Energia solar espacial: A loucura do conceito na maré de trilhões e a verdade da indústria

Repórter em estágio Yín Jingfei

O segmento da fotovoltaica para o espaço está em alta, o que faz com que as empresas de fotovoltaica no terreno, que “se viram presas ao excesso de capacidade e a perdas de resultados”, disputem a oportunidade de “ir até ao espaço” para contar histórias. O repórter do Securities Times, após uma investigação aprofundada, descobriu: a “fotovoltaica para o espaço” permanece, na maioria dos casos, apenas em PPT e em laboratório; rotas populares como HJT (célula solar de junção heterogénea) e perovskite (perovskita) “são viáveis em teoria, mas no espaço fica tudo inutilizado”; a PERC (tecnologia de emissor passivado e célula do lado traseiro) é vista por especialistas como uma solução madura subvalorizada. Sem validação, e com o ecossistema industrial muito longe de estar maduro — este “esquentamento” em torno de “mar de estrelas”, talvez seja apenas uma festa de conceitos.

Recentemente, as autoridades de supervisão já lançaram uma série de medidas contundentes contra empresas cotadas que “aproveitam” temas em alta. Especialistas do setor apelam: só com o regresso à essência da engenharia e às leis da indústria é que esta tecnologia poderá realmente avançar rumo ao “vasto universo”.

Capitalização de conceitos: atrai medidas rigorosas de supervisão

Com tecnologias maduras como foguetes reutilizáveis a impulsionar a entrada global em uma era de lançamento em escala, juntamente com a proposta de “computação no espaço” apresentada por Musk, surge a imaginação de que a fotovoltaica para o espaço pode atingir uma dimensão de mercado na ordem dos biliões. Entrando em abril, com catalisadores positivos como a reunião do consórcio de arranque do IPO que a SpaceX realizará a 6 de abril, a ideia da fotovoltaica para o espaço voltou a ganhar dinamismo no curto prazo.

Desde o início deste ano, várias empresas cotadas na A-shares foram punidas por se envolverem em “SpaceX, conceitos de aeroespacial comercial, etc.”. Empresas fotovoltaicas como Liangshuang Energy Conservation (600481) e Trina Solar, entre outras, foram sancionadas por supervisão após publicarem informações vagas sobre cooperação com a SpaceX, o que constitui uma capitalização de “associação a temas em alta”; receberam, respetivamente, uma sanção da Comissão Reguladora de Valores Mobiliários de Jiangsu e um aviso de supervisão da Bolsa de Xangai. Além disso, empresas como Guoke JunGong, Hangxiao Steel Structure (600477), Woxg Optical (603773) e E-Kexin Digital foram também alvo de avisos de supervisão por divulgarem informações relacionadas com o aeroespacial comercial de forma imprecisa e incompleta.

O repórter do Securities Times descobriu que a maioria das empresas cotadas que capitalizam conceitos apresenta as seguintes características: ou exageram a ligação das suas parcerias de negócios com empresas aeroespaciais como a SpaceX; ou divulgam de forma vaga o planeamento tecnológico aeroespacial; ou usam etiquetas de temas em alta para induzir o mercado a acreditar que são participantes centrais no domínio da fotovoltaica para o espaço.

Qi Haixian, CEO da Jincheng Shares, disse ao repórter do Securities Times que, com a alta da fotovoltaica para o espaço, algumas empresas seguem a tendência e fazem capitalização, pelo que é necessário distinguir racionalmente o negócio central e o grau de associação com temas em alta; algumas empresas, embora tenham planos para produtos relacionados, diferem em escala e na proporção do negócio central, pelo que não se deve exagerar com base apenas no “calor”. A fotovoltaica para o espaço é um novo cenário de aplicação com potencial considerável, mas a libertação de mercado precisa de avançar de forma gradual, sem procurar crescimento explosivo.

Do lado da indústria, tanto a indústria como os investimentos devem encarar a fotovoltaica para o espaço de forma racional: não se deve ter pressa para “obter resultados”, nem esperar uma explosão no curto prazo; o desenvolvimento deve ser gradual e seguir as regras da indústria. A libertação de mercado da fotovoltaica para o espaço exige critérios ainda mais rigorosos do que no mercado civil. Embora os recursos espaciais sejam limitados e a procura das empresas por capacidade de produção seja urgente, quando a tecnologia não está à altura não se pode avançar de forma precipitada, evitando desperdício de recursos e desordens no setor.

O diretor do Centro de Pesquisa em Engenharia e Tecnologia de uma empresa solar no Sul da China (000591), Liang Shuang (nome fictício), que se dedica à investigação da fotovoltaica para o espaço há mais de vinte anos, disse ao repórter do Securities Times que, atualmente, no setor da fotovoltaica para o espaço, a informação “se mistura entre conteúdos precisos, meio precisos, que violam o senso comum e boatos ouvidos de outros”. As principais empresas fotovoltaicas no terreno trocam frequentemente experiências e discutem, mas é difícil existir um consenso claro. A proposta de fotovoltaica para o espaço e de “computação no espaço” de Musk, “embora tenha uma imaginação rica, está muito distante da realidade da engenharia”; especialistas da área aeroespacial nos EUA já apresentaram dúvidas públicas sobre isso.

Com supervisão rigorosa por parte das autoridades de supervisão sobre comportamentos de capitalização, várias empresas fotovoltaicas cotadas de referência relacionadas com a reportagem disseram ao repórter do Securities Times que hoje, na indústria, sobre palavras relacionadas com fotovoltaica para o espaço, como perovskite, quase se evita mencioná-las.

Verdade técnica:

A fotovoltaica do terreno não consegue ir diretamente para o espaço

Como “estação de abastecimento” para satélites, a fotovoltaica para o espaço tem essencialmente três rotas: baterias de arsenieto de gálio, baterias HJT e baterias de perovskite. As baterias de arsenieto de gálio são a corrente principal, mas têm custo elevado; as baterias HJT e de perovskite, devido à imaturidade tecnológica, ainda não foram realmente aplicadas.

Com as empresas fotovoltaicas no terreno a “competirem até à exaustão”, quem conseguirá o bilhete para o futuro da fotovoltaica para o espaço?

A maioria das empresas fotovoltaicas ou fica presa em laboratório, a fixar-se na eficiência de conversão fotoelétrica, enquanto algumas empresas enviam as células solares para o espaço para testes; há ainda empresas que entram neste segmento por via de aquisições.

A empresa de Guoxing Technology disse ao repórter do Securities Times que já concluiu, em 2023, o primeiro teste global de acoplamento em espaço de módulos de perovskite, e planeia, em 2026, realizar testes de envio de amostras e verificação “near space” em conjunto com o Instituto 811 do China Aerospace Science and Technology (000901) Group. A bateria HPBC da LONGi Green Energy, duas vezes montada em missões do Shenzhou para concluir testes no espaço, e lançou uma bateria flexível em camadas com eficiência de 33,4%. A JinkoSolar disse que a eficiência de laboratório das baterias empilhadas de perovskite atinge 34,76%, e que, em conjunto com a JingTai Technology, construiu uma linha de laboratórios de IA para acelerar o desenvolvimento. A JunDa Shares (002865) entrou na área de desenvolvimento de baterias por satélite e de satélites inteiros por vias como aquisição e cooperação.

O especialista consultor do China Photovoltaic Industry Association, Lü Jinbiao, disse ao repórter que a eficiência de conversão fotoelétrica de perovskite anunciada em laboratório é muitas vezes apenas um resultado de pequenas áreas e em condições ideais; ainda falta um longo caminho para saber se é repetível, se pode passar por testes piloto e testes de pequena escala para produção, e se será industrializável.

Liang Shuang afirmou de forma direta que a lógica de desenvolvimento e de teste da fotovoltaica para o espaço precisa urgentemente de ajustes. A fotovoltaica no terreno dá mais ênfase a custo e quantidade de geração. Atualmente, as empresas fotovoltaicas focam-se na eficiência de conversão fotoelétrica, mas satélites não são reparáveis nem substituíveis; quando a bateria falha, o satélite é inutilizado. A fiabilidade é o primeiro indicador, e a eficiência é apenas uma referência secundária; a lógica de desenho é totalmente diferente.

Além da capitalização, a rota HJT e a rota de perovskite conseguem seguir em frente?

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

Este especialista em fotovoltaica para o espaço disse de forma direta que a HJT não é absolutamente incapaz de ser usada no espaço, mas requer uma reconfiguração completa dos materiais de eletrodos, dos processos de fabrico e das tecnologias de encapsulamento para o ambiente espacial. Após a adaptação, surgem problemas como diminuição de eficiência e aumento de custos. Os eletrodos HJT do terreno não aguentam as variações extremas de temperatura e a irradiação no espaço; produtos não melhorados falham rapidamente em órbita. Embora após a modificação possam satisfazer uso de curto prazo (como 6 meses), a fiabilidade e estabilidade a longo prazo (mais de 5 anos) são insuficientes, e a relação custo-benefício global é muito inferior às rotas antigas de baterias fotovoltaicas, como a PERC. As rotas de investigação na indústria são praticamente semelhantes umas às outras; todas giram em torno de otimizações para adaptação ao ambiente, com poucas hipóteses de uma inovação original com capacidade de ruptura.

Liang Shuang revelou que algumas empresas levaram baterias HJT do terreno diretamente para o espaço, que falharam em poucos dias a alguns meses; no entanto, as partes envolvidas não divulgaram resultados de falha.

Ainda assim, Qi Haixian afirmou que esta situação se enquadra em eventos probabilísticos. O ambiente do espaço é complexo, e a operação de satélites em órbita já envolve diversas possibilidades de falha; não se pode negar o potencial de adaptação da HJT ao espaço apenas porque parte dos testes apresentou problemas.

Em relação às baterias de perovskite, o princípio adapta-se ao espaço, mas a rota precisa de ser reconstruída completamente.

Liang Shuang disse ao repórter do Securities Times: “As baterias de perovskite, a partir dos princípios científicos, são mais adequadas para aplicações em satélites do que o silício cristalino, e a tolerância ao custo das baterias pelos satélites é muito maior do que no terreno. Contudo, as rotas tecnológicas atuais não conseguem avançar. A principal vantagem está na resposta a fraca luminosidade e na evasão da degradação por água e oxigénio no ambiente de vácuo, com desempenho teórico superior ao do silício cristalino, e com a possibilidade, a longo prazo, de substituir as baterias de arsenieto de gálio. Mas a falha fatal também é clara: a perovskite no terreno não consegue passar nos testes de variação entre temperaturas altas e baixas, forte radiação ultravioleta e irradiação no espaço; os componentes orgânicos decompoem-se e sublimam-se facilmente, e o armazenamento a alta temperatura por apenas algumas horas faz falhar.”

Ele apontou que, em termos de rota de desenvolvimento, é necessário abandonar a ideia de “substituir o silício cristalino do terreno” e mudar para o desenvolvimento de tecnologia dedicada ao espaço, superando os problemas difíceis de estabilidade e resistência à radiação. Em cerca de 5 anos, espera-se sair com uma rota viável.

A bateria PERC é a rota de tecnologia dominante para o espaço que foi subestimada pela indústria, e pode vir a viver uma “segunda juventude”.

Liang Shuang explicou que, como a rota de tecnologia fotovoltaica mais madura, o mercado geralmente vê a PERC como capacidade atrasada. Porém, no domínio do espaço, é uma solução madura que foi verificada ao longo do tempo. “Antes de 2010, a maioria dos satélites globais utilizava baterias de silício monocristalino/PERC. A maturidade tecnológica e a fiabilidade foram validadas por dezenas de anos de testes em órbita, permitindo facilmente satisfazer necessidades de vida útil de 10 a 20 anos.” Ele prevê que, também no terreno, a fotovoltaica pode ir regressando gradualmente à PERC devido a problemas de degradação de estações HJT. As atuais linhas de produção TopCon conseguem ser compatíveis com a produção de PERC; a indústria não precisa eliminar completamente capacidade produtiva, apenas reiniciar a otimização tecnológica.

Realidade da indústria:

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

Na agitação do mercado de capitais, a fotovoltaica para o espaço está a passar por um teste severo que vai da “ideia” até à “engenharia”. Apesar de as perspetivas serem amplas, o setor enfrenta realidades difíceis como a falta de sistemas de validação, desvio nas rotas tecnológicas e barreiras de custo.

Em primeiro lugar está o dilema da validação. Um responsável relacionado com a empresa Mavei (300751) admitiu ao repórter do Securities Times que, tanto na HJT como na perovskite, embora em teoria seja viável, o setor em geral não dispõe de dados empíricos em órbita.

A falta desses dados tem origem nas várias confusões e fraquezas na fase de validação. Li Ran (nome fictício), um profissional envolvido no desenvolvimento de asas solares de um instituto aeroespacial, disse ao repórter do Securities Times que atualmente recebem muitos pedidos de empresas fotovoltaicas do terreno para validar a subida ao espaço, mas “não estão no mesmo canal”. Por exemplo, muitas empresas testam diretamente com baterias do tipo N, sem perceber que a tecnologia do tipo P é mais compatível com o ambiente do espaço; e há ainda casos em que a validação e melhorias que deveriam ser feitas na fase de terreno “ainda nem sequer foram iniciadas”.

Mais ainda, parte das chamadas “validações” fica apenas no formalismo. Li Ran revelou que algumas empresas fotovoltaicas até enviam as baterias para o espaço, mas não chegam a produzir eletricidade. Liang Shuang disse que quando empresas fotovoltaicas enviam amostras para instituições como institutos aeroespaciais, isso é apenas o ponto de partida da validação; é necessário passar por um processo longo, incluindo testes no terreno, integração em órbita, recolha de dados de telemetria, etc. No curto prazo, leva 2 a 3 anos; no longo, 5 a 8 anos para chegar a comercialização. Além disso, é preciso passar por validações de nível de sistema do satélite; não é algo que se resolve apenas com uma inspeção de envio.

A raiz deste dilema está no erro de perceção sobre “diferenças entre céu e terra”. Liang Shuang sublinhou que produtos fotovoltaicos do terreno não podem ser usados 100% diretamente no espaço; existem diferenças essenciais. Em primeiro lugar, diferenças extremas de temperatura: no espaço é necessário suportar variações de ±80℃ a ±120℃. Em satélites de órbita baixa, o ciclo diurno atinge até 15 vezes; no terreno, consegue-se apenas +80℃ a -20℃, com menos de 1 ciclo por dia. Em segundo lugar, ambiente de forte radiação: ultravioleta do espaço e irradiação de partículas energéticas destroem com elevada intensidade os materiais; não existe no terreno condições de simulação correspondentes. Em terceiro lugar, barreiras de processo: a taxa de falha é muito elevada após soldagem e encapsulamento no terreno; é necessário adotar processos próprios para satélites.

Lü Jinbiao disse ao repórter do Securities Times que o desenvolvimento da fotovoltaica para o espaço não deve focar-se apenas na tecnologia de baterias em si, mas deve ser considerada no contexto da cadeia industrial inteira e do ecossistema comercial. A premissa para que a fotovoltaica para o espaço seja realmente viável é que as necessidades do mercado se levantem — por exemplo, existirem milhares de satélites a precisar de energia, e esses satélites tiverem objetivos de serviços comerciais e modelos de negócio claramente definidos.

É evidente que as limitações de capacidade de lançamento e a “incerteza” da computação no espaço condicionam a adoção em massa e a escala de fotovoltaica para o espaço. Liang Shuang disse que, com base na capacidade de lançamento atual, o plano de Musk para um milhão de satélites teria de ser concluído em 100 anos. Enquanto isso, dispositivos como GPUs para o espaço e memória têm custos extremamente altos e tendem a falhar em órbita, tornando o lançamento comercial ainda muito distante. Além disso, custos são também um grande “calcanhar de Aquiles” para a comercialização da fotovoltaica para o espaço. Liang Shuang fez as contas: mesmo que a SpaceX reduza o custo de lançamento para 2000 dólares por quilograma, enviar um sistema de 1GW para a órbita ainda exigiria centenas de milhares de milhões de dólares.

A compatibilidade da cadeia industrial também tem sido questionada pelo mercado. Do ponto de vista da cadeia a montante, há falta de capacidade produtiva de materiais ultra-leves, resistentes à radiação e a altas temperaturas que se adaptem ao ambiente do espaço; do ponto de vista da manufatura a meio, a produção personalizada de módulos fotovoltaicos de nível aeroespacial é escassa, e a maioria das empresas ainda depende de produção em pequenas quantidades para laboratório; do ponto de vista da manutenção a jusante, robôs em órbita (300024) e equipamentos de reparação no espaço estão quase em branco. Diante disso, Lü Jinbiao afirmou que materiais aeroespaciais resistentes a altas temperaturas e a capacidade de produção de módulos personalizados serão fornecidos pelo abastecimento impulsionado pela concorrência do mercado uma vez que a procura comercial seja clara, em vez de “construir primeiro a cadeia” e só depois esperar pela procura.

Perante o entusiasmo, é necessário regressar à racionalidade, reconstruir a prioridade tecnológica e o ritmo industrial.

Liang Shuang afirmou: “Em primeiro lugar, a prioridade tecnológica precisa de ser reconfigurada: a fotovoltaica para o espaço deve abandonar o ‘culto à eficiência em laboratório’, adotar o pragmatismo como núcleo e dar prioridade à resolução de problemas de fiabilidade, adaptação ao ambiente e vida útil em órbita; a eficiência é apenas um indicador auxiliar. Em segundo lugar, as rotas devem ser diferenciadas: a HJT deve focar-se em cenários no terreno, a PERC deve manter a sua posição como tecnologia dominante no espaço, e a perovskite deve direcionar-se para I&D dedicado ao espaço; as três devem desempenhar funções próprias, evitando uma competição cega entre cenários. Em terceiro lugar, o ritmo industrial deve abrandar: as empresas fotovoltaicas devem planear de forma racional, tratando a fotovoltaica para o espaço como um recurso tecnológico de longo prazo de mais de 10 anos, e não como um ponto de crescimento de resultados no curto prazo.”

Por fim, ele enfatizou: “No auge da fotovoltaica para o espaço, só com o regresso à essência da engenharia e às regras da indústria, afastando a capitalização financeira e a orientação unilateral da opinião pública, é possível fazer com que esta tecnologia chegue de facto à utilidade prática, e não ficar apenas no terreno da ficção científica e das histórias de capital.”

(Editor: Zhang Yang HN080）

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