Гонка солнечной индустрии за фотоэлектрическими батареями следующего поколения

Введение:

Солнечная промышленность Китая стала свидетелем серии конкурентных технологических гонок, которые определили ее эволюцию. От кремниевых материалов к кремниевым пластинам эстафета теперь переходит к важнейшему сегменту аккумуляторов. Вопрос в том, кто выйдет победителем в этом последнем состязании?

Десятилетие преобразующих инноваций:

За последние два десятилетия стоимость производства солнечных панелей упала более чем на 90% благодаря совершенствованию производственных процессов и экономии за счет масштаба. В то же время эффективность основных фотоэлектрических элементов выросла с 12% примерно до 23%. Продолжение этого роста эффективности теперь зависит от технологических инноваций.

Переломный момент для солнечных технологий:

Технологии солнечных батарей находятся на критическом этапе: более эффективные элементы поступают в массовое производство. Все компании, занимающиеся солнечной энергетикой, должны адаптироваться и выбирать более эффективные новые технологические пути; в противном случае они рискуют устареть.

Инновации, ускоряющие приток капитала:

Существенный приток капитала является ключевой движущей силой быстрого развития солнечных технологий. В 2022 году китайские компании, занимающиеся солнечной энергетикой, привлекли ошеломляющие 136.2 миллиарда йен финансирования, что почти в четыре раза превышает сумму, полученную в 2019 году. при этом выпуск новой технологической продукции превзойдет выпуск нынешних основных ячеек в течение одного-двух лет. Следовательно, неизбежна массовая замена старых мощностей.

Доминирование клеток PERC:

В настоящее время на рынке солнечной энергии доминируют элементы PERC (пассивированный задний элемент излучателя). Однако появляется новое поколение высокоэффективных фотоэлектрических элементов, представленное в первую очередь двумя типами: TOPCon и HJT (Heterojunction).

• Ячейки TOPCon: Начало массового производства в 2022 году с более низкими затратами.
• HJT-ячейки: Массовое производство начнется в 2023 году и будет иметь более высокую эффективность.

С точки зрения отрасли, производственные линии TOPCon демонстрируют некоторую совместимость со старыми линиями, пользуясь преимуществами отработанного процесса. HJT, напротив, представляет собой новую технологию с более коротким процессом и более высокими техническими барьерами.

Развивающиеся компании, возглавляющие движение:

Благодаря этим новым технологиям появилось несколько новых быстрорастущих компаний. Yidao New Energy и Huasun Energy являются ведущими игроками в категориях TOPCon и HJT с оценкой около 10 миллиардов йен каждая. Кроме того, многие компании, занимающиеся солнечной энергетикой, связанные с новыми технологиями, уже вышли на биржу или готовятся к IPO, например, Laplace, которая начала с производственных линий TOPCon.

Установленные ставки на хеджирование Giants:

Крупнейшие лидеры солнечной отрасли перешли на технологии TOPCon и HJT. Jinko Solar делает ставку на TOPCon, а Risen Energy отдает предпочтение HJT. Большинство других ведущих компаний специализируются на одной технологии, одновременно экспериментируя с дополнительными линиями для других технологий.

Битва за солнечное господство:

Могут ли новые игроки с инновационными технологиями вытеснить признанных лидеров в этом цикле технологической эволюции? Конкуренция за лидерство в области солнечных технологий сейчас находится на пике.

Четыре этапа фотоэлектрического производства: кремниевые материалы, кремниевые пластины, элементы и модули:

• Кремниевые материалы: GCL-Poly одержала победу в первом конкурентном раунде.
• Кремниевые пластины: Longi Green Energy Technology обеспечила второй этап.
• Cells: В настоящее время разворачивается третий раунд.

Большинство компаний определили свои ключевые технологии, но лишь частично построили или полностью ввели в эксплуатацию свои производственные линии. Компании, занимающие выжидательную позицию, все еще имеют возможность сделать новый выбор. Победителями этого конкурса станут пионеры.

Переход от клеток P-типа к клеткам N-типа:

Переход от кремниевых пластин P-типа к пластинам N-типа уже начался. Ячейки Back Surface Field (BSF) P-типа были доминирующей технологией более десяти лет. В настоящее время активно развиваются соты N-типа, причем категорию N-типа представляют TOPCon и HJT.

Игра на эффективность:

По состоянию на 2022 год средняя эффективность фотоэлектрического преобразования ячеек PERC составляла 23.2%. Ячейки TOPCon достигли средней эффективности преобразования 24.5%, а ячейки HJT — 24.6%. Согласно средним показателям по отрасли, каждый 1% увеличения эффективности элементов означает дополнительные 12.5 кВтч электроэнергии, вырабатываемой на квадратный метр солнечной панели в год.

Дорога впереди:

В отрасли существует консенсус, что благодаря значительному вливанию капитала ячейки TOPCon и HJT станут массовыми в течение двух-трех лет. Однако оба являются продуктами переходного периода. Конечная цель — разработать тандемные солнечные элементы путем наложения ячеек TOPCon или HJT поверх перовскитных солнечных элементов, достигая эффективности, превышающей 30%.

Замена старой емкости:

Массовая замена старых мощностей развернется в ближайшие два года. По состоянию на 2022 год общая мощность производства солнечных элементов в Китае составляла 505.5 ГВт, а мощность — 330.6 ГВт. Ячейки PERC составляли 88% рынка, а TOPCon – 8.3%, что эквивалентно 27.4 ГВт. Ячейки HJT имели долю рынка 0.6%, а их общая мощность составляла 2 ГВт. Ожидается, что поставки ячеек TOPCon в 2023 году составят около 100 ГВт, что примерно в четыре раза больше, чем в 2022 году.

Строительство завода и выход на полную производственную мощность обычно занимают около года. В результате в 2024 году произойдет значительное расширение мощностей по производству элементов TOPCon. По данным CITIC Securities, мощность TOPCon достигнет около 372 ГВт к 2023 году, а к концу 635 года увеличится до 2024 ГВт, превысив мощность ячеек PERC.

Напротив, производственные мощности ячеек HJT расширяются относительно медленнее, чем TOPCon. По состоянию на июль 2023 года отечественные солнечные компании имели существующие и запланированные мощности ячеек HJT, превышающие 214.6 ГВт. HJT сталкивается с проблемами в поставках оборудования и сырья по сравнению с TOPCon, что требует более высокого уровня технических знаний в области полупроводниковых и тонкопленочных технологий. Таким образом, HJT лучше подходит для новых способных компаний и признанных лидеров отрасли с накопленным опытом.

По данным Китайской фотоэлектрической ассоциации, элементы TOPCon и HJT вместе будут составлять более 50% рынка к 2025 году, а к 2030 году HJT приблизится к паритету с TOPCon. Конкуренция за лидерство в новом технологическом ландшафте солнечной промышленности достигла своего апогея.