Investigação sobre a realidade e a ilusão da energia fotovoltaica espacial: a loucura conceitual e a verdade da indústria sob a maré de trilhões

Estágio de repórter Yin Jingfei

A via das energias solares no espaço está em alta e muito concorrida, o que tem levado as empresas de energia solar terrestre que estão “presas ao excesso de capacidade e a prejuízos nos resultados” a “subir aos céus” e contar histórias. O repórter do Securities Times realizou uma investigação aprofundada e descobriu que: a maior parte da “energia solar no espaço” permanece em PPTs e em laboratórios; rotas populares como HJT e perovskite “são viáveis em teoria, mas tornam-se inúteis quando se tenta enviá-las para o espaço”; enquanto PERC (tecnologia de emissão passivada e de bateria na parte de trás) é vista por especialistas como uma solução madura subestimada. Falta de validação, ecossistema da indústria ainda longe de estar maduro — este calor comercial de “estrelas e vasto mar”, talvez seja apenas uma festa de conceitos.

Recentemente, os departamentos reguladores lançaram uma série de medidas fortes contra empresas cotadas que se agarraram a temas em alta. Especialistas da indústria apelam ao seguinte: apenas regressando à essência da engenharia e às leis do desenvolvimento industrial é que esta tecnologia poderá realmente avançar rumo ao “vasto universo”.

Especulação com conceitos: atrai medidas duras da supervisão

O avanço de tecnologias como foguetes reutilizáveis impulsiona a globalização das operações de lançamento para uma era de escala; além disso, a ideia de computação no espaço proposta por Musk traz imaginação de um mercado na ordem do trilião para a energia solar no espaço. Entrando em abril, impulsionados por catalisadores favoráveis, como a reunião de arranque do consórcio de IPO que a SpaceX realizará em 6 de abril, o conceito de energia solar no espaço voltou a ficar ativo no curto prazo.

Desde o início deste ano, várias empresas cotadas na A-Share já foram punidas por envolvimento em especulação ligada a “SpaceX, conceitos de voo espacial comercial, etc.”. Empresas fotovoltaicas como Liangyan Energy Saving (proteção de direitos), Trina Solar e outras foram punidas — respectivamente pela Comissão Reguladora de Valores Mobiliários de Jiangsu e por um aviso de supervisão da Bolsa de Valores de Xangai — por terem divulgado informações vagas sobre cooperação com a SpaceX, o que configurou “aproveitamento de temas em alta” para especulação. Além disso, Guoke Junong, Hangxiao Steel Structure (proteção de direitos), Woge Optoelectronics e ECE Digital (proteção de direitos), entre outras, receberam avisos de supervisão por terem publicado informações relacionadas a voo espacial comercial com imprecisão ou incompletude.

O repórter do Securities Times constatou que, na maioria dos casos, as empresas cotadas que “aproveitam conceitos” apresentam as seguintes características: ou exageram a relação com a cooperação com empresas aeroespaciais como a SpaceX; ou fazem planeamentos de tecnologia aeroespacial de forma vaga; ou usam etiquetas de tendência para induzir o mercado a acreditar que são participantes centrais no setor de energia solar no espaço.

O CEO da Jinzhen Shares, Qi Haishen, disse ao repórter do Securities Times que, com o calor da energia solar no espaço, algumas empresas seguem a tendência para especular e é necessário distinguir de forma racional a atividade central de cada empresa e o grau de ligação ao tema em alta; algumas empresas até têm disposição de produtos relacionados, mas o tamanho e a percentagem da atividade central variam muito, pelo que não se pode exagerar com palavras. A energia solar no espaço é um novo cenário de aplicação, com potencial considerável, mas a liberação do mercado precisa ser gradual; não se deve perseguir um crescimento explosivo.

Do ponto de vista da indústria, tanto a indústria quanto os investimentos precisam encarar a energia solar no espaço com racionalidade: não se deve ter pressa por resultados imediatos nem esperar uma explosão no curto prazo. O desenvolvimento deve ser gradual e seguir as regras da indústria. A liberação do mercado da energia solar no espaço exige condições mais rigorosas do que a do uso civil. Embora os recursos espaciais sejam limitados e a necessidade de disputar capacidade produtiva seja urgente, se a tecnologia não estiver pronta, não se pode avançar de forma imprudente, para evitar desperdício de recursos e desordem no setor.

O diretor de um centro de pesquisa técnica de engenharia solar no Sul da China, Liang Shuang (nome fictício), que se dedica ao estudo de energia solar no espaço há mais de vinte anos, disse ao repórter do Securities Times que, atualmente, as informações no setor de energia solar no espaço “misturam conteúdos precisos, semi-precisos, que contrariam o bom senso e que vêm de ouvir dizer”. As principais empresas fotovoltaicas terrestres trocam e discutem frequentemente, mas é difícil chegar a um consenso claro. A ideia de energia solar no espaço e de computação no espaço proposta por Musk, “apesar de ser rica em imaginação, está extremamente distante da realidade da engenharia”; especialistas da área aeroespacial dos EUA já levantaram dúvidas públicas sobre isso.

A supervisão reguladora é muito rigorosa com as condutas de especulação. Empresas centrais no setor fotovoltaico, relacionadas com a energia solar no espaço, disseram ao repórter do Securities Times que, hoje em dia, na indústria, palavras relacionadas com “perovskite”, entre outras, são evitadas.

A verdade técnica:

A energia solar terrestre não consegue ir diretamente ao espaço

Como “posto de abastecimento” para satélites, a energia solar no espaço tem principalmente três rotas tecnológicas: baterias de arsenieto de gálio, baterias HJT e baterias de perovskite. As baterias de arsenieto de gálio são a corrente principal, mas com custo elevado; as baterias HJT e de perovskite, devido à falta de maturidade da tecnologia, ainda não foram verdadeiramente aplicadas.

Enquanto as empresas fotovoltaicas “competem até à exaustão” no solo, quem terá o bilhete para o futuro da energia solar no espaço?

A maioria das empresas fotovoltaicas ou fica presa em laboratórios, observando apenas a taxa de conversão de energia fotoelétrica; algumas enviam baterias fotovoltaicas para o espaço para verificação; e outras entram neste segmento através de fusões e aquisições.

Sobre o assunto, a empresa GCL Technology disse ao repórter do Securities Times que, em 2023, concluiu o primeiro teste global de integração e transporte espacial de componentes de perovskite. A empresa pretende, em 2026, realizar testes de envio de amostras e validação em “quase espaço” em conjunto com o Instituto 811 do China Aerospace Science and Technology Group. A Longi Green Energy (Longi) informou que as células HPBC foram acopladas em duas ocasiões ao Shenzhou para realizar medições reais no espaço e ainda lançou uma bateria flexível em camadas com eficiência de 33,4%. A JinkoEnergy afirmou que, para laboratórios, a eficiência de células empilhadas de perovskite atingiu 34,76%, e que a empresa construiu uma linha experimental de IA com a JingTai Technology para acelerar o desenvolvimento. A Junda Shares entrou no campo de baterias de satélite e desenvolvimento de satélites completos por meio de aquisições e cooperações, entre outras vias.

O especialista consultor da Associação da Indústria Fotovoltaica da China, Lü Jinbiao, disse aos repórteres que a eficiência de conversão da energia fotoelétrica anunciada em laboratórios para perovskite costuma ser apenas resultado em pequena área e sob condições ideais; ainda falta um longo caminho para determinar se pode ser repetida e se é possível avançar de testes em pequena escala para testes piloto e, por fim, para industrialização.

Liang Shuang foi direto ao afirmar que a lógica de desenvolvimento e de testes da energia solar no espaço precisa urgentemente de ajustes. A fotovoltaica terrestre dá mais ênfase ao custo e à quantidade de geração de energia. Atualmente, as empresas fotovoltaicas focam na eficiência de conversão, mas para satélites não há manutenção nem substituição; quando a bateria falha, o satélite é descartado, pelo que a confiabilidade é o primeiro indicador, e a eficiência é apenas uma referência secundária. A lógica de projeto é completamente diferente.

Além da especulação, a rota HJT e a de perovskite podem realmente ser bem-sucedidas?

Na visão de Liang Shuang, o princípio do HJT é viável, mas a relação custo-benefício no espaço é extremamente baixa.

Este especialista em energia solar no espaço afirmou que o HJT não é absolutamente impossível para uso no espaço, mas exige uma remodelação abrangente dos materiais do eletrodo, dos processos de fabrico e da tecnologia de encapsulamento, especificamente para o ambiente espacial. Após a remodelação, surgem problemas como queda de eficiência e aumento de custos. Os eletrodos HJT terrestres não conseguem suportar mudanças térmicas e radiações extremas do espaço; produtos não melhorados falham rapidamente em órbita. Mesmo após a remodelação, ainda pode atender ao uso de curto prazo (por exemplo, 6 meses), mas a confiabilidade e estabilidade no longo prazo (mais de 5 anos) são insuficientes; a relação custo-benefício global é muito inferior às rotas antigas de PERC de baterias fotovoltaicas. As rotas de pesquisa na indústria tendem a ser semelhantes e concentram-se na otimização de adaptação ao ambiente, sendo difícil haver uma ruptura original e inovadora.

Liang Shuang revelou que algumas empresas enviaram baterias HJT terrestres diretamente para o espaço; em questão de alguns dias a alguns meses, elas falharam. No entanto, as partes envolvidas não publicaram os resultados de falha.

Qi Haishen afirmou, contudo, que este tipo de situação é um evento probabilístico. O ambiente espacial é complexo, e a operação de satélites em órbita já comporta várias possibilidades de falhas; não se pode negar o potencial de adaptação do HJT ao espaço apenas porque surgiram problemas em alguns testes.

Quanto às baterias de perovskite: seu princípio é adequado ao espaço, mas a rota precisa ser totalmente reconstruída.

Liang Shuang disse ao repórter do Securities Times: “Do ponto de vista científico, as baterias de perovskite são mais adequadas para aplicação em satélites do que o silício cristalino, e a tolerância dos satélites ao custo das baterias é muito maior do que no solo. Porém, as rotas tecnológicas atuais não funcionam. A vantagem central está na resposta a pouca luz, na capacidade de evitar a degradação por água e oxigénio em ambiente de vácuo; em teoria, o desempenho é superior ao do silício cristalino, e no longo prazo há a esperança de substituir as baterias de arsenieto de gálio. Mas a falha fatal também é evidente: a perovskite no solo não consegue passar testes de variação de alta e baixa temperatura do espaço, nem testes de forte radiação ultravioleta e de irradiação; componentes orgânicos tendem a decompor-se e sublimar; e após armazenamento a alta temperatura por algumas horas, a bateria falha.”

Ele apontou que, no que toca ao caminho de desenvolvimento, é necessário abandonar a ideia de “substituir o silício cristalino terrestre” e avançar para o desenvolvimento de tecnologia dedicada ao espaço, superando os desafios de estabilidade e de resistência à radiação. Em cerca de 5 anos, espera-se sair com uma rota viável.

As baterias PERC, por sua vez, são a rota de tecnologia principal do espaço que a indústria tem subestimado, e talvez venha a enfrentar uma “segunda vida”.

Liang Shuang explicou que, como a rota tecnológica de fotovoltaica mais madura, o mercado geralmente vê a PERC como capacidade atrasada. No entanto, no espaço, trata-se de uma solução madura que foi validada a longo prazo. “Antes de 2010, a maioria dos satélites no mundo utilizava baterias de silício monocristalino/PERC. A maturidade tecnológica e a confiabilidade foram verificadas ao longo de dezenas de anos de testes em órbita, e a vida útil no espaço atende facilmente às necessidades de 10 a 20 anos.” Ele previu que a fotovoltaica terrestre também pode ir gradualmente de volta para PERC devido a problemas de degradação em estações HJT. As atuais linhas de TopCon podem ser compatíveis com a produção de PERC; a indústria não precisa eliminar completamente as capacidades, apenas é necessário reiniciar a otimização técnica.

Realidade da indústria:

“O dilema da validação” e “a dificuldade do ecossistema”

Na agitação dos mercados de capitais, a energia solar no espaço enfrenta um grande teste severo de “conceito” para “engenharia”. Embora o futuro seja promissor, por dentro do setor existem dificuldades reais como a falta de um sistema de validação, o desalinhamento de rotas tecnológicas e custos que constituem um obstáculo.

A primeira dificuldade é exatamente o dilema da validação. Pessoas relacionadas com a empresa Mayi Shares admitiram ao repórter do Securities Times que, seja HJT ou perovskite, embora seja teoricamente viável, de modo geral o setor carece de dados empíricos em órbita.

A ausência desses dados está ligada a várias anomalias e lacunas na etapa de validação. Li Ran (nome fictício), uma pessoa do desenvolvimento de asas solares de um instituto aeroespacial, disse ao repórter do Securities Times que atualmente eles recebem muitas solicitações de empresas fotovoltaicas terrestres para validação em voo, mas “não estão no mesmo canal”. Por exemplo, muitas empresas usam diretamente baterias de tipo N para testes, sem saber que baterias do tipo P se adaptam melhor ao ambiente do espaço; e ainda há casos em que o “aprendizagem” do que deveria ter sido validado e melhorado na fase terrestre “não começou”.

Mais do que isso, parte da chamada “validação” vira apenas formalidade. Li Ran revelou que algumas empresas fotovoltaicas até enviam baterias ao espaço, mas não realizam geração de energia. Liang Shuang apontou que o envio de amostras de empresas fotovoltaicas para instituições como institutos aeroespaciais é apenas o ponto de partida da validação; é necessário passar por um processo longo, como testes em solo, integração e montagem em órbita, recolha de dados de telemetria, etc. Em poucos casos são necessários 2 a 3 anos; em muitos, 5 a 8 anos para alcançar aplicação comercial. Além disso, é preciso passar por validação de nível de sistema de satélite; não é algo que se consegue apenas com envio para inspeção.

A raiz desse dilema está no desvio de compreensão sobre a “diferença entre o céu e a terra”. Liang Shuang destacou que produtos fotovoltaicos terrestres não podem ser usados 100% diretamente no espaço; existem diferenças essenciais entre ambos. A primeira é a diferença extrema de temperatura: o espaço exige suportar variações de ±80°C a ±120°C; em órbita baixa, o ciclo diário pode chegar a 15 vezes, enquanto no solo só se consegue +80°C a -20°C e menos de 1 ciclo por dia. A segunda é um ambiente de forte radiação: radiações ultravioleta e partículas energéticas no espaço destroem materiais com extrema intensidade, sem condições de simulação correspondentes no solo. A terceira é a barreira de processo: a taxa de falha após ir para o espaço com tecnologias de soldadura e encapsulamento do solo é muito alta; é preciso utilizar processos próprios de satélites.

Lü Jinbiao disse ao repórter do Securities Times que o desenvolvimento da energia solar no espaço não pode apenas focar na tecnologia de baterias em si; é preciso considerar toda a cadeia da indústria e o ecossistema comercial. O verdadeiro pressuposto de viabilidade para a energia solar no espaço é quando a procura do mercado se levanta — por exemplo, quando há milhares e milhares de satélites que precisam de eletricidade, e esses satélites têm claramente definidos destinatários de serviços comerciais e modelos comerciais.

É evidente que a escala e a disseminação massificada da energia solar no espaço são limitadas tanto pelo gargalo da capacidade de lançamento quanto pela “incerteza” da computação no espaço. Liang Shuang disse que, com a capacidade de lançamento atual, a ideia de Musk de milhões de satélites levaria 100 anos a ser concluída; e as despesas de dispositivos como GPUs e memória no espaço são extremamente elevadas e ainda há grande probabilidade de falha em órbita, pelo que o lançamento comercial é improvável num futuro próximo. Ao mesmo tempo, o custo é também um grande “obstáculo” para a comercialização da energia solar no espaço. Liang Shuang fez as contas: mesmo que a SpaceX reduza o custo de lançamento para 2000 dólares por quilograma, enviar um sistema de nível de 1 GW para a órbita ainda exigiria centenas de milhões de dólares.

A compatibilidade de toda a cadeia industrial também tem sido questionada pelo mercado. Do ponto de vista dos materiais a montante, falta capacidade de produção de materiais ultraleves, resistentes à radiação e a altas temperaturas que se adaptem ao ambiente do espaço; do lado da manufatura a meio do processo, a capacidade de produção personalizada de módulos fotovoltaicos para nível aeroespacial é escassa, e a maioria das empresas ainda produz apenas pequenos lotes em laboratório; do lado da operação e manutenção a jusante, a presença de robôs em órbita e de equipamentos de reparação no espaço quase não existe. Diante disso, Lü Jinbiao afirmou que materiais aeroespaciais resistentes a altas temperaturas e capacidade de módulos personalizados, entre outros, passarão a ser impulsionados pela concorrência do mercado para fornecer oferta, depois de a procura comercial ficar clara; não será uma questão de primeiro criar a cadeia industrial e depois esperar pela procura.

Diante da onda de entusiasmo, é necessário regressar à racionalidade, reestruturar as prioridades técnicas e o ritmo do setor.

Liang Shuang disse: “Em primeiro lugar, as prioridades técnicas precisam ser reestruturadas: a energia solar no espaço deve abandonar o ‘culto da eficiência de laboratório’, com o pragmatismo como núcleo; deve priorizar problemas como confiabilidade, adaptação ao ambiente e vida útil em órbita, e a eficiência deve ser apenas um indicador auxiliar. Em segundo lugar, as rotas devem ser diferenciadas: a HJT deve focar-se em cenários terrestres; a PERC deve manter-se como posição principal no espaço; a perovskite deve direcionar-se para investigação e desenvolvimento dedicado ao espaço; as três devem desempenhar os seus papéis, evitando competição cega entre cenários. Em terceiro lugar, o ritmo industrial deve desacelerar: as empresas fotovoltaicas devem fazer planeamento racional, considerando a energia solar no espaço como um repositório de tecnologia de longo prazo de mais de 10 anos, e não como um ponto de crescimento de curto prazo nos resultados.”

Por fim, ele enfatizou: “Durante a onda de entusiasmo da energia solar no espaço, apenas regressando à essência da engenharia e às regras da indústria, e abandonando a especulação financeirizada e a condução unilateral da opinião pública, é que esta tecnologia poderá realmente tornar-se prática, em vez de ficar apenas entre a ficção científica e as histórias de capital.”

（Fonte: Securities Times）

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