تسليط الضوء
فيرست سولار (FSLR): بناء بطل تصنيع الطاقة الشمسية في أمريكا
ازدهار الطاقة الشمسية وهيمنة الصين
في مقالتنا “عصر الطاقة الشمسية – مستقبل مشرق للبشرية”، شرحنا كيف أن صعود الطاقة الشمسية كان يفتح ثورة في إمداداتنا للطاقة، على الأقل على المدى الطويل.
كان ذلك إلى حد كبير مدفوعًا بانخفاض تكلفة الألواح الشمسية المستمر، بينما استمرت كفاءتها في الارتفاع.
المصدر: EIA
لقد خلق ذلك سوقًا هائلًا لأنظمة الطاقة الشمسية، بقيمة 296 مليار دولار في عام 2025، ومن المتوقع أن يستمر في النمو إلى 1.1 تريليون دولار بحلول عام 2034، أي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 16.4٪.
المصدر: Precedence Research
ومع ذلك، هناك مشكلة من منظور الصناعة الغربية والنظام السياسي: هذا الازدهار في إنتاج الطاقة الشمسية هو تقريبًا حكر على الصين، مع وجود باقي المنتجين الكبار في آسيا أيضًا، عادةً ما يتم ذلك عن طريق تجميع مكونات صينية.
المصدر: Statista
يمثل ذلك ضربة كبيرة للاقتصادات الغربية، خاصة إذا كان مزيج الطاقة في المستقبل سيعتمد بشكل كبير على الطاقة الشمسية. ولا يساعد أن باقي نظام الطاقة الخضراء، خاصة البطاريات وإمدادات الأرض النادرة، أيضًا تحت سيطرة قوية من الصين.
لهذا السبب دخلت إدارة ترامب في حرب تجارية مع الصين وفرضت رسومًا جمركية تصل إلى 3,521٪ على الألواح الشمسية في جنوب شرق آسيا في أبريل 2025.
وشركة واحدة تصنع الألواح الشمسية على نطاق واسع في الولايات المتحدة يمكن أن تكون فائزة كبيرة بهذه التوترات التجارية: فيرست سولار.
(FSLR )
السليكون مقابل البيروفسكايت مقابل كادميوم تيلوريد
هيمنة السليكون
حتى الآن، تُصنع حوالي 90٪ من الألواح الشمسية باستخدام تقنية تعتمد على السليكون، مع الأغلبية الكبيرة التي تستخدم تصاميم بولي سيليكون، والتي حلت محل التصاميم الأحادية السيليكون القديمة (السليكون أحادي البلورة أكثر متانة، لكنه أقل كفاءة من حيث التكلفة).
المصدر: EIA
ومع ذلك، يبدأ البحث والتطوير في تقنية بولي سيليكون أيضًا في الوصول إلى نقطة العائد المتناقص. لذا، تبحث الصناعة عن طرق متعددة لزيادة كفاءة الألواح الشمسية.
طريقة أخرى لإنتاج الألواح الشمسية بدأت تتصدر الآن، وهي أكثر قدرة بطبيعتها على التقاط نطاق أوسع من طاقة الشمس الكلية: البيروفسكايت.
وعود البيروفسكايت
البيروفسكايت، الذي يُطلق عليه أيضًا الخلايا الشمسية ذات الفيلم الرقيق، يلتقط طاقة الشمس بفضل البنية البلورية الفريدة للبيروفسكايت. خلايا البيروفسكايت ذات الفيلم الرقيق هي التركيز التكنولوجي لشركة فيرست سولار، إلى جانب خلايا كادميوم تيلوريد ذات الفيلم الرقيق.
مصطلح “فيلم رقيق” يأتي من الطبقة الأرفع بكثير من المادة المطلوبة لإنتاج الكهرباء، مما يجعل الخلايا الشمسية أكثر مرونة وخفة.
البيروفسكايت الطبيعي يتكون من أكسيد الكالسيوم والتيتانيوم (CaTiO3)، لكن معادن أخرى يمكن أن تتبع نفس البنية البلورية مع صيغة كيميائية تتبع قاعدة “ABX3”.
يمكن تركيب خلايا البيروفسكايت بالتزامن مع السليكون أو كخلية شمسية مستقلة.
المصدر: Department Of Energy
حتى وقت قريب، كانت خلايا الفيلم الرقيق جديدة نسبيًا وتُستخدم غالبًا في التطبيقات التي يكون وزنها الخفيف أمرًا حاسمًا. المشكلة المتكررة التي كان يجب حلها هي أن خلايا البيروفسكايت تتحلل أسرع بكثير من خلايا بولي سيليكون.
منذ صنع أول خلية شمسية بيروفسكايت في عام 2009، قطعت التقنية شوطًا طويلًا وأصبحت الآن أكثر كفاءة من خلايا بولي سيليكون.
المصدر: Department Of Energy
هذا مجال علمي يشهد ازدهارًا كبيرًا، مع العديد من التطورات الجديدة التي تخرج من مختبرات البحث والجامعات في السنوات القليلة الماضية، على سبيل المثال:
- استخدام جزيئات الألومينا النانوية لزيادة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية 10 أضعاف.
- حماية خلايا البيروفسكايت من التحلل باستخدام الأميديميون.
- استخدام خلايا الفيلم الرقيق لتشغيل رحلات أطول للطائرات بدون طيار المستقلة.
- العديد من التطبيقات غير الشمسية للبيروفسكايت، من صمامات الضوء المشعة بالبيروفسكايت (PeLEDs) إلى البيروفسكايت المترسب بالبخار لتشغيل أشباه الموصلات من الجيل التالي، الليزر القائم على البيروفسكايت، أو حتى الكمبيوتر الضوئي القائم على البيروفسكايت؟
بديل كادميوم تيلوريد
كادميوم تيلوريد هو تقنية أخرى لخلايا الطاقة الشمسية ذات الفيلم الرقيق، ذات كفاءة أعلى من الخلايا القائمة على السليكون. وهو الآن التقنية المفضلة لدى فيرست سولار، بالإضافة إلى كونه البديل الأكثر نضجًا للخلايا الشمسية السليكونية.
المصدر: Department Of Energy
نظرًا لأنه عملية تصنيع ذاتية الأتمتة إلى حد كبير، فهي أقل حساسية لاختلافات تكاليف العمالة. هذا يمكن أن يجعل إنتاجها في الدول الغربية أكثر تنافسية، خاصة عندما تُباع محليًا وتُزيل تكاليف الشحن من المعادلة.
المصدر: Department Of Energy
نظرة عامة على فيرست سولار
فيرست سولار هي شركة طاقة شمسية راسخة، نشطة منذ عام 1999. وهي أكبر مصنع للألواح الشمسية في الولايات المتحدة وفي نصف الكرة الغربي بأكمله، مع مواقع تصنيع في الولايات المتحدة والهند وماليزيا وفيتنام.
مصنعها في أوهايو يمتلك أكبر مساحة تصنيع شمسية في نصف الكرة الغربي، ومن المتوقع أن يُشغل مصنعًا جديدًا في ألاباما في عام 2025.
الشركة لا تستخدم تقنية السيليكون البلوري الكلاسيكية، بل تستخدم تقنيتها الخاصة للفيلم الرقيق الفوتوفولتائي. بناءً على كادميوم تيلوريد، فهي أكثر كفاءة من معظم خلايا السيليكون، تُنتج بتكلفة أقل، ويمكن تصنيعها على نطاق واسع بسهولة.
المصدر: Department of Energy
ألواح فيرست سولار الشمسية ذات الفيلم الرقيق من كادميوم تيلوريد أكثر متانة أيضًا، حيث تحتفظ بـ 89٪ من الأداء الأصلي بعد 30 سنة، مما يجعلها رائدة في الأداء لكل من خلايا الفيلم الرقيق والألواح الشمسية بشكل عام. كقاعدة عامة، فإن مدة النشر الأطول التي تتجاوز 30 سنة تقلل من استهلاك الموارد.
المصدر: First Solar
كادميوم تيلوريد يوفر أيضًا 4٪ طاقة سنوية إضافية في المناخات الحارة وحتى 4٪ إضافية في ظروف الرطوبة العالية، مما يجعله أكثر أداءً في البيئات ذات العزل العالي حيث عادةً ما تقلل الرطوبة والحرارة من أداء ألواح بولي سيليكون.
نمو فيرست سولار وحصتها في السوق
تأسست الشركة في عام 1999 بمرفق أولي مساحته 74,000 قدم مربع في بيريسبورغ، حيث أنشأت في البداية 50 وظيفة.
اليوم، تتوسع بسرعة في طاقة إنتاجها، من القدرة الاسمية الحالية البالغة 16 جيجاواط سنويًا إلى 25 جيجاواط بحلول عام 2026. من هذه السعة الإجمالية، سيقع 14 جيجاواط في الولايات المتحدة، في أوهايو، ألاباما، ولويزيانا.
كما أنها شركة تاريخيًا تركز على البحث والتطوير، حيث استثمرت 1.5 مليار دولار في إجمالي الاستثمارات البحثية والتطويرية.
تقنية الفيلم الرقيق الخاصة بها أكثر صداقة للبيئة مقارنةً بتقنيات الألواح الشمسية القائمة على السيليكون، حيث تقل بصمتها الكربونية وأثرها المائي بأربعة أضعاف مقارنةً بألواح السيليكون على أساس دورة الحياة.
كل عام، تحل منتجات فيرست سولار محل أكثر من 7 أضعاف كمية غازات الدفيئة التي تنتجها عملياتها وسلسلة إمدادها العالمية.
تصنيع فيرست سولار
عملية إنتاج مختلفة
تركيز الشركة على تقنية أشباه الموصلات ذات الفيلم الرقيق يسمح لها بأن تكون مدمجة عموديًا بالكامل، مما يجعلها مختلفة جذريًا عن صناعة الألواح الشمسية القائمة على السيليكون.
بدلاً من وجود عدة مصانع، كل منها متخصص في جزء معين مثل تنقية بولي سيليكون، ومع استغراق أيام عديدة لإنتاج خلية شمسية، يمكن لفيرست سولار الانتقال من المواد الخام إلى المنتج النهائي في أقل من 4 ساعات.
المصدر: First Solar
في النهاية، تستخدم فيرست سولار 98٪ أقل من مادة أشباه الموصلات مقارنةً بتقنية السيليكون البلوري التقليدية.
الاندماج العمودي يمثل ميزة استراتيجية، حيث يسمح لفيرست سولار بأن تكون مستقلة تمامًا عن سلسلة إمداد الصين. بدلاً من ذلك، يمكنها الاستفادة من سلسلة إمداد أشباه الموصلات لتمكين بناء وتشغيل مصانع جديدة في غضون 18 شهرًا فقط.
الموارد وإعادة التدوير
إنتاج كادميوم تيلوريد هو ناتج ثانوي لنشاط تعدين آخر، وكان يُعتبر حتى وقت قريب نفاية تعدين بدلاً من مورد قيم. يأتي الكادميوم من تكرير خامات الزنك الكبريتية، وإلى حد أقل من الرصاص والنحاس، بينما يُنتج التيلوريد من رواسب النحاس والذهب من نوع بورفيرية.
هذا يعني أنه لا حاجة لبدء نشاط تعدين جديد لإنتاج ألواح فيرست سولار، مما يحسن من ملفها البيئي.
عنصر آخر هو قابلية إعادة تدوير الألواح الشمسية ذات الفيلم الرقيق العالية، حيث يمكن استعادة ما يصل إلى 90٪ من المادة.
هذا أهم حتى من الأنواع الأخرى من الألواح الشمسية، لأن الكادميوم معدن ثقيل قد يلوث التربة ومصادر المياه إذا لم يُدار بشكل صحيح في نهاية عمر اللوحة الشمسية.
النسبة المتبقية من 5-10٪ من مخلفات الوحدة المعاد تدويرها تتكون أساسًا من جزيئات زجاج دقيقة تُلتقط بواسطة أنظمة التحكم في الغبار وأنظمة الترشيح عالية الكفاءة (HEPA). لذا فإن “تيار النفايات” هذا ليس غنيًا بالكادميوم ولا يشكل مخاطر تلوث طويلة الأمد.
المصدر: First Solar
سهولة العملية التقنية لإعادة التدوير ساعدت فيرست سولار على إنشاء “اتفاقيات خدمة إعادة التدوير”، حيث تتولى الشركة مسبقًا مسؤولية نهاية عمر وحداتها الشمسية.
ليس فقط أنها تساعد في المبيعات وتقلل من خطر التلوث، بل وتوفر للشركة إمدادًا دائريًا من كادميوم تيلوريد.
“مع كل وحدة تُباع، نبيع أيضًا الخدمة التي نلتقط فيها الوحدات في نهاية عمرها ونعيد تدويرها.
كان ذلك قبل حوالي 8 سنوات من دخول التنظيم في أوروبا. الآن لدينا توجيه النفايات الإلكترونية حيث تُعد الخلايا الفوتوفولتية جزءًا منه.”
أندرياس ويد – مدير الاستدامة العالمية في فيرست سولارFuture Techs
يمكن تحسين العملية أيضًا، حيث تعمل فيرست سولار على وحدة تدوير متنقلة يمكن شحنها إلى مزرعة شمسية تُفكك، لتقليل الحاجة إلى الشحن غير الضروري.
تقدم تقنية الطاقة الشمسية: ما التالي لفيرست سولار
تتوقع فرق البحث وتطوير المنتجات في فيرست سولار تحقيق كفاءة خلية فيلم رقيق CdTe بنسبة 25٪ بحلول عام 2025 ومسارات للوصول إلى كفاءة خلية 28٪ بحلول عام 2030.
على المدى الطويل، تتطلع فيرست سولار إلى دمج خبرتها في فيلم رقيق كادميوم تيلوريد مع تقنية البيروفسكايت، لجعل الألواح الشمسية الناتجة أكثر كفاءة.
المصدر: First Solar
في الربع الرابع من عام 2024، طورت قدرتها على البيروفسكايت لتُنشئ “خط تطوير جاهز لإنتاج عينات تقنية تحاكي ظروف التصنيع”.
الخلايا التانديم التي تستخدم فيلم رقيق بيروفسكايت وفيلم رقيق كادميوم سيليكون أيضًا ممكنة، ومن المرجح أن تمثل المرحلة النهائية لتقنية الشركة.
بينما تركزت الشركة حتى الآن على الفيلم الرقيق باستخدام كادميوم تيلوريد، قد يمنحها خبرتها في تصنيع الألواح الشمسية غير السليكونية وتصنيع الفيلم الرقيق على نطاق واسع ميزة كبيرة في مجال البيروفسكايت، خاصةً بالنظر إلى ارتباطاتها العميقة بأهم الباحثين في هذا المجال.
ظروف السوق
صُنع في أمريكا
في سياق الرسوم الجمركية، وحروب التجارة، وحظر تصدير الأرض النادرة من قبل الصين، أصبح من الصعب توقع مستقبل صناعات الطاقة المتجددة في الدول الغربية.
قد تؤثر نقص الأرض النادرة بشدة على العديد من الفاعلين في سلسلة الإمداد، خاصةً أولئك المرتبطين بمكونات مثل المغناطيسات (توربينات الرياح، السيارات الكهربائية) أو الذين يعتمدون على استيراد بولي سيليكون أو خلايا شمسية من الصين.
ومع ذلك، فإن الحظر الفعلي على استيراد الألواح الشمسية من آسيا يمثل فرصة ضخمة لفيرست سولار. ليس فقط أن كادميوم تيلوريد ليس موردًا نادرًا أو يعتمد على الصين، بل أن الشركة اتخذت استراتيجية واعية لتوريد باقي موادها من مصادر صُنعت في الولايات المتحدة.
يشمل ذلك الزجاج والصلب الأمريكيين بنسبة 100٪ لوحداتها من السلسلة 7، وهو عامل مهم نظرًا لأن الرسوم الجمركية على الصلب والألمنيوم المستورد ستصل إلى 50٪.
هؤلاء الموردون، بدورهم، يدعمون سلاسل إمداد مكملة – على سبيل المثال، الزجاج المنتج في أوهايو يستخدم رملًا مستخرجًا في ميشيغان وصودا آش من وايومنغ.
طلب أكثر من العرض
سلسلة الإمداد “صُنع في أمريكا” هذه مفيدة لأن البلاد تسرّع استثماراتها في الطاقة الشمسية بشكل هائل.
المصدر: First Solar
السياق الأوسع مهم أيضًا. تسعى الولايات المتحدة إلى القيادة في مجال الذكاء الاصطناعي وإعادة التصنيع الصناعي، بينما تنتقل ببطء بعيدًا عن حلول الوقود الأحفوري للتدفئة والنقل والتصنيع.
كل هذه الأهداف ستتطلب طاقة جديدة هائلة، وستكون جميع المصادر من الغاز إلى النووي والشمسية مطلوبة لتلبية الطلب.
تتطلع الشركة الآن إلى تراكم طلبات متزايد (+0.6 جيجاواط في الربع الأول من عام 2025 فقط)، بإجمالي 66.3 جيجاواط يمتد حتى عام 2030.
المصدر: First Solar
لذلك حتى وإن تم إلغاء بعض الدعم الحكومي للطاقة الشمسية من قبل الإدارة الجديدة، من الواضح أن تأثير الرسوم الجمركية، والأهمية الاستراتيجية للانفصال عن الصين، وتزايد الطلب على الطاقة الشمسية، والطلب المتنامي على الطاقة في الولايات المتحدة من خلال العديد من الاتجاهات الضخمة سيعود بالنفع على فيرست سولار.
الخلاصة
على الرغم من أن فيرست سولار في موقع فريد للاستفادة من الحرب التجارية، إلا أنها لم تشهد بعد تأثيرًا كبيرًا على سعر سهمها، حيث أن صناعة الطاقة المتجددة ككل تشعر بالقلق من عدائية إدارة ترامب المتصورة تجاه القطاع.
قد يكون لهذا تأثير جدي على مشاريع الرياح، وإنتاج السيارات الكهربائية، وإنتاج البطاريات، أو حتى على مصنعي الألواح الشمسية الذين يعتمدون على تقنية السيليكون.
لا ينطبق أي من ذلك على فيرست سولار، لذا قد تكون فرصة للمستثمرين المستعدين للمخاطرة بتقنية شمسية مبتكرة.
عامل رئيسي آخر على المدى الطويل، بغض النظر عن الاضطرابات الجيوسياسية الحالية، هو العائد المتفوق لخلايا الفيلم الرقيق مقارنةً بالسليكون. فقط تقنية البيروفسكايت يمكن أن تتحدى تفوق كادميوم تيلوريد الحالي، لكن هذه تقنيات لها الكثير من القواسم المشتركة من حيث عملية التصنيع، وتتشابك قليلًا مع الخلايا القائمة على السيليكون.
ليس القول إن الشركات الصينية لا يمكن أن تكون منافسة شديدة في الأسواق الدولية، لا سيما مع تقنية LONGi Green Energy Technology (601012.SS) 34.85% كفاءة خلايا شمسية تانديم سيليكون-بيروفسكايت.
ومع ذلك، يبدو أن إمكانية وجود سوق محمي إلى حد ما في الولايات المتحدة قد تمنح فيرست سولار الحجم والتحكم في سلسلة الإمداد الذي كان متاحًا حتى الآن فقط للشركات الصينية، مما أدى إلى هيمنتها على صناعة الطاقة الشمسية.
آخر أخبار وتطورات سهم فيرست سولار (FSLR)
