Solární sklo – zapomenutá součást – další překážka je nevyhnutelná

Když mluvíme o celém hodnotovém řetězci FV, je po solárních článcích soustavně opomíjena nejtěžší komponenta z hlediska hmotnosti: solární sklo. Neznám žádnou publikaci, která by dosud popisovala problémy s obstaráváním velkého množství solárního skla pro výrobu fotovoltaických modulů v gigawattovém měřítku pro realizaci energetického přechodu.

EU se stává nebezpečně závislá na Číně, protože tuto složku ignoruje

Evropská výroba modulů je v celosvětovém měřítku stále zanedbatelná a závislost na Číně je nebezpečná. Německo a EU to chtějí masivně změnit a zvýšit evropské výrobní kapacity. Důsledně se zapomíná na to, že sem patří i pořízení solárního skla. S problémy se průmysl potýká už dnes.

Na Slovensku se například Agora Solar chystá zprovoznit výrobní linku na moduly o výkonu 150 MWp. Ukazuje se, že obstarat nejtěžší součást, solární sklo, je obtížné. Nabídky evropských a indických výrobců solárního skla buď nebyly předloženy, nebo byly dokonce staženy kvůli současnému nedostatku plynu.

Číňané plánují holisticky, protože výroba modulů není možná bez solárního skla, a proto je pro gigantické cíle rozšíření fotovoltaiky potřeba obrovské množství skla. Německá společnost Grenzbach proto v roce 2020 obdržela z Číny objednávky na více než 160 nakreslených skleněných čar speciálně pro fotovoltaický trh (Solarserver, 21. května 2021). Tyto byly nyní doručeny. V Evropě existuje jen hrstka takových linek a nejsou známy žádné plány na odstranění této stále rostoucí mezery. Německo nabízí nejlepší technologii tavení na světě s lídry světového trhu, jako jsou Sorg a Horn. Francie a Anglie mají také vynikající poskytovatele. Lisec v Rakousku dodává ty nejlepší systémy pro technologii lakování a kalení. Systémy pro solární sektor jsou dodávány do Číny, nikoli do Evropy.

Statistiky pro patenty ukazují, že tomu tak nebude. Existuje více než 1000 čínských patentů ve srovnání s pouze několika patenty z Evropy. Čína je zde technologickým průkopníkem a v budoucnu by také ráda dominovala výstavbě výrobních závodů.

Vybudování továrny na solární sklo je obrovskou investicí až 100 milionů eur pro optimálně dimenzovanou výrobní linku s tavicí kapacitou 300 tun. 24 hodin každý. Spotřeba energie (80 % plynu) a významný dopad na životní prostředí ve formě CO2 a dusíku způsobují značné plánování a dlouhé schvalovací procedury. Doba od plánování po provoz výroby solárního skla je tedy 3-4 roky. To je dlouhá doba ve srovnání se šesti až 10 měsíci u výrobní linky FV modulů.

Zásadní je také 100% bezpečná dodávka plynu 24/365, protože současná technologie výroby solárního skla vyžaduje použití 80% plynu pro tavicí procesy.

Někdo by mohl namítnout, že bychom měli kupovat solární sklo z Číny. Argument zajištění evropského dodavatelského řetězce a úspora logistických nákladů prostřednictvím evropské výroby se však poté hroutí. Zvýší se tak existenční závislost na Číně, která je již dnes vnímána velmi kriticky. Vážné je konečně i obvinění, že výroba v Číně probíhá za špatných politických a ekologických podmínek. Několik skláren se nachází v provincii Sin-ťiang, utlačovaném ujgurském regionu. S hmotnostním podílem až 80 % standardního FV modulu je přeprava skla téměř stejně nákladná a časově náročná jako hotové moduly.

Cíle expanze „Nového evropského solárního průmyslu“ jsou gigantické a nedávno byly výrazně revidovány směrem nahoru s ohledem na válku na Ukrajině. Ve většině případů by rozšiřování výrobních kapacit mělo probíhat podél celého hodnotového řetězce, tedy od křemíku přes wafery a články až po výrobu modulů. Je zvláštní, že v tomto seznamu a v plánech gigawattových továren vždy chybí jedna důležitá součást: solární sklo potřebné pro 99 % všech modulů. Tato základní složka není v Evropě dostatečně dostupná. Ukazují to následující argumenty:

1. Ultrabílé solární sklo se vyrábí hlavně jako strukturální sklo pomocí procesu válcování. K vytvoření mikrostruktury na tloušťce skla a na obou stranách skla se používají speciální tvarovací válce. To do značné míry zachovává odraz ve skle a má tak za následek vysoký stupeň propustnosti. Obvyklá výroba plochého skla je pro solární sklo méně vhodná.
2. V současné době lze pomocí solárního skla vyrobeného v Evropě dosáhnout modulové výroby maximálně kolem 3-4 gigawattů. Nominální podíly skla byly do roku 2021 dováženy z Indie a několika dalších zemí. Indie však bude potřebovat sklo tam vyrobené pro své vlastní gigantické plány na výrobu fotovoltaiky. Je pozoruhodné, že největší evropský dodavatel solárního skla Interfloat s výrobním závodem GMB Glasmanufaktur Brandenburg v Tschernitz byl v dubnu 2022 prodán lídrovi indického trhu Borosil (PV Magazín, 25. dubna 2022). Vzhledem k tomu, že tamní výroba je zcela závislá na nepřetržitých dodávkách plynu, byli odborníci z oboru překvapeni. Kromě rizika přerušení dodávek ruského plynu je při dnešních cenách plynu výroba pokrývající náklady možná pouze s téměř nereálně vysokými prodejními cenami vyrobeného solárního skla.Borosil měl pravděpodobně větší zájem o přístup na trh, zvláště když náklady na cca. Na očekávanou „opravu za studena“ tavicí nádrže bude třeba vybrat 30 milionů EUR. Borosil chce do roku 2025 zvýšit svou výrobní kapacitu na celkových 2600 t/d. Je to skutečně uváděných 450 t? Je pochybné, že je to způsobeno výrobou v Braniborsku. I toto množství by ale vystačilo jen na zhruba 2,5 GW výroby modulů.
3. Cíle rozšíření zveřejněné EU předpokládají rozšíření evropských výrobních kapacit modulů až na 30 GW do roku 2030. Ty byly ještě zvýšeny po ruské invazi na Ukrajinu. I kdyby se účinnost modulů zvýšila, vedlo by to k téměř desetinásobku poptávky po solárním skle v roce 2030 ve srovnání s rokem 2021. Nabízí se otázka, jak tuto poptávku uspokojit, protože nové výrobní kapacity pro solární sklo nejsou v dohledu.
4. Výroba skla vyžaduje hodně energie, z 80 % musí být pokryto zemním plynem. Výroba není flexibilní a tavicí pece se musí vytápět 24 hodin denně, 365 dní v roce. S cenou plynu kolem 6 EUR za MW tvořila energie v roce 2020 přibližně 35 % výrobních nákladů. 7. března byla na spotovém trhu TTF Dutch Future kotována cena 211 EUR. I když byla tato maximální cena nyní snížena na 87 EUR (27. května 2022), nikdo v současné době neočekává, že v příštích několika letech bude dosaženo cen pod 50 EUR za MW.
5. Je snadné spočítat, co to znamená pro evropskou výrobu solárního skla. Pokud by byl podíl energie na metr čtvereční v roce 2020 kolem 2 EUR, při šestinásobném zvýšení by vzrostl na 12 EUR. Cena skla by pak vzrostla z přibližně 7,80 EUR (2021) na 21,50 EUR za metr čtvereční nebo ze 14 EUR za modul na téměř 39 EUR za modul o ploše 1,8 metru čtvereční. To však nezohledňuje výrazně vyšší nárůst v případě zastavení dodávky nebo embarga. Zejména solární sklářské pece na zemní plyn jsou proto ve střední Evropě již neekonomické a nové investice nemají šanci na schválení.
6. Za možnou alternativu lze uvažovat tzv. hybridní vany. Hybridní technologie výroby skla je přesvědčivá: s maximálním elektrickým obsahem 80 % a pouze 20 % plynu lze ušetřit až 16 % energie a snížit emise CO2 o 80 % (podle publikací Sorg - www.sorg .de) Je však třeba kriticky poznamenat, že tyto byly v zásadě vyvinuty pouze pro obalové sklo a že pro tuto výrobu zatím není v provozu žádný průmyslový závod.

Bude zajímavé sledovat, odkud se vezme 12 milionů čtverečních metrů solárního skla pro závod Enel na výrobu modulů 3GWp na Sicílii, oznámený na začátku dubna 2022. K výrobě jsou zapotřebí dvě linky na výrobu solárního skla, každá s kapacitou tavení 200 tun za den. Enel obdrží od Evropské komise granty ve výši 118 milionů eur na rozšíření své stávající továrny na články a moduly o výkonu 200 MW na Sicílii na výrobní kapacitu 3 MW do roku 2024. Jde o investici do celého hodnotového řetězce fotovoltaiky. Solární sklo bude opět zapomenutým komponentem.

Další tisková zpráva je ještě úžasnější (Photon newsletter z 21. dubna 2022): Start-up Carbon SAS se sídlem v Roche-la-Molière ve Francii oznámil partnerství s francouzskou ACI Groupe. ACI podpoří Carbon při realizaci plánů na plně integrovanou solární továrnu ve Francii. Výroba modulů má začít v roce 2024 s kapacitou 500 megawattů. Kapacita by se pak měla do roku 2025 zvýšit na pět gigawattů a do roku 2030 na 15 až 20 gigawattů. Firma uvádí, že chce pokrýt celý hodnotový řetězec počínaje výrobou ingotů přes wafery a články – IBC a TOPCon.

Ruská invaze na Ukrajinu přivedla do centra pozornosti otázku energetické bezpečnosti v Evropě. „Jedním ze způsobů, jak posílit energetickou nezávislost ve velké části Evropy, je urychlit zavádění solárních systémů a zlepšit výrobní základnu,“ říká SolarPower Europe.

Úředník Evropské komise na nedávném summitu o solární energii v Bruselu v dubnu 2022 poukázal na to, že solární výroba v Evropě musí být přestavěna – „ať to stojí cokoliv“.

Současné zacházení s podporou evropského solárního průmyslu je však zjevně příliš krátkozraké: bez zahrnutí solárního skla jako energeticky nejnáročnější a nejtěžší součásti přetrvává závislost na Číně jako vedoucí pozici na světovém trhu solárního skla. Současná odhadovaná mezera solárního skla ve výši 60 % vzroste na 90 % s plány rozšíření o více GW.

Nikdo by nepřišel s nápadem vyloučit potřebnou ocel z výrobního řetězce automobilové výroby. To se však děje při zvažování hodnotového řetězce výroby fotovoltaických modulů!

Vzhledem k vysokým antidumpingovým clům na solární skla z Číny (cla a antidumpingové až 100 %) hraje dovoz z Číny v současnosti méně významnou roli. To se změní, protože kvůli nedostatku jiných zdrojů bude schopna požadované množství dodat pouze Čína. Antidumpingový příplatek bude muset být zaplacen a bude mít za následek cenovou nevýhodu pro FV moduly vyráběné v Evropě ve srovnání s čínskými FV moduly, které nejsou dováženy prostřednictvím příplatků. Antidumpingové clo se ukládá pouze na dovážené solární sklo, nikoli však na fotovoltaické moduly (které samozřejmě také obsahují sklo).

„Podobně jako v Rusku je hlavním problémem asymetrie a jednostrannost německé závislosti na Číně,“ řekl prezident DIW Marcel Fratzscher. Čína to stále více využívá jako prostředek k vyvíjení tlaku na Německo a Evropu. Závislost na čínských komponentách (včetně komponent BOS včetně měničů) je kolem 90 %. S rozšířením výroby modulů v Evropě poroste.

Simon Hage ve svém úvodníku v Der Spiegel z 28. května 2022 píše: „Strašně rostoucí ceny plynu a ropy v důsledku ruské invaze na Ukrajinu ilustrují, k čemu může vést politika dívat se jiným směrem – k závislosti, která může korigovat pouze při vysokých ekonomických nákladech. A závislost na Číně je už teď větší než na Rusku. To platí zejména v oblasti FV. „EU potřebuje průmyslovou politiku, která důsledně podporuje rozvoj klíčových strategických odvětví.“ Rozhodně to není politika, která ignoruje budoucí závislost více než 90 % na nepostradatelné složce solárního skla.

Erich Merkle pracuje ve fotovoltaickém průmyslu více než 20 let.

Byl jedním z průkopníků ve zřizování prvních výrobních linek na moduly v Německu a ve výstavbě megawattových FV elektráren.

Podílel se na vývoji prvních tenkých modulů s dvojitým sklem Almaden a jejich uvedení na trh.

Již v roce 2007/8 plánoval první německou výrobu solárního skla v Braniborsku. Projekt nebyl realizován z důvodu kolapsu fotovoltaického průmyslu v Evropě a finanční krize.

Dr. Merkle stojí v čele GridParity AG a radí společnosti AGORA sro na Slovensku při nastavení výroby FV modulů s výkonem až 150 MW v roce 2023, 450 MW od roku 2024).