Investigación sobre la virtualidad y realidad de la energía fotovoltaica espacial: La fiesta de conceptos y la verdad de la industria en medio de la ola de billones

H记者 Yǐn Jìngfēi

El segmento de fotovoltaica espacial está de moda y atrae mucho interés, lo que hace que las empresas fotovoltaicas terrestres, “atrapadas en la sobrecapacidad y con pérdidas en resultados”, compitan por “subirse al cielo” para contar historias. El reportero de Securities Times realizó una investigación en profundidad y descubrió que: la mayoría de la “fotovoltaica espacial” se queda en los PPT y en el laboratorio; rutas populares como HJT y perovskita (“principio viable, pero en cuanto se envía al espacio se arruina”); expertos consideran que PERC (tecnología de emisor trasero y de emisor pasivado, y baterías por detrás) es una solución madura subestimada. Falta validación, y el ecosistema industrial aún no está maduro: este intenso “revival del mar de estrellas”, quizá sea solo una fiesta de conceptos.

Recientemente, las autoridades regulatorias ya han lanzado fuertes medidas contra las empresas cotizadas que se han subido a la tendencia. Expertos de la industria han hecho un llamado: solo al volver a la esencia del proyecto y a las leyes de la industria, esta tecnología podrá realmente avanzar hacia “el vasto universo”.

Tamaño de bombo conceptual: atraer golpes regulatorios

Tecnologías maduras como cohetes reutilizables impulsan que el lanzamiento global entre en una era de escala; además, la idea de cómputo espacial propuesta por Musk añade imaginaciones de un mercado de billones para la fotovoltaica espacial. Al entrar abril, con catalizadores positivos como que SpaceX celebrará el 6 de abril una reunión de inicio del IPO del sindicato, el concepto de fotovoltaica espacial vuelve a activarse a corto plazo.

Desde este año, varias empresas cotizadas en el mercado A-share han sido sancionadas por verse involucradas en el “auge conceptual de SpaceX, comercial spaceflight, etc.”. Empresas fotovoltaicas como Shuangliang Energy (reivindicación de derechos) y Trina Solar, por publicar información vaga sobre la cooperación con SpaceX, constituyeron un caso de aprovecharse de la tendencia; fueron sancionadas por la Comisión Reguladora de Valores de Jiangsu y recibieron una advertencia regulatoria por la Bolsa de Shanghái, respectivamente. Además, Guoke Junong, Hangxiao Steel Structure (reivindicación de derechos), Woger Optoelectronics y Electric Research Digital (reivindicación de derechos) también recibieron advertencias regulatorias debido a información publicada relacionada con el vuelo espacial comercial que fue inexacta o incompleta.

El reportero de Securities Times descubrió que la mayoría de las empresas cotizadas que “se suben a conceptos” presentan las siguientes características: o bien exageran la relación de colaboración comercial con empresas aeroespaciales como SpaceX; o bien trazan planes de tecnología aeroespacial de forma vaga; o bien utilizan etiquetas de moda para inducir al mercado a creer que son participantes clave en el ámbito de la fotovoltaica espacial.

El CEO de Jinzhen Shares, Qi Haishen, le dijo al reportero de Securities Times que, dentro del calor de la fotovoltaica espacial, algunas empresas siguen la moda y hacen especulación; se necesita distinguir racionalmente el negocio central de la empresa y el grado de relación con la tendencia. Algunas empresas, aunque tienen planes relacionados con productos, la escala y el peso del negocio central varían; no se debe exagerar lo que se dice por el calor del momento. La fotovoltaica espacial es un escenario de aplicación nuevo con potencial considerable, pero la liberación del mercado debe avanzar paso a paso; no se puede perseguir un crecimiento explosivo.

Desde la perspectiva de la industria, tanto la industria como las inversiones deben mirar la fotovoltaica espacial de forma racional; no se debe buscar éxito inmediato ni esperar un estallido a corto plazo. El desarrollo debe avanzar paso a paso y respetar las leyes de la industria. La liberación de mercado de la fotovoltaica espacial exige mucho más que la del mercado civil; aunque los recursos espaciales son limitados y la demanda de competir por capacidad de producción es urgente, si la tecnología no está a la altura no se debe ser arriesgado, evitando el desperdicio de recursos y los desórdenes en el sector.

El director de un centro de investigación técnica de ingeniería solar en el sur de China, Liang Shuang (nombre ficticio), lleva más de veinte años dedicándose a la investigación de fotovoltaica espacial. Le dijo al reportero de Securities Times que hoy en día, en el ámbito de la fotovoltaica espacial, la información se entremezcla con “contenidos precisos, medio precisos, que contradicen el sentido común y rumores de oídas”. Las empresas fotovoltaicas terrestres líderes se reúnen e intercambian con frecuencia para debatir, pero no hay un consenso claro. La idea de fotovoltaica espacial y cómputo espacial en el espacio propuesta por Musk, “aunque es rica en imaginación, está muy lejos de la realidad de la ingeniería”; expertos del sector aeroespacial en EE. UU. ya han cuestionado públicamente esta idea.

Las autoridades regulatorias supervisan con estrictitud las conductas de especulación. Empresas fotovoltaicas cotizadas relevantes relacionadas con el negocio principal le dijeron al reportero de Securities Times que, hoy en día, dentro de la industria, palabras relacionadas con fotovoltaica espacial como las perovskitas se mencionan con gran cautela.

Verdad técnica:

La fotovoltaica terrestre no puede subirse al cielo directamente

Como “estación de repostaje” de los satélites, la fotovoltaica espacial tiene principalmente tres rutas tecnológicas: celdas de arseniuro de galio, celdas HJT y celdas de perovskita. Las celdas de arseniuro de galio son la corriente principal pero tienen costos altos; las celdas HJT y de perovskita, por falta de madurez tecnológica, aún no se han aplicado de verdad.

Las empresas fotovoltaicas “se enroscan hasta morir” en tierra; ¿quién obtendrá el billete hacia el futuro de la fotovoltaica espacial?

La mayoría de las empresas fotovoltaicas se quedan en el laboratorio, clavadas en la tasa de conversión optoelectrónica; algunas empresas envían las celdas fotovoltaicas al espacio para pruebas; y hay otras que entran en este segmento mediante adquisiciones.

GCL System, en cuanto a lo que dijo al reportero de Securities Times, señaló que la empresa completó en 2023 la primera prueba mundial de acoplamiento espacial de módulos de perovskita, y que planea en 2026 realizar pruebas de envío de muestras y validación de “casi espacio” con el Instituto 811 del China Aerospace Science and Technology Corporation. Longi Green Energy HPBC ha acoplado dos veces celdas al Shenzhou para completar pruebas en el espacio y ha lanzado una celda flexible en capas con eficiencia del 33,4%. JinkoSolar afirma que, en laboratorio, la eficiencia de las celdas en capas de perovskita alcanza el 34,76%, y además construye una línea de experimentos de IA conjuntamente con Jitai Technology para acelerar la I+D. Junda Shares, por su parte, entra en el ámbito de celdas de satélite y la fabricación de satélites completos mediante vías como adquisiciones y colaboración.

El experto consultor de la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China, Lü Jinbiao, le dijo a un reportero que la eficiencia de conversión fotovoltaica de perovskita que se anuncia en el laboratorio a menudo solo es un resultado de área pequeña bajo condiciones ideales; falta saber si se puede repetir, si se puede confirmar mediante pruebas piloto y de prueba en pequeña escala, y si puede industrializarse; todavía hay un largo camino por recorrer.

Liang Shuang lo dijo con franqueza: la lógica de I+D y pruebas de fotovoltaica espacial necesita con urgencia ajustarse. La fotovoltaica terrestre se centra más en el costo y en la cantidad de generación; hoy las empresas fotovoltaicas se enfocan en la eficiencia de conversión fotovoltaica, pero como los satélites no se pueden reparar ni reemplazar, si la celda falla el satélite queda descartado. La confiabilidad es el primer indicador; la eficiencia es solo una referencia secundaria. La lógica de diseño es completamente diferente.

Además del bombo, ¿se podrá recorrer la ruta de HJT y perovskita?

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

Este experto en fotovoltaica espacial declaró directamente que HJT no es absolutamente imposible para el espacio, pero se requiere una reforma integral de materiales de electrodos, procesos de fabricación y tecnologías de encapsulado para el entorno espacial; tras la modificación surgirán problemas de disminución de la eficiencia y aumento de costos. Los electrodos HJT terrestres no pueden soportar las variaciones extremas de temperatura y la irradiación en el espacio; los productos no mejorados fallan rápidamente en órbita. Tras la modificación, aunque se puede cumplir el uso a corto plazo (por ejemplo, 6 meses), la confiabilidad y estabilidad a largo plazo (más de 5 años) son insuficientes; en relación costo-beneficio integral, está muy por debajo de la ruta antigua de PERC para baterías fotovoltaicas. Las rutas de investigación en el sector son bastante similares, todas giran en torno a optimizar la adaptación al entorno, y difícilmente habrá una ruptura original.

Liang Shuang reveló que algunas empresas llevan celdas HJT terrestres directamente al espacio; fallan en cuestión de días a meses, pero las partes involucradas no han publicado resultados de fallas.

Sin embargo, Qi Haishen dijo que esta situación es un evento probabilístico. El entorno espacial es complejo y las fallas posibles existen de por sí cuando los satélites operan en órbita; no se puede negar el potencial de adaptación de HJT al espacio solo porque algunas pruebas presenten problemas.

Para las celdas de perovskita, su principio se adapta al espacio, pero se necesita reconstruir la ruta por completo.

Liang Shuang le dijo al reportero de Securities Times: “Desde el punto de vista del principio científico, las celdas de perovskita son más adecuadas para aplicaciones en satélites que las de silicio cristalino, y los satélites toleran mucho más el costo de las celdas que el terreno. Pero, con las rutas tecnológicas actuales, no se puede avanzar. La ventaja central está en la respuesta a baja iluminación y en evitar la degradación por agua y oxígeno en un entorno de vacío; en teoría el rendimiento supera al del silicio cristalino, y a largo plazo hay esperanzas de reemplazar las celdas de arseniuro de galio. Sin embargo, la debilidad mortal también es evidente: la perovskita terrestre no puede pasar por pruebas de cambios alternos de alta y baja temperatura en el espacio, ni pruebas de fuerte radiación ultravioleta y de irradiación; los componentes orgánicos tienden a descomponerse y sublimarse; el almacenamiento a alta temperatura durante unas horas basta para que falle”.

Señaló que, en cuanto a la ruta de desarrollo, se debe abandonar la idea de “reemplazar el silicio cristalino terrestre” y pasar a I+D de tecnologías dedicadas al espacio, superando los problemas de estabilidad y resistencia a la radiación. En unos 5 años aproximadamente, se podría llegar a una ruta viable.

PERC, en cambio, es la ruta principal de fotovoltaica espacial que el sector ha subestimado y que quizá viva un “renacimiento en segunda oportunidad”.

Liang Shuang explicó que, como la ruta tecnológica fotovoltaica más madura, el mercado suele considerar que PERC es capacidad atrasada, pero en el espacio es una solución madura validada a largo plazo. “Antes de 2010, la mayoría de satélites en todo el mundo usaban principalmente celdas de silicio monocristalino/PERC. La madurez técnica y la confiabilidad se han verificado mediante inspecciones en órbita durante décadas, y la vida útil en el espacio puede cumplir fácilmente la demanda de 10 a 20 años”. Pronosticó que la fotovoltaica terrestre también podría volver gradualmente a PERC debido a problemas de degradación de plantas con HJT. Las líneas actuales de TopCon pueden ser compatibles con la producción de PERC; la industria no necesita eliminar por completo capacidad, solo reiniciar optimización tecnológica.

Realidad industrial:

“El problema de la validación” y “la dificultad del ecosistema”

Bajo el estruendo del mercado de capitales, la fotovoltaica espacial enfrenta una dura prueba desde “concepto” hasta “ingeniería”. Aunque el futuro se ve amplio, la industria internamente se enfrenta a dificultades reales como la falta de un sistema de validación, desajustes en las rutas técnicas y el gran muro de costos.

En primer lugar está el problema de la validación. Personas relacionadas con el ámbito de Miaowei Shares le dijeron al reportero de Securities Times que, tanto para HJT como para perovskita, teóricamente es posible, pero en general la industria carece de datos empíricos en órbita.

La falta de esos datos se debe a todo tipo de caos y deficiencias en el proceso de validación. Li Ran (nombre ficticio), una persona dedicada al desarrollo de alerones solares de un instituto aeroespacial, le dijo al reportero de Securities Times que actualmente reciben muchas solicitudes de empresas fotovoltaicas para validar subiendo al cielo sus productos, pero que “no suelen estar en el mismo canal”. Por ejemplo, muchas empresas llevan celdas tipo N para las pruebas, cuando en realidad las celdas tipo P son más adecuadas para el entorno espacial; e incluso algunos “ni siquiera saben por dónde empezar” con la validación y las mejoras que deben hacerse en la etapa terrestre.

Aún más, parte de la llamada “validación” se queda en formalidades. Li Ran reveló que algunas empresas fotovoltaicas sí envían celdas al espacio, pero no generan electricidad. Liang Shuang señaló que enviar muestras de celdes a institutos aeroespaciales como puntos de partida para validar no basta: hay que pasar por un largo proceso que incluye pruebas en tierra, acoplamiento en órbita y recopilación de datos telemétricos. El tiempo puede ser de 2 a 3 años en el mejor caso y de 5 a 8 años en casos más largos para lograr aplicación comercial; además, se necesita pasar por un argumento a nivel de sistema satelital, no basta con enviar para inspección.

La raíz de este dilema está en un sesgo de comprensión sobre “las diferencias entre cielo y tierra”. Liang Shuang enfatizó que el 100% de los productos fotovoltaicos terrestres no puede usarse directamente en el espacio; existen diferencias esenciales. Primero, las variaciones extremas de temperatura: el espacio debe soportar una diferencia de temperatura de ±80℃ a ±120℃; el ciclo día-noche en satélites de baja órbita llega hasta 15 veces, mientras que en tierra se puede realizar +80℃ a -20℃ con menos de 1 ciclo por día. Segundo, el entorno de fuerte radiación: los rayos ultravioleta del espacio y la irradiación de partículas de alta energía dañan materiales de forma extremadamente destructiva, y en tierra no hay condiciones de simulación correspondientes. Tercero, barreras de proceso: el fracaso es muy alto cuando la soldadura y la tecnología de encapsulado de tierra se llevan al espacio; se debe utilizar un proceso dedicado de satélite.

Lü Jinbiao le dijo al reportero de Securities Times que el desarrollo de fotovoltaica espacial no puede limitarse a mirar únicamente la tecnología de celdas en sí, sino que debe considerarse dentro de toda la cadena industrial y el ecosistema comercial. El requisito previo para que la fotovoltaica espacial sea realmente viable es que se genere la demanda total del mercado: por ejemplo, haya miles o decenas de miles de satélites que necesiten electricidad, y esos satélites tengan destinatarios claros de servicios comerciales y un modelo comercial.

Está claro que la limitación de capacidad de lanzamiento y la “incertidumbre” del cómputo espacial restringen la popularización 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 tardaría cien años en completarse; y además, los costos de dispositivos como GPU espaciales y memoria son extremadamente altos y tienden a fallar en órbita, por lo que la implementación de mercado se ve lejana. Al mismo tiempo, el costo también es uno de los “obstáculos” para la comercialización de la fotovoltaica espacial. Liang Shuang hizo un cálculo: incluso si SpaceX reduce el costo de lanzamiento a 2000 dólares por kilogramo, enviar un sistema de nivel GW a la órbita aún requeriría cientos de miles de millones de dólares.

La compatibilidad de la cadena industrial también recibe dudas del mercado. En cuanto a materiales aguas arriba, faltan capacidades de producción de materiales ultra ligeros, resistentes a la radiación y aptos para altas temperaturas para el entorno espacial. En fabricación a nivel medio, faltan capacidades de producción personalizadas de módulos fotovoltaicos de nivel aeroespacial: la mayoría de las empresas aún se centra en producción en lotes pequeños en laboratorio. En mantenimiento y operación a nivel inferior, los robots en órbita y equipos de reparación espacial casi no existen. Ante esto, Lü Jinbiao dijo que la oferta de materiales aeroespaciales resistentes a altas temperaturas y de capacidades de módulos personalizados será impulsada por la competencia del mercado cuando la demanda comercial sea clara, no por crear primero la cadena industrial y luego esperar a la demanda.

Ante el auge, se necesita volver a la racionalidad, reconstruir la prioridad tecnológica y el ritmo de la industria.

Liang Shuang dijo: “Primero, la prioridad tecnológica debe reestructurarse: la fotovoltaica espacial debe abandonar la ‘obsesión por la eficiencia en laboratorio’; con el pragmatismo como núcleo, se debe resolver primero la confiabilidad, la adaptación al entorno y la vida útil en órbita, y la eficiencia solo como un indicador auxiliar. Segundo, las rutas deben diferenciarse: HJT se enfoca en escenarios terrestres; PERC mantiene su posición como tecnología principal en el espacio; la perovskita se orienta al desarrollo dedicado para el espacio. Las tres deben cumplir su función, evitando una competencia ciega entre escenarios. Tercero, el ritmo industrial debe desacelerarse: las empresas fotovoltaicas deben planificar de forma racional, considerando la fotovoltaica espacial como una reserva tecnológica de largo plazo de más de 10 años, no como un punto de crecimiento de resultados a corto plazo”.

Al final, recalcó: “En el auge de la fotovoltaica espacial, solo volviendo a la esencia de la ingeniería y a las leyes de la industria, y dejando de lado la especulación financiera y la orientación unilateral de la opinión pública, esta tecnología podrá llegar realmente a lo práctico, en lugar de quedarse en historias de ciencia ficción y cuentos de capital”.

(Fuente: Securities Times)

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