המירוץ של התעשייה הסולארית אחר הסוללה הפוטו-וולטאית מהדור הבא

מבוא:

התעשייה הסולארית בסין הייתה עדה לסדרה של מרוצים טכנולוגיים תחרותיים שעיצבו את האבולוציה שלה. מחומרי סיליקון ועד פרוסות סיליקון, השרביט עובר כעת לקטע הסוללה המכריע. השאלה היא, מי ייצא מנצח בתחרות האחרונה הזו?

עשור של חדשנות טרנספורמטיבית:

במהלך שני העשורים האחרונים, עלות ייצור הפאנלים הסולאריים צנחה בלמעלה מ-90%, הודות לשיפור תהליכי הייצור ויתרונות גודל. במקביל, יעילות התאים הפוטו-וולטאיים במיינסטרים עלתה מ-12% לכ-23%. המשך גל היעילות הזה תלוי כעת בחדשנות טכנולוגית.

נקודת המפנה לטכנולוגיה סולארית:

נוף הטכנולוגיה של תאים סולאריים נמצא בצומת קריטי, כאשר תאים יעילים יותר נכנסים לייצור המוני. כל החברות הסולאריות חייבות להתאים ולבחור מסלולים טכנולוגיים חדשים יעילים יותר; אחרת, הם מסתכנים בהתיישנות.

חדשנות מאיץ זרימת הון:

זרימה משמעותית של הון היא כוח מניע מרכזי מאחורי ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה הסולארית. בשנת 2022, חברות סולריות סיניות גייסו סכום מדהים של 136.2 מיליארד ¥ במימון, כמעט פי ארבעה מהסכום בשנת 2019. הזינוק הזה דחף את הקיבולת של מגזרי תעשייה שונים ליותר מפי שלושה מזה של 2019. יכולות הייצור החדשות הללו מאמצות מסלולים טכנולוגיים חדשים, עם התפוקה של מוצרים טכנולוגיים חדשים שעומדים לעלות על זו של תאי הזרם המרכזי הנוכחיים בתוך שנה עד שנתיים. כתוצאה מכך, החלפה מאסיבית של קיבולות ישנות קרובה.

הדומיננטיות של תאי PERC:

נכון לעכשיו, תאי PERC (Passivated Emitter Rear Cell) שולטים בשוק הסולארי. עם זאת, עולה דור חדש של תאים פוטו-וולטאיים יעילים במיוחד, המיוצגים בעיקר על ידי שני סוגים: TOPCon ו-HJT (Heterojunction).

• תאי TOPCon: החל בייצור המוני בשנת 2022, והציע עלויות נמוכות יותר.
• תאי HJT: ייצור המוני אמור להתחיל בשנת 2023, ומתגאה ביעילות גבוהה יותר.

מנקודת מבט של התעשייה, קווי הייצור של TOPCon מציגים תאימות מסוימת לקווים ישנים יותר, נהנים מתהליך בוגר. לעומת זאת, HJT היא טכנולוגיה חדשנית עם תהליך קצר יותר וחסמים טכניים גבוהים יותר.

חברות מתפתחות המובילות את המטען:

מספר עולים חדשים בעלי צמיחה גבוהה הופיעו הודות לטכנולוגיות החדשות הללו. Yidao New Energy ו-Huasun Energy הן שחקנים מובילים בקטגוריות TOPCon ו-HJT, עם הערכות שווי של כ-10 מיליארד ¥ כל אחת. בנוסף, חברות סולאריות רבות הקשורות לטכנולוגיות חדשות כבר יצאו לציבור או מתכוננות להנפקות, כמו Laplace, שהחלה עם קווי ייצור של TOPCon.

הימורי גידור מבוססי ענק:

מובילי תעשיית השמש הגדולים גיוונו לטכנולוגיות TOPCon ו-HJT כאחד. Jinko Solar מהמר על TOPCon, בעוד Risen Energy מעדיפה HJT. רוב החברות המובילות האחרות התמחו בטכנולוגיה אחת תוך ניסויים עם קווים נוספים לטכנולוגיות אחרות.

הקרב על עליונות השמש:

האם המצטרפים החדשים בעלי טכנולוגיות חדשניות יכולים לעקור מנהיגים מבוססים במעגל זה של אבולוציה טכנולוגית? התחרות על מובילות בטכנולוגיה סולארית נמצאת כעת בשיאה.

ארבעת השלבים של ייצור פוטו-וולטאיים: חומרי סיליקון, פרוסות סיליקון, תאים ומודולים:

• חומרי סיליקון: GCL-Poly יצאה מנצחת בסיבוב התחרותי הראשון.
• פרוסות סיליקון: Longi Green Energy Technology הבטיחה את השלב השני.
• תאים: הסיבוב השלישי מתגלגל כעת.

רוב החברות זיהו את טכנולוגיות המפתח שלהן אך בנו רק חלקית או הזמינו את קווי הייצור שלהן. לחברות הנוקטות בגישה של חכה ולראות עדיין יש הזדמנות לעשות בחירות חדשות. הזוכים בתחרות זו ייצאו מהחלוצים.

המעבר מתאי P-Type ל-N-Type תאים:

המעבר מפרוסות סיליקון מסוג P לפרוסות מסוג N כבר החל. תאי P-type Back Surface Field (BSF) היו הטכנולוגיה השלטת במשך למעלה מעשור. נכון לעכשיו, תאים מסוג N מתקדמים, כאשר TOPCon ו-HJT מייצגים את הקטגוריה מסוג N.

משחק היעילות:

נכון לשנת 2022, לתאי PERC הייתה יעילות המרה פוטו-וולטאית ממוצעת של 23.2%. תאי TOPCon השיגו יעילות המרה ממוצעת של 24.5%, ותאי HJT הגיעו ל-24.6%. כל עלייה של 1% ביעילות התא מתורגמת לתוספת של 12.5 קילוואט-שעה של חשמל המופק למ"ר של פאנל סולארי מדי שנה, בהתבסס על ממוצעים בתעשייה.

הדרך קדימה:

הקונצנזוס בתעשייה הוא שבשל הזרמת הון משמעותית, גם תאי TOPCon וגם תאי HJT יהפכו למיינסטרים תוך שנתיים עד שלוש. עם זאת, שניהם מוצרי מעבר. המטרה הסופית היא לפתח תאים סולאריים טנדם על ידי שכבת תאי TOPCon או HJT על תאים סולאריים פרוסקיט, להשגת יעילות העולה על 30%.

החלפת קיבולת ישנה:

ההחלפה המאסיבית של היכולות הישנות תתגלגל במהלך השנתיים הקרובות. נכון לשנת 2022, לסין הייתה כושר ייצור כולל של תאים סולאריים של 505.5 GW, עם תפוקה של 330.6 GW. תאי PERC היוו 88% מהשוק, בעוד TOPCon החזיקה בנתח של 8.3%, שווה ערך ל-27.4 GW. לתאי HJT היה נתח שוק של 0.6%, בהיקף כולל של 2 GW. הצפי הוא כי משלוחי התאים TOPCon בשנת 2023 יהיו בסביבות 100 GW, בערך פי ארבעה מזה של 2022.

בניית המפעל והגעה לכושר ייצור מלא נמשכים בדרך כלל כשנה. כתוצאה מכך, 2024 תהיה עדה להרחבה משמעותית של כושר הייצור של תאי TOPCon. לפי CITIC Securities, קיבולת TOPCon תגיע לסביבות 372 GW עד 2023, תגדל ל-635 GW עד סוף 2024, ותעלה על הקיבולת של תאי PERC.

לעומת זאת, כושר ייצור תאי HJT מתרחב בקצב איטי יחסית מ-TOPCon. נכון ליולי 2023, לחברות סולאריות מקומיות היו קיבולות קיימות ומתוכננות של תאי HJT העולה על 214.6 GW. HJT מתמודדת עם אתגרים באספקת ציוד וחומרי גלם בהשוואה ל-TOPCon, הדורשת רמה גבוהה יותר של מומחיות טכנית בטכנולוגיית מוליכים למחצה ותאים סרט דק. לכן, HJT מתאים יותר לחברות יכולות חדשות ומובילות תעשייה מבוססות עם ניסיון מצטבר.

לפי איגוד הפוטו-וולטאים של סין, תאי TOPCon ו-HJT יחדיו יהוו למעלה מ-50% מהשוק עד 2025, כאשר HJT מתקרב לשוויון עם TOPCon עד 2030. התחרות על ההובלה בנוף הטכנולוגי החדש של התעשייה הסולארית הגיעה לשיאה.