La carrera de la industria solar por la batería fotovoltaica de próxima generación

Introducción:

La industria solar en China ha sido testigo de una serie de carreras tecnológicas competitivas que han dado forma a su evolución. Desde los materiales de silicio hasta las obleas de silicio, el testigo pasa ahora al segmento crucial de las baterías. La pregunta es, ¿quién saldrá victorioso en este último concurso?

Una década de innovación transformadora:

En las últimas dos décadas, el costo de fabricación de paneles solares se ha desplomado en más del 90%, gracias a mejores procesos de producción y economías de escala. Al mismo tiempo, la eficiencia de las células fotovoltaicas convencionales ha aumentado del 12% a aproximadamente el 23%. La continuación de este aumento de la eficiencia ahora depende de la innovación tecnológica.

El punto de inflexión de la tecnología solar:

El panorama de la tecnología de células solares se encuentra en una coyuntura crítica, con células más eficientes entrando en producción en masa. Todas las empresas solares deben adaptarse y seleccionar nuevas vías tecnológicas más eficientes; de lo contrario, corren el riesgo de quedar obsoletos.

Influencia de capital que acelera la innovación:

Una entrada sustancial de capital es una fuerza impulsora clave detrás de la rápida evolución de la tecnología solar. En 2022, las empresas solares chinas recaudaron la asombrosa cifra de 136.2 millones de yenes en financiación, casi cuatro veces la cantidad de 2019. Este aumento ha aumentado la capacidad de varios segmentos de la industria a más de tres veces la de 2019. Estas nuevas capacidades de producción adoptan vías tecnológicas novedosas, y la producción de nuevos productos tecnológicos superará la de las células convencionales actuales en uno o dos años. En consecuencia, es inminente una sustitución masiva de las antiguas capacidades.

El dominio de las células PERC:

Actualmente, las células PERC (Passivated Emitter Rear Cell) dominan el mercado solar. Sin embargo, está surgiendo una nueva generación de células fotovoltaicas de alta eficiencia, representada principalmente por dos tipos: TOPCon y HJT (Heterounión).

• Células TOPCon: Comenzó la producción en masa en 2022, ofreciendo costos más bajos.
• Células HJT: La producción en masa comenzará en 2023 y contará con una mayor eficiencia.

Desde una perspectiva de la industria, las líneas de producción de TOPCon muestran cierta compatibilidad con líneas más antiguas, beneficiándose de un proceso maduro. Por el contrario, HJT es una tecnología novedosa con un proceso más corto y barreras técnicas más altas.

Empresas emergentes a la cabeza:

Gracias a estas nuevas tecnologías han surgido varios recién llegados de alto crecimiento. Yidao New Energy y Huasun Energy son actores líderes en las categorías TOPCon y HJT, con valoraciones de alrededor de 10 mil millones de yenes cada una. Además, numerosas empresas solares relacionadas con las nuevas tecnologías ya han salido a bolsa o se están preparando para salir a bolsa, como Laplace, que empezó con las líneas de producción de TOPCon.

Apuestas de cobertura de gigantes establecidos:

Los principales líderes de la industria solar se han diversificado hacia las tecnologías TOPCon y HJT. Jinko Solar apuesta por TOPCon, mientras que Risen Energy favorece a HJT. La mayoría de las otras empresas de primer nivel se han especializado en una tecnología mientras experimentan con líneas adicionales para otras tecnologías.

La batalla por la supremacía solar:

¿Pueden los nuevos participantes con tecnologías innovadoras desplazar a los líderes establecidos en este ciclo de evolución tecnológica? La competencia por el liderazgo en tecnología solar está ahora en su apogeo.

Las cuatro etapas de la fabricación fotovoltaica: materiales de silicio, obleas, células y módulos de silicio:

• Materiales de silicio: GCL-Poly salió victorioso en la primera ronda competitiva.
• Obleas de silicio: Longi Green Energy Technology aseguró la segunda etapa.
• Células: Actualmente se está desarrollando la tercera ronda.

La mayoría de las empresas han identificado sus tecnologías clave, pero sólo han construido parcialmente o han puesto en marcha sus líneas de producción en su totalidad. Las empresas que adoptan una estrategia de esperar y ver qué pasa todavía tienen la oportunidad de tomar nuevas decisiones. Los ganadores de este concurso surgirán de los pioneros.

La transición de células tipo P a tipo N:

La transición de las obleas de silicio tipo P a las obleas tipo N ya ha comenzado. Las células tipo P Back Surface Field (BSF) fueron la tecnología dominante durante más de una década. Actualmente, las células de tipo N están avanzando, y TOPCon y HJT representan la categoría de tipo N.

El juego de la eficiencia:

En 2022, las células PERC tenían una eficiencia de conversión fotovoltaica promedio del 23.2%. Las células TOPCon lograron una eficiencia de conversión promedio del 24.5% y las células HJT alcanzaron el 24.6%. Cada aumento del 1% en la eficiencia de las células se traduce en 12.5 kWh adicionales de electricidad generada por metro cuadrado de panel solar anualmente, según los promedios de la industria.

El camino por delante:

El consenso de la industria es que, debido a una importante inyección de capital, tanto las células TOPCon como las HJT se generalizarán en dos o tres años. Sin embargo, ambos son productos de transición. El objetivo final es desarrollar células solares en tándem colocando capas de células TOPCon o HJT sobre células solares de perovskita, logrando eficiencias superiores al 30%.

Reemplazo de capacidad anterior:

La sustitución masiva de capacidades antiguas se llevará a cabo durante los próximos dos años. En 2022, China tenía una capacidad total de producción de células solares de 505.5 GW, con una producción de 330.6 GW. Las células PERC constituían el 88% del mercado, mientras que TOPCon tenía una participación del 8.3%, equivalente a 27.4 GW. Las células HJT tenían una cuota de mercado del 0.6%, con un total de 2 GW. Se prevé que los envíos de células TOPCon en 2023 rondarán los 100 GW, aproximadamente cuatro veces más que en 2022.

La construcción de la fábrica y el logro de la capacidad de producción total suelen tardar alrededor de un año. Como resultado, el año 2024 será testigo de una expansión significativa de la capacidad de producción de células TOPCon. Según CITIC Securities, la capacidad de TOPCon alcanzará alrededor de 372 GW en 2023, aumentando a 635 GW a finales de 2024, superando la capacidad de las células PERC.

Por el contrario, la capacidad de producción de células HJT se está expandiendo a un ritmo relativamente más lento que TOPCon. En julio de 2023, las empresas solares nacionales tenían capacidades de células HJT existentes y planificadas que superaban los 214.6 GW. HJT enfrenta desafíos en el suministro de equipos y materias primas en comparación con TOPCon, lo que requiere un mayor nivel de experiencia técnica en tecnología de semiconductores y celdas de película delgada. Por lo tanto, HJT es más adecuado para empresas nuevas capaces y líderes industriales establecidos con experiencia acumulada.

Según la Asociación Fotovoltaica de China, las células TOPCon y HJT juntas representarán más del 50% del mercado para 2025, y HJT se acercará a la paridad con TOPCon para 2030. La competencia por el liderazgo en el nuevo panorama tecnológico de la industria solar ha alcanzado su cenit.