سرمایه‌گذاری ۱.۵ میلیارد دلاری ژاپن روی سلول‌های خورشیدی فوق نازک در رقابت با چین

ژاپن با سرمایه‌گذاری ۱.۵ میلیارد دلاری روی یک پیشرفت بزرگ در نسل بعدی پنل‌های خورشیدی فوق نازک، سبک و قابل انعطاف، در حال یارانه دادن به تجاری‌سازی فناوری است که به گفته تحلیلگران می‌تواند سلطه چین بر انرژی‌های تجدیدپذیر را مختل کرده و وابستگی توکیو به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد.

سلول‌های پروسکایت ۲۰ برابر نازک‌تر از پنل‌های خورشیدی معمولی هستند و می‌توانند روی استادیوم‌ها، فرودگاه‌ها و ساختمان‌های اداری چسبانده شوند و امکان استفاده گسترده از انرژی خورشیدی را در کشوری کوهستانی که فاقد فضای باز مورد نیاز برای مزارع خورشیدی متعارف است، فراهم کنند.

مقامات توکیو هدف بلندپروازانه‌ای را برای نصب سلول‌های کافی برای تولید انرژی معادل ۲۰ نیروگاه هسته‌ای تا سال ۲۰۴۰ تعیین کرده‌اند و این فناوری را برای دستیابی ژاپن به هدف خود مبنی بر تأمین حداکثر ۵۰ درصد برق خود از منابع تجدیدپذیر ضروری می‌دانند.

با در نظر گرفتن این موضوع، دولت در حال ارائه یارانه‌هایی به ارزش ۱۵۷ میلیارد ین (۱ میلیارد دلار) به شرکت Sekisui Chemical است که در خط مقدم تلاش‌ها برای توسعه فیلم خورشیدی پروسکایت قرار دارد. این علاوه بر ۶۰ میلیارد ین حمایت از توسعه اولیه این فناوری است و ممکن است از طریق صندوق‌هایی که هدفشان ایجاد زنجیره‌های تامین سبز است، کمک‌های بیشتری ارائه شود.

سادانوری ایتو، مقام دولتی مسئول این طرح، گفت: «سلول‌های خورشیدی پروسکایت یک برگ برنده حیاتی برای پیگیری همزمان کربن‌زدایی، رشد اقتصادی و امنیت انرژی هستند. ما آن را یک فناوری ضروری برای گسترش بیشتر انرژی‌های تجدیدپذیر در ژاپن می‌دانیم.»

چین ۸۵ درصد از سلول‌های خورشیدی جهان و ۷۹ درصد از پلی‌سیلیکون، ماده‌ای که در آن‌ها استفاده می‌شود، را تولید می‌کند. در مقابل، ماده اصلی سلول‌های پروسکایت ید است که شیلی و ژاپن بزرگترین تامین‌کنندگان آن در جهان هستند. تحلیلگران می‌گویند این می‌تواند به کاهش خطرات برای زنجیره‌های تامین حیاتی و زیرساخت‌های انرژی ناشی از وابستگی بیش از حد به یک کشور کمک کند.

با توجه به اینکه ساخت این سلول‌ها در سال‌های اولیه تولید حداقل سه برابر گران‌تر از فناوری فعلی خواهد بود و عدم اطمینان در مورد اینکه چه میزان تولید انبوه باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود، احتمال بیشتری وجود دارد که تقاضای اولیه از شهرهای متراکم‌تری مانند توکیو، تایپه و سنگاپور باشد.

پیش‌بینی تامین انرژی ژاپن در سال ۲۰۴۰

منبع نیرو	۲۰۲۳	۲۰۴۰
خورشیدی	۹.۸%	۲۲-۲۹%
باد	۱.۱%	۴-۸%
آبی	۷.۶%	۸-۱۰%
زمین‌گرمایی	۰.۳%	۱-۲%
زیست توده	۴.۱%	۵-۶%
هسته‌ای	۸.۵%	۲۰%
سوخت‌های فسیلی	۶۸.۶%	۳۰-۴۰%

یانا هریشکو، رئیس تحقیقات زنجیره تامین انرژی خورشیدی در Wood Mackenzie، یک شرکت مشاوره، گفت که برنامه‌های ژاپن "امکان‌پذیر" است و خاطرنشان کرد که "خرید از چین از نظر امنیت انرژی ایمن نیست".

او افزود: "اما تنها مکانی که قادر به مقیاس‌بندی یک فناوری خاص و کاهش هزینه‌ها است، چین است."

با این وجود، تمرکز ژاپن "نه تنها راه درست است، بلکه تنها راهی است که آنها برای تلاش برای به دست آوردن مجدد رقابت‌پذیری و کنترل زنجیره‌های تامین خود دارند"، هریشکو گفت.

سلول‌های خورشیدی پروسکایت لایه‌هایی هستند که از اجزای شیمیایی ساخته شده‌اند، از جمله یک ساختار کریستالی تولید کننده نیرو، که در مجموع تنها یک میلی‌متر ضخامت دارند و می‌توانند مقادیر زیادی نور را جذب کنند.

از آنجایی که چین زمین برای مزارع خورشیدی دارد، سازندگان آن به جای نوع فیلم فوق نازک که ژاپن روی آن تمرکز دارد، روی اشکال سنگین‌تر سلول‌های پروسکایت که در شیشه محصور شده‌اند یا در کنار پنل‌های خورشیدی سیلیکونی استفاده می‌شوند، تمرکز می‌کنند.

یوسوکه ساکورای، مدیر توسعه تجارت سلول‌های پروسکایت توشیبا، گفت: «ما تهدید بسیار شدیدی از سرعت و مقیاس چین احساس می‌کنیم. اما از آنجایی که چین در حال توسعه سلول‌های پروسکایت از نوع شیشه‌ای است... من آن را به عنوان یک بازار متفاوت می‌بینم.»

Sekisui Chemical یک شرکت جدید با ۱۰۰۰ کارمند پس از استقرار دستگاه‌های خود در دفتر مرکزی اوزاکا، ایستگاه‌های اتوبوس خارج از ایستگاه اوزاکا و ترمینال کشتی کروز توکیو تاسیس کرده است. Sekisui کنترل ۸۶ درصد از سهام شرکت جدید را در اختیار دارد، در حالی که ۱۴ درصد باقی مانده متعلق به بانک توسعه ژاپن است که متعلق به دولت است.

این تولیدکننده پلاستیک با توسعه یک رزین آب‌بندی ویژه، بزرگترین گلوگاه فنی جلوگیری از نفوذ رطوبت را حل کرده است. این شرکت قصد دارد ۳۱۰ میلیارد ین (۲ میلیارد دلار) برای تولید ۱ گیگاوات از این سلول‌ها تا سال ۲۰۳۰ در کارخانه سابق شارپ سرمایه‌گذاری کند که نیمی از آن توسط یارانه‌های دولتی پوشش داده می‌شود. در این مقیاس، انتظار دارد هزینه‌ها با سلول‌های خورشیدی سیلیکونی سنتی برابر باشد.

فوتوشی کامیواکی، رئیس Sekisui Solar Film، شرکت جدید، می‌گوید که این شرکت در حال حاضر قصد دارد تا سال ۲۰۲۷ به تولید پایدار فیلم با عرض ۱ متر، بالاتر از ۳۰ سانتی‌متر فعلی، دست یابد. او می‌گوید که این شرکت تا سال ۲۰۲۷ تولید ۱۰۰ مگاوات در سال را آغاز خواهد کرد تا هزینه را به سه یا چهار برابر پنل‌های خورشیدی معمولی برساند.

چالش برجسته دیگر، توسعه موادی برای چسباندن پانل‌ها بر روی انواع مختلف دیوارها، سقف‌ها و سطوح شهری است.

کامیواکی که به صادرات سلول‌ها به ایالات متحده و اروپا نیز چشم دوخته است، گفت: «اگر بتوانیم این دو چالش را برطرف کنیم، آنگاه می‌توانیم قاطعانه وارد تولید انبوه شویم. در حوزه انرژی خورشیدی، این آخرین فرصت برای مقابله با سلطه بازار چین است.»