivní obměna starých kapacit bude probíhat během následujících dvou let. Od roku 2022 měla Čína celkovou výrobní kapacitu solárních článků 505.5 GW s výkonem 330.6 GW. Články PERC představovaly 88 % trhu, zatímco TOPCon držel 8.3 % podíl, což odpovídá 27.4 GW. HJT články měly 0.6% podíl na trhu, celkem 2 GW. Očekává se, že dodávky článků TOPCon v roce 2023 budou kolem 100 GW, což je zhruba čtyřnásobek oproti roku 2022.

Výstavba továrny a dosažení plné výrobní kapacity obvykle trvá přibližně rok. V důsledku toho bude rok 2024 svědkem významného rozšíření výrobní kapacity článků TOPCon. Podle CITIC Securities dosáhne kapacita TOPConu do roku 372 přibližně 2023 GW a do konce roku 635 vzroste na 2024 GW, čímž překoná kapacitu článků PERC.

Naproti tomu kapacita výroby článků HJT se rozšiřuje relativně pomaleji než TOPCon. K červenci 2023 měly tuzemské solární společnosti stávající a plánované kapacity článků HJT přesahující 214.6 GW. HJT čelí výzvám v oblasti vybavení a dodávek surovin ve srovnání s TOPCon, což vyžaduje vyšší úroveň technické odbornosti v technologii polovodičů a tenkovrstvých článků. Proto se HJT lépe hodí pro schopné nové společnosti a zavedené lídry v oboru s nashromážděnými zkušenostmi.

Podle Čínské fotovoltaické asociace budou články TOPCon a HJT do roku 50 tvořit více než 2025 % trhu, přičemž HJT se do roku 2030 přiblíží paritě s TOPConem. Soutěž o vedoucí postavení v novém technologickém prostředí solárního průmyslu dosáhla svého zenitu.