Слишком большой выбор, слишком мало времени, чтобы принять решение

Аккумулятор FIAMM 12FGH50

Рыночное давление в сфере солнечной энергетики и хранения энергии часто приводит к появлению недорогих решений, но долгосрочный успех зависит от баланса цены, качества и надёжности оборудования, рассчитанного на десятилетия эксплуатации. Многочисленные примеры, от низкокачественных кремниевых модулей до бытовых водородных и окислительно-восстановительных накопителей, показывают, что технически амбициозные продукты могут потерпеть неудачу из-за неверной оценки затрат, сложности или долговечности.

На рынке сложилась привычная ситуация: лучший продукт не всегда оказывается самым востребованным. Часто побеждает самый дешёвый вариант. Какой бы продвинутой ни была разработка или насколько продуманной ни была концепция, у продукта мало шансов на долгосрочный успех, если он слишком дорогой или сложный в эксплуатации. При этом самый дешёвый продукт не всегда доминирует на рынке. В сфере солнечных технологий бестселлер определяется балансом между ценой, качеством и простотой использования. Фотоэлектрические системы проектируются и устанавливаются с расчётом на срок службы более 20 лет.

С этой точки зрения производителям следует использовать в солнечных модулях более качественные материалы и более толстое стекло, а в инверторах и аккумуляторах — более долговечные электронные компоненты. Однако постоянное снижение рыночных цен привело к сильному давлению, которое ограничивает качество продукции. Сокращаются расходы, и на каждом этапе применяется оптимизация, чтобы сделать продукцию дешевле и легче. Чтобы снизить стоимость доставки, в один контейнер упаковывают всё больше единиц продукции. Во многих случаях только после нескольких лет эксплуатации становится ясно, соответствуют ли продукты заявленным характеристикам или компромиссы зашли слишком далеко.

К концу года цены на модули практически не изменились, что позволяет предположить, что рынок, возможно, достиг уровня, на котором дальнейшее снижение цен затруднительно. Отдельные отклонения от тенденции к снижению цен в основном связаны с экстренными продажами или распродажей запасов и не указывают на структурные изменения. Учитывая значительные убытки, которые азиатские производители несли в течение многих лет, многие ожидают, что цены в конечном итоге вырастут. Сроки и механизмы этого процесса остаются неясными. Повышение цен на модули может позволить производителям снова улучшить качество, но ни один крупный поставщик не готов сделать это первым. Крупные китайские производители, в частности, опасаются потерять с трудом завоеванную долю рынка.

Только диверсифицированные конгломераты, которые не зависят исключительно от солнечной энергетики, или небольшие нишевые поставщики, обслуживающие определённую клиентскую базу, могут позволить себе устанавливать цены на продукцию выше общего рыночного уровня, отражённого в отраслевых индексах. Неудачи компаний Meyer Burger и SunPower, среди прочих, демонстрируют, насколько сложно поддерживать крупномасштабное производство модулей, когда производственные затраты не соответствуют преобладающим рыночным ценам. Эта реальность подчёркивает постоянную проблему для проектировщиков систем и покупателей: обилие продукции, но слишком мало надёжных вариантов.

Опыт показывает, что зачастую целесообразен консервативный подход к выбору компонентов и системных концепций. Несмотря на то, что инновации в солнечной энергетике необходимы и часто приводят к значительным достижениям в области производства электроэнергии, они также сопряжены со значительными рисками. Для капиталоёмких объектов с длительным сроком службы, таких как электростанции, выход из строя компонентов уже через несколько лет или исчезновение производителей и гарантов в момент возникновения проблем могут иметь серьёзные последствия.

Примеров, на которые стоит обратить внимание, предостаточно. Один из ярких случаев — кратковременный рост популярности так называемого солнечного, или металлургического, кремния в начале 2010-х годов. В то время из-за активного развития возобновляемых источников энергии возник дефицит поликремниевых отходов производства полупроводников. В ответ на это исследователи разработали менее чистый кремний, используя более простые и дешёвые производственные процессы. В эпоху поликристаллических модулей с типичной эффективностью около 15 % эти менее производительные продукты казались коммерчески выгодными при правильной цене.

Однако на практике модули с такими элементами, которые компания Canadian Solar продавала под названием «модули E», выходили из строя гораздо быстрее, чем обычные продукты. Энергоотдача оказалась намного ниже ожидаемой, что вынудило производителей заменять модули уже через несколько месяцев эксплуатации. В конечном итоге это привело к значительным убыткам и быстрому прекращению этой тенденции.

Некоторые из последних примеров амбициозных, но не востребованных на рынке разработок можно найти в сфере хранения энергии. Один из таких примеров — круглогодичная система хранения водорода для жилых помещений Picea, разработанная ныне обанкротившейся компанией HPS. В этой системе избыточная солнечная энергия преобразуется в водород с помощью электролизера и хранится в газовых баллонах под давлением за пределами дома. Когда солнечной энергии недостаточно, водород преобразуется в электричество и тепло с помощью топливного элемента. Несмотря на свою техническую сложность, система стоит непропорционально дорого, что ограничивает её привлекательность для небольшой группы энтузиастов, стремящихся к самодостаточности и обладающих значительной покупательной способностью. Напротив, электрохимические системы хранения энергии значительно экономичнее и при правильном масштабировании могут обеспечить практически полную энергетическую независимость.

Другим примером нетрадиционных технологий хранения энергии являются проточные окислительно-восстановительные батареи для бытового использования. В промышленных масштабах проточные окислительно-восстановительные системы являются проверенным и экономически эффективным решением. Однако компания Prolux Solutions попыталась адаптировать эту технологию для использования в частных домах. На практике оказалось, что проблемы, связанные с циркулирующими жидкими электролитами, были недооценены, что привело к протечкам уже через несколько месяцев эксплуатации. Высокие затраты на техническое обслуживание большого количества небольших установок в конечном счёте побудили компанию объявить, что к концу 2025 года ограниченное количество развёрнутых систем будет выведено из эксплуатации или заменено на проверенную технологию литий-железо-фосфата (LFP).

В некоторых случаях требуется несколько циклов разработки, прежде чем концепция достигнет достаточной степени зрелости или рыночные условия станут благоприятными для ее реализации. Ярким примером являются гибридные коллекторы, которые сочетают в себе фотоэлектрическую и солнечную тепловую генерацию. С физической точки зрения эта концепция содержит в себе внутреннее противоречие: избыточное тепло снижает выработку электроэнергии, что требует постоянного отвода тепла, но при этом часто остается недостаточно тепловой энергии для эффективного обогрева. За последние два десятилетия к этому принципу неоднократно возвращались, что привело к появлению множества компаний, поддерживаемых венчурными инвесторами, но все они в конечном итоге потерпели неудачу. Прорыв произошёл, когда разработчики отказались от дорогостоящей изоляции задней части и вместо этого установили коллекторы в паре с тепловыми насосами, способными использовать низкотемпературное тепло.

Одним из полезных индикаторов того, что новая технология может стать востребованной, является наличие нескольких компаний, которые используют схожие подходы и выводят их на рынок. Если нескольким стартапам с сопоставимыми решениями удаётся привлечь международных инвесторов, это говорит о том, что разработка действительно имеет долгосрочный потенциал. Как только такие продукты начинают активно продаваться, они заслуживают более пристального внимания. На этом этапе риск провала значительно снижается — по крайней мере, до появления следующей прорывной технологии.