Wyścig branży fotowoltaicznej o baterię fotowoltaiczną nowej generacji

Wstęp:

Przemysł fotowoltaiczny w Chinach był świadkiem szeregu konkurencyjnych wyścigów technologicznych, które ukształtowały jego ewolucję. Od materiałów krzemowych po płytki krzemowe, pałeczka przechodzi teraz do kluczowego segmentu akumulatorów. Pytanie brzmi, kto zwycięży w najnowszym konkursie?

Dekada przełomowych innowacji:

W ciągu ostatnich dwudziestu lat koszt produkcji paneli słonecznych spadł o ponad 90% dzięki ulepszonym procesom produkcyjnym i efektowi skali. Jednocześnie wydajność głównych ogniw fotowoltaicznych wzrosła z 12% do około 23%. Kontynuacja wzrostu wydajności zależy obecnie od innowacji technologicznych.

Punkt krytyczny dla technologii słonecznej:

Krajobraz technologii ogniw słonecznych znajduje się w krytycznym momencie, a bardziej wydajne ogniwa wchodzą do masowej produkcji. Wszystkie przedsiębiorstwa zajmujące się energią słoneczną muszą dostosować się i wybrać bardziej wydajne nowe ścieżki technologiczne; w przeciwnym razie grozi im starzenie się.

Napływ kapitału przyspieszający innowacje:

Znaczący napływ kapitału jest kluczową siłą napędową szybkiej ewolucji technologii fotowoltaicznej. W 2022 r. chińskie firmy zajmujące się energią słoneczną pozyskały oszałamiające 136.2 miliarda jenów finansowania, czyli prawie czterokrotnie więcej niż w 2019 r. Ten gwałtowny wzrost spowodował ponad trzykrotny wzrost mocy produkcyjnych różnych segmentów przemysłu w stosunku do roku 2019. Te nowe moce produkcyjne wykorzystują nowatorskie ścieżki technologiczne, a produkcja produktów nowej technologii ma w ciągu roku do dwóch lat przewyższyć produkcję obecnych ogniw głównego nurtu. W związku z tym nieuchronna jest masowa wymiana starych mocy produkcyjnych.

Dominacja ogniw PERC:

Obecnie na rynku energii słonecznej dominują ogniwa PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Pojawia się jednak nowa generacja wysoce wydajnych ogniw fotowoltaicznych, reprezentowana przede wszystkim przez dwa typy: TOPCon i HJT (Heterozłącze).

• Komórki TOPCon: Rozpoczęcie masowej produkcji w 2022 roku, oferując niższe koszty.
• Komórki HJT: Masowa produkcja ma się rozpocząć w 2023 r. i charakteryzować się wyższą wydajnością.

Z punktu widzenia branży linie produkcyjne TOPCon wykazują pewną kompatybilność ze starszymi liniami, korzystając z dojrzałego procesu. Natomiast HJT jest nowatorską technologią, wymagającą krótszego procesu i wyższych barier technicznych.

Wschodzące firmy przodujące w rozwoju:

Dzięki tym nowym technologiom pojawiło się kilku szybko rozwijających się przedsiębiorstw. Yidao New Energy i Huasun Energy to czołowi gracze w kategoriach TOPCon i HJT, z wycenami na poziomie około 10 miliardów jenów każda. Dodatkowo wiele spółek zajmujących się energią słoneczną zajmujących się nowymi technologiami weszło już na giełdę lub przygotowuje się do IPO, jak np. Laplace, który zaczynał od linii produkcyjnych TOPCon.

Ustalone zakłady zabezpieczające gigantów:

Główni liderzy branży fotowoltaicznej rozszerzyli swoją działalność na technologie TOPCon i HJT. Jinko Solar stawia na TOPCon, natomiast Risen Energy faworyzuje HJT. Większość innych czołowych firm wyspecjalizowała się w jednej technologii, eksperymentując z dodatkowymi liniami dla innych technologii.

Bitwa o dominację nad Słońcem:

Czy nowi uczestnicy rynku posiadający innowacyjne technologie mogą wyprzeć ustalonych liderów w tym cyklu ewolucji technologicznej? Rywalizacja o przywództwo w dziedzinie technologii fotowoltaicznej osiągnęła obecnie szczyt.

Cztery etapy produkcji fotowoltaiki: materiały krzemowe, płytki krzemowe, ogniwa i moduły:

• Materiały silikonowe: Firma GCL-Poly zwyciężyła w pierwszej rundzie konkursu.
• Wafle krzemowe: Technologia Longi Green Energy zabezpieczyła drugi etap.
• Cells: Obecnie trwa trzecia runda.

Większość firm określiła swoje kluczowe technologie, ale tylko częściowo zbudowała lub uruchomiła swoje linie produkcyjne. Firmy stosujące podejście wyczekujące nadal mają możliwość dokonania nowych wyborów. Spośród pionierów wyłonią się zwycięzcy tego konkursu.

Przejście z komórek typu P na komórki typu N:

Rozpoczęło się już przejście z płytek krzemowych typu P na płytki typu N. Ogniwa Back Surface Field (BSF) typu P były dominującą technologią przez ponad dekadę. Obecnie ogniwa typu N robią postępy, a TOPCon i HJT reprezentują kategorię typu N.

Gra w efektywność:

Od 2022 r. Ogniwa PERC miały średnią wydajność konwersji fotowoltaicznej wynoszącą 23.2%. Ogniwa TOPCon osiągnęły średnią sprawność konwersji na poziomie 24.5%, a ogniwa HJT osiągnęły poziom 24.6%. Każdy 1% wzrost wydajności ogniwa przekłada się na dodatkowe 12.5 kWh energii elektrycznej wytwarzanej na metr kwadratowy panelu słonecznego rocznie, w oparciu o średnie branżowe.

Droga przed nami:

Konsensus branżowy jest taki, że dzięki znacznemu zastrzykowi kapitału zarówno ogniwa TOPCon, jak i HJT staną się głównym nurtem w ciągu dwóch do trzech lat. Obydwa są jednak produktami przejściowymi. Ostatecznym celem jest opracowanie tandemowych ogniw słonecznych poprzez nakładanie warstw ogniw TOPCon lub HJT na perowskitowe ogniwa słoneczne, osiągając sprawność przekraczającą 30%.

Wymiana starej pojemności:

Masowa wymiana starych mocy produkcyjnych nastąpi w ciągu najbliższych dwóch lat. Od 2022 r. Chiny miały całkowitą moc produkcyjną ogniw słonecznych wynoszącą 505.5 GW i moc wyjściową 330.6 GW. Ogniwa PERC stanowiły 88% rynku, natomiast TOPCon posiadał 8.3% udziału, co odpowiada 27.4 GW. Ogniwa HJT miały 0.6% udziału w rynku, łącznie 2 GW. Przewiduje się, że dostawy ogniw TOPCon w 2023 r. wyniosą około 100 GW, czyli około cztery razy więcej niż w 2022 r.

Budowa fabryki i osiągnięcie pełnej zdolności produkcyjnej trwa zazwyczaj około roku. W efekcie w roku 2024 nastąpi znaczące zwiększenie mocy produkcyjnych ogniw TOPCon. Według CITIC Securities moc TOPCon osiągnie około 372 GW do 2023 r., a do końca 635 r. wzrośnie do 2024 GW, przekraczając pojemność ogniw PERC.

Natomiast zdolność produkcyjna ogniw HJT rośnie w stosunkowo wolniejszym tempie niż TOPCon. Według stanu na lipiec 2023 r. krajowe firmy fotowoltaiczne posiadały istniejące i planowane moce ogniw HJT przekraczające 214.6 GW. W porównaniu z TOPCon HJT stoi przed wyzwaniami w zakresie dostaw sprzętu i surowców, co wymaga wyższego poziomu wiedzy technicznej w zakresie technologii półprzewodników i ogniw cienkowarstwowych. Dlatego HJT jest lepiej dostosowany do nowych, zdolnych firm i uznanych liderów branży ze zgromadzonym doświadczeniem.

Według Chińskiego Stowarzyszenia Fotowoltaicznego do 50 r. ogniwa TOPCon i HJT łącznie będą stanowić ponad 2025% rynku, a do 2030 r. HJT zbliży się do TOPCon. Rywalizacja o przywództwo w nowym krajobrazie technologicznym branży fotowoltaicznej osiągnęła apogeum.