Ο αγώνας της ηλιακής βιομηχανίας για τις φωτοβολταϊκές μπαταρίες επόμενης γενιάς

Εισαγωγή:

Η ηλιακή βιομηχανία στην Κίνα έχει γίνει μάρτυρας μιας σειράς ανταγωνιστικών τεχνολογικών αγώνων που έχουν διαμορφώσει την εξέλιξή της. Από υλικά πυριτίου έως γκοφρέτες πυριτίου, η σκυτάλη περνά τώρα στο κρίσιμο τμήμα της μπαταρίας. Το ερώτημα είναι ποιος θα βγει νικητής σε αυτόν τον τελευταίο διαγωνισμό;

Μια δεκαετία μετασχηματιστικής καινοτομίας:

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, το κόστος κατασκευής ηλιακών συλλεκτών έχει πέσει κατακόρυφα πάνω από 90%, χάρη στις βελτιωμένες διαδικασίες παραγωγής και τις οικονομίες κλίμακας. Ταυτόχρονα, η απόδοση των βασικών φωτοβολταϊκών κυψελών έχει αυξηθεί από 12% σε περίπου 23%. Η συνέχιση αυτής της αύξησης της απόδοσης εξαρτάται πλέον από την τεχνολογική καινοτομία.

Το σημείο αιχμής για την ηλιακή τεχνολογία:

Το τοπίο της τεχνολογίας των ηλιακών κυψελών βρίσκεται σε μια κρίσιμη καμπή, με πιο αποδοτικές κυψέλες να εισέρχονται στη μαζική παραγωγή. Όλες οι εταιρείες ηλιακής ενέργειας πρέπει να προσαρμοστούν και να επιλέξουν πιο αποτελεσματικές νέες τεχνολογικές διαδρομές. Διαφορετικά, κινδυνεύουν να απαρχαιωθούν.

Καινοτομία που επιταχύνει την εισροή κεφαλαίων:

Μια σημαντική εισροή κεφαλαίων είναι η βασική κινητήρια δύναμη πίσω από την ταχεία εξέλιξη της ηλιακής τεχνολογίας. Το 2022, οι κινεζικές εταιρείες ηλιακής ενέργειας συγκέντρωσαν ένα εκπληκτικό ποσό 136.2 δισεκατομμυρίων ¥ σε χρηματοδότηση, σχεδόν τετραπλάσιο από το ποσό το 2019. Αυτή η άνοδος έχει ωθήσει την ικανότητα διαφόρων τμημάτων της βιομηχανίας πάνω από τρεις φορές σε σχέση με το 2019. Αυτές οι νέες παραγωγικές δυνατότητες υιοθετούν νέες τεχνολογικές διαδρομές. με την παραγωγή προϊόντων νέας τεχνολογίας να ξεπερνά αυτή των σημερινών mainstream κυψελών εντός ενός έως δύο ετών. Κατά συνέπεια, επίκειται μαζική αντικατάσταση παλαιών δυναμικών.

Η κυριαρχία των κυττάρων PERC:

Επί του παρόντος, οι κυψέλες PERC (Passivated Emitter Rear Cell) κυριαρχούν στην αγορά ηλιακής ενέργειας. Ωστόσο, αναδύεται μια νέα γενιά φωτοβολταϊκών κυψελών υψηλής απόδοσης, που αντιπροσωπεύονται κυρίως από δύο τύπους: TOPCon και HJT (Heterojunction).

• Κυψέλες TOPCon: Ξεκίνησε η μαζική παραγωγή το 2022, προσφέροντας χαμηλότερο κόστος.
• Κύτταρα HJT: Η μαζική παραγωγή θα ξεκινήσει το 2023, με υψηλότερη απόδοση.

Από τη σκοπιά του κλάδου, οι γραμμές παραγωγής TOPCon παρουσιάζουν κάποια συμβατότητα με παλαιότερες γραμμές, επωφελούμενοι από μια ώριμη διαδικασία. Αντίθετα, η HJT είναι μια νέα τεχνολογία με συντομότερη διαδικασία και υψηλότερα τεχνικά εμπόδια.

Αναδυόμενες εταιρείες που ηγούνται της επιβάρυνσης:

Χάρη σε αυτές τις νέες τεχνολογίες έχουν αναδυθεί αρκετοί νέοι με υψηλή ανάπτυξη. Η Yidao New Energy και η Huasun Energy είναι κορυφαίοι παίκτες στις κατηγορίες TOPCon και HJT, με αποτιμήσεις περίπου 10 δισεκατομμυρίων ¥ η καθεμία. Επιπλέον, πολλές εταιρείες ηλιακής ενέργειας που σχετίζονται με νέες τεχνολογίες έχουν ήδη δημοσιοποιηθεί ή προετοιμάζονται για IPO, όπως η Laplace, η οποία ξεκίνησε με γραμμές παραγωγής TOPCon.

Καθιερωμένα στοιχήματα αντιστάθμισης Giants:

Οι σημαντικότεροι ηγέτες της βιομηχανίας ηλιακής ενέργειας έχουν διαφοροποιηθεί σε τεχνολογίες TOPCon και HJT. Η Jinko Solar ποντάρει στο TOPCon, ενώ η Risen Energy ευνοεί την HJT. Οι περισσότερες άλλες κορυφαίες εταιρείες έχουν ειδικευτεί σε μία τεχνολογία ενώ πειραματίζονται με πρόσθετες γραμμές για άλλες τεχνολογίες.

Η μάχη για την υπεροχή του ήλιου:

Μπορούν οι νεοεισερχόμενοι με καινοτόμες τεχνολογίες να εκτοπίσουν καθιερωμένους ηγέτες σε αυτόν τον κύκλο της τεχνολογικής εξέλιξης; Ο ανταγωνισμός για ηγετική θέση στην ηλιακή τεχνολογία βρίσκεται τώρα στο αποκορύφωμά του.

Τα τέσσερα στάδια της κατασκευής φωτοβολταϊκών: Υλικά πυριτίου, γκοφρέτες πυριτίου, κυψέλες και μονάδες:

• Silicon Materials: Η GCL-Poly αναδείχθηκε νικήτρια στον πρώτο αγωνιστικό γύρο.
• Silicon Wafers: Η Longi Green Energy Technology εξασφάλισε το δεύτερο στάδιο.
• Κυψέλες: Ο τρίτος γύρος εκτυλίσσεται αυτήν τη στιγμή.

Οι περισσότερες εταιρείες έχουν προσδιορίσει τις βασικές τεχνολογίες τους, αλλά έχουν κατασκευάσει μόνο εν μέρει ή έχουν θέσει πλήρως σε λειτουργία τις γραμμές παραγωγής τους. Οι εταιρείες που ακολουθούν μια προσέγγιση αναμονής έχουν ακόμη την ευκαιρία να κάνουν νέες επιλογές. Οι νικητές αυτού του διαγωνισμού θα αναδειχθούν από τους πρωτοπόρους.

Η μετάβαση από κελιά τύπου P σε κελιά τύπου N:

Η μετάβαση από γκοφρέτες πυριτίου τύπου Ρ σε γκοφρέτες τύπου Ν έχει ήδη ξεκινήσει. Τα κύτταρα Back Surface Field (BSF) τύπου P ήταν η κυρίαρχη τεχνολογία για πάνω από μια δεκαετία. Επί του παρόντος, τα κύτταρα τύπου Ν σημειώνουν πρόοδο, με το TOPCon και το HJT να αντιπροσωπεύουν την κατηγορία τύπου Ν.

Το παιχνίδι της αποτελεσματικότητας:

Από το 2022, οι κυψέλες PERC είχαν μέση απόδοση μετατροπής φωτοβολταϊκών 23.2%. Τα κύτταρα TOPCon πέτυχαν μέση απόδοση μετατροπής 24.5%, και τα κύτταρα HJT έφτασαν το 24.6%. Κάθε αύξηση 1% στην απόδοση κυψέλης μεταφράζεται σε επιπλέον 12.5 kWh ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται ανά τετραγωνικό μέτρο ηλιακού πάνελ ετησίως, με βάση τους μέσους όρους της βιομηχανίας.

Ο δρόμος μπροστά:

Η συναίνεση του κλάδου είναι ότι λόγω της σημαντικής εισροής κεφαλαίων, τόσο τα κύτταρα TOPCon όσο και τα HJT θα γίνουν mainstream εντός δύο έως τριών ετών. Ωστόσο, και τα δύο είναι μεταβατικά προϊόντα. Ο απώτερος στόχος είναι η ανάπτυξη διαδοχικών ηλιακών κυψελών με την τοποθέτηση κυψελών TOPCon ή HJT πάνω από ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη, επιτυγχάνοντας απόδοση που ξεπερνά το 30%.

Αντικατάσταση παλιάς χωρητικότητας:

Η μαζική αντικατάσταση παλαιών δυναμικών θα ξεδιπλωθεί τα επόμενα δύο χρόνια. Από το 2022, η Κίνα είχε συνολική παραγωγική ικανότητα ηλιακών κυττάρων 505.5 GW, με ισχύ 330.6 GW. Τα κύτταρα PERC αποτελούσαν το 88% της αγοράς, ενώ η TOPCon κατείχε μερίδιο 8.3%, που ισοδυναμεί με 27.4 GW. Τα κύτταρα HJT είχαν μερίδιο αγοράς 0.6%, συνολικά 2 GW. Αναμένεται ότι οι αποστολές κινητής τηλεφωνίας TOPCon το 2023 θα είναι περίπου 100 GW, περίπου τετραπλάσιο από αυτό του 2022.

Η κατασκευή του εργοστασίου και η πλήρης παραγωγική ικανότητα διαρκεί συνήθως περίπου ένα χρόνο. Ως αποτέλεσμα, το 2024 θα γίνει μάρτυρας σημαντικής επέκτασης της ικανότητας παραγωγής κυψελών TOPCon. Σύμφωνα με την CITIC Securities, η χωρητικότητα TOPCon θα φτάσει περίπου τα 372 GW έως το 2023, αυξάνοντας στα 635 GW μέχρι το τέλος του 2024, ξεπερνώντας τη χωρητικότητα των κυψελών PERC.

Αντίθετα, η ικανότητα παραγωγής κυττάρων HJT επεκτείνεται με σχετικά βραδύτερο ρυθμό από το TOPCon. Από τον Ιούλιο του 2023, οι εγχώριες εταιρείες ηλιακής ενέργειας είχαν υφιστάμενες και προγραμματισμένες χωρητικότητες κυψελών HJT άνω των 214.6 GW. Η HJT αντιμετωπίζει προκλήσεις στον εφοδιασμό εξοπλισμού και πρώτων υλών σε σύγκριση με το TOPCon, απαιτώντας υψηλότερο επίπεδο τεχνικής εξειδίκευσης στην τεχνολογία ημιαγωγών και κυψελών λεπτής μεμβράνης. Ως εκ τούτου, η HJT είναι πιο κατάλληλη για ικανές νέες εταιρείες και καθιερωμένους ηγέτες του κλάδου με συσσωρευμένη εμπειρία.

Σύμφωνα με την China Photovoltaic Association, οι κυψέλες TOPCon και HJT μαζί θα αντιπροσωπεύουν πάνω από το 50% της αγοράς έως το 2025, με την HJT να πλησιάζει την ισοτιμία με την TOPCon έως το 2030. Ο ανταγωνισμός για ηγετική θέση στο νέο τεχνολογικό τοπίο της ηλιακής βιομηχανίας έχει φτάσει στο ζενίθ του.