Závod solárneho priemyslu o fotovoltaickú batériu novej generácie

Úvod:

Solárny priemysel v Číne bol svedkom série konkurenčných technologických pretekov, ktoré formovali jeho vývoj. Od kremíkových materiálov po kremíkové doštičky, obušok teraz prechádza do kľúčového segmentu batérií. Otázkou je, kto v tejto najnovšej súťaži vyjde ako víťaz?

Desaťročie transformačných inovácií:

Za posledné dve desaťročia sa náklady na výrobu solárnych panelov prepadli o viac ako 90 %, a to vďaka zlepšeným výrobným procesom a úsporám z rozsahu. Súčasne sa účinnosť bežných fotovoltaických článkov zvýšila z 12 % na približne 23 %. Pokračovanie v tomto náraste efektívnosti teraz závisí od technologických inovácií.

Bod zlomu pre solárnu technológiu:

Oblasť technológie solárnych článkov sa nachádza v kritickom bode, pričom efektívnejšie články vstupujú do masovej výroby. Všetky solárne spoločnosti sa musia prispôsobiť a zvoliť efektívnejšie nové technologické cesty; inak im hrozí zastaranie.

Inovácie urýchľujúce prílev kapitálu:

Podstatný prílev kapitálu je kľúčovou hnacou silou rýchleho vývoja solárnej technológie. V roku 2022 čínske solárne spoločnosti získali na financovaní ohromujúcich 136.2 miliardy jenov, čo je takmer štvornásobok sumy v roku 2019. Tento nárast posunul kapacitu rôznych priemyselných segmentov na viac ako trojnásobok oproti roku 2019. Tieto nové výrobné kapacity využívajú nové technologické cesty, s výstupom nových technologických produktov, ktoré v priebehu jedného až dvoch rokov prekonajú súčasné bežné bunky. V dôsledku toho sa blíži masívna výmena starých kapacít.

Dominancia buniek PERC:

V súčasnosti na solárnom trhu dominujú články PERC (Pasivated Emitter Rear Cell). Vzniká však nová generácia vysoko účinných fotovoltických článkov, primárne zastúpená dvoma typmi: TOPCon a HJT (Heterojunction).

• Bunky TOPCon: Spustila sa sériová výroba v roku 2022 a ponúka nižšie náklady.
• HJT bunky: Hromadná výroba má začať v roku 2023 a môže sa pochváliť vyššou účinnosťou.

Z priemyselného hľadiska vykazujú výrobné linky TOPCon určitú kompatibilitu so staršími linkami, pričom ťažia z vyspelého procesu. Na rozdiel od toho je HJT nová technológia s kratším procesom a vyššími technickými prekážkami.

Poplatky vznikajúce spoločnosti:

Vďaka týmto novým technológiám sa objavilo niekoľko rýchlo rastúcich nováčikov. Yidao New Energy a Huasun Energy sú poprednými hráčmi v kategóriách TOPCon a HJT, pričom každý z nich má hodnotu okolo 10 miliárd jenov. Okrem toho mnohé solárne spoločnosti súvisiace s novými technológiami už vstúpili na burzu alebo sa pripravujú na IPO, ako napríklad Laplace, ktorá začala s výrobnými linkami TOPCon.

Zavedené stávky na zaistenie gigantov:

Hlavní lídri solárneho priemyslu sa diverzifikovali do technológií TOPCon a HJT. Jinko Solar vsádza na TOPCon, kým Risen Energy uprednostňuje HJT. Väčšina ostatných špičkových spoločností sa špecializovala na jednu technológiu, zatiaľ čo experimentovala s ďalšími linkami pre iné technológie.

Boj o slnečnú nadvládu:

Môžu noví účastníci s inovatívnymi technológiami vytlačiť etablovaných lídrov v tomto cykle technologického vývoja? Súperenie o vedúce postavenie v solárnej technológii je teraz na vrchole.

Štyri fázy fotovoltaickej výroby: kremíkové materiály, kremíkové doštičky, články a moduly:

• Silikónové materiály: GCL-Poly zvíťazil v prvom súťažnom kole.
• Silicon Wafers: Longi Green Energy Technology zabezpečili druhú fázu.
• Bunky: V súčasnosti prebieha tretie kolo.

Väčšina spoločností identifikovala svoje kľúčové technológie, ale svoje výrobné linky postavila len čiastočne alebo úplne uviedla do prevádzky. Spoločnosti využívajúce vyčkávací prístup majú stále príležitosť urobiť nové rozhodnutia. Z priekopníkov vzídu víťazi tejto súťaže.

Prechod z buniek typu P na bunky typu N:

Prechod od kremíkových doštičiek typu P na doštičky typu N sa už začal. Bunky typu P Back Surface Field (BSF) boli dominantnou technológiou viac ako desať rokov. V súčasnosti bunky typu N napredujú, pričom TOPCon a HJT predstavujú kategóriu typu N.

Hra efektivity:

Od roku 2022 mali články PERC priemernú účinnosť fotovoltaickej konverzie 23.2 %. Články TOPCon dosiahli priemernú účinnosť konverzie 24.5 % a články HJT 24.6 %. Každé zvýšenie účinnosti článkov o 1 % znamená ďalších 12.5 kWh elektriny vyrobenej na štvorcový meter solárneho panelu ročne, na základe priemyselných priemerov.

Cesta vpred:

Priemyselný konsenzus je, že vďaka významnej kapitálovej infúzii sa bunky TOPCon aj HJT stanú hlavným prúdom do dvoch až troch rokov. Oba sú však prechodné produkty. Konečným cieľom je vyvinúť tandemové solárne články vrstvením článkov TOPCon alebo HJT na perovskitové solárne články, čím sa dosiahne účinnosť presahujúca 30 %.

Výmena starej kapacity:

Masívna výmena starých kapacít sa rozvinie v priebehu nasledujúcich dvoch rokov. Od roku 2022 mala Čína celkovú výrobnú kapacitu solárnych článkov 505.5 GW s výkonom 330.6 GW. Články PERC tvorili 88 % trhu, zatiaľ čo TOPCon mal 8.3 % podiel, čo zodpovedá 27.4 GW. Bunky HJT mali 0.6 % podiel na trhu, celkovo 2 GW. Očakáva sa, že dodávky článkov TOPCon v roku 2023 budú okolo 100 GW, čo je zhruba štvornásobok oproti roku 2022.

Výstavba továrne a dosiahnutie plnej výrobnej kapacity zvyčajne trvá približne rok. V dôsledku toho bude rok 2024 svedkom výrazného rozšírenia výrobnej kapacity článkov TOPCon. Podľa CITIC Securities dosiahne kapacita TOPConu do roku 372 približne 2023 GW a do konca roku 635 vzrastie na 2024 GW, čím prekoná kapacitu buniek PERC.

Naproti tomu kapacita výroby buniek HJT sa rozširuje relatívne pomalším tempom ako TOPCon. K júlu 2023 mali domáce solárne spoločnosti existujúce a plánované kapacity článkov HJT presahujúce 214.6 GW. HJT čelí v porovnaní s TOPCon výzvam v oblasti vybavenia a dodávok surovín, čo si vyžaduje vyššiu úroveň technickej odbornosti v oblasti technológie polovodičov a tenkovrstvových článkov. Preto je HJT vhodnejší pre schopné nové spoločnosti a etablovaných lídrov v odvetví s nahromadenými skúsenosťami.

Podľa Čínskej fotovoltaickej asociácie budú články TOPCon a HJT do roku 50 predstavovať viac ako 2025 % trhu, pričom HJT sa do roku 2030 priblíži k parite TOPConu. Súťaž o vedúce postavenie v novom technologickom prostredí solárneho priemyslu dosiahla svoj zenit.