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马斯克太空光伏计划引爆行业热议,光伏与太空经济未来几何?

马斯克太空光伏计划引爆行业热议,光伏与太空经济未来几何? 马斯克 太空光伏 光伏行业 未来能源 第1张

特斯拉与SpaceX董事长埃隆·马斯克(ElonMusk)近期对中国光伏企业的访问,引发了A股光伏板块的多只个股涨停,同时使得太空光伏成为备受关注的热门话题。

《财经》近期采访了多位光伏业权威人士,他们提出了以下核心观点:

1. HJT(异质结)电池有望成为下一代太空光伏电池,而更下一代的候选则是钙钛矿叠层电池。

2. 尽管马斯克的太空光伏计划备受瞩目,但它对中国光伏需求的提振影响甚微。即便其梦想成真,太空光伏在全球光伏消费中的占比也将非常小,无法替代地面光伏。

3. 美国太空光伏的发展进度值得高度重视,但其将根植于美国本土制造,中国光伏企业要想大量拿下美国订单并不现实。中国光伏企业的真正机遇在于服务好中国的太空战略。

4. 光伏无疑是太空能源的基础,未来的能源体系将是地天一体的。光伏业界应加强与国内商业航天的合作,共同探索广阔的太空光伏市场。

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马斯克的太空光伏计划是否靠谱?

马斯克将太空光伏视为支撑其未来AI算力的主力能源。他近期多次表示,特斯拉与SpaceX将在三年内实现每年100吉瓦的光伏组件制造能力。

SpaceX提出了“轨道数据中心”计划,利用星舰(Starship)的重型运载能力,将高能耗的计算设施部署至近地轨道。此外,SpaceX还完成了对人工智能公司xAI的全资收购。

马斯克称,太空光伏的发电效率可达地面光伏的5倍。在30至36个月内,太空有望成为部署人工智能算力中心的最具经济性场景。

然而,一位光伏龙头企业技术负责人认为,马斯克的设想还比较遥远,地面上仍有巨大的建设光伏电站的潜力。例如,微软公司计划在阿联酋建设的AI数据中心,将配建一个供电规模与核电站相当的光伏电站,且成本和安全性优于核电。

该龙头企业拥有适配太空的光伏电池,其光电转换效率目前保持世界纪录。

华晟新能源董事长徐晓华认为,马斯克设想落地的速度可能比国内预期的快。从马斯克近期的一系列准备工作看,他有可能三年内在太空建成AI算力中心。

华晟新能源集团是当前HJT电池产能和产量最高的企业,也是近期Space X团队多次走访的企业。

徐晓华指出,马斯克团队实际上想在中国光伏产业陷入低谷时,抄底中国光伏产业的设备、经验、人才,但不会直接购买中国的光伏产品用于其太空计划。中国光伏企业应保持清醒头脑,除了保持技术领先外,还应积极与国内商业航天产业合作,拓展太空应用场景。

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太空光伏的技术和市场前景如何?

当前太空光伏电池的主流是砷化镓电池,其成本是地面光伏电池的几百倍到上千倍。

尽管当前太空光伏产品的需求只有兆瓦级,但马斯克预测未来将达到吉瓦级和太瓦级。不论其预测是否过于乐观,未来太空光伏的规模将会比现在大很多,这是业界的共识。要扩大规模就必须降低成本,替换高成本的砷化镓电池是必然的。

对于太空用途的光伏电池,关键是重量/功率比要低,且能抗辐射、抗温差。上述龙头企业技术负责人表示,替代砷化镓电池主要有两条技术路线:一是P型的HJT电池,二是钙钛矿叠层电池。这两种电池的成本远低于砷化镓电池。

在地面上,N型电池比P型电池效率更高。当前商业化生产的HJT电池以N型为主,其硅片较厚。业界认为,适配太空的P型、薄硅片HJT电池能很快量产。P型和N型光伏电池的主要区别是电池硅片掺杂物质不同,P型硅片掺杂硼,N型硅片掺杂磷。

徐晓华表示,在产线设备上,HJT电池从N型到P型的转换是很容易的,没有技术和成本问题。当前HJT电池的硅片厚度可以做到60微米,在太空使用的话需降低到50微米内。这在生产上没有问题,只是会导致产品良率下降。与砷化镓电池成本相比良率问题导致的成本增加可以忽略不计。

上述光伏龙头企业技术负责人分析称一颗卫星搭载的光伏组件功率在2千瓦至10千瓦之间。按照马斯克设想的100万颗卫星来算所需光伏组件总量在2吉瓦至10吉瓦。全球2025年光伏组件消费量预计超过600吉瓦目前地球在轨活跃卫星总数约1.45万颗。即便马斯克能够完成100万颗卫星的部署太空光伏也只占光伏市场的很小比例。

徐晓华认为太空光伏的潜力不可小觑。他说太空算力卫星和通讯卫星的设计寿命都只有3-5年等同于易耗品每年都会更换一批。对于光伏产业来说太空光伏是持续且快速增长的市场也是高溢价市场。

但他补充说从当前的国际形势看马斯克以及美国太空产业很难采购中国光伏产品只是会挖走一些设备和人才。中国的光伏制造商应该清醒认识到美国太空光伏不是大商机马斯克的目标是在美国自建光伏产业链而不是采购中国光伏产品中国的太空光伏才是中国光伏制造商的商机。

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太空光伏的意义何在?

对于太空光伏的意义业界主要有两种看法:一是从根本上解决地面可再生能源的间歇性、土地约束与能源安全问题;二是为太空经济、深空探索提供更经济的基石能源。

在参加一档播客节目时马斯克表示随着人工智能算力规模的持续扩张美国的电力供应难以满足需求在电网扩容、土地资源、燃气发电设备供应和审批周期等方面都有较大的挑战。相比之下太空具备持续获取太阳能的天然条件有望成为突破AI能源瓶颈的新路径。

上述光伏龙头企业技术负责人认为尽管光伏无疑是太空的基石能源但将太空光伏发电作为地面所需的能源供应完全没有必要因为成本比地面建光伏电站高得太多。

徐晓华认为人类文明正处在从“地球纪元”迈向“宇宙纪元”的门槛未来的能源体系将会是地天一体的。业界要充分认识到接下来3-5年的巨变做好工艺、材料和制造技术的持续变革加强和国内商业航天的合作共同探索广阔的太空光伏市场。

SpaceX公司已大幅降低太空运力成本其短板是太空光伏生产能力。中国有制造光伏产品的优势亟须提高航天产业的经济性。

目前美国本土光伏组件制造的产能是65.1吉瓦能满足2026年美国国内市场需求。在2022年美国出台《通胀削减法案》(IRA)之前美国光伏组件年产能仅7吉瓦到如今已经翻了9倍多。