La corsa dell'industria solare per la batteria fotovoltaica di nuova generazione

Introduzione:

L’industria solare in Cina è stata testimone di una serie di gare tecnologiche competitive che ne hanno modellato l’evoluzione. Dai materiali in silicio ai wafer di silicio, il testimone passa ora al segmento cruciale delle batterie. La domanda è: chi uscirà vincitore da quest’ultima competizione?

Un decennio di innovazione trasformativa:

Negli ultimi due decenni, il costo di produzione dei pannelli solari è crollato di oltre il 90%, grazie al miglioramento dei processi produttivi e alle economie di scala. Allo stesso tempo, l’efficienza delle celle fotovoltaiche tradizionali è aumentata dal 12% a circa il 23%. Il proseguimento di questo aumento di efficienza dipende ora dall’innovazione tecnologica.

Il punto di svolta per la tecnologia solare:

Il panorama della tecnologia delle celle solari si trova in un momento critico, con celle più efficienti che entrano nella produzione di massa. Tutte le aziende del settore solare devono adattarsi e selezionare nuovi percorsi tecnologici più efficienti; altrimenti rischiano l'obsolescenza.

L’afflusso di capitali accelera l’innovazione:

Un sostanziale afflusso di capitali è una forza trainante fondamentale dietro la rapida evoluzione della tecnologia solare. Nel 2022, le aziende solari cinesi hanno raccolto finanziamenti per l’incredibile cifra di 136.2 miliardi di yen, quasi quattro volte l’importo del 2019. Questa impennata ha spinto la capacità di vari segmenti industriali a oltre tre volte quella del 2019. Queste nuove capacità di produzione adottano nuovi percorsi tecnologici, con la produzione di nuovi prodotti tecnologici destinata a superare quella delle attuali celle tradizionali entro uno o due anni. Di conseguenza, è imminente una massiccia sostituzione delle vecchie capacità.

La dominanza delle celle PERC:

Attualmente, le celle PERC (Passivated Emitter Rear Cell) dominano il mercato solare. Tuttavia, sta emergendo una nuova generazione di celle fotovoltaiche altamente efficienti, rappresentate principalmente da due tipi: TOPCon e HJT (eterogiunzione).

• Celle TOPCon: Ha iniziato la produzione di massa nel 2022, offrendo costi inferiori.
• Celle HJT: La produzione di massa inizierà nel 2023, vantando una maggiore efficienza.

Dal punto di vista industriale, le linee di produzione TOPCon mostrano una certa compatibilità con le linee più vecchie, beneficiando di un processo maturo. Al contrario, HJT è una nuova tecnologia con un processo più breve e barriere tecniche più elevate.

Le società emergenti in testa alla classifica:

Grazie a queste nuove tecnologie sono emersi diversi nuovi arrivati ​​ad alta crescita. Yidao New Energy e Huasun Energy sono attori leader nelle categorie TOPCon e HJT, con valutazioni intorno ai 10 miliardi di yen ciascuna. Inoltre, numerose aziende solari legate alle nuove tecnologie si sono già quotate in borsa o si stanno preparando per una IPO, come Laplace, che ha iniziato con le linee di produzione TOPCon.

Scommesse di copertura sui Giants affermati:

I principali leader del settore solare si sono diversificati nelle tecnologie TOPCon e HJT. Jinko Solar scommette su TOPCon, mentre Risen Energy preferisce HJT. La maggior parte delle altre aziende di alto livello si sono specializzate in una tecnologia sperimentando linee aggiuntive per altre tecnologie.

La battaglia per la supremazia solare:

I nuovi operatori con tecnologie innovative possono sostituire i leader consolidati in questo ciclo di evoluzione tecnologica? La competizione per la leadership nella tecnologia solare è ora al culmine.

Le quattro fasi della produzione fotovoltaica: materiali in silicio, wafer di silicio, celle e moduli:

• Materiali in silicio: GCL-Poly è emerso vittorioso nel primo round competitivo.
• Wafer di silicio: Longi Green Energy Technology si è assicurata la seconda fase.
• Celle: Il terzo round è attualmente in corso.

La maggior parte delle aziende ha identificato le proprie tecnologie chiave ma ha costruito solo parzialmente o ha messo in servizio completamente le proprie linee di produzione. Le aziende che adottano un approccio attendista hanno ancora l’opportunità di fare nuove scelte. I vincitori di questo concorso emergeranno dai pionieri.

La transizione dalle celle di tipo P a quelle di tipo N:

La transizione dai wafer di silicio di tipo P ai wafer di tipo N è già iniziata. Le celle BSF (Back Surface Field) di tipo P sono state la tecnologia dominante per oltre un decennio. Attualmente, le celle di tipo N stanno facendo progressi, con TOPCon e HJT che rappresentano la categoria di tipo N.

Il gioco dell’efficienza:

Nel 2022, le celle PERC avevano un'efficienza media di conversione fotovoltaica del 23.2%. Le celle TOPCon hanno raggiunto un'efficienza di conversione media del 24.5% e le celle HJT hanno raggiunto il 24.6%. Ogni aumento dell’1% nell’efficienza delle celle si traduce in ulteriori 12.5 kWh di elettricità generati per metro quadrato di pannello solare all’anno, in base alle medie del settore.

La strada davanti:

Il consenso del settore è che, grazie alla significativa infusione di capitale, sia le celle TOPCon che quelle HJT diventeranno mainstream entro due o tre anni. Tuttavia, entrambi sono prodotti transitori. L'obiettivo finale è quello di sviluppare celle solari tandem sovrapponendo celle TOPCon o HJT su celle solari in perovskite, ottenendo efficienze superiori al 30%.

Sostituzione della vecchia capacità:

La massiccia sostituzione delle vecchie capacità avverrà nei prossimi due anni. Nel 2022, la Cina aveva una capacità di produzione totale di celle solari di 505.5 GW, con una produzione di 330.6 GW. Le celle PERC costituivano l'88% del mercato, mentre TOPCon deteneva una quota dell'8.3%, equivalente a 27.4 GW. Le celle HJT avevano una quota di mercato dello 0.6%, per un totale di 2 GW. Si prevede che le spedizioni di celle TOPCon nel 2023 saranno di circa 100 GW, circa quattro volte quelle del 2022.

La costruzione della fabbrica e il raggiungimento della piena capacità produttiva richiedono in genere circa un anno. Di conseguenza, il 2024 vedrà una significativa espansione della capacità di produzione di celle TOPCon. Secondo CITIC Securities, la capacità di TOPCon raggiungerà circa 372 GW entro il 2023, aumentando a 635 GW entro la fine del 2024, superando la capacità delle celle PERC.

Al contrario, la capacità di produzione di celle HJT si sta espandendo a un ritmo relativamente più lento rispetto a TOPCon. A luglio 2023, le società solari nazionali avevano capacità di celle HJT esistenti e pianificate superiori a 214.6 GW. HJT deve affrontare sfide nella fornitura di attrezzature e materie prime rispetto a TOPCon, richiedendo un livello più elevato di competenza tecnica nella tecnologia dei semiconduttori e delle celle a film sottile. Pertanto, HJT è più adatto a nuove aziende capaci e leader di settore affermati con esperienza accumulata.

Secondo la China Photovoltaic Association, le celle TOPCon e HJT insieme rappresenteranno oltre il 50% del mercato entro il 2025, con HJT che si avvicinerà alla parità con TOPCon entro il 2030. La competizione per la leadership nel nuovo panorama tecnologico dell'industria solare ha raggiunto il suo apice.