Народна газета: Економічні гарячі теми — швидкий огляд｜Чи може космічна фотогальваніка стати новим синім океаном?

Останнім часом новина про дослідження командою Маска ланцюга постачання сонячної енергетики в Китаї викликала зацікавленість. Раніше Маск запропонував план щорічного розгортання в космосі 100 гігаватів сонячних AI-супутникових енергетичних мереж, що становить приблизно 1/6 нових глобальних потужностей сонячної енергетики, що зробило концепцію «космічної фотовольтаїки» популярною.

Чи можлива космічна фотовольтаїка? Чи зможе китайський ланцюг постачання сонячної енергетики скористатися цим блакитним океаном?

Спершу розглянемо, що таке космічна фотовольтаїка. Це технологія, яка передбачає встановлення фотогальванічних модулів на космічних апаратах або супутниках для перетворення сонячної енергії у електричну та її подачі для живлення космічних апаратів. Довгострокова мета — реалізувати «космічне виробництво електроенергії — бездротовий передавач через мікрохвилі або лазерні промені — прийом на Землі». Її переваги полягають у високій інсоляції у космосі, відсутності впливу дня і ночі, погодних умов, а щільність енергії може досягати 7–10 разів порівняно з наземними системами.

Зв’язок між фотовольтаїкою і космосом має давню історію. У 1958 році вперше на супутнику було використано сонячні батареї; через кілька років друга штучна супутник, виготовлена у Китаї, також використовувала сонячні батареї.

Чому за останні два роки зросла увага ринку до космічної фотовольтаїки? З одного боку, технологія повторного використання ракет знизила вартість запуску, глобальний розвиток комерційної космічної галузі прискорився, і космічна економіка поступово стає реальністю. З іншого боку, швидке зростання обсягів будівництва дата-центрів та інших об’єктів підвищує загальні потреби у електропостачанні та охолодженні, а наземна інфраструктура може не встигати, тоді як у космічних умовах ефективність фотогальваніки значно вища.

Можна сказати, що у довгостроковій перспективі космічна фотовольтаїка має величезний потенціал, але наразі вона перебуває на початкових етапах досліджень і перевірки. Процес комерціалізації залежить від розвитку технологій, економічної доцільності та інших факторів, і масштабне впровадження потребує ще певного часу. Наприклад, батареї з галлієвого арсеніду мають високу ефективність перетворення, відмінну радіаційну стійкість і надійність, але їх вартість висока; перовськітні батареї мають високу гнучкість і низьку вартість, але їх надійність ще потрібно підтвердити.

Ще важливіше — економічний аспект: за оцінками аналітиків, поточна вартість електроенергії з космічної фотовольтаїки становить близько 2–3 доларів за кіловат-годину, тоді як вартість наземної фотовольтаїки вже знизилася до 0,03–0,05 долара за кіловат-годину, і різниця може сягати до сотні разів. Якщо у майбутньому вартість запуску не знизиться більш ніж у 10 разів, а ефективність фотогальваніки не подвоїться, космічна фотовольтаїка стане економічно недоцільною.

У відповідь на можливі можливості, китайський ланцюг постачання сонячної енергетики має кілька переваг: дивлячись на технологічні дослідження, у період «14 п’ятирічки» дослідницькі установи 27 разів оновлювали світовий рекорд ефективності лабораторії NREL, частка у світі зросла до 55%, що вдвічі більше порівняно з «13 п’ятирічкою»; дивлячись на виробничі можливості, у період «14 п’ятирічки» виробництво сонячних батарей у 5,5 разу перевищило показники «13 п’ятирічки», а до 2025 року потужності складуть понад 90% світового обсягу; дивлячись на цінову перевагу, за останні десять років Китай допоміг знизити середню вартість електроенергії з фотогальваніки у світі на 80%.

Щодо космічної фотовольтаїки, китайські компанії активно займаються передовими розробками. У Національній лабораторії фотогальваніки та технологій при Tainhe Solar було встановлено світовий рекорд потужності перовськітних/кристалічних силових модулів площею 3,1 м²; Longi Green Energy створила лабораторію для досліджень і розвитку космічної енергетики; Jinko Solar і Jintai Technology спільно просувають розробки та комерціалізацію перовськітних батарейних технологій. Загалом, космічна фотовольтаїка залишається марафоном, що вимагає часу і терпіння. Мріяти, сміливо йти вперед і водночас бути реалістами, створюючи більш конкурентоспроможні високоефективні фотогальванічні продукти, а також завдяки проривам у комерційних космічних перевезеннях і зниженню вартості виходу на орбіту, ця багат trillion-гривень «блакитна океан» може бути не такою далекою.