Enquête sur la réalité et la virtualité de l'énergie solaire spatiale : la fête des concepts et la vérité de l'industrie face à la vague de mille milliards

尹靖霏, stagiaire journaliste

L’essor de la filière de l’énergie solaire photovoltaïque spatiale fait rage : cela pousse les entreprises de l’industrie photovoltaïque au sol, qui “se retrouvent prises au piège de la surcapacité et des pertes de performance”, à “monter dans l’espace” et à raconter des histoires. Un journaliste de Securities Times a mené une enquête approfondie et a constaté que : la plupart de “l’énergie solaire spatiale” se limitent à des PPT et à des laboratoires ; les voies populaires comme les cellules solaires HJT (jonction hétérostructure) et les pérovskites, “le principe est faisable, mais une fois dans l’espace, c’est fichu” ; tandis que les cellules PERC (technique d’émetteur passivé et de cellule au dos) sont vues par des experts comme une solution mature sous-estimée. Il manque des validations, et l’écosystème industriel n’est encore loin d’être mûr — cette flambée “là-haut, étoiles et immensité”, alimentée à chaud, pourrait n’être qu’une fête des concepts.

Récemment, les autorités de régulation ont porté une série de mesures coercitives contre des sociétés cotées qui profitent de l’effet de mode. Des experts du secteur appellent : il faut revenir à l’essence de l’ingénierie et aux lois du développement de l’industrie pour que cette technologie atteigne vraiment “l’immensité de l’univers”.

**　　Spéculation conceptuelle : attirant une avalanche de mesures réglementaires**

Des technologies comme les fusées réutilisables, désormais mûres, font entrer le lancement spatial dans l’ère de la production à grande échelle à l’échelle mondiale ; de plus, l’idée de “calcul spatial” proposée par Musk apporte des projections d’un marché de plusieurs billions pour le photovoltaïque spatial. En entrant en avril, avec des catalyseurs positifs comme la tenue, le 6 avril, de la réunion de lancement d’un syndicat IPO par SpaceX, le concept de photovoltaïque spatial redevient actif à court terme.

Depuis le début de l’année, sur le marché A, plusieurs sociétés cotées ont déjà été sanctionnées pour avoir spéculé autour de “SpaceX, des concepts d’aérospatiale commerciale, etc.” Liang High Efficiency Energy Saving et Trina Solar, par exemple, ont été sanctionnées : elles ont publié des informations floues indiquant un partenariat avec SpaceX, constituant une opération de “captation de tendance”. Les sanctions : la Commission de régulation des valeurs mobilières du Jiangsu a prononcé une pénalité, et la Bourse de Shanghai a adressé un avertissement de régulation. Par ailleurs, Guoke Military Industry, Hangxiao Steel Structure, Vogo Photoelectric et Etech Digital, entre autres, ont reçu des avertissements de régulation pour des publications d’informations liées à l’aérospatiale commerciale inexactes ou incomplètes.

Un journaliste de Securities Times a constaté que, parmi les sociétés cotées qui “captent des concepts”, la plupart présentent les caractéristiques suivantes : soit elles exagèrent l’association de leur activité avec des entreprises spatiales comme SpaceX ; soit elles restent floues sur leur plan de déploiement technologique spatial ; soit elles exploitent des étiquettes tendance, induisant le marché à croire qu’elles sont des acteurs clés dans le domaine du photovoltaïque spatial.

Le PDG de Jinzhen Co., Ltd., Qi Haishen, a déclaré au journaliste de Securities Times : la chaleur du photovoltaïque spatial a poussé certaines entreprises à suivre le mouvement et à se livrer à des spéculations ; il faut donc faire la part des choses de manière rationnelle entre le cœur de métier d’une entreprise et le degré de lien avec la tendance. Certaines entreprises, bien qu’ayant des produits connexes, ont des différences en termes d’échelle et de proportion dans leur activité principale : on ne peut donc pas exagérer leurs propos sous prétexte de la tendance. Le photovoltaïque spatial est un nouveau champ d’application, avec un potentiel considérable ; mais la libération du marché doit se faire progressivement, sans rechercher une croissance explosive.

Du point de vue du secteur, l’industrie et l’investissement doivent considérer le photovoltaïque spatial de manière rationnelle : il ne faut pas chercher à réussir trop vite ni compter sur un “boom” à court terme. Le développement doit être progressif et respecter les lois de l’industrie. La libération du marché pour le photovoltaïque spatial est plus exigeante que pour le marché civil : bien que les ressources en espace soient limitées et que la demande de se disputer des capacités de production soit urgente, si la technologie n’est pas au point, il ne faut pas aller de l’avant à l’aveugle, afin d’éviter le gaspillage des ressources et les désordres dans l’industrie.

Le directeur d’un centre de recherche technique sur l’énergie solaire au Sud de la Chine, Liang Shuang (nom de plume), s’occupe de recherches sur le photovoltaïque spatial depuis plus de vingt ans. Il a déclaré au journaliste de Securities Times que, pour le moment, les informations dans le domaine du photovoltaïque spatial “entremêlent des contenus exacts, semi-exacts, contraires au bon sens et fondés sur des ouï-dire”. Les grandes entreprises du photovoltaïque au sol échangent et discutent fréquemment, mais il est difficile d’aboutir à un consensus clair. Les idées de photovoltaïque spatial et de calcul spatial dans l’espace proposées par Musk, “bien que riches en imagination, sont très éloignées de la réalité de l’ingénierie”. Des experts du secteur spatial américain ont déjà émis des critiques publiques à ce sujet.

Les autorités de régulation supervisent strictement les comportements de spéculation. Des sociétés cotées clés du photovoltaïque concernées ont indiqué au journaliste de Securities Times que, désormais dans l’industrie, les termes liés au photovoltaïque spatial comme les pérovskites sont devenus quasi tabous.

**　　La vérité technique : **le photovoltaïque au sol ne peut pas être directement emporté dans l’espace

En tant que “station-service” pour les satellites, le photovoltaïque spatial repose principalement sur trois voies technologiques : les batteries au gallium arseniure, les cellules HJT et les cellules à pérovskite. Les cellules au gallium arseniure sont l’approche dominante mais coûteuses ; les cellules HJT et à pérovskite, du fait de leur manque de maturité technique, n’ont pas encore été réellement mises en œuvre.

Dans l’industrie photovoltaïque, au sol, on “s’échine à produire” jusqu’à la mort : qui décroche le billet pour le futur photovoltaïque spatial ?

La plupart des entreprises photovoltaïques restent soit à surveiller la cellule de conversion photovoltaïque à rendement dans le laboratoire, soit certaines entreprises envoient des cellules photovoltaïques dans l’espace pour des essais ; et certaines entrent dans cette filière via des fusions-acquisitions.

Du côté de GCL Technology, un responsable a déclaré au journaliste de Securities Times que la société avait achevé en 2023 la première expérience mondiale d’emport d’assemblage en pérovskite en orbite, et prévoit d’ici 2026 de mener, avec l’Institut 811 de China Aerospace Science and Technology Group, des essais d’envoi d’échantillons et une validation “près de l’espace”. Longi Green Energy a embarqué à deux reprises des cellules HPBC à bord des vaisseaux Shenzhou pour des tests en conditions réelles dans l’espace, et a lancé une cellule en couches flexibles avec un rendement de 33,4 %. JinkoSolar affirme, de son côté, que le rendement en laboratoire de ses cellules empilées à pérovskite atteint 34,76 % ; et que, conjointement avec JingTai Technology, elle a mis en place une ligne d’expérimentation IA pour accélérer la R&D. Junda Co., Ltd. entre dans le domaine des batteries satellites et du développement de “satellites complets” via des acquisitions et des coopérations.

L’expert consulté de l’Association de l’industrie photovoltaïque chinoise, Lü Jinbiao, a déclaré au journaliste que l’efficacité de conversion photovoltaïque des pérovskites annoncée en laboratoire correspond souvent à des résultats sur petites surfaces, dans des conditions idéales : reste à savoir si cela est reproductible, si on peut y parvenir via des essais à petite échelle, à échelle pilote, puis si cela peut être industrialisé ; il reste encore un long chemin à parcourir.

Liang Shuang a dit sans détour que la logique de recherche et de test du photovoltaïque spatial doit être ajustée de toute urgence. Le photovoltaïque au sol se concentre davantage sur le coût et la quantité d’électricité produite. À l’heure actuelle, les entreprises photovoltaïques privilégient l’efficacité de conversion photovoltaïque, mais un satellite n’est pas réparable ni remplaçable : lorsque la cellule tombe en panne, le satellite est mis au rebut. La fiabilité est donc l’indicateur n°1 ; l’efficacité n’est qu’une référence secondaire. La logique de conception est entièrement différente.

En dehors de la spéculation, la voie HJT et la voie à pérovskite peuvent-elles être menées à bien ?

Pour Liang Shuang, le principe de la HJT est applicable, mais le rapport coût-efficacité dans l’espace est extrêmement faible.

Cet expert en photovoltaïque spatial a déclaré clairement que la HJT n’est pas absolument impossible à utiliser dans l’espace, mais qu’il faut adapter en profondeur les matériaux d’électrodes, les procédés de fabrication et les technologies d’encapsulation à l’environnement spatial. Après adaptation, des problèmes de baisse d’efficacité et d’augmentation des coûts apparaîtront. Les électrodes HJT au sol ne peuvent pas supporter les variations extrêmes de température et l’irradiation dans l’espace ; les produits non modifiés échoueront rapidement une fois en orbite. Après adaptation, ils peuvent répondre à une utilisation à court terme (par exemple 6 mois), mais à long terme (plus de 5 ans), la fiabilité et la stabilité restent insuffisantes ; le rapport coût-efficacité global est très inférieur à la voie historique des cellules PERC, un chemin “ancien” des batteries photovoltaïques. Les voies de recherche industrielles se ressemblent beaucoup : elles visent toutes à optimiser l’adaptation à l’environnement, ce qui rend difficile une percée originale et disruptive.

Liang Shuang a révélé qu’il existe des entreprises qui envoient directement des cellules HJT du sol “dans le ciel” : en quelques jours à quelques mois, elles deviennent défaillantes ; mais les parties concernées n’ont pas publié les résultats d’échec.

Cependant, Qi Haishen a déclaré que cette situation relève d’un événement probabiliste. L’environnement spatial est complexe ; et le fonctionnement d’un satellite en orbite comporte déjà toutes sortes de possibilités de pannes. On ne peut pas, parce que certains essais rencontrent des problèmes, nier le potentiel d’adaptation de la HJT à l’espace.

En ce qui concerne les batteries à pérovskite : leur principe s’adapte à l’espace, mais il faut reconstruire entièrement la voie.

Liang Shuang a déclaré au journaliste de Securities Times : “Sur le plan des principes scientifiques, les batteries à pérovskite conviennent davantage aux applications satellites que le silicium cristallin ; et les satellites tolèrent bien davantage le coût des batteries que le marché au sol. Cependant, la voie technique actuelle ne tient pas la route. Le principal avantage réside dans la réponse à faible luminosité et l’évitement de la dégradation par l’eau et l’oxygène dans un environnement sous vide : les performances théoriques sont supérieures à celles du silicium cristallin, et à long terme, il est possible qu’elles remplacent les batteries au gallium arseniure. Mais la faiblesse fatale est tout aussi évidente : les pérovskites au sol ne peuvent pas passer des tests de cycles à haute et basse température alternées dans l’espace, ni des tests sous forte UV et irradiation ; les composants organiques se décomposent facilement par séparation et sublimation ; et un stockage à haute température pendant seulement quelques heures suffit à entraîner une défaillance.”

Il a indiqué que, concernant la voie de développement, il faut renoncer à l’idée de “remplacer le silicium cristallin au sol”, et se tourner vers la R&D de technologies dédiées à l’espace, afin de surmonter les défis de la stabilité et de la résistance aux radiations. D’ici environ 5 ans, une voie réalisable pourrait émerger.

Les cellules PERC, quant à elles, sont une voie technologique dominante du photovoltaïque spatial sous-estimée par l’industrie, et pourraient connaître une “seconde naissance”.

Liang Shuang a présenté que, en tant que voie technologique de photovoltaïque la plus mature, le marché considère généralement les PERC comme une capacité de production en retard ; mais dans le domaine spatial, il s’agit d’une solution mature validée sur le long terme. “Avant 2010, dans le monde entier, la plupart des satellites utilisaient des cellules au silicium monocristallin/PERC. Leur niveau de maturité technique et leur fiabilité ont été vérifiés en orbite pendant des dizaines d’années ; leur durée de vie dans l’espace peut facilement répondre aux besoins de 10 à 20 ans.” Il a prédit que le photovoltaïque au sol pourrait aussi revenir progressivement aux PERC en raison des problèmes d’atténuation des centrales HJT. Les lignes de production TopCon existantes peuvent être compatibles avec la production de PERC : l’industrie n’a pas besoin de supprimer totalement des capacités, il suffit de redémarrer l’optimisation technique.

**　　La réalité industrielle : **“le problème des validations” et “la difficulté de l’écosystème”

Dans le tumulte du marché des capitaux, le photovoltaïque spatial doit subir un examen sévère de “concept” à “ingénierie”. Bien que l’avenir soit prometteur, l’industrie est confrontée à des difficultés concrètes : manque de systèmes de validation, désalignement des voies techniques, et gouffre de coûts, entre autres.

Le premier est le problème des validations. Des personnes concernées chez Mwai Co. ont confié au journaliste de Securities Times qu’en théorie, que ce soit la HJT ou les pérovskites, c’est faisable ; mais dans l’industrie, les données probantes en orbite font largement défaut.

Cette absence de données vient des chaos et des faiblesses du processus de validation. Une personne impliquée dans le développement d’ailes solaires pour satellites (nom de plume : Li Ran) a indiqué au journaliste de Securities Times : à l’heure actuelle, ils reçoivent de nombreuses demandes d’entreprises photovoltaïques au sol souhaitant valider dans l’espace ; mais “elles ne sont souvent pas sur le même canal” entre les deux parties. Par exemple, beaucoup d’entreprises utilisent directement des batteries de type N pour les tests, sans savoir que les batteries de type P correspondent davantage à l’environnement spatial ; et certains vont même jusqu’à “ne pas avoir encore commencé” les validations et améliorations à faire à l’étape terrestre.

Pire encore : certaines soi-disant “validations” ne sont que de la forme. Li Ran a révélé que certaines entreprises photovoltaïques envoient bien des batteries dans l’espace, mais ne produisent pas d’électricité. Liang Shuang a indiqué que l’envoi d’échantillons des entreprises photovoltaïques vers des institutions comme les instituts d’aérospatiale constitue seulement le point de départ de la validation : il faut passer par de longues étapes, comme des tests au sol, l’emport en orbite, l’acquisition de données de télémesure, etc. Il faut au minimum 2 à 3 ans, et jusqu’à 5 à 8 ans, avant d’atteindre une mise en marché ; et il faut passer par des justifications au niveau du système satellite, ce n’est pas quelque chose qu’un simple envoi d’échantillon peut faire réussir.

La racine de ce problème réside dans une erreur de perception de la “différence entre le ciel et la terre”. Liang Shuang a souligné que 100 % des produits photovoltaïques au sol ne peuvent pas être utilisés directement dans l’espace ; il existe des différences essentielles entre les deux. D’abord, les écarts thermiques extrêmes : l’espace doit supporter une différence de température de ±80℃ à ±120℃ ; pour les satellites en orbite basse, le cycle jour-nuit atteint jusqu’à 15 fois ; au sol, on ne peut réaliser qu’entre +80℃ et -20℃, avec un cycle par jour inférieur à 1 fois. Ensuite, un environnement de forte radiation : les rayons UV de l’espace et l’irradiation des particules à haute énergie détruisent fortement les matériaux ; au sol, il n’existe pas de conditions de simulation correspondantes. Enfin, des barrières technologiques : les techniques de soudage et d’encapsulation du sol ont un taux d’échec très élevé une fois dans l’espace ; il faut des procédés dédiés aux satellites.

Lü Jinbiao a déclaré au journaliste que le développement du photovoltaïque spatial ne doit pas seulement se concentrer sur la technologie des batteries elle-même, mais aussi être envisagé dans l’ensemble de la chaîne industrielle et de l’écosystème commercial. La condition véritable pour que le photovoltaïque spatial soit viable, c’est que la demande du marché se mette en place — par exemple, des milliers de satellites doivent utiliser de l’électricité, et ces satellites ont des destinataires de services commerciaux et des modèles commerciaux clairement définis.

Il est évident que le goulot d’étranglement des capacités de lancement et “l’incertitude” du calcul dans l’espace limitent la diffusion à grande échelle du photovoltaïque spatial. Liang Shuang a déclaré : compte tenu des capacités de lancement actuelles, le projet de Musk de lancer un million de satellites prendrait un siècle à réaliser. Et les coûts des dispositifs comme les GPUs spatiaux et la mémoire sont extrêmement élevés, tout en étant sujets à l’échec en orbite ; la mise en œuvre à l’échelle du marché semble lointaine. En même temps, les coûts constituent aussi un “gros obstacle” à la commercialisation du photovoltaïque spatial. Liang Shuang a fait un calcul : même si SpaceX réduit les coûts de lancement à 2000 dollars par kilo, envoyer un système de niveau 1 GW en orbite coûterait encore plusieurs centaines de milliards de dollars.

La compatibilité de la chaîne industrielle est également remise en question par le marché. Du point de vue des matériaux en amont : la capacité de production de matériaux ultralégers, anti-radiations et résistants aux hautes températures capables de s’adapter à l’environnement spatial est insuffisante. Du point de vue de la fabrication en aval : les capacités de production de modules photovoltaïques personnalisés pour le spatial sont rares ; la majorité des entreprises continuent de produire de petites séries en laboratoire. Du point de vue de l’exploitation et de la maintenance en aval : l’utilisation de robots en orbite et d’équipements de réparation dans l’espace est presque inexistante. À cet égard, Lü Jinbiao a déclaré que des éléments comme des matériaux résistants aux hautes températures pour l’espace et des capacités de modules personnalisés seront apportés par l’offre sous la pression de la concurrence du marché une fois que la demande commerciale sera clairement établie, et non en construisant d’abord la chaîne industrielle avant d’attendre la demande.

Face à la vague de chaleur, il faut revenir à la rationalité et reconstruire l’ordre de priorité des technologies et le rythme de l’industrie.

Liang Shuang a déclaré : “Premièrement, l’ordre de priorité technique doit être reconstruit : le photovoltaïque spatial devrait abandonner la ‘religion de l’efficacité en laboratoire’, en mettant le pragmatisme au cœur. Il faut d’abord résoudre les problèmes de fiabilité, d’adaptation à l’environnement et de durée de vie en orbite ; l’efficacité n’est qu’un indicateur auxiliaire. Deuxièmement, les voies doivent se différencier : la HJT se concentre sur les scénarios au sol ; la PERC maintient sa position dominante dans l’espace ; les pérovskites se tournent vers la R&D dédiée à l’espace. Les trois jouent leur rôle respectif, afin d’éviter une concurrence aveugle entre scénarios. Troisièmement, le rythme industriel doit ralentir : les entreprises photovoltaïques devraient planifier de manière rationnelle, en considérant le photovoltaïque spatial comme un réservoir technologique à long terme de plus de 10 ans, et non comme un point de croissance de la performance à court terme.”

Il a conclu en soulignant : “Au milieu de la vague de chaleur du photovoltaïque spatial, seule la remise au cœur de l’ingénierie et des règles de l’industrie — en abandonnant la financiarisation et la spéculation, ainsi que les orientations médiatiques unilatérales — permettra à cette technologie d’atteindre vraiment l’usage pratique, plutôt que de rester coincée entre science-fiction et histoires de capitaux.”

（Source : Securities Times）