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

Reportero en prácticas Yin Jingfei

La carrera de la fotovoltaica espacial está en pleno auge, lo que hace que las empresas fotovoltaicas terrestres que “quedan atrapadas en exceso de capacidad y en pérdidas de resultados” compitan por “subirse al espacio” para contar historias. El reportero de Securities Times, tras una investigación en profundidad, descubrió que la “fotovoltaica espacial” en su mayoría se queda en PPT y en laboratorios; las rutas populares como HJT (celdas solares de unión heterogénea) y perovskita (“principio viable, pero en cuanto se sube al espacio se echa a perder”); y que PERC (tecnología de emisor y célula por el dorso con pasivación) es considerada por los expertos como una solución madura subestimada. Faltan validaciones, y el ecosistema industrial aún no está maduro del todo: este furor por “mar de estrellas y vasto universo” quizá sea solo una fiesta de conceptos.

Recientemente, las autoridades reguladoras han lanzado una serie de medidas contundentes contra las empresas cotizadas que se suben al tren de los temas candentes. Expertos de la industria han pedido: solo regresando a la esencia del proyecto y a las leyes de la industria, esta tecnología podrá realmente avanzar hacia la “inmensidad del cosmos”.

Auge de conceptos: atrae el golpe de regulaciones contundentes

Con tecnologías como los cohetes reutilizables ya maduras, el lanzamiento global ha entrado en la era de la escalabilidad; además, la visión de “computación espacial” propuesta por Musk también impulsa la idea de una fotovoltaica espacial con un mercado potencial de billones. Al entrar abril, con catalizadores positivos como que SpaceX celebrará el 6 de abril una reunión para iniciar el sindicato del IPO, el concepto de fotovoltaica espacial volvió a activarse a corto plazo.

Desde este año, en el mercado A-share ya varias empresas cotizadas han sido sancionadas por “especular con conceptos como SpaceX y la industria aeroespacial comercial”. Empresas fotovoltaicas como Lianglian Energy Conservation (600481), Trina Solar y otras han sido sancionadas por la Comisión Reguladora de Valores de Jiangsu y por la Bolsa de Shanghái, respectivamente, debido a información vaga publicada sobre la cooperación con SpaceX, lo que constituye especulación al calor de un tema. Además, Guoke Military Industry, Hangxiao Steel Structure (600477), Woguang Electric (603773) y otros, así como Tech & Digital de CET, recibieron advertencias regulatorias por la publicación inexacta o incompleta de información relacionada con la aeroespacial comercial.

El reportero de Securities Times descubrió que la mayoría de las empresas cotizadas que “se apropian del concepto” presentan las siguientes características: o exageran la relación de negocios de cooperación con empresas aeroespaciales como SpaceX; o trazan planes tecnológicos aeroespaciales de forma vaga; o utilizan etiquetas de actualidad, haciendo que el mercado crea erróneamente que son participantes clave en el ámbito de la fotovoltaica espacial.

El CEO de Jinzhen Co., Ltd., Qi Haishen, dijo al reportero de Securities Times que, en medio del calor de la fotovoltaica espacial, algunas empresas siguen la tendencia y especulan; por ello, hace falta distinguir de manera racional el negocio central de una empresa y el grado de relación con el tema. Algunas empresas, aunque tengan un despliegue de productos relacionados, difieren en escala y en la proporción del negocio principal; no se debe, entonces, exagerar con palabras solo por el calor del momento. La fotovoltaica espacial es un nuevo escenario de aplicación con potencial considerable, pero la liberación del mercado debe avanzar paso a paso, sin perseguir un crecimiento explosivo.

Desde la perspectiva de la industria, tanto la industria como las inversiones deben mirar con racionalidad la fotovoltaica espacial; no se puede buscar éxito rápido ni esperar una explosión a corto plazo. El desarrollo debe avanzar paso a paso y respetar las leyes de la industria. La liberación del mercado de la fotovoltaica espacial es más estricta que la del mercado civil; aunque los recursos espaciales son limitados y la necesidad de las empresas de competir por capacidad instalada es urgente, si la tecnología no está a la altura no se puede avanzar con ligereza, para evitar el desperdicio de recursos y el desorden en la industria.

El director del Centro de Investigación de Tecnología de Ingeniería de cierto instituto solar en el sur de China, Liang Shuang (seudónimo), lleva más de 20 años dedicado a investigar la fotovoltaica espacial. Dijo al reportero de Securities Times que, en este momento, la información en el campo de la fotovoltaica espacial “se entrelaza entre contenido preciso, parcialmente preciso, y contenido que contradice el sentido común y proviene de oídas”. Las principales empresas fotovoltaicas terrestres intercambian y debaten con frecuencia, pero difícilmente se logra un consenso claro. Las ideas de fotovoltaica espacial y computación espacial propuestas por Musk, aunque “están llenas de imaginación”, “se alejan muchísimo de la realidad de la ingeniería”; expertos del sector aeroespacial de EE. UU. ya han formulado críticas públicas.

Las autoridades reguladoras aplican una supervisión estricta contra las conductas de especulación. Empresas cotizadas de fotovoltaica central relacionadas dijeron al reportero de Securities Times que, hoy en día, en la industria hay un tabú total sobre términos relacionados con fotovoltaica espacial como la perovskita.

Verdades técnicas:

La fotovoltaica terrestre no puede subirse al espacio directamente

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

Mientras las empresas fotovoltaicas “se encienden” en tierra y compiten sin piedad, ¿quién obtendrá el billete hacia ese futuro de fotovoltaica espacial?

La mayoría de las empresas fotovoltaicas se quedan en el laboratorio, fijadas a la conversión de potencia; algunas envían celdas fotovoltaicas al espacio para verificación; y otras entran en este sector mediante adquisiciones.

Sobre el tema, GCL Technology dijo al reportero de Securities Times que la empresa ya completó en 2023 la primera prueba global de acoplamiento espacial de módulos de perovskita. Planea en 2026 realizar pruebas de envío de muestras y validación de “casi espacio” junto con el Instituto 811 de China Aerospace Science and Technology Group (000901). Las celdas HPBC de Longi Green Energy se han montado dos veces en naves Shenzhou para completar pruebas en el espacio y se lanzó una batería de capas flexibles con eficiencia del 33.4%. JinkoEnergy afirma que la eficiencia de laboratorio de su batería apilada de perovskita alcanza el 34.76%, y que, junto con la empresa JingTai Technology, construyó una línea de laboratorio de IA para acelerar el desarrollo. Kunda Co., Ltd. (002865) entró en el ámbito de baterías para satélites y el desarrollo de satélites completos mediante vías como adquisiciones y cooperación.

El experto consultor de la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China, Lü Jinbiao, dijo al reportero que la eficiencia de conversión fotovoltaica de perovskita anunciada en laboratorio suele ser un resultado de área pequeña en condiciones ideales; queda por ver si es repetible, si se puede lograr mediante pruebas a pequeña escala y a escala piloto, y si puede industrializarse: aún queda un largo camino.

Liang Shuang declaró sin rodeos que la lógica de I+D y de prueba de la fotovoltaica espacial necesita ajustarse con urgencia. La fotovoltaica terrestre se centra más en costos y en producción eléctrica. Actualmente, las empresas fotovoltaicas se concentran en la eficiencia de conversión fotovoltaica, pero un satélite no se puede reparar ni reemplazar; cuando falla la batería, el satélite queda de hecho desechado. La confiabilidad es el primer indicador; la eficiencia es solo una referencia secundaria. La lógica de diseño es completamente distinta.

Además del marketing especulativo, ¿pueden seguir adelante las rutas HJT y de perovskita?

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

Este experto en fotovoltaica espacial afirma directamente que HJT no es absolutamente imposible para uso en espacio, pero requiere una reforma integral de materiales de electrodos, procesos de fabricación y tecnología de encapsulado enfocada en el entorno espacial. Tras la modificación surgirán problemas como una disminución de la eficiencia y un aumento de costos. Los electrodos HJT de tierra no pueden soportar los cambios extremos de temperatura y la irradiación en el espacio; los productos no modificados fallan rápidamente en órbita. Tras la modificación, aunque pueden satisfacer el uso a corto plazo (por ejemplo, 6 meses), la confiabilidad y estabilidad a largo plazo (más de 5 años) son insuficientes, y su relación costo-rendimiento integral queda muy por detrás de la ruta madura PERC para celdas fotovoltaicas. La investigación industrial sobre rutas es muy parecida entre sí: todas se centran en optimizar la adaptación al entorno y es difícil lograr una innovación original y disruptiva.

Liang Shuang reveló que algunas empresas han puesto directamente celdas HJT de tierra en el cielo; fallan en pocos días hasta varios meses, pero las partes relacionadas no publicaron los resultados del fallo.

No obstante, Qi Haishen señaló que esta situación es un evento probabilístico. El entorno espacial es complejo y, en el funcionamiento en órbita de los satélites, de por sí existen posibilidades de múltiples fallas. No se puede, entonces, negar el potencial de adaptación de HJT a espacio solo porque aparezcan problemas en algunas pruebas.

En cuanto a baterías de perovskita: su principio se adapta al espacio, pero hace falta reestructurar por completo la ruta.

Liang Shuang dijo al reportero de Securities Times: “Científicamente, la batería de perovskita es más adecuada para aplicaciones en satélites que el silicio cristalino, y los satélites tienen una tolerancia al costo de las baterías muy superior a la de la tierra. Pero las rutas tecnológicas actuales no logran funcionar. La ventaja central está en la respuesta a baja luminosidad y la evitación de la degradación por agua y oxígeno en un entorno de vacío; en teoría, el desempeño supera al del silicio cristalino y, a largo plazo, se espera que pueda sustituir las baterías de arseniuro de galio. Sin embargo, la debilidad fatal también es clara: la perovskita en tierra no puede pasar pruebas de ciclos de alta y baja temperatura en el espacio, ni pruebas de fuerte radiación ultravioleta e irradiación; los componentes orgánicos se descomponen y subliman con facilidad, y el almacenamiento a alta temperatura durante solo unas horas provoca el fallo”.

Señaló que, en el desarrollo de la ruta, es necesario abandonar la idea de “sustituir el silicio cristalino de tierra” y cambiar a I+D de tecnologías dedicadas para el espacio, superando los problemas de estabilidad y de resistencia a la radiación. En unos 5 años, podría emerger una ruta factible.

Las baterías PERC, por su parte, son la ruta tecnológica dominante en espacio que la industria subestima y podrían enfrentar un “renacimiento secundario”.

Liang Shuang explicó que, como ruta tecnológica fotovoltaica más madura, el mercado suele ver PERC como capacidad instalada atrasada, pero en el ámbito espacial es una solución madura verificada durante mucho tiempo. “Antes de 2010, en todo el mundo, los satélites utilizaban principalmente baterías de silicio monocristalino/PERC; la madurez tecnológica y la confiabilidad han sido verificadas en órbita durante décadas, y la vida útil en el espacio puede cubrir fácilmente las necesidades de 10 a 20 años”. Predijo que la fotovoltaica terrestre también podría ir volviendo gradualmente a PERC debido a los problemas de degradación en centrales HJT. Las líneas existentes de TopCon pueden ser compatibles con la producción de PERC; la industria no necesita eliminar por completo la capacidad instalada, solo necesita reiniciar la optimización tecnológica.

Realidad industrial:

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

Bajo el bullicio del mercado de capitales, la fotovoltaica espacial enfrenta un examen riguroso de “concepto” a “ingeniería”. Aunque el panorama es prometedor, la industria aún se enfrenta a obstáculos reales como la falta de un sistema de validación, desalineación de rutas tecnológicas y un “muro” de costos.

Lo primero es el dilema de la validación. Personas relacionadas con Weier Shares (300751) le dijeron al reportero de Securities Times que, tanto en el caso de HJT como de perovskita, aunque en teoría son viables, en general la industria carece de datos de evidencia en órbita.

La falta de estos datos se debe a diversas irregularidades y deficiencias en la etapa de validación. Un investigador de cierto instituto aeroespacial en el desarrollo de alas solares de satélite, Li Ran (seudónimo), señaló al reportero de Securities Times que actualmente reciben numerosas solicitudes de empresas fotovoltaicas terrestres para validación en el espacio. Pero “no suelen estar en el mismo canal”. Por ejemplo, muchas empresas aplican pruebas directamente con baterías tipo N; sin embargo, se sabe que las baterías tipo P son más adecuadas para el entorno espacial. Y, en casos aún peores, ni siquiera han “entrado al camino” en las validaciones y mejoras que deberían realizarse en la fase terrestre.

Más aún, parte de lo que se llama “validación” se queda en la forma. Li Ran reveló que, algunas empresas fotovoltaicas envían las baterías al cielo, pero no generan energía. Liang Shuang dijo que enviar muestras a instituciones como institutos aeroespaciales es solo el punto de partida de la validación: se requiere pasar por un largo proceso como pruebas en tierra, acoplamiento en órbita, recolección de datos de telemetría, etc. En el mejor de los casos, se logra en 2 a 3 años; en el peor, en 5 a 8 años para llegar a la comercialización. Además, debe pasar por la demostración a nivel de sistema satelital, y no basta con “enviarla a revisar”.

La raíz de este dilema está en el sesgo en la comprensión de las “diferencias entre la Tierra y el espacio”. Liang Shuang enfatizó que los productos fotovoltaicos terrestres no se pueden utilizar al 100% directamente en el espacio; hay diferencias esenciales. Primero, la diferencia extrema de temperatura: en el espacio se debe soportar una diferencia de ±80℃ a ±120℃; en satélites de órbita baja, el ciclo día-noche puede llegar a 15 veces, mientras que en tierra solo puede lograrse de +80℃ a -20℃, con menos de 1 ciclo por día. Segundo, el entorno de fuerte radiación: las radiaciones ultravioleta del espacio y la irradiación de partículas de alta energía causan una destrucción extremadamente severa en los materiales; no existe en tierra una condición de simulación correspondiente. Tercero, las barreras del proceso: las tasas de fallo son muy altas cuando las tecnologías de soldadura y encapsulado terrestres se llevan al espacio; hace falta adoptar procesos dedicados de satélites.

Lü Jinbiao dijo al reportero de Securities Times que el desarrollo de la fotovoltaica espacial no puede limitarse a observar solo la tecnología de baterías en sí, sino que debe considerarse dentro de toda la cadena industrial y el ecosistema comercial. La premisa de que la fotovoltaica espacial sea verdaderamente factible es que la demanda del mercado se active: por ejemplo, que haya miles de satélites que necesiten electricidad, y que esos satélites tengan claramente definidos objetivos de servicios comerciales y modelos de negocio.

Es evidente que los cuellos de botella de la capacidad de lanzamiento y la “incertidumbre” de la computación espacial limitan la difusión a gran escala de la fotovoltaica espacial. Liang Shuang dijo que, con la capacidad de lanzamiento existente, la visión de Musk de un millón de satélites requeriría un siglo para completarse. Y además, los costos de dispositivos como GPU espaciales y memoria son muy altos y tienden a fallar en órbita, por lo que la materialización comercial está lejos. Al mismo tiempo, el costo también es otro “obstáculo” para la comercialización de la fotovoltaica espacial. Liang Shuang calculó: incluso si SpaceX reduce el costo de lanzamiento a 2000 dólares/kg, enviar un sistema de 1 GW a la órbita todavía costaría cientos de miles de millones de dólares.

La compatibilidad de la cadena industrial también ha sido cuestionada por el mercado. En la parte upstream, la capacidad de producción de materiales ultraligeros, resistentes a la radiación y a altas temperaturas adaptados al espacio es insuficiente; en la fabricación del midstream, la producción personalizada de módulos fotovoltaicos aeroespaciales a nivel “satélite” es escasa, y la mayoría de las empresas aún se basan en producción de lotes pequeños en laboratorio; en la parte downstream, para el mantenimiento en órbita, los robots en órbita (300024) y el mantenimiento en el espacio casi no existen. Ante esto, Lü Jinbiao señaló que la oferta de materiales aeroespaciales resistentes a altas temperaturas y de capacidad de módulos personalizados, una vez que la demanda comercial esté clara, será impulsada por la competencia del mercado, en lugar de construir primero la cadena y luego esperar la demanda.

Ante la ola de calor, hace falta volver a la racionalidad, reconfigurar las prioridades tecnológicas y el ritmo industrial.

Liang Shuang dijo: “En primer lugar, las prioridades tecnológicas deben ser reestructuradas: la fotovoltaica espacial debería abandonar el ‘fetichismo de la eficiencia de laboratorio’, y tomar el pragmatismo como núcleo, priorizando resolver problemas de confiabilidad, adaptación al entorno y vida útil en órbita; la eficiencia solo es un indicador auxiliar. En segundo lugar, las rutas deben diferenciarse: HJT debe centrarse en escenarios terrestres, PERC debe sostener su posición dominante en espacio, la perovskita debe enfocarse en I+D dedicada al espacio; las tres deben cumplir su función respectiva, evitando una competencia ciega entre escenarios. En tercer lugar, el ritmo industrial debe desacelerarse: las empresas fotovoltaicas deben planear de manera racional, considerando la fotovoltaica espacial como una reserva tecnológica a largo plazo de más de 10 años, no como un punto de crecimiento de resultados a corto plazo”.

Finalmente recalcó: “En la ola de calor de la fotovoltaica espacial, solo volviendo a la esencia de la ingeniería y a las leyes de la industria, y eliminando la especulación financiera y la orientación unilateral de la opinión pública, esta tecnología podrá realmente avanzar hacia la practicidad, en lugar de quedarse en historias de ciencia ficción y de capital”.

(EDITOR: Zhang Yang HN080)

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