Songlas – die vergete komponent – ​​die volgende bottelnek is onvermydelik.

Wanneer die hele PV-waardeketting bespreek word, word die komponent wat die swaarste gewig dra na die sonselle konsekwent verwaarloos: die songlas. Ek is nie bewus van enige publikasie tot op hede wat die probleme beskryf het wat betrokke is by die verkryging van groot hoeveelhede songlas vir die gigawatt-skaalproduksie van PV-modules om die energie-oorgang te verwesenlik nie.

Die EU raak besig om in 'n gevaarlike afhanklikheid van China te beland omdat dit hierdie komponent ignoreer.

Europese moduleproduksie is steeds onbeduidend op 'n wêreldwye skaal, en afhanklikheid van China is gevaarlik. Duitsland en die EU wil dit drasties verander en Europese produksiekapasiteit verhoog. Die feit dat dit ook die verkryging van sonkragglas insluit, word deurgaans oor die hoof gesien. Tog sukkel die bedryf reeds met probleme.

In Slowakye, byvoorbeeld, berei Agora Solar voor om 'n produksielyn vir 150 MWp-modules in gebruik te neem. Dit blyk egter moeilik te wees om die swaarste komponent, die songlas, te bekom. Aanbiedinge van Europese en Indiese songlasvervaardigers is óf nie ingedien nie óf selfs teruggetrek weens die huidige gastekort.

Die Chinese volg 'n holistiese benadering, want moduleproduksie is onmoontlik sonder sonkragglas, en gevolglik word reuse-hoeveelhede glas benodig vir hul ambisieuse PV-uitbreidingsdoelwitte. Daarom het die Duitse maatskappy Grenzebach reeds in 2020 bestellings uit China ontvang vir meer as 160 glastreklyne spesifiek vir die fotovoltaïese mark (Solarserver, 21 Mei 2021). Hierdie is sedertdien afgelewer. In Europa is daar slegs 'n handjievol sulke lyne, en daar is geen bekende planne om hierdie steeds groter wordende gaping te sluit nie. Duitsland bied die wêreld se beste smelttegnologie, met globale markleiers soos Sorg en Horn. Frankryk en Engeland het ook uitstekende verskaffers. Lisec in Oostenryk verskaf die beste stelsels vir bedekking en verharding. Hierdie sonkragstelsels word aan China afgelewer, nie aan Europa nie.

Dat dit nie die geval sal bly nie, word deur patentstatistieke getoon. Meer as 1 000 Chinese patente staan ​​in skrille kontras met die min uit Europa. Hier is China die tegnologiese leier en beoog om die vervaardiging van produksiefasiliteite in die toekoms te oorheers.

Die bou van 'n sonkragglasfabriek is 'n enorme belegging van tot €100 miljoen vir 'n optimaal gegrootte produksielyn met 'n smeltkapasiteit van 300 ton per 24 uur. Die energieverbruik (80% gas) en die beduidende omgewingsimpak in die vorm van CO2 en stikstofoksiede lei tot aansienlike beplanningspoging en langdurige permitprosesse. Die tydperk van beplanning tot bedryf van 'n sonkragglasproduksiefasiliteit is dus 3-4 jaar. Dit is 'n lang tyd in vergelyking met ses tot tien maande vir 'n PV-moduleproduksielyn.

'n 100% betroubare gasvoorsiening 24/365 is ook noodsaaklik, aangesien die huidige tegnologie vir die vervaardiging van songlas die gebruik van 80% gas vir die smeltprosesse vereis.

’n Mens kan argumenteer dat ons sonkragglas van China moet koop. Dit ondermyn egter die argument om ’n Europese voorsieningsketting te verseker en logistieke koste te bespaar deur Europese produksie. Dit sou ons reeds hoogs kritieke afhanklikheid van China verder verhoog. Laastens is die ernstige kritiek dat produksie in China onder swak politieke en omgewingstoestande plaasvind, ook beduidend. Verskeie glasfabrieke is in die Xinjiang-provinsie, die onderdrukte Uyghur-streek, geleë. Met glas wat tot 80% van die gewig van ’n standaard PV-module uitmaak, is die vervoer van die glas amper net so duur en tydrowend as die vervoer van die voltooide modules.

Die uitbreidingsteikens vir 'n "Nuwe Europese Sonkragbedryf" is reusagtig en is onlangs aansienlik opwaarts hersien in die lig van die oorlog in Oekraïne. In die meeste gevalle is die uitbreiding van produksiekapasiteit bedoel om langs die hele waardeketting plaas te vind, d.w.s. van silikon tot wafers en selle tot moduleproduksie. Vreemd genoeg ontbreek een belangrike komponent konsekwent van hierdie lys en van die planne vir gigawatt-fabrieke: die songlas wat vir 99% van alle modules benodig word. Hierdie onontbeerlike komponent is nie voldoende in Europa beskikbaar nie. Die volgende argumente demonstreer dit:

1. Ultrawit songlas word hoofsaaklik as tekstuurglas vervaardig deur 'n rolproses te gebruik. Spesiale vormrollers skep 'n mikrostruktuur aan beide kante van die glas wat by die dikte daarvan pas. Hierdie struktuur behou grootliks weerkaatsing binne die glas, wat lei tot hoë transmissie. Konvensionele platglasproduksiemetodes is minder geskik vir songlas.
2. Tans kan 'n maksimum moduleproduksie van ongeveer 3-4 gigawatt bereik word met behulp van sonkragglas wat in Europa vervaardig word. Tot 2021 is 'n nominale gedeelte van die glas uit Indië en 'n paar ander lande ingevoer. Indië sal egter die glas wat daar vervaardig word, benodig vir sy eie reuse-PV-produksieplanne. Dit is dus noemenswaardig dat die grootste Europese sonkragglasverskaffer, Interfloat, saam met sy GMB Glasmanufaktur Brandenburg-vervaardigingsaanleg in Tschernitz, in April 2022 aan die Indiese markleier Borosil verkoop is (PV Magazine, 25 April 2022). Aangesien die produksiefasiliteit daar geheel en al afhanklik is van ononderbroke gasvoorrade, was bedryfskundiges hierdeur verbaas. Afgesien van die risiko van 'n onderbreking in Russiese gasvoorrade, is kostedekkende produksie slegs moontlik teen vandag se gaspryse met byna onrealisties hoë verkooppryse vir die sonkragglas wat vervaardig word. Borosil was waarskynlik meer geïnteresseerd in marktoegang, veral aangesien koste van ongeveer €30 miljoen oor ongeveer drie jaar aangegaan sal moet word vir 'n waarskynlike "koue herstel" van die smeltoond. Borosil beoog om sy produksiekapasiteit teen 2025 tot 'n totaal van 2 600 ton per dag te verhoog. Of die beweerde 450 ton hiervan werklik in Brandenburg geproduseer sal word, is twyfelagtig. Maar selfs hierdie hoeveelheid sal slegs voldoende wees vir ongeveer 2,5 GW se moduleproduksie.
3. Die uitbreidingsteikens wat deur die EU gepubliseer is, veronderstel 'n toename in die Europese moduleproduksiekapasiteit van tot 30 GW teen 2030. Hierdie teikens is verder verhoog na die Russiese inval in Oekraïne. Selfs al verbeter module-doeltreffendheid, sal dit lei tot 'n byna tienvoudige toename in die vraag na sonkragglas in 2030 in vergelyking met 2021. Die vraag ontstaan ​​hoe aan hierdie vraag voldoen sal word, aangesien geen nuwe produksiekapasiteite vir sonkragglas tans in sig is nie.
4. Glasproduksie vereis 'n hoë energie-inset, waarvan 80% deur natuurlike gas gedek moet word. Produksie is onbuigsaam, en die smeltoonde moet deurentyd verhit word, 365 dae per jaar. Met 'n gasprys van ongeveer €6 per MW, het energie ongeveer 35% van die produksiekoste in 2020 uitgemaak. Op 7 Maart is 'n prys van €211 op die TTF Dutch Future-spotmark aangeteken. Alhoewel hierdie piekprys sedertdien tot €87 gedaal het (op 27 Mei 2022), verwag niemand tans dat pryse onder €50 per MW in die komende jare bereik sal word nie.
5. Die implikasies vir Europese sonkragglasproduksie is maklik om te bereken. Terwyl die energiekoste per vierkante meter in 2020 ongeveer €2 was, sou 'n sesvoudige verhoging dit tot €12 verhoog. Die glasprys sou dan styg van ongeveer €7,80 (2021) tot €21,50 per vierkante meter, of van €14 per module tot byna €39 per 1,8 vierkante meter module. Hierdie berekening neem egter nie rekening met 'n beduidend hoër verhoging in die geval van 'n onderbreking of embargo in die voorsiening nie. Daarom is aardgas-aangedrewe sonkragglasoonde in Sentraal-Europa nie meer ekonomies lewensvatbaar nie, en nuwe beleggings het geen kans om goedgekeur te word nie.
6. As 'n moontlike alternatief word sogenaamde hibriede oonde oorweeg. Hibriede tegnologie vir glasproduksie is oortuigend: met 'n maksimum elektriese inset van 80% en slegs 20% gas, is energiebesparings van tot 16% en CO2-uitlaatgasverminderings van 80% moontlik (volgens publikasies deur die maatskappy Sorg – www.sorg.de). Daar moet egter op gelet word dat hierdie tegnologieë hoofsaaklik vir houerglas ontwikkel is, en geen industriële produksiefasiliteit wat hierdie tegnologie gebruik, is tans in werking nie.

Dit sal interessant wees om te sien waar die 12 miljoen vierkante meter songlas vir Enel se 3 GWp-moduleproduksieaanleg in Sisilië, wat vroeg in April 2022 aangekondig is, vandaan sal kom. Die aanleg sal twee songlasproduksielyne benodig, elk met 'n smeltkapasiteit van 200 ton per dag. Enel sal €118 miljoen in subsidies van die Europese Kommissie ontvang om sy bestaande 200 MW-sel- en modulefabriek in Sisilië uit te brei tot 'n produksiekapasiteit van 3 MW teen 2024. Dit verteenwoordig 'n belegging in die hele PV-waardeketting. Songlas sal weereens die vergete komponent wees.

Nog meer verrassend is nog 'n persverklaring (Photon Nuusbrief, 21 April 2022): Die nuwe onderneming Carbon SAS, gebaseer in Roche-la-Molière, Frankryk, het 'n vennootskap met die Franse ACI Groep aangekondig. ACI sal Carbon ondersteun om sy planne vir 'n volledig geïntegreerde sonkragfabriek in Frankryk te verwesenlik. Moduleproduksie sal na verwagting in 2024 begin met 'n kapasiteit van 500 megawatt. Hierdie kapasiteit sal dan teen 2025 tot vyf gigawatt en teen 2030 tot 15 tot 20 gigawatt verhoog word. Die maatskappy verklaar dat hy van voorneme is om die hele waardeketting te dek, van die produksie van blokke tot wafers en selle – IBC en TOPCon.

Rusland se inval in Oekraïne het die kwessie van energiesekerheid in Europa skerp in fokus gebring. "Een manier om energie-onafhanklikheid oor groot dele van Europa te versterk, is om die ontplooiing van sonkrag te versnel en die produksiebasis te verbeter," volgens SolarPower Europe.

'n Amptenaar van die Europese Kommissie het tydens die onlangse sonkragberaad in Brussel in April 2022 daarop gewys dat sonkragproduksie in Europa herbou moet word – "wat ook al nodig is".

Die huidige benadering tot die bevordering van 'n Europese sonkragbedryf is egter duidelik te kortsigtig: Sonder om sonkragglas, die mees energie-intensiewe en swaarste komponent, in te sluit, sal die afhanklikheid van China as die wêreldmarkleier in sonkragglas voortduur. Die huidige geraamde gaping in sonkragglasproduksie van 60% sal tot 90% toeneem as gevolg van uitbreidingsplanne tot etlike gigawatts.

Niemand sou daaraan droom om die nodige staal uit die motorproduksieketting uit te sluit nie. Tog is dit presies wat gedoen word wanneer die waardeketting vir PV-moduleproduksie ondersoek word!

As gevolg van die hoë anti-dumpingregte op sonkragglas uit China (doeane- en anti-dumpingheffings van tot 100%), speel invoere uit China tans 'n minder beduidende rol. Dit sal egter verander, want weens 'n gebrek aan alternatiewe bronne sal slegs China die vereiste hoeveelhede kan lewer. Die anti-dumpingheffing sal betaal moet word, wat 'n koste-nadeel vir PV-modules wat in Europa vervaardig word, tot gevolg sal hê in vergelyking met Chinese PV-modules wat sonder toeslae ingevoer word. Dit is omdat die anti-dumpingheffing slegs op ingevoerde sonkragglas gehef word, nie op die PV-modules self nie (wat natuurlik ook die glas bevat).

“Soortgelyk aan die situasie met Rusland, is die asimmetrie en eensydigheid van Duitsland se afhanklikheid van China 'n sleutelprobleem,” het DIW-president Marcel Fratzscher gesê. China gebruik dit toenemend as hefboom teen Duitsland en Europa. Die afhanklikheid van Chinese komponente (insluitend BOS-komponente en omsetters) is ongeveer 90%. Dit sal verder toeneem met die uitbreiding van moduleproduksie in Europa.

Simon Hage skryf in sy hoofartikel in Der Spiegel op 28 Mei 2022: “Die ontploffende pryse vir gas en olie as gevolg van die Russiese inval in Oekraïne illustreer waartoe 'n beleid van blinde oog kan lei – 'n afhanklikheid wat slegs teen hoë ekonomiese koste reggestel kan word. En die afhanklikheid van China is reeds groter as dié van Rusland.” Dit geld veral vir die fotovoltaïese (PV) sektor. … “Die EU het 'n nywerheidsbeleid nodig wat die ontwikkeling van sleutel strategiese nywerhede konsekwent ondersteun.” Beslis nie 'n beleid wat die toekomstige afhanklikheid van meer as 90% van die onontbeerlike komponent van sonkragglas ignoreer nie.

Erich Merkle werk al meer as 20 jaar in die PV-bedryf.

Hy was een van die pioniers in beide die vestiging van die eerste produksielyne vir modules in Duitsland en die konstruksie van FV-kragsentrales in die megawatt-reeks.

Hy het 'n sleutelrol gespeel in die ontwikkeling en markbekendstelling van Almaden se eerste dun dubbelglasmodules.

Reeds in 2007/8 het hy die eerste Duitse sonkragglasproduksiefasiliteit in Brandenburg beplan. Die projek is nie verwesenlik nie weens die ineenstorting van die PV-bedryf in Europa en die finansiële krisis.

Dr. Merkle staan ​​aan die hoof van GridParity AG en adviseer AGORA sro in Slowakye oor die konstruksie van 'n PV-module-produksiefasiliteit met tot 150 MW in 2023, 450 MW vanaf 2024.