A corrida da indústria solar pela bateria fotovoltaica de última geração

Introdução:

A indústria solar na China testemunhou uma série de corridas tecnológicas competitivas que moldaram a sua evolução. Dos materiais de silício às pastilhas de silício, o testemunho passa agora para o segmento crucial das baterias. A questão é: quem sairá vitorioso desta última competição?

Uma Década de Inovação Transformativa:

Nas últimas duas décadas, o custo de fabricação de painéis solares despencou mais de 90%, graças à melhoria dos processos de produção e às economias de escala. Simultaneamente, a eficiência das células fotovoltaicas convencionais aumentou de 12% para aproximadamente 23%. A continuação deste aumento de eficiência depende agora da inovação tecnológica.

O ponto de inflexão para a tecnologia solar:

O cenário da tecnologia de células solares está em um momento crítico, com células mais eficientes entrando em produção em massa. Todas as empresas solares devem adaptar-se e selecionar novos caminhos tecnológicos mais eficientes; caso contrário, correm o risco de obsolescência.

Influxo de capital acelerando a inovação:

Um influxo substancial de capital é uma força motriz fundamental por trás da rápida evolução da tecnologia solar. Em 2022, as empresas solares chinesas angariaram impressionantes 136.2 mil milhões de ienes em financiamento, quase quatro vezes o montante em 2019. Este aumento elevou a capacidade de vários segmentos da indústria para mais de três vezes a de 2019. Estas novas capacidades de produção adoptam novos caminhos tecnológicos, com a produção de novos produtos tecnológicos prevista para ultrapassar a das atuais células convencionais dentro de um a dois anos. Consequentemente, uma substituição massiva de capacidades antigas é iminente.

O domínio das células PERC:

Atualmente, as células PERC (Passivated Emitter Rear Cell) dominam o mercado solar. No entanto, está surgindo uma nova geração de células fotovoltaicas altamente eficientes, representadas principalmente por dois tipos: TOPCon e HJT (Heterojunção).

• Células TOPCon: Iniciou a produção em massa em 2022, oferecendo custos mais baixos.
• Células HJT: A produção em massa deverá começar em 2023, apresentando maior eficiência.

Do ponto de vista da indústria, as linhas de produção TOPCon apresentam alguma compatibilidade com linhas mais antigas, beneficiando-se de um processo maduro. Em contraste, o HJT é uma tecnologia nova com um processo mais curto e barreiras técnicas mais elevadas.

Empresas emergentes liderando o ataque:

Vários recém-chegados de alto crescimento surgiram graças a estas novas tecnologias. Yidao New Energy e Huasun Energy são líderes nas categorias TOPCon e HJT, com avaliações em torno de ¥ 10 bilhões cada. Além disso, inúmeras empresas solares relacionadas com novas tecnologias já abriram o capital ou estão a preparar-se para IPOs, como a Laplace, que começou com linhas de produção TOPCon.

Apostas de cobertura de gigantes estabelecidas:

Os principais líderes da indústria solar diversificaram-se nas tecnologias TOPCon e HJT. Jinko Solar aposta na TOPCon, enquanto Risen Energy favorece a HJT. A maioria das outras empresas de primeira linha especializou-se em uma tecnologia enquanto experimentava linhas adicionais para outras tecnologias.

A Batalha pela Supremacia Solar:

Podem os novos participantes com tecnologias inovadoras substituir os líderes estabelecidos neste ciclo de evolução tecnológica? A competição pela liderança em tecnologia solar está agora no auge.

As quatro etapas da fabricação fotovoltaica: materiais de silício, pastilhas de silício, células e módulos:

• Materiais de Silício: GCL-Poly saiu vitorioso na primeira rodada competitiva.
• Wafers de Silício: Longi Green Energy Technology garantiu a segunda etapa.
• Células: A terceira rodada está em andamento.

A maioria das empresas identificou as suas tecnologias-chave, mas construiu apenas parcialmente ou comissionou totalmente as suas linhas de produção. As empresas que adotam uma abordagem de esperar para ver ainda têm a oportunidade de fazer novas escolhas. Os vencedores desta competição surgirão dos pioneiros.

A transição das células do tipo P para as células do tipo N:

A transição dos wafers de silício do tipo P para os wafers do tipo N já começou. As células Back Surface Field (BSF) tipo P foram a tecnologia dominante por mais de uma década. Atualmente, as células do tipo N estão avançando, com TOPCon e HJT representando a categoria do tipo N.

O jogo da eficiência:

Em 2022, as células PERC tinham uma eficiência média de conversão fotovoltaica de 23.2%. As células TOPCon alcançaram uma eficiência de conversão média de 24.5% e as células HJT atingiram 24.6%. Cada aumento de 1% na eficiência da célula se traduz em 12.5 kWh adicionais de eletricidade gerada anualmente por metro quadrado de painel solar, com base nas médias da indústria.

A estrada à frente:

O consenso da indústria é que, devido à significativa infusão de capital, tanto as células TOPCon quanto as HJT se tornarão populares dentro de dois a três anos. No entanto, ambos são produtos de transição. O objetivo final é desenvolver células solares tandem colocando células TOPCon ou HJT sobre células solares de perovskita, alcançando eficiências superiores a 30%.

Substituindo capacidade antiga:

A substituição massiva de capacidades antigas ocorrerá ao longo dos próximos dois anos. Em 2022, a China tinha uma capacidade total de produção de células solares de 505.5 GW, com uma produção de 330.6 GW. As células PERC constituíam 88% do mercado, enquanto a TOPCon detinha 8.3% de participação, equivalente a 27.4 GW. As células HJT tiveram participação de mercado de 0.6%, totalizando 2 GW. Prevê-se que as remessas de células TOPCon em 2023 serão de cerca de 100 GW, cerca de quatro vezes mais do que em 2022.

A construção da fábrica e o alcance da capacidade total de produção normalmente levam cerca de um ano. Como resultado, 2024 testemunhará uma expansão significativa da capacidade de produção de células TOPCon. De acordo com a CITIC Securities, a capacidade do TOPCon atingirá cerca de 372 GW até 2023, aumentando para 635 GW até o final de 2024, superando a capacidade das células PERC.

Em contraste, a capacidade de produção de células HJT está a expandir-se a um ritmo relativamente mais lento do que o TOPCon. Em julho de 2023, as empresas solares nacionais tinham capacidades de células HJT existentes e planejadas superiores a 214.6 GW. A HJT enfrenta desafios no fornecimento de equipamentos e matérias-primas em comparação com a TOPCon, exigindo um nível mais elevado de conhecimento técnico em tecnologia de semicondutores e células de película fina. Portanto, o HJT é mais adequado para novas empresas capazes e líderes industriais estabelecidos com experiência acumulada.

De acordo com a Associação Fotovoltaica da China, as células TOPCon e HJT juntas representarão mais de 50% do mercado até 2025, com a HJT se aproximando da paridade com a TOPCon até 2030. A competição pela liderança no novo cenário tecnológico da indústria solar atingiu o seu apogeu.