宇宙太陽光発電:兆億規模の熱狂の中での概念狂騒と産業の真実

見習い記者 尹靖霏

宇宙向け太陽光発電(スペース・ソーラー)分野は非常に熱い。これにより、「過剰生産と業績赤字に陥っている」地上の太陽光発電企業がこぞって「空へ」行って物語を語ろうとしている。証券時報の記者が深掘り調査したところ、「宇宙向け太陽光発電」の多くはPPT(パワーポイント)と実験室にとどまっていることが分かった。HJT(ヘテロ接合太陽電池)、ペロブスカイトなどの人気ルートは「原理は成立するが、宇宙へ行くとダメになる」。一方、PERC(パッシベーション・エミッタ&リアセル:受光側の発射極と裏面の技術)は、専門家からは過小評価された成熟ソリューションだと見なされている。検証の欠如、産業エコシステムは到底未成熟――この「星々と大海原」をめぐる過熱した盛り上がりは、ただの概念ブームにすぎないのかもしれない。

先ごろ、規制当局はホットワードに便乗した上場企業に対し重ねて強い措置を出した。業界の専門家は次のように呼びかけている。エンジニアリングの本質と産業の法則に立ち返ってこそ、この技術は本当に「広大な宇宙」へと進むことができる。

概念のバズ狙い:規制の重い一撃を招く

リサイクル可能なロケットなどの技術成熟により、世界の打ち上げは量産化の時代へ入りつつある。加えて、マスクが提案した「宇宙コンピューティング(スペース・コンピューティング)」構想が、宇宙向け太陽光発電に「1兆(万億)市場規模」という想像をもたらしている。4月に入り、SpaceXが4月6日にIPOのシンジケートローン組成に向けたキックオフ会議を開く予定などの追い風により、宇宙向け太陽光発電のコンセプトは短期的に再び活況を呈している。

今年に入っても、A株(中国本土株式)ではすでに複数の上場企業が「SpaceX、商用宇宙飛行などの概念」をめぐる炒作に関与したとして処分を受けている。双良节能(600481)、天合光能などの太陽光発電企業は、SpaceXとの協業に関する曖昧な情報を公表したことでホットワードへの便乗炒作を構成し、それぞれ江蘇省証券監督管理局の処分と上海証券取引所の監督上の警告を受けた。さらに、国科军工、杭萧钢构(600477)、沃格光电(603773)や電科数字なども、商用宇宙飛行に関連する情報の公表が不正確・不完全であったとして、監督上の警告を受けている。

証券時報の記者は、多くの「便乗概念」を掲げる上場企業には次のような特徴があることを見出した。すなわち、SpaceXなどの宇宙企業との業務提携との関連性を誇張しているか、宇宙技術の計画をぼかしているか、あるいはホットなタグを利用して、市場に対し自社が宇宙向け太陽光発電分野の中核参加者であると誤認させているかだ。

金辰股份のCEO 祁海珅は、証券時報の記者に対し、宇宙向け太陽光発電の熱が高まる中で、追随して炒作する企業もあるため、企業の中核業務とホットワードとの関連度を冷静に区別する必要があると述べた。関連製品の計画がある企業もあるが、規模と中核業務に占める割合はそれぞれ異なり、熱気に乗って言葉を誇張してはならない。宇宙向け太陽光発電は新しい応用シーンであり、潜在力は大きい。しかし市場の放出(立ち上がり)は段階的でなければならず、「爆発的成長」を追い求めてはいけない。

産業側の観点から見ると、産業も投資も宇宙向け太陽光発電を理性的に捉えるべきであり、すぐに成果を求めたり短期の急拡大を期待したりしてはならない。発展は段階的に進み、産業の法則に従う必要がある。宇宙向け太陽光発電の市場放出は、民生市場よりもはるかに厳しい。宇宙の資源は限られており、企業が生産能力を争う需要は切迫しているが、技術が不十分なら拙速に踏み出してはならず、資源の浪費や業界の混乱を避けるべきだ。

華南のある太陽光(000591)の工学技術研究センター主任、梁双(仮名)は、宇宙向け太陽光発電の研究に20年以上従事している。証券時報の記者に対し、現状の宇宙向け太陽光発電分野の情報は「正確なもの、半分だけ正確なもの、常識に反するもの、聞きかじりの内容が入り混じっている」と述べた。トップクラスの地上太陽光発電企業は頻繁に交流し協議しているが、明確な共通認識はなかなか得られていない。マスクが提案した宇宙向け太陽光発電と宇宙コンピューティングの構想は、「想像力は豊かだが、エンジニアリングの現実とは大きく乖離している」。米国の宇宙分野の専門家はすでにこれに対し、公開の場で疑義を呈している。

規制当局は炒作行為を厳しく取り締まっており、関連する中核的な太陽光発電上場企業は証券時報の記者に対し、現在、業界内ではペロブスカイトなど宇宙向け太陽光発電に関連する言葉が、口をつぐむほど扱われていると語った。

技術の真相:

地上の太陽光は直接宇宙へは行けない

衛星の「給油所」としての宇宙向け太陽光発電には、主に砒化ガリウム電池、HJT電池、ペロブスカイト電池の3つの技術ルートがある。砒化ガリウム電池は主流だがコストが高い。HJTとペロブスカイト電池は技術が未成熟なため、まだ本格的な実用には至っていない。

太陽光発電企業が地上で「競い合って疲弊する」中で、誰が将来の宇宙向け太陽光発電という未来への切符を手にするのか?

多くの太陽光発電企業は、実験室で発電の光電変換効率にばかり目を向けている。さらに一部の企業は、太陽光電池を宇宙へ送り検証しようとする。ある企業は、この分野へはM&Aによって参入している。

協鑫科技(GCL System Integration Technology)側は、証券時報の記者に対し、同社は2023年に世界初のペロブスカイト・モジュール宇宙搭載の試験を完了したと説明した。2026年には中国航天科技(000901)グループ811研究所とともに、サンプル送付テストおよび近宇宙での検証を実施する予定だ。隆基绿能(LONGi Green Energy)のHPBC電池は2度にわたり神舟飛船に搭載されて宇宙での実測を行い、効率33.4%のフレキシブル積層電池も発表した。晶科能源(JinkoPower)は、ペロブスカイト積層電池の実験室効率は34.76%に達し、晶泰科技とAI実験ラインを共同で構築して研究開発を加速していると述べた。钧达股份(002865)は、買収や協業などの経路を通じて、衛星電池および「衛星一機まるごと」の開発・製造分野に参入している。

太陽光発電業界のコンサルタント専門家、吕锦标は記者に対し、実験室でうたわれるペロブスカイトの光電変換効率は、しばしば小面積で理想条件下の成果にすぎず、それが再現できるのか、小試験・中試験を経て、産業化できるのか――まだ長い道のりがあると述べた。

梁双は率直に、宇宙向け太陽光発電の研究開発と試験の論理は、早急に調整が必要だと指摘した。地上の太陽光発電はコストと発電量をより重視する。一方、現在の太陽光発電企業は光電変換効率に注目しているが、衛星は修理も交換もできない。電池が失効すれば衛星は廃棄となるため、信頼性が最優先の指標であり、効率は次に見る参考値にすぎない。設計ロジックは完全に異なる。

炒作の域を超えて、HJTとペロブスカイトのルートは通るのか?

梁双によれば、HJTの原理は成立するが、宇宙での費用対効果は極めて低い。

この宇宙向け太陽光発電の専門家は、HJTが宇宙で絶対に使えないわけではないが、宇宙環境に合わせて電極材料、製造プロセス、封止技術を全面的に改造する必要があると述べた。改造後には効率低下とコスト増の問題が発生する。地上のHJT電極は、宇宙の極端な温度変化や放射線照射に耐えられず、改良されていない製品は軌道上で急速に失効する。改造後であれば短期使用(たとえば6か月)を満たせるが、長期(5年以上)の信頼性と安定性は不十分で、総合的な費用対効果は、太陽光電池の旧来ルートであるPERCのほうがはるかに勝る。業界の研究ルートは大同小異で、いずれも環境適応の最適化をめぐっており、覆すような独創的ブレークスルーは難しい。

梁双は、ある企業が地上のHJT電池をそのまま宇宙へ上げたところ、数日から数か月で失効したが、関係者は失敗結果を公開していないと明かした。

ただし祁海珅は、この状況は確率的な出来事に属すると述べた。宇宙環境は複雑で、衛星が軌道上で運用される以上、さまざまな故障が起こり得る。部分的なテストで問題が出たからといって、HJTの宇宙適応の可能性を否定すべきではない。

ペロブスカイト電池は、その原理としては宇宙に適しているが、ルートを徹底的に再構築する必要がある。

梁双は証券時報の記者に対し、「ペロブスカイト電池は科学的原理の面では単結晶シリコンよりも衛星用途に適しており、さらに衛星は電池コストへの許容度が地上よりはるかに高い。しかし現時点の技術ルートでは通らない。中核的な利点は弱い光への応答、真空環境による水・酸素による劣化の回避であり、理論性能はシリコンより優れている。長期的には砒化ガリウム電池の代替が期待できる。ただし致命的な短所も同様に明白だ。地上のペロブスカイトは、宇宙の高温・低温の交互変化、強い紫外線と放射線照射のテストを通していない。有機成分は分解・昇華しやすく、高温で数時間保管するだけで失効する」と述べた。

彼は、開発の道筋について、「地上の単結晶シリコンの代替」という考え方を捨て、宇宙専用の技術研究開発に転じて、安定性と耐放射線の難題を克服する必要があり、5年ほどで実行可能なルートを切り開ける見込みだと指摘した。

PERC電池は業界から過小評価されてきた、宇宙の主流技術ルートであり、「二度目の新生」が訪れる可能性もある。

梁双は、最も成熟した太陽光発電技術ルートであるPERCは、市場では一般に遅れた生産能力だと見なされがちだが、宇宙分野では長期の検証を経た成熟した方案だと説明した。「2010年以前の世界の衛星は単結晶シリコン/PERC電池が中心で、技術の成熟度と信頼性は数十年にわたる軌道上検証によって確認されており、宇宙での寿命は10〜20年の要件を十分に満たせる」。彼は、地上の太陽光発電もHJT発電所の劣化問題により、徐々にPERCへ回帰する可能性があると予測した。既存のTopConの生産ラインはPERCの生産に対応できるため、業界は生産能力を徹底的に淘汰する必要はなく、技術最適化を再起動すればよい。

産業の現実:

「検証の行き詰まり」と「エコシステムの難しさ」

資本市場の喧騒の中で、宇宙向け太陽光発電は「概念」から「エンジニアリング」への厳しい試練に直面している。展望は広いものの、業界内部では検証体系の欠如、技術ルートのズレ、コストの険路といった現実の困難に直面している。

最初に来るのは「検証の行き詰まり」だ。邁為股份(300751)関連の関係者は証券時報の記者に対し、HJTであれペロブスカイトであれ、理論上は可能だが、業界全体で軌道上の実証データが一般的に不足していると率直に認めた。

このデータ不足の背景には、検証段階におけるさまざまな混乱や短所がある。ある航天所(宇宙技術研究所)の太陽翼開発関係者、李然(仮名)は、証券時報の記者に対し、現状大量の地上太陽光発電企業から宇宙での検証依頼を受けているが、双方は往々にして「同じチャンネルで話していない」と指摘した。たとえば、多くの企業は直接N型電池を使ってテストするが、P型電池のほうが宇宙環境により適していることを知らない。さらにひどい場合は、地上段階で行うべき検証や改良が「まだ入門できていない」。

さらに、いわゆる「検証」の一部は形ばかりのものになっている。李然は、有的な太陽光発電企業は電池を宇宙へ送ったものの、発電はしていないと明かした。梁双は、太陽光発電企業が航天所などの機関へ試料を送ることは検証の出発点にすぎず、地上でのテスト、軌道上での搭載、テレメトリデータの収集など、長いプロセスを経て初めて商用につながる。短くても2〜3年、長ければ5〜8年かかり、衛星のシステム全体での論証も必要であり、単に送検しただけでは通らない。

この困境の根源は、「天と地の違い」に対する認識のズレにある。梁双は、地上の太陽光発電製品の100%は直接宇宙に使えない。両者には本質的な違いがあると強調した。第一に極端な温度差。宇宙は±80℃〜±120℃の温度差に耐える必要がある。低軌道の衛星のデイリーサイクルは最大15回で、地上で実現できるのは+80℃〜-20℃で、1日のサイクル数は1回未満だ。第二に強い放射線環境。宇宙の紫外線や高エネルギー粒子による放射線照射は材料に対する破壊力が極めて強いが、地上にはそれに対応するシミュレーション条件がない。第三に工艺上の壁。地上の溶接・封止技術は、宇宙へ持ち込んだ後の失敗率が極めて高く、衛星専用の工艺を採用しなければならない。

吕锦标は証券時報の記者に対し、宇宙向け太陽光発電の発展は電池技術そのものだけを見ていてはいけない。産業チェーン全体とビジネス・エコシステムの中で考えるべきだと述べた。宇宙向け太陽光発電が真に実行可能性を持つ前提は、全体として市場の需要が立ち上がること――例えば何千、何万もの衛星が電力を必要とし、かつそれらの衛星には明確な商用サービス対象とビジネスモデルがあることだ。

明らかに、打ち上げ能力のボトルネックと、宇宙コンピューティングの「不確実性」が、宇宙向け太陽光発電の大規模な普及を制約している。梁双は、現行の打ち上げ能力に基づけば、マスクの「100万基の衛星」構想は百年かかると語った。一方で、太空GPUやメモリなどの部品はコストが極めて高く、軌道上で失効しやすく、市場化して実装されるまでの道のりは遠い。さらにコストも、宇宙向け太陽光発電の商業化における大きな「障害物」だ。梁双は試算した。仮にSpaceXが打ち上げコストを2000ドル/キロまで引き下げたとしても、1GW級のシステムを軌道へ投入するには数百億ドルが必要になる。

産業チェーンの互換性についても市場の疑念がある。上流材料では、宇宙環境に適した超軽量、耐放射線、高温耐性材料の生産能力が不足している。中流の製造では、航天級の太陽光モジュールの受注生産(カスタム)能力が希少で、多くの企業は依然として実験室での小ロット生産が中心だ。下流の運用保守では、軌道上ロボット(300024)や宇宙修理装置はほぼ空白だ。これについて吕锦标は、航天級の耐熱材料やカスタマイズされたモジュールの生産能力は、商業需要が明確になった後、競争によって市場が供給を促すものであり、「先に産業チェーンを作ってから需要を待つ」のではないと述べた。

熱狂に直面して、理性へ回帰し、技術の優先順位と産業のテンポを再構築する必要がある。

梁双はこう述べた。「その一、技術の優先順位を再構築する必要がある。宇宙向け太陽光発電は『実験室の効率崇拝』をやめ、実用主義を軸に、信頼性、環境適応、軌道上寿命の問題を優先的に解決すべきである。効率は補助的な指標にとどまる。その二、ルートは分化させるべきだ。HJTは地上のシーンに集中し、PERCは宇宙の主流地位を守り、ペロブスカイトは宇宙専用の研究開発へ転じる。三者それぞれの役割を明確にし、シーンをまたぐ盲目的な競争を避けるべきだ。その三、産業のテンポは緩めるべきだ。太陽光発電企業は理性的に配置(投資計画)を行い、宇宙向け太陽光発電を10年以上の長期的な技術準備として位置づけるべきであり、短期の業績成長ポイントとして扱ってはならない。」

最後に彼は強調した。「宇宙向け太陽光発電の熱潮の中で、エンジニアリングの本質と産業の法則に立ち返り、金融化された炒作や偏った世論誘導を排することだけが、この技術を本当に実用へと導き、SFや資本ストーリーのままにせずに済むのだ。」

(編集者:張洋 HN080)

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