Päikeseklaas - unustatud komponent - järgmine kitsaskoht on vältimatu

Kogu päikesepaneelide väärtusahela arutamisel jäetakse järjepidevalt tähelepanuta komponent, mis on päikesepatareide järel kaalult kõige raskem: päikeseklaas. Ma ei tea ühtegi seni avaldatud publikatsiooni, mis oleks kirjeldanud probleeme, mis kaasnevad suurte koguste päikeseklaasi hankimisega päikesepaneelide moodulite gigavatise mahuga tootmiseks energiasiirde teostamiseks.

EL satub ohtlikku sõltuvusse Hiinast, kuna ignoreerib seda komponenti.

Euroopa moodulitootmine on globaalses mastaabis endiselt ebaoluline ja sõltuvus Hiinast on ohtlik. Saksamaa ja EL tahavad seda drastiliselt muuta ja suurendada Euroopa tootmisvõimsust. Asjaolu, et see hõlmab ka päikeseklaasi hankimist, jäetakse pidevalt tähelepanuta. Ometi on tööstusharu juba probleemidega hädas.

Näiteks Slovakkias valmistub Agora Solar käivitama 150 MWp moodulite tootmisliini. Kõige raskema komponendi, päikeseklaasi, hankimine on aga osutunud keeruliseks. Euroopa ja India päikeseklaasi tootjad ei esitanud pakkumisi või võtsid need isegi tagasi praeguse gaasipuuduse tõttu.

Hiinlased lähenevad asjale terviklikult, sest moodulite tootmine on ilma päikeseklaasita võimatu ja seetõttu on nende ambitsioonikate päikesepaneelide laiendamise eesmärkide saavutamiseks vaja hiiglaslikke klaasikoguseid. Seetõttu sai Saksa ettevõte Grenzebach juba 2020. aastal Hiinast tellimuse enam kui 160 klaasitõmbeliini jaoks spetsiaalselt fotogalvaanika turule (Solarserver, 21. mai 2021). Need on nüüdseks tarnitud. Euroopas on selliseid liine vaid käputäis ja teadaolevaid plaane selle pidevalt laieneva lõhe täitmiseks pole. Saksamaa pakub maailma parimat sulatustehnoloogiat, kusjuures globaalsed turuliidrid on Sorg ja Horn. Prantsusmaal ja Inglismaal on samuti suurepärased tarnijad. Austria ettevõte Lisec pakub parimaid katmis- ja karastamissüsteeme. Neid päikesesüsteeme tarnitakse Hiinasse, mitte Euroopasse.

Seda, et see nii ei jää, näitab patendistatistika. Üle 1000 Hiina patendi on teravas kontrastis Euroopa väheste patentidega. Siin on Hiina tehnoloogiline liider ja eesmärk on tulevikus tootmisüksuste tootmises domineerida.

Päikeseklaasitehase ehitamine on tohutu investeering, mis ulatub kuni 100 miljoni euroni optimaalse suurusega tootmisliini rajamiseks, mille sulatusvõimsus on 300 tonni 24 tunni jooksul. Energiatarbimine (80% gaas) ja märkimisväärne keskkonnamõju CO2 ja lämmastikoksiidide näol nõuavad märkimisväärset planeerimistööd ja pikki lubade taotlemise protsesse. Päikeseklaasi tootmisrajatise planeerimisest kuni käitamiseni kulub seega 3-4 aastat. See on pikk aeg, võrreldes PV-moodulite tootmisliini kuue kuni kümne kuuga.

Samuti on oluline 100% usaldusväärne gaasivarustus ööpäevaringselt, kuna praegune solaarklaasi tootmistehnoloogia nõuab sulatamisprotsessides 80% gaasi kasutamist.

Võiks väita, et peaksime ostma päikeseklaasi Hiinast. See aga õõnestab argumenti Euroopa tarneahela kindlustamise ja logistikakulude kokkuhoiu kohta Euroopa tootmise kaudu. See suurendaks veelgi meie niigi väga kriitilist sõltuvust Hiinast. Lõpuks on oluline ka tõsine kriitika, et tootmine Hiinas toimub halbades poliitilistes ja keskkonnatingimustes. Mitmed klaasitehased asuvad Xinjiangi provintsis, represseeritud uiguuri piirkonnas. Kuna klaas moodustab kuni 80% standardse päikesepaneelide mooduli kaalust, on klaasi transport peaaegu sama kulukas ja aeganõudev kui valmismoodulite transport.

„Uue Euroopa päikeseenergiatööstuse” laienemiseesmärgid on hiiglaslikud ja neid on hiljuti Ukraina sõja valguses märkimisväärselt ülespoole korrigeeritud. Enamasti on tootmisvõimsuste laiendamine kavandatud kogu väärtusahela ulatuses, st ränist plaatide ja elementideni ning moodulite tootmiseni. Kummalisel kombel puudub sellest nimekirjast ja gigavatise võimsusega tehaste plaanidest pidevalt üks oluline komponent: päikeseklaas, mida on vaja 99% kõigi moodulite jaoks. Seda asendamatut komponenti Euroopas piisavalt ei ole. Järgmised argumendid näitavad seda:

1. Ülivalget päikeseklaasi toodetakse peamiselt tekstureeritud klaasina valtsimisprotsessi abil. Spetsiaalsed vormimisrullid loovad klaasi mõlemale küljele mikrostruktuuri, mis vastab selle paksusele. See struktuur säilitab peegelduse suures osas klaasis, mille tulemuseks on kõrge läbilaskvus. Tavapärased lehtklaasi tootmismeetodid sobivad päikeseklaasi jaoks vähem.
2. Praegu on Euroopas toodetud solaarklaasi abil võimalik saavutada maksimaalne moodulitootmine umbes 3-4 gigavatti. Kuni 2021. aastani imporditi nominaalne osa klaasist Indiast ja mõnest teisest riigist. India vajab aga seal toodetud klaasi oma hiiglaslike päikesepaneelide tootmisplaanide jaoks. Seetõttu on tähelepanuväärne, et Euroopa suurim solaarklaasi tarnija Interfloat koos oma GMB Glasmanufaktur Brandenburgi tootmistehasega Tschernitzis müüdi 2022. aasta aprillis India turuliidrile Borosilile (PV Magazine, 25. aprill 2022). Arvestades, et sealne tootmisüksus sõltub täielikult katkematust gaasivarustusest, olid tööstuse eksperdid sellest üllatunud. Lisaks Venemaa gaasitarnete katkemise ohule on kulusid katva tootmise tagamine võimalik ainult tänaste gaasihindade juures, kusjuures toodetud solaarklaasi müügihinnad on peaaegu ebareaalselt kõrged. Borosil oli ilmselt rohkem huvitatud turulepääsust, eriti kuna umbes kolme aasta pärast tuleb sulatusahju tõenäoliseks "külmremondiks" teha umbes 30 miljoni euro suurused kulud. Borosil kavatseb suurendada oma tootmisvõimsust 2025. aastaks kokku 2600 tonnini päevas. Kas väidetav 450 tonni Brandenburgis tegelikult toodetakse, on küsitav. Kuid isegi see kogus oleks piisav vaid umbes 2,5 GW moodulite tootmiseks.
3. EL-i avaldatud laienemiseesmärgid eeldavad Euroopa moodulite tootmisvõimsuse suurenemist kuni 30 GW võrra aastaks 2030. Neid eesmärke suurendati veelgi pärast Venemaa sissetungi Ukrainasse. Isegi kui moodulite tõhusus paraneb, tooks see kaasa solaarklaasi nõudluse peaaegu kümnekordse suurenemise 2030. aastal võrreldes 2021. aastaga. Tekib küsimus, kuidas seda nõudlust rahuldatakse, arvestades, et uusi solaarklaasi tootmisvõimsusi pole praegu näha.
4. Klaasitootmine nõuab suurt energiakulu, millest 80% tuleb katta maagaasiga. Tootmine on paindumatu ja sulatusahjusid tuleb kütta ööpäevaringselt, 365 päeva aastas. Gaasi hinnaga umbes 6 eurot MW kohta moodustas energia 2020. aastal umbes 35% tootmiskuludest. 7. märtsil registreeriti TTF Hollandi futuuride spot-turul hind 211 eurot. Kuigi see tipphind on sellest ajast alates langenud 87 euroni (27. mail 2022), ei oota keegi praegu, et hinnad langeksid lähiaastatel alla 50 euro MW kohta.
5. Mõju Euroopa solaarklaasi tootmisele on lihtne arvutada. Kui 2020. aastal oli energiakulu ruutmeetri kohta umbes 2 eurot, siis kuuekordne tõus tõstaks selle 12 euroni. Klaasi hind tõuseks seejärel umbes 7,80 eurolt (2021) 21,50 eurole ruutmeetri kohta ehk 14 eurolt mooduli kohta peaaegu 39 eurole 1,8-ruutmeetrise mooduli kohta. See arvutus ei arvesta aga oluliselt suuremat hinnatõusu tarnehäirete või embargo korral. Seetõttu ei ole maagaasil töötavad solaarklaasiahjud Kesk-Euroopas enam majanduslikult tasuvad ja uutel investeeringutel pole võimalust heakskiitu saada.
6. Võimaliku alternatiivina kaalutakse nn hübriidahjusid. Hübriidtehnoloogia klaasitootmiseks on ahvatlev: maksimaalse elektrienergia sisendiga 80% ja ainult 20% gaasi abil on võimalik saavutada kuni 16% energiasäästu ja CO2-heitmete vähendamist 80% (ettevõtte Sorg publikatsioonide kohaselt – www.sorg.de). Siiski tuleb märkida, et need tehnoloogiad töötati välja peamiselt taaraklaasi jaoks ja praegu ei tegutse ükski seda tehnoloogiat kasutav tööstuslik tootmisüksus.

Huvitav on näha, kust tulevad 12 miljonit ruutmeetrit päikeseklaasi Eneli 3 GWp moodulite tootmistehase jaoks Sitsiilias, millest teatati 2022. aasta aprilli alguses. Tehas vajab kahte päikeseklaasi tootmisliini, mille sulatusvõimsus on 200 tonni päevas. Enel saab Euroopa Komisjonilt 118 miljonit eurot toetusi, et laiendada oma olemasolevat 200 MW elementide ja moodulite tehast Sitsiilias 3 MW tootmisvõimsuseni 2024. aastaks. See kujutab endast investeeringut kogu päikesepaneelide väärtusahelasse. Päikeseklaas on taas kord unustatud komponent.

Veelgi üllatavam on teine ​​pressiteade (Photoni uudiskiri, 21. aprill 2022): Prantsusmaal Roche-la-Molière'is asuv idufirma Carbon SAS on teatanud partnerlusest Prantsuse ACI Grupiga. ACI toetab Carbonit tema plaanide elluviimisel rajada Prantsusmaale täielikult integreeritud päikeseenergia tehas. Moodulite tootmine on kavandatud algama 2024. aastal võimsusega 500 megavatti. Seejärel suurendatakse seda võimsust 2025. aastaks viie gigavatini ja 2030. aastaks 15–20 gigavatini. Ettevõte väidab, et kavatseb katta kogu väärtusahela alates valuplokkide tootmisest kuni plaatide ja elementideni – IBC ja TOPCon.

Venemaa sissetung Ukrainasse on toonud Euroopa energiajulgeoleku küsimuse teravalt fookusesse. „Üks viis energiasõltumatuse tugevdamiseks suures osas Euroopas on päikeseenergia kasutuselevõtu kiirendamine ja tootmisbaasi parandamine,“ teatas SolarPower Europe.

Euroopa Komisjoni ametnik juhtis 2022. aasta aprillis Brüsselis toimunud päikeseenergia tippkohtumisel tähelepanu sellele, et päikeseenergia tootmine Euroopas tuleb taastada – „ükskõik mis hinnaga“.

Praegune lähenemisviis Euroopa päikeseenergiatööstuse edendamisele on aga ilmselgelt liiga lühinägelik: ilma solaarklaasi, mis on kõige energiamahukam ja raskem komponent, kaasamata püsib sõltuvus Hiinast kui solaarklaasi maailmaturu liidrist. Praegune hinnanguline 60% suurune solaarklaasi tootmise puudujääk suureneb mitme gigavatini laienemisplaanide tõttu 90%-ni.

Keegi ei unistakski vajaliku terase autotööstuse tootmisahelast väljajätmisest. Ometi tehakse just seda päikesepaneelide moodulite tootmise väärtusahela uurimisel!

Hiinast pärit päikeseklaasile kehtestatud kõrgete dumpinguvastaste tollimaksude (tolli- ja dumpinguvastased maksud kuni 100%) tõttu mängib Hiina import praegu vähem olulist rolli. See aga muutub, sest alternatiivsete allikate puudumise tõttu suudab ainult Hiina tarnida vajalikke koguseid. Dumpinguvastast lisatasu tuleb maksta, mis toob kaasa Euroopas toodetud päikesepaneelide moodulite kulude ebasoodsamasse olukorda võrreldes Hiinast imporditud päikesepaneelide moodulitega, mis imporditakse ilma lisatasudeta. See on tingitud asjaolust, et dumpinguvastast tollimaksu nõutakse ainult imporditud päikesepaneelide klaasilt, mitte päikesepaneelide moodulitelt endilt (mis muidugi sisaldavad ka klaasi).

„Sarnaselt Venemaa olukorraga on Saksamaa sõltuvuse asümmeetria ja ühekülgsus Hiinast peamine probleem,“ ütles DIW president Marcel Fratzscher. Hiina kasutab seda üha enam Saksamaa ja Euroopa vastu suunatud survevahendina. Sõltuvus Hiina komponentidest (sealhulgas BOS-komponentidest ja inverteritest) on umbes 90%. See suureneb veelgi moodulitootmise laienemisega Euroopas.

Simon Hage kirjutab oma Der Spiegeli juhtkirjas 28. mail 2022: „Venemaa sissetungi Ukrainasse tagajärjel plahvatuslikult tõusnud gaasi- ja naftahinnad näitavad, milleni võib viia silma kinni pigistamise poliitika – sõltuvuseni, mida saab korrigeerida ainult suurte majanduslike kuludega. Ja sõltuvus Hiinast on juba suurem kui Venemaast.“ See kehtib eriti fotogalvaanika (PV) sektori kohta. ... „EL vajab tööstuspoliitikat, mis toetab järjepidevalt peamiste strateegiliste tööstusharude arengut.“ Kindlasti mitte poliitikat, mis ignoreerib tulevast enam kui 90% sõltuvust asendamatust komponendist – päikeseklaasist.

Erich Merkle on töötanud päikesepaneelide valdkonnas üle 20 aasta.

Ta oli üks teerajajaid nii esimeste moodulite tootmisliinide rajamisel Saksamaal kui ka megavatise võimsusega päikesepaneelide elektrijaamade ehitamisel.

Tal oli võtmeroll Almadeni esimeste õhukeste topeltklaasist moodulite väljatöötamisel ja turuletoomisel.

Juba aastatel 2007/8 kavandas ta Brandenburgi esimese Saksa päikeseklaasi tootmisüksuse. Projekt jäi ellu viimata Euroopa päikesepaneelide tööstuse kokkuvarisemise ja finantskriisi tõttu.

Dr Merkle juhib GridParity AG-d ja nõustab Slovakkias AGORA sro-d kuni 150 MW võimsusega päikesepaneelide tootmisrajatise ehitamisel 2023. aastaks (450 MW alates 2024. aastast).