Исследование виртуальных и реальных аспектов космической солнечной энергетики: безумие концепций и правда индустрии на фоне триллионной волны

数据整理：尹靖霏 图片来源：AI生成

стажер-корреспондент 尹靖霏

Космическая солнечная энергетика — крайне горячее направление. Поэтому «застрявшие» на земле компании в сфере солнечной энергетики, которые сталкиваются с «избыточными мощностями и убытками по итогам деятельности», спешат «взлететь» и рассказывать истории. Как выяснил корреспондент газеты 证券时报 в ходе углубленного расследования, «космическая солнечная энергетика» в большинстве случаев остается на уровне PPT и лабораторных экспериментов; такие популярные направления, как HJT (гетеропереходные солнечные элементы) и перовскит, можно реализовать теоретически — но «в космосе всё рассыпается»; а PERC (технология пассивации излучающего эмиттера и заднего контакта) специалисты считают недооцененным зрелым решением. Недостаток верификации и то, что отраслевую экосистему еще нельзя назвать зрелой, — возможно, эта «звездная даль» разогревается лишь концептуальной истерией.

Накануне регуляторы уже нанесли серию жестких ударов по компаниям, которые подхватывали тренды и выходили на IPO/рынок вокруг горячих тем. Эксперты в отрасли призывают: вернуться к инженерной сути и закономерностям развития промышленности, только тогда эта технология действительно сможет выйти в «безбрежную вселенную».

Концептуальный хайп: приводит к мощным ударам со стороны надзора

Технологии вроде многоразовых ракет уже достаточно зрелы и продвигают глобальный запуск к эпохе масштабирования. Плюс к этому — выдвинутая Маском идея «космических вычислительных мощностей» (space computing) — создает воображение о рынке космической солнечной энергетики с масштабом в триллионные суммы. С приходом апреля, на фоне позитивных катализаторов, включая то, что SpaceX 6 апреля проведет совещание по запуску синдиката IPO, концепт космической солнечной энергетики на короткой дистанции снова активизировался.

С начала этого года в A-share уже несколько листинговых компаний получили наказания за участие в хайпе вокруг «SpaceX, коммерческой космонавтики и прочих концепций». Такие компании в сфере фотовольтаики, как 双良节能 и 天合光能, были наказаны тем, что публиковали расплывчатую информацию о сотрудничестве со SpaceX, формируя «подхватывание горячей темы». В итоге江苏证监局 вынесла наказание, а биржа 上交所 дала предупреждение о надзорном характере. Кроме того, 国科军工, 杭萧钢构, 沃格光电 и 电科数字 получили предупреждения о надзоре за публикацию неточной и неполной информации, связанной с коммерческой космонавтикой.

Корреспондент 证券时报 выяснил, что у большинства компаний, участвующих в хайпе вокруг концепций, наблюдаются следующие характеристики: либо преувеличение связи с сотрудничеством в области космического бизнеса вроде SpaceX; либо размытая «технологическая» раскладка космического направления; либо использование ярлыков, вводя в заблуждение рынок, который начинает воспринимать компанию как ключевого участника сферы космической солнечной энергетики.

Генеральный директор 金辰股份 祁海珅 заявил корреспонденту 证券时报: на фоне жары вокруг космической солнечной энергетики некоторые компании идут «вслед за трендом». Нужно рационально различать основную деятельность компании и степень связности с горячей темой; некоторые компании, хотя и имеют соответствующую продуктовую раскладку, отличаются по масштабу и доле основной деятельности, и потому нельзя подменять факты риторикой из-за хайпа. Космическая солнечная энергетика — это новая прикладная сценарная область с большим потенциалом, но высвобождение рыночного спроса должно идти поэтапно; нельзя стремиться к взрывному росту.

С точки зрения отрасли как таковой и капитала, космическую солнечную энергетику необходимо рассматривать рационально. Нельзя ждать «быстрого результата» и надеяться на краткосрочный всплеск: развитие должно идти поэтапно и следовать закономерностям отрасли. Высвобождение рынка в космической солнечной энергетике предъявляет более жесткие требования, чем на гражданском рынке. Хотя ресурсы космического пространства ограничены, а потребность компаний в захвате мощностей — насущна, если технологии не на должном уровне, это нельзя превращать в рискованные шаги, чтобы избежать потерь ресурсов и отраслевых неурядиц.

Директор Центра технологий солнечной энергетики в Южном Китае 梁双 (псевдоним), более двадцати лет занимающийся исследованиями космической солнечной энергетики, заявил корреспонденту 证券时报: в настоящее время информация в этой области «смешалась в кашу» — встречаются «точные, полуточные, противоречащие здравому смыслу и на слуху пересказанные сведения». Крупные компании в сфере наземной солнечной энергетики постоянно обмениваются мнениями и обсуждают, но так и не удается прийти к ясному консенсусу. Идея Маска о космической солнечной энергетике и космических вычислительных мощностях, «хотя воображение у нее богатое, разрыв с инженерной реальностью колоссален». Эксперты в области космоса США уже публично высказали сомнения.

Регуляторы жестко контролируют поведение, связанное с хайпом. Соответствующие ключевые листинговые компании в сфере солнечной энергетики сообщили корреспонденту 证券时报: сегодня в индустрии слова, связанные с перовскитом и прочими направлениями космической солнечной энергетики, произносят практически «не вслух».

Техническая правда:

Наземная солнечная энергетика не может напрямую «взлететь»

В качестве «заправочной станции» для спутников космическая солнечная энергетика в основном включает три технологических маршрута: элементы на арсениде галлия, элементы HJT и перовскитные элементы. Элементы на арсениде галлия — магистральные, но их стоимость высокая; HJT и перовскитные элементы из-за незрелости технологий пока не применяются по-настоящему.

Когда на земле солнечные компании «соревнуются по спирали» — кто сильнее «надувает» производство, кто возьмет билет в будущее космической солнечной энергетики?

Большинство компаний либо застревает в лабораториях и «залипает» на эффективности фотоэлектрического преобразования; некоторые отправляют солнечные элементы в космос для проверки; а есть компании, которые входят в это направление посредством слияний и поглощений.

Со стороны 协鑫科技 корреспонденту 证券时报 заявили: компания уже в 2023 году завершила первую в мире экспериментальную проверку размещения перовскитных модулей в условиях космического запуска. В 2026 году планируется провести тестовые отправки и проверки в «ближнем к космосу» с 中国航天科技集团 811-го института. 隆基绿能: батареи HPBC дважды ставились на борта «Шэньчжоу» и завершили натурные измерения в космосе, после чего компания выпустила гибкий многослойный элемент с эффективностью 33.4%. 晶科能源 утверждает, что лабораторная эффективность перовскитных многослойных элементов достигает 34.76%, а также совместно с 晶泰科技 создает AI-лабораторную линию для ускорения разработки. 钧达股份, в свою очередь, входит в область разработки спутниковых батарей и спутников «под ключ» путем покупки активов и сотрудничества и т. п.

Эксперт Китайской ассоциации солнечной энергетики по поручению консультаций 吕锦标 сообщил репортеру: заявляемая в лаборатории эффективность перовскитных фотоэлектрических преобразований часто является результатом на малой площади в идеальных условиях. До сих пор предстоит длинный путь: можно ли повторить, можно ли пройти проверку через пилотные и опытно-промышленные этапы, возможно ли масштабирование в промышленности и т. д.

梁双 прямо сказал: логика разработки и тестирования для космической солнечной энергетики срочно требует корректировки. Для наземной солнечной энергетики первостепенны себестоимость и объем выработки; при текущем фокусе компаний на эффективности фотоэлектрического преобразования для спутника есть иные факторы: спутник не ремонтопригоден и не подлежит замене. Если выходит из строя батарея, спутник фактически списывается. Надежность — это главный показатель, эффективность — лишь вторичный ориентир; соответственно, логика проектирования полностью отличается.

Помимо хайпа, смогут ли пройти HJT и перовскитный маршруты?

По мнению 梁双, принцип HJT жизнеспособен, но «космическая» экономическая целесообразность крайне низкая.

Этот эксперт по космической солнечной энергетике сказал: HJT не является абсолютно невозможной для использования в космосе, но требуется комплексная переработка материалов электродов, производственных процессов и технологий упаковки с учетом условий космоса. После такой переделки возникают проблемы: падение эффективности и рост затрат. Наземные HJT-электроды не выдерживают экстремальных циклов изменения температур и облучения в космосе, а неулучшенные продукты быстро выходят из строя на орбите. После переделки удается обеспечить краткосрочное использование (например, на 6 месяцев), но долгосрочная (5 лет и более) надежность и стабильность недостаточны. В итоге общая комплексная ценность заметно уступает более «старому» маршруту фотогальванических элементов — PERC. При этом в отраслевых исследовательских маршрутах в основном одинаковые шаги: оптимизация под адаптацию к среде, трудно ожидать прорывов с полной сменой парадигмы или оригинальных первопроходческих находок.

梁双 также рассказал: есть компании, которые выводили наземные HJT-элементы непосредственно на орбиту; они выходили из строя за несколько дней или несколько месяцев. Но соответствующие стороны не публиковали результаты неудачи.

Однако 祁海珅 отметил: такая ситуация относится к событиям вероятностного характера. Космическая среда сложна, у спутников, которые работают в орбите, изначально есть множество потенциальных сбоев. Нельзя, увидев проблемы на части тестов, полностью отрицать потенциал адаптации HJT для космоса.

Перовскитные элементы: их принцип подходит космосу, но требуется полностью перезагрузить маршрут.

梁双 сказал корреспонденту 证券时报: «С научной точки зрения перовскитные элементы лучше подходят для применения на спутниках, чем кремниевые. Кроме того, для спутников допустимость стоимости батареи существенно выше, чем на земле. Но текущий технологический маршрут не работает. Ключевое преимущество — слабый отклик на освещенность, и возможность обхода деградации из-за воды и кислорода в вакуумной среде. Теоретическая производительность превосходит кремний; в долгосрочной перспективе перовскит может заменить элементы на арсениде галлия. Однако фатальный недостаток столь же очевиден: наземные перовскиты не могут пройти тесты на чередующиеся высокие и низкие температуры, а также сильный ультрафиолет и облучение в космосе; органические компоненты разлагаются и сублимируют, и при хранении при высокой температуре в течение нескольких часов они выходят из строя».

Он указал: по маршруту развития нужно отказаться от мысли «заменить наземный монокристаллический кремний», и перейти к разработке технологий, предназначенных именно для космоса, — решить задачи по стабильности и устойчивости к радиации. Примерно в течение 5 лет возможно выйти на реализуемый маршрут.

PERC-элементы — это недооцененный отраслью основной технологический путь для космоса, который, возможно, ждет «второе рождение».

梁双 рассказал: как наиболее зрелый технологический путь в фотовольтаике, в отрасли рынок обычно считает PERC отстающими мощностями. Но в космической сфере это — решение, прошедшее долгосрочную проверку. «До 2010 года в мире большинство спутников использовали моно-кремний/PERC. Уровень технологической зрелости и надежность проверялись на орбите десятилетиями — так что ресурса космического срока службы легко хватает на 10—20 лет». Он прогнозирует: и в наземной фотовольтаике из-за проблем деградации на станциях HJT со временем, возможно, произойдет возврат к PERC. Существующие TopCon-производственные линии совместимы с выпуском PERC. Отрасли не нужно полностью вычищать мощности — достаточно перезапустить технологические оптимизации.

Реалии отрасли:

«Проблема в верификации» и «трудность экосистемы»

На фоне шума на рынке капитала космическая солнечная энергетика сталкивается с тяжелым испытанием — переходом от «концепции» к «инженерии». Хотя перспективы широки, внутри отрасли существуют реальные трудности: отсутствие системы верификации, разъезд технологических маршрутов и такие «стоимостные барьеры», которые трудно преодолеть.

В первую очередь — проблема верификации. Представитель 관련ной компании 迈为股份 признался корреспонденту 证券时报: независимо от того, HJT это или перовскит, теоретически все реализуемо, но в отрасли в целом отсутствуют эмпирические данные «в орбите».

Причина отсутствия таких данных — в хаосе и слабых местах на этапе верификации. Ли Жань (псевдоним), сотрудник, связанный с разработкой солнечных крыльев в одном из научно-исследовательских институтов космонавтики, заявил корреспонденту 证券时报: сейчас они получили множество запросов от наземных фотоэлектрических компаний о проведении проверок «в космосе», однако между сторонами часто «разный канал связи». Например, многие компании напрямую берут N-тип батареи для тестов, хотя P-тип батареи больше подходит под условия космоса; а есть и те, кто даже не прошел «вход» в те проверки и улучшения, которые должны проводиться на наземном этапе.

Серьезнее того — часть так называемых «верификаций» превращается в формальность. Ли Жань раскрыл: некоторые компании отправляют элементы в космос, но не выполняют генерацию электроэнергии. 梁双 подчеркнул: отправка образцов в институты космонавтики — это лишь старт для верификации. Нужны долгие процессы: наземные тесты, установка на орбиту, сбор телеметрических данных и т. д. К коммерческому применению это, как правило, занимает от 2—3 лет до 5—8 лет; и помимо этого требуется пройти аргументацию на уровне систем спутника — нельзя просто «отправил на проверку» и сразу пройти.

Корень этой проблемы — искаженное понимание «разницы между землей и небом». 梁双 подчеркнул: наземный продукт фотовольтаики на 100% не может быть напрямую использован в космосе; между ними есть принципиальные различия. Во-первых, экстремальная разница температур: космос должен выдерживать перепад ±80℃ до ±120℃; у спутников на низкой орбите суточный цикл достигает 15 раз, а на земле можно реализовать лишь +80℃ до -20℃, при этом суточное число циклов меньше 1 раза. Во-вторых, сильная радиационная среда: ультрафиолет в космосе и облучение высокоэнергетическими частицами крайне разрушительно для материалов, а на земле нет соответствующих условий имитации. В-третьих, «технологический порог»: после того как наземные технологии пайки и упаковки отправляют на космос, частота отказов очень высокая; требуется применять процессы, предназначенные для космоса.

吕锦标 сообщил корреспонденту 证券时报: развитие космической солнечной энергетики нельзя сводить к тому, чтобы «просто следить за технологией элемента как таковой»; нужно рассматривать ее в контексте всей цепочки поставок и коммерческой экосистемы. Реально осуществимой космическая солнечная энергетика становится при условии, что поднимается общий спрос на рынке — например, когда тысячи спутников нужно обеспечить электроэнергией, при этом у этих спутников есть четкие коммерческие адресаты услуг и коммерческие модели.

Очевидно, масштабному распространению препятствуют узкие места в возможностях запуска и «неопределенность» космических вычислительных мощностей. 梁双 сказал: исходя из текущих возможностей запуска, концепция Маска — миллион спутников — должна быть реализована за 100 лет. А такие устройства, как космические GPU и память, стоят очень дорого и, находясь на орбите, быстро выходят из строя — значит, рыночное внедрение пока далеко. Кроме того, стоимость — еще один «камень преткновения» для коммерциализации космической солнечной энергетики. 梁双 привел расчет: даже если SpaceX снизит стоимость запуска до 2000 долларов США за килограмм, чтобы вывести на орбиту систему уровня 1 ГВт (GW), потребуются сотни миллиардов долларов США.

Также подвергают сомнению совместимость по цепочке поставок. Со стороны upstream-материалов: не хватает мощностей по сверхлегким, радиационно-стойким и термостойким материалам, адаптированным к космосу. Со стороны midstream-производства: для космических фотоэлектрических модулей не хватает уникальных мощностей кастомизированного производства — большинство компаний все еще работает в режиме лабораторных мелкосерийных поставок. Со стороны downstream-эксплуатации и техобслуживания: на орбите почти отсутствуют роботы и оборудование для ремонта в космосе. На это 吕锦标 ответил: мощности термостойких материалов уровня космоса и кастомизированных модулей будут поставляться рынком, конкуренция будет стимулировать предложение после того, как коммерческий спрос станет ясным; это не означает, что нужно сначала построить цепочку поставок, а затем ждать спрос.

Перед лицом волны хайпа нужно вернуться к рациональности — перестроить приоритеты технологий и темпы развития отрасли.

梁双 заявил: «Во-первых, нужно перестроить технологические приоритеты: космическая солнечная энергетика должна отказаться от “культа эффективности в лаборатории”. В центре должен быть практицизм: в первую очередь решать вопросы надежности, адаптации к среде и срока службы на орбите; эффективность — лишь вспомогательный показатель. Во-вторых, маршрут должен дифференцироваться: HJT сфокусировать на наземных сценариях, PERC сохраняет статус основной технологии в космосе, перовскит переводится в направление разработки, предназначенное именно для космоса; пусть каждый решает свою задачу, чтобы избежать слепой конкуренции между сценариями. В-третьих, темпы развития отрасли следует замедлить: фотоэлектрическим компаниям нужно рационально планировать, рассматривать космическую солнечную энергетику как технологический стратегический резерв на 10 лет и более, а не как точку роста краткосрочной прибыли».

В заключение он подчеркнул: «В волне хайпа вокруг космической солнечной энергетики только возвращение к инженерной сути и закономерностям развития отрасли, отказ от финансоориентированного хайпа и одностороннего наведения общественного мнения позволит этой технологии действительно стать практичной, а не оставаться в сфере научной фантастики и историй про капитал».

(Редактор: 刘畅 ）

     【免责声明】Настоящая статья отражает лишь личные взгляды автора и не связана с 和讯网. В отношении утверждений, оценок мнений и суждений, изложенных в тексте, сайт Хунсин сохраняет нейтралитет и не предоставляет каких-либо явных или подразумеваемых гарантий относительно точности, надежности или полноты содержащегося. Просьба читателям использовать материал исключительно в качестве справки и принять на себя всю ответственность самостоятельно. 邮箱：news_center@staff.hexun.com