Saulės pramonės lenktynės dėl naujos kartos fotovoltinės baterijos

Įvadas:

Kinijos saulės energijos pramonė patyrė daugybę konkurencingų technologijų lenktynių, kurios suformavo jos raidą. Nuo silicio medžiagų iki silicio plokštelių dabar estafetė pereina į svarbiausią baterijų segmentą. Kyla klausimas, kas laimės šiame naujausiame konkurse?

Permainingų inovacijų dešimtmetis:

Per pastaruosius du dešimtmečius saulės baterijų gamybos sąnaudos sumažėjo daugiau nei 90 % dėl patobulintų gamybos procesų ir masto ekonomijos. Tuo pačiu metu pagrindinių fotovoltinių elementų efektyvumas padidėjo nuo 12% iki maždaug 23%. Tolimesnis efektyvumo augimas dabar priklauso nuo technologinių naujovių.

Saulės technologijų lūžis:

Saulės elementų technologijų kraštovaizdis atsidūrė kritiniame taške, kai pradedama gaminti efektyvesni elementai. Visos saulės energijos įmonės turi prisitaikyti ir pasirinkti efektyvesnius naujus technologinius kelius; kitu atveju jiems gresia pasenimas.

Kapitalo antplūdis, spartinantis inovacijas:

Didelis kapitalo antplūdis yra pagrindinė sparčios saulės technologijų raidos varomoji jėga. 2022 m. Kinijos saulės energijos įmonės surinko stulbinančius 136.2 mlrd. ¥ finansavimo, beveik keturis kartus daugiau nei 2019 m. Dėl šio padidėjimo įvairių pramonės segmentų pajėgumai išaugo daugiau nei tris kartus, palyginti su 2019 m. Naujų technologijų produktų našumas per vienerius ar dvejus metus viršys dabartinių pagrindinių elementų produkciją. Todėl neišvengiamas didžiulis senų pajėgumų pakeitimas.

PERC ląstelių dominavimas:

Šiuo metu saulės energijos rinkoje dominuoja PERC (Passiveed Emitter Rear Cell) elementai. Tačiau atsiranda naujos kartos labai efektyvūs fotovoltiniai elementai, kuriuos visų pirma atstovauja du tipai: TOPCon ir HJT (heterojungtis).

• TOPCon ląstelės: Pradėta masinė gamyba 2022 m., siūlanti mažesnes sąnaudas.
• HJT ląstelės: Masinė gamyba turėtų prasidėti 2023 m. ir gali pasigirti didesniu efektyvumu.

Žvelgiant iš pramonės perspektyvos, TOPCon gamybos linijos turi tam tikrą suderinamumą su senesnėmis linijomis, o tai turi naudos iš brandaus proceso. Priešingai, HJT yra nauja technologija su trumpesniu procesu ir didesnėmis techninėmis kliūtimis.

Besivystančios įmonės pirmauja:

Dėl šių naujų technologijų atsirado keletas sparčiai augančių naujokų. „Yidao New Energy“ ir „Huasun Energy“ yra pirmaujantys žaidėjai TOPCon ir HJT kategorijose, kurių kiekvienos vertės yra apie 10 mlrd. Be to, daugelis saulės energijos įmonių, susijusių su naujomis technologijomis, jau išėjo į viešumą arba ruošiasi IPO, pavyzdžiui, Laplasas, kuris prasidėjo nuo TOPCon gamybos linijų.

Nustatyti milžinų apsidraudimo statymai:

Pagrindiniai saulės energijos pramonės lyderiai išplėtė tiek TOPCon, tiek HJT technologijas. Jinko Solar lažinasi dėl TOPCon, o „Risen Energy“ teikia pirmenybę HJT. Dauguma kitų aukščiausios klasės įmonių specializuojasi vienoje technologijoje, eksperimentuodami su papildomomis kitų technologijų linijomis.

Mūšis už saulės viršenybę:

Ar naujoviškos technologijos gali išstumti nusistovėjusius lyderius šiame technologijų evoliucijos cikle? Konkurencija dėl saulės energijos technologijų lyderystės dabar yra didžiausia.

Keturi fotovoltinės gamybos etapai: silicio medžiagos, silicio plokštelės, elementai ir moduliai:

• Silicio medžiagos: GCL-Poly iškovojo pergalę pirmajame konkurso etape.
• Silicio plokštelės: Longi Green Energy Technology užtikrino antrąjį etapą.
• Ląstelės: šiuo metu vyksta trečiasis turas.

Dauguma įmonių nustatė savo pagrindines technologijas, tačiau tik iš dalies pastatė arba visiškai paleido savo gamybos linijas. Įmonės, kurios laikosi laukimo ir žiūrėjimo požiūrio, vis dar turi galimybę priimti naujus sprendimus. Šio konkurso nugalėtojai paaiškės iš pionierių.

Perėjimas nuo P tipo prie N tipo ląstelių:

Jau prasidėjo perėjimas nuo P tipo silicio plokštelių prie N tipo plokštelių. P tipo Back Surface Field (BSF) ląstelės buvo dominuojanti technologija daugiau nei dešimtmetį. Šiuo metu N tipo ląstelės daro pažangą, o TOPCon ir HJT atstovauja N tipo kategorijai.

Efektyvumo žaidimas:

2022 m. PERC elementų vidutinis fotovoltinės konversijos efektyvumas buvo 23.2%. TOPCon ląstelės pasiekė vidutinį konversijos efektyvumą 24.5%, o HJT ląstelės pasiekė 24.6%. Kiekvienas elemento efektyvumo padidėjimas 1 % reiškia, kad, remiantis pramonės vidurkiais, kasmet vienam kvadratiniam metrui saulės kolektorių pagaminama papildomai 12.5 kWh elektros energijos.

Kelias į priekį:

Pramonė sutaria, kad dėl didelės kapitalo infuzijos tiek TOPCon, tiek HJT ląstelės taps pagrindiniais per dvejus ar trejus metus. Tačiau abu yra pereinamojo laikotarpio produktai. Galutinis tikslas yra sukurti tandeminius saulės elementus, sluoksniuojant TOPCon arba HJT elementus ant perovskito saulės elementų, kad būtų pasiektas 30% didesnis efektyvumas.

Senos talpos keitimas:

Masinis senų pajėgumų keitimas prasidės per ateinančius dvejus metus. 2022 m. Kinijos bendras saulės elementų gamybos pajėgumas buvo 505.5 GW, o galia – 330.6 GW. PERC elementai sudarė 88 % rinkos, o TOPCon – 8.3 %, ty 27.4 GW. HJT elementai užėmė 0.6 % rinkos, iš viso 2 GW. Numatoma, kad TOPCon elementų siunta 2023 m. bus apie 100 GW, maždaug keturis kartus daugiau nei 2022 m.

Gamyklos statyba ir visiškas gamybos pajėgumas paprastai trunka apie metus. Dėl to 2024 m. smarkiai išplės TOPCon elementų gamybos pajėgumai. CITIC Securities duomenimis, TOPCon pajėgumai iki 372 m. pasieks apie 2023 GW, o 635 m. pabaigoje padidės iki 2024 GW, o tai viršys PERC elementų pajėgumus.

Priešingai, HJT ląstelių gamybos pajėgumai plečiasi palyginti lėčiau nei TOPCon. 2023 m. liepos mėn. šalies saulės energijos įmonės turėjo esamą ir planuojamą HJT elementų pajėgumą, viršijantį 214.6 GW. HJT, palyginti su TOPCon, susiduria su įrangos ir žaliavų tiekimo iššūkiais, todėl reikia aukštesnio lygio techninių žinių puslaidininkių ir plonasluoksnių elementų technologijų srityje. Todėl HJT labiau tinka naujoms pajėgioms įmonėms ir įsitvirtinusiems pramonės lyderiams, turintiems sukauptą patirtį.

Kinijos fotovoltinės asociacijos duomenimis, iki 50 m. TOPCon ir HJT elementai kartu sudarys daugiau nei 2025 % rinkos, o iki 2030 m. HJT priartės prie TOPCon. Konkurencija dėl lyderystės saulės energijos pramonės naujoje technologinėje srityje pasiekė aukščiausią tašką.