Energía fotovoltaica espacial: La locura conceptual y la verdad de la industria en medio de la ola de billones

见习记者 尹靖霏

El segmento de fotovoltaica espacial está en plena ebullición, lo que ha llevado a las empresas de fotovoltaica terrestre —“atrapadas en el exceso de capacidad y en pérdidas de resultados”— a apresurarse a “irse al espacio” para contar historias. Tras una investigación en profundidad, el reportero de Securities Times descubrió que: la “fotovoltaica espacial” en la mayoría de los casos se queda en el PPT y en el laboratorio; rutas populares como HJT (célula solar de heterounión) y perovskita “tienen un principio viable, pero se echan a perder al ir al espacio”; los expertos consideran que PERC (tecnología de emisor y célula por detrás con pasivación) es una solución madura que está infravalorada. Falta de verificación, la cadena industrial y el ecosistema aún distan mucho de estar maduros: este gran “boom del mar de estrellas” quizá no sea más que una fiesta de conceptos.

Recientemente, los departamentos reguladores ya han lanzado una serie de golpes contra empresas cotizadas que se subieron al carro de los temas de moda. Expertos de la industria hacen un llamamiento: solo volviendo a la esencia de la ingeniería y a las leyes de la industria, esta tecnología podrá realmente llegar al “infinito del universo”.

Boom por puro concepto: atrae fuertes medidas regulatorias

Con tecnologías maduras como los cohetes reutilizables que impulsan la globalización de los lanzamientos hacia una escala, y además la idea de “computación espacial” propuesta por Musk, se ha alimentado la imaginación sobre una fotovoltaica espacial con un tamaño de mercado de billones. Al entrar en abril, con catalizadores positivos como la reunión del sindicato para lanzar la IPO que SpaceX celebrará el 6 de abril, el concepto de fotovoltaica espacial volvió a activarse a corto plazo.

Desde este año, varias empresas cotizadas en el mercado A-share han sido sancionadas por “hacer un juego” con conceptos como “SpaceX y empresas de aeroespacio comercial”. Empresas de fotovoltaica como Liangshuang Energy Conservation(600481) y Trina Solar fueron sancionadas por la Comisión Reguladora de Valores de Jiangsu y también recibieron una advertencia de supervisión de la Bolsa de Shanghái, respectivamente, debido a la publicación de información vaga sobre la colaboración con SpaceX; además, Guoke Military Industry, Hangxiao Steel Structure(600477), Woge Photonics(603773) y el grupo de datos de la Aster Electronics también recibieron advertencias regulatorias por involucrar información relacionada con aeroespacio comercial que fue publicada de forma inexacta o incompleta.

El reportero de Securities Times descubrió que la mayoría de las empresas cotizadas que se suman a conceptos presentan las siguientes características: o exageran la correlación con colaboraciones con empresas aeroespaciales como SpaceX; o publicitan planes de tecnología aeroespacial de manera vaga; o usan etiquetas de moda para inducir al mercado a creer que son participantes clave en el campo de la fotovoltaica espacial.

El CEO de Jinzhen Shares, Qi Haishen, dijo al reportero de Securities Times que, en el auge de la fotovoltaica espacial, algunas empresas siguen la tendencia con especulación, por lo que es necesario diferenciar racionalmente el negocio central de cada empresa y el grado de relación con el tema de moda; algunas empresas, aunque tienen planes con productos relacionados, difieren en tamaño y en la proporción de su negocio central, por lo que no se puede exagerar con palabras vacías. La fotovoltaica espacial es un nuevo escenario de aplicación con un potencial considerable, pero la liberación del mercado debe ser gradual, sin buscar un crecimiento explosivo.

Desde la perspectiva de la industria, tanto la industria como las inversiones deben abordar racionalmente la fotovoltaica espacial: no se debe apurarse ni esperar un estallido a corto plazo. El desarrollo debe ser gradual y respetar las leyes de la industria. La liberación del mercado de la fotovoltaica espacial es más estricta que la del uso civil. Aunque los recursos espaciales son limitados y la necesidad de disputarse capacidad de producción es urgente, si la tecnología no está a la altura no se puede aventurar, evitando así el desperdicio de recursos y el desorden en el sector.

El director del centro de investigación de ingeniería de un proveedor de energía solar en el sur de China, Liang Shuang (nombre ficticio), quien lleva más de veinte años dedicándose a la investigación de fotovoltaica espacial, dijo al reportero de Securities Times que en este momento la información en el sector de la fotovoltaica espacial “se entremezcla: contenido exacto, semiexacto, que contradice el sentido común y lo que otros dicen sin fundamento”. Las principales empresas de fotovoltaica terrestre se comunican y discuten con frecuencia, pero aun así es difícil llegar a un consenso claro. La idea de fotovoltaica espacial y de computación espacial de Musk, “aunque tiene una imaginación rica, la brecha con la realidad de la ingeniería es enorme”. Expertos en el ámbito aeroespacial de Estados Unidos ya han expresado críticas públicas.

Los departamentos regulatorios supervisan estrictamente la conducta de especulación; empresas cotizadas principales del sector de fotovoltaica han manifestado al reportero de Securities Times que hoy en la industria, sobre términos relacionados con la fotovoltaica espacial como la perovskita, se evita hablar abiertamente.

Verdad técnica:

La fotovoltaica terrestre no puede ir directamente al espacio

Como “estación de repostaje” de los satélites, la fotovoltaica espacial se basa principalmente en tres rutas tecnológicas: baterías de arseniuro de galio, celdas HJT y celdas de perovskita. Las de arseniuro de galio son la corriente principal pero tienen un costo alto; las de HJT y de perovskita, debido a que la tecnología aún no está madura, todavía no se han aplicado de manera real.

Mientras las empresas de fotovoltaica compiten “a lo loco” en tierra, ¿quién obtendrá los billetes hacia este futuro de la fotovoltaica espacial?

La mayoría de las empresas fotovoltaicas se queda en el laboratorio, obsesionada con mirar la eficiencia de conversión fotoeléctrica; algunas empresas envían las celdas fotovoltaicas al espacio para pruebas; y otras entran en este segmento mediante adquisiciones.

GCL System Integration, dijo al reportero de Securities Times, que la compañía ya completó en 2023 la primera prueba global de integración espacial de módulos de perovskita con carga en el espacio, y planea en 2026 realizar pruebas de envío de muestras y validación cercana al espacio junto con el Instituto 811 del China Academy of Space Technology(000901). LONGi Green Energy HPBC ha cargado dos veces celdas en el Shenzhou para completar pruebas espaciales y ha lanzado una batería apilada flexible con eficiencia del 33.4%. JinkoSolar afirma que la eficiencia en laboratorio de su celda apilada de perovskita alcanza el 34.76%, y que, junto con JingTai Technology, construye una línea de laboratorios de IA para acelerar el desarrollo. Junda Shares(002865) entró en el área de fabricación de baterías de satélites y de desarrollo de satélites completos mediante vías como la adquisición y la colaboración.

El experto consultor de la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China, Lü Jinbiao, dijo al reportero que la eficiencia de conversión fotoeléctrica de perovskita que se anuncia en el laboratorio a menudo solo es un resultado de pequeña área y bajo condiciones ideales; si se puede repetir, si puede lograrse mediante pruebas a escala de laboratorio y piloto, y si puede industrializarse, aún queda un largo camino por recorrer.

Liang Shuang indicó de forma directa que la lógica de I+D y las pruebas de la fotovoltaica espacial necesitan ajustes urgentes. La fotovoltaica terrestre se centra más en el costo y la cantidad de generación eléctrica. Hoy las empresas fotovoltaicas se enfocan en la eficiencia de conversión fotoeléctrica, pero un satélite no se puede reparar ni reemplazar; cuando la celda falla, el satélite se da por inutilizado. La fiabilidad es el primer indicador; la eficiencia es solo un referente secundario. La lógica de diseño es completamente distinta.

Además del “boom” mediático, ¿pueden abrirse camino las rutas HJT y de perovskita?

Según Liang Shuang, el principio de HJT es viable, pero la relación costo-beneficio en el espacio es extremadamente baja.

Este experto en fotovoltaica espacial señaló que HJT no es absolutamente imposible para su uso en el espacio, pero requiere una transformación integral del material de electrodos, los procesos de fabricación y la tecnología de encapsulado, adaptándolos a las condiciones del entorno espacial. Tras la modificación, surgirán problemas como caída de eficiencia y aumento de costos. Los electrodos HJT en tierra no pueden soportar las variaciones extremas de temperatura y la irradiación en el espacio; los productos no modificados fallan rápidamente en órbita. Aunque tras la modificación sí podrían cumplir el uso a corto plazo (por ejemplo, 6 meses), la fiabilidad y la estabilidad a largo plazo (más de 5 años) son insuficientes, y la relación costo-beneficio integral es muy inferior a las rutas tradicionales de PERC, la vía antigua de las celdas fotovoltaicas. Las rutas de investigación del sector son bastante similares entre sí, con optimizaciones centradas en la adaptación al entorno, y es difícil lograr rupturas innovadoras.

Liang Shuang reveló que algunas empresas han llevado celdas HJT de tierra directamente al espacio y que fallaron en días o en meses; pero las partes involucradas no han divulgado resultados de fallos.

Sin embargo, Qi Haishen dijo que esta situación pertenece a eventos probabilísticos. El entorno espacial es complejo y, en sí, la operación de un satélite en órbita implica la posibilidad de diversos fallos; no se puede negar el potencial de adaptación de HJT al espacio solo porque algunos ensayos hayan mostrado problemas.

Para las celdas de perovskita, su principio se adapta al espacio, pero hace falta reconstruir completamente la ruta.

Liang Shuang dijo al reportero de Securities Times: “En términos del principio científico, las celdas de perovskita son más adecuadas para aplicaciones en satélites que el silicio cristalino, y los satélites toleran mucho más el costo de las celdas que en tierra. Pero las rutas tecnológicas actuales no funcionan. La ventaja central está en la respuesta a baja iluminación y en la evitación de la degradación por agua y oxígeno en el entorno de vacío; en teoría, sus prestaciones son mejores que las del silicio cristalino y, a largo plazo, podría reemplazar a las celdas de arseniuro de galio. Pero su talón de Aquiles también es evidente: la perovskita en tierra no puede superar pruebas de cambios de alta y baja temperatura ni la fuerte luz ultravioleta y la irradiación; los componentes orgánicos se descomponen y subliman con facilidad; el almacenamiento a alta temperatura durante unas horas provoca que falle”.

Señaló que, en cuanto a la ruta de desarrollo, es necesario abandonar la idea de “reemplazar el silicio cristalino de tierra” y cambiar hacia el desarrollo de tecnología dedicada para el espacio, superando los problemas de estabilidad y de resistencia a la radiación. En unos 5 años aproximadamente podría salir una ruta viable.

Las celdas PERC, por su parte, son la ruta tecnológica principal en el espacio que está infravalorada por la industria y podrían afrontar un “segundo renacimiento”.

Liang Shuang explicó que, como ruta tecnológica más madura en fotovoltaica, el mercado suele ver PERC como capacidad atrasada; pero en el ámbito espacial, es una solución madura validada durante mucho tiempo. “Antes de 2010, en todo el mundo, la mayoría de los satélites usaban celdas de silicio monocristalino/PERC; el nivel de madurez tecnológica y la fiabilidad fueron validados en órbita durante décadas, y la vida útil en el espacio puede cumplir fácilmente la exigencia de 10 a 20 años”. Pronosticó que, si en la fotovoltaica terrestre surgen problemas de degradación por estaciones HJT, también podría haber una vuelta gradual a PERC. Las líneas existentes de TopCon pueden ser compatibles con producción de PERC. La industria no necesita eliminar por completo la capacidad; solo hace falta reiniciar la optimización tecnológica.

Realidad de la industria:

“Dificultad de validación” y “dificultad de ecosistema”

Bajo el bullicio de los mercados de capital, la fotovoltaica espacial afronta una prueba severa de “del concepto a la ingeniería”. Aunque el futuro es prometedor, dentro del sector existen realidades como falta de sistemas de validación, desajuste en rutas tecnológicas y cuellos de botella en costos.

Lo primero es la dificultad de validación. Un directivo relacionado con Midea Weifan(300751) confesó al reportero de Securities Times que, tanto HJT como perovskita, teóricamente son viables, pero en general la industria carece de datos empíricos en órbita.

La ausencia de estos datos proviene de diversas anomalías y deficiencias en la etapa de validación. Li Ran (nombre ficticio), una persona dedicada al desarrollo de alas solares de un instituto aeroespacial, dijo al reportero de Securities Times que actualmente reciben muchas solicitudes de empresas fotovoltaicas terrestres para validar en el espacio, pero que “no están en el mismo canal”. Por ejemplo, muchas empresas toman directamente celdas tipo N para pruebas, sin saber que las celdas tipo P se adaptan mejor al entorno espacial; e incluso algunos casos, la validación y mejoras que deberían realizarse en la etapa terrestre “ni siquiera están en el camino”.

Además, algunas llamadas “validaciones” se quedan en una formalidad. Li Ran dijo que algunas empresas fotovoltaicas, aunque envían las celdas al espacio, no generan electricidad. Liang Shuang indicó que el envío de muestras de empresas fotovoltaicas a instituciones como institutos aeroespaciales es solo el punto de partida para la validación: luego se requiere un largo proceso que incluye pruebas en tierra, integración en órbita y recopilación de datos de telemetría. En casos cortos, para lograr comercialización se necesitan 2–3 años; en casos largos, 5–8 años. Además, se debe pasar por una demostración a nivel de sistema del satélite; no basta con enviarlo a inspección.

La raíz de este dilema está en la desviación de la comprensión sobre “la diferencia entre cielo y tierra”. Liang Shuang enfatizó que los productos fotovoltaicos terrestres no pueden usarse directamente en el espacio al 100%; entre ambos existen diferencias esenciales. Primero: diferencias extremas de temperatura. El espacio debe soportar una variación de ±80℃ a ±120℃; en satélites de órbita baja, el ciclo diario puede alcanzar 15 veces, mientras que en tierra solo se puede realizar desde +80℃ hasta -20℃, con un ciclo diario inferior a 1 vez. Segundo: entornos de fuerte radiación. La radiación ultravioleta del espacio y la irradiación de partículas de alta energía dañan con mucha fuerza a los materiales; en tierra no existen condiciones de simulación correspondientes. Tercero: barreras de proceso. Tras llevar la soldadura y el encapsulado de tierra al espacio, la tasa de fallos es extremadamente alta; se deben emplear procesos específicos para satélites.

Lü Jinbiao indicó al reportero de Securities Times que el desarrollo de fotovoltaica espacial no puede centrarse solo en la tecnología de celdas en sí, sino que debe considerarse dentro de toda la cadena industrial y el ecosistema comercial. El verdadero requisito previo para que la fotovoltaica espacial sea viable es que la demanda del mercado se active, por ejemplo, que haya decenas de miles de satélites que necesiten electricidad y que esos satélites tengan objetivos claros de servicios comerciales y modelos de negocio definidos.

Está claro que los cuellos de botella de la capacidad de lanzamiento y la “incertidumbre” de la computación espacial limitan la adopción a escala de la fotovoltaica espacial. Liang Shuang dijo que, según la capacidad de lanzamiento actual, la idea de Musk de un millón de satélites requeriría cien años. Y además, los costos de dispositivos como GPU espaciales y memoria son muy altos y es probable que fallaran en órbita; la puesta en marcha a nivel de mercado está aún lejos. Al mismo tiempo, el costo también es un gran “obstáculo” para la comercialización de la fotovoltaica espacial. Liang Shuang calculó: incluso si SpaceX reduce el costo de lanzamiento a 2000 dólares por kilogramo, enviar un sistema de 1 GW al espacio todavía requeriría cientos de miles de millones de dólares.

También se cuestiona la compatibilidad de la cadena industrial. Desde la parte de materiales, faltan capacidades de producción de materiales ultraligeros, resistentes a la radiación y a alta temperatura que se adapten al entorno espacial. Desde la fabricación del tramo medio, la capacidad de producción a medida de módulos fotovoltaicos de nivel aeroespacial es escasa; muchas empresas aún se basan en producción de lotes pequeños tipo laboratorio. Desde el mantenimiento del tramo final, los robots en órbita(300024) y los equipos de reparación espacial están prácticamente en blanco. Al respecto, Lü Jinbiao señaló que, una vez que exista una demanda comercial clara, la oferta de materiales resistentes a alta temperatura para aeroespacio y de módulos personalizados será impulsada por la competencia del mercado, y no al revés: no se puede construir primero la cadena industrial y luego esperar a que aparezca la demanda.

Ante el calor de la tendencia, hay que volver a la racionalidad: reconfigurar la prioridad tecnológica y el ritmo industrial.

Liang Shuang dijo: “Primero, hay que reestructurar las prioridades tecnológicas: la fotovoltaica espacial debe abandonar el ‘culto a la eficiencia en el laboratorio’, con el pragmatismo como núcleo, priorizando la fiabilidad, la adaptación al entorno y la vida útil en órbita; la eficiencia solo es un indicador auxiliar. Segundo, las rutas deben separarse: HJT se enfoca en escenarios terrestres, PERC mantiene su posición como ruta principal para el espacio, y la perovskita se orienta a I+D dedicada para el espacio; cada una cumple su función, evitando la competencia ciega entre escenarios. Tercero, el ritmo industrial debe desacelerarse: las empresas fotovoltaicas deben planificar con racionalidad, considerando la fotovoltaica espacial como una reserva tecnológica a largo plazo de más de 10 años, en lugar de un punto de crecimiento de resultados a corto plazo”.

Finalmente enfatizó: “En el auge de la fotovoltaica espacial, solo volviendo a la esencia de la ingeniería y a las leyes de la industria, y descartando la especulación financiera y la orientación unilateral del discurso, esta tecnología podrá realmente volverse práctica, en vez de quedarse en historias de ciencia ficción y relatos de capital”.

(Editor: Zhang Yang HN080)

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