Состояние солнечной промышленности на сегодняшний день, довольно сложное. Производители должны ориентироваться на международные тарифы и внезапное решение Китая о замедлении установок солнечных панелей, может привести к преизбытку на рынке, уже к концу 2018 года. Скорее всего, это приведет к кратковременному сокращению прибыли по всей отрасли и повышению важности технологического превосходства.
В конце концов, лучшая технология долгое время была ключевым отличием в солнечной промышленности, но она, как правило, основывалась на экономике. Но это может измениться - и раньше, чем многие думают. Ведущие производители солнечных элементов и солнечных панелей выпускают всё новые и новые улучшенные продукты в 2018 и будут выпускать в 2019-м, что обеспечит преимущество как в эффективности, так и в экономике. Те инвесторы, которые осмеливаются заглянуть за горизонт, могут увидеть солнечное будущее, подкрепленное материалами следующего поколения.
Курс на спад
Крупнейших достижений в области технологий получаются из-за новых материалов, которые лучше подходят для преобразования солнечного света в электричество. Сегодня все солнечные панели делаются либо на кристаллических кремниевые материалах (70% рынка), либо на тонкопленочных, такие как теллурид кадмия (28% рынка). (Остальные 2% были «неуточнены», но это всё равно, один из двух материалов.) Оба материала имеют преимущества и недостатки, которые обычно и диктуют их использование.
Например, ни одна компания не получает выше эффективности от кремниевых элементов, чем SunPower (NASDAQ: SPWR). Батареи X-серии, которые доступны сегодня, могут достигать максимум 21,5% эффективности, хотя в будущем, средняя эффективность не превысит 20%. Однако продукт будет использоваться только для нишевого использования. Более дешевые P-серии, имеют более широкие рыночные возможности и имеют эффективность 19% - это выше верхнего предела диапазона для кремниевых панелей массового рынка, который составляет около 17%.
Между тем, First Solar (NASDAQ: FSLR) является бесспорным лидером технологии тонкопленочных солнечных батарей. В то время как панели Premium Series 6 имеют около 17% эффективности, они компенсируют это меньшей себестоимостью, чем кремниевые панели. Это позволило лидирующему игроку продемонстрировать впечатляющую рентабельность в последние годы благодаря быстро развивающемуся солнечному рынку. Но, когда кремниевые пластины сравняются с ними по цене, куда двинется рынок, предсказать не удастся.
Кроме того, весь рынок солнечной энергии может быть захвачен, или, по крайней мере, перераспределён с помощью новых технологий.
1. Двухсторонние солнечные панели
Её нельзя назвать совсем новой, но это весьма эффективная технология. Учитывая простоту двухсторонних панелей и сокращение затрат, это позволяет не сбрасывать их со счёта в будущем. В некоторых оценках, при этой технологии, прогнозируется увеличение мощности на 25% и снижение затрат на выработку одного ватта энергии на 20%.
Канадская компания Solar (NASDAQ: CSIQ) считает, что ее первая коммерческая двухсторонняя панель может повысить эффективность с 18,3% до 23,8% при правильных условиях. Это может сделать менее эффективные панели компании более конкурентоспособными с панелями более высокой эффективности, например, с SunPower.
2. Перовскитовые материалы
В то время как тонкая пленка предлагает ценовые преимущества за счет эффективности, а кристаллический кремний предлагает большую эффективность для небольшой поверхности, новый класс материалов, называемых перовскитами, может в один прекрасный день обеспечить лучшее из этих решений. Несмотря на то, что в этой категории имеется много материалов, перовскиты обычно могут генерировать энергию из более широкого спектра спектра света, чем кремний. Другими словами, исследователи считают, что эффективность солнечной энергии на 30% является достижимой целью. Если они окажутся дешевыми и простыми в изготовлении, как ожидается, то солнечные элементы третьего поколения могут привести к значительному снижению стоимости солнечной энергии.
К сожалению, перовскитовые материалы все еще сложны в производстве даже в лабораторных условиях и не являются коммерческой реальностью. Остается одно серьезное препятствие: материалы ухудшаются относительно быстро. Это может привести к резким потерям мощности в течение короткого периода времени для солнечного модуля, тем самым сводя на нет, все другие преимущества. Однако есть способы обойти это, например, спаривание перовскитов с кремнием и страт-ап под названием Oxford PV недавно представил такую тандемную ячейку с рейтингом эффективности 27,3%. Если он окажется успешным и коммерчески жизнеспособным при его запуске в 2019 году, то солнечная энергия третьего поколения может быть ближе к реальности, чем думают инвесторы.
3. Квантовый скачок для солнечной энергии.
Несмотря на то, что он попадает в группу третьего поколения, материалы из квантовых точек намного дальше от коммерциализации, чем перовскиты. Но материалы обещают действительно встряхнуть солнечную промышленность (и немало других). Зачем? Квантовые точки - наночастицы полупроводниковых материалов, а полупроводники - основа вычислительной техники и солнечных элементов. Но они маленькие. На самом деле маленькие - измеряются только несколькими нанометрами в поперечнике или в тысячи раз меньше ширины человеческого волоса.
Однако эти нано-полупроводники достаточно малы, чтобы быть настроенными на соответствие солнечному спектру. Это означает, что солнечные элементы с квантовыми точками имеют теоретический предел эффективности в 70,4% по сравнению с максимальными 32% для кремниевых элементов.
В то время как новые конфигурации кремневых ячеек могут поднять существующий порог выше 32%, «предел» эффективности, квантовые точки предлагают одно уникальное преимущество: они могут генерировать электричество и ночью. Это связано с тем, что они могут быть настроены на инфракрасные длины волн в дополнение к видимым длинам волн света, хотя «ночная выработка» и не сможет приблизится к «дневной» по мощности. К сожалению, инвесторам, вероятно, придется ждать больше десятилетия, чтобы увидеть эти возможности на рынке, но это, безусловно, технология для наблюдения за будущим солнечной энергии.
Яркое будущее солнечной энергии
В 2017 году солнечная энергия составила 1,8% от всей выработанной в США. Это может показаться не таким большим достижением, но она очень быстро растет. За первые четыре месяца этого года возобновляемый источник энергии поставил на 32% больше электроэнергии для американских сетей по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. И этот тренд будет продолжаться, поскольку затраты снижаются, инвестиции растут, а технология улучшается.
Поэтому, в то время как недавняя торговая напряженность и внутренняя политика Китая окажут кратковременное влияние на рынок и выявят различия в технологиях между основными участниками рынка, замедление темпов будет временным для солнечного рынка в в долгосрочной перспективе. Кроме того, для солнечной энергетики, похоже, существует очень светлое будущее, благодаря некоторым значительным достижениям в области материаловедения.