A napelemes üveg – az elfelejtett alkatrész – elkerülhetetlen a következő szűk keresztmetszet

Ha a teljes fotovoltaikus értékláncról beszélünk, a napelemek után tömeg szerint a legnehezebb összetevőt következetesen figyelmen kívül hagyjuk: a napelemüveget. Nem tudok olyan publikációról, amely eddig leírta volna a nagy mennyiségű szolárüveg beszerzésének problémáit gigawatt méretű PV modulok gyártásához az energiaátmenet megvalósításához.

Az EU veszélyesen függővé válik Kínától, mert figyelmen kívül hagyja ezt az összetevőt

Az európai modulgyártás még mindig jelentéktelen globális szinten, és a Kínától való függés veszélyes. Németország és az EU ezen masszívan változtatni akar, és növelni kívánja az európai termelési kapacitásokat. Az a tény, hogy ez magában foglalja a napelemes üveg beszerzését is, folyamatosan feledésbe merül. Az ipar már ma is problémákkal küzd.

Szlovákiában például az Agora Solar 150 MWp modulok gyártósorának üzembe helyezésére készül. Kiderült, hogy a legnehezebb alkatrész, a szoláris üveg beszerzése nehézkes. Az európai és indiai szoláris üveggyártók ajánlatait vagy nem nyújtották be, vagy a jelenlegi gázhiány miatt visszavonták.

A kínaiak holisztikusan terveznek, mert a modulgyártás nem lehetséges napelemes üveg nélkül, és ennek következtében óriási mennyiségű üvegre van szükség a gigantikus PV-bővítési célokhoz. Ezért a német Grenzbach cég 2020-ban több mint 160 húzott üvegsorra kapott megrendelést Kínából, kifejezetten a fotovoltaikus piac számára (Solarserver, 2021. május 21.). Ezeket most kézbesítették. Európában csak egy maroknyi ilyen vonal van, és nincsenek ismert tervek ennek az egyre növekvő szakadéknak a megszüntetésére. Németország a világ legjobb olvasztási technológiáját kínálja olyan világpiaci vezetőkkel, mint a Sorg és a Horn. Franciaországnak és Angliának is kiváló szolgáltatói vannak. Az ausztriai Lisec a legjobb bevonat- és edzéstechnikai rendszereket szállítja. A napenergia-ágazat rendszereit Kínába szállítják, nem Európába.

A szabadalmakra vonatkozó statisztikák azt mutatják, hogy ez nem marad így. Több mint 1000 kínai szabadalom létezik, míg Európában csak néhány. Kína itt a technológiai úttörő, és a jövőben a gyártóüzemek építését is uralni szeretné.

A napelemes üveggyár építése hatalmas, akár 100 millió eurós beruházás egy optimális méretű, 300 tonnás olvasztási kapacitású gyártósorhoz. 24 óra mindegyik. Az energiafelhasználás (80% gáz) és a jelentős környezetterhelés CO2 és nitrogén formájában jelentős tervezési ráfordítást és hosszú engedélyezési eljárást igényel. A szoláris üveggyártás tervezésétől az üzembe helyezésig eltelt időszak tehát 3-4 év. Ez hosszú egy PV-modul gyártósorának hat-tíz hónapjához képest.

A 100%-ban biztos gázellátás 24/365 is elengedhetetlen, hiszen a szoláris üveggyártás jelenlegi technológiája 80%-os gáz felhasználását követeli meg az olvasztási folyamatokhoz.

Lehet vitatkozni amellett, hogy Kínából vegyünk napelemes üveget. Az európai ellátási lánc biztosításának és az európai termelés révén a logisztikai költségek megtakarításának az érvelése azonban ekkor összeomlik. Ez növelni fogja a Kínától való egzisztenciális függőséget, amelyet ma már nagyon kritikusan néznek. Végül az a vád, hogy Kínában rossz politikai és környezeti feltételek között folyik a termelés, szintén súlyos. Számos üveggyár található Hszincsiang tartományban, az elnyomott ujgur régióban. A szabványos PV-modulok akár 80%-os tömegarányával az üveg szállítása majdnem olyan költséges és időigényes, mint a kész moduloké.

Az „Új Európai Napenergia-ipar” bővítési céljai óriásiak, és a közelmúltban jelentősen felfelé módosították az ukrajnai háború miatt. A legtöbb esetben a termelési kapacitások bővítésének a teljes értéklánc mentén kell megvalósulnia, azaz a szilíciumtól a lapkákon és cellákon át a modulgyártásig. Furcsa módon ebből a listából és a gigawattos gyárak terveiből mindig hiányzik egy fontos elem: az összes modul 99%-ához szükséges napelemes üveg. Ez az alapvető összetevő nem eléggé elérhető Európában. A következő érvek ezt mutatják:

1. Az ultrafehér szoláris üveget főként szerkezeti üvegként állítják elő hengerlési eljárással. Speciális formázó hengerek segítségével mikroszerkezetet alakítanak ki az üveg vastagságán és az üveg mindkét oldalán. Ez nagymértékben megtartja a visszaverődést az üvegben, és ezáltal magas fokú áteresztőképességet eredményez. A szokásos síküveggyártás kevésbé alkalmas szoláris üvegre.
2. Jelenleg maximum 3-4 gigawatt körüli modulgyártás valósítható meg Európában gyártott napelemes üveggel. Az üveget névleges arányban Indiából és néhány más országból importálták 2021-ig. Indiának azonban szüksége lesz az ott gyártott üvegre a saját gigantikus fotovoltaikus gyártási terveihez. Észrevehető, hogy a legnagyobb európai napelemes üvegszállítót, az Interfloat-ot a GMB Glasmanufaktur Brandenburg gyártóüzemével 2022 áprilisában eladták az indiai piacvezető Borosilnak. (PV Magazin, 2022. április 25.). Tekintettel arra, hogy ott a termelés teljes mértékben a zavartalan gázellátástól függ, az iparági szakértők meglepődtek. Eltekintve az orosz gázszállítás megszakadásának kockázatától, a mai gázárak mellett költségfedő termelés csak szinte irreálisan magas eladási árak mellett lehetséges a Borosilnak a piacra jutásban, főleg, hogy kb 30 millió eurót kell összegyűjteni az olvasztótartály várható „hidegjavítására”. A Borosil 2025-ig összesen 2600 t/d-ra szeretné növelni termelési kapacitását. Tényleg az állítólagos 450 t? Kétséges, hogy ez a brandenburgi gyártásnak köszönhető. De ez a mennyiség is csak 2,5 GW körüli modulgyártásra lenne elég.
3. Az EU által közzétett bővítési célok az európai modulgyártási kapacitások akár 30 GW-os bővítését feltételezik 2030-ig. Ezek még tovább növekedtek Ukrajna orosz inváziója után. Még ha a modulok hatékonysága nő is, az 2021-hez képest 2030-ban csaknem tízszeresére tenné a napelemes üveg iránti keresletet. Felmerül a kérdés, hogyan lehet ezt az igényt kielégíteni, mivel új gyártási kapacitások a napkollektoros üveg előállítására nincsenek kilátásban.
4. Az üveggyártás sok energiát igényel, ennek 80%-át földgázzal kell fedezni. A termelés nem rugalmas, az olvasztókemencéket éjjel-nappal, az év 365 napján kell fűteni. A körülbelül 6 euró/MW gázár mellett az energia 2020-ban a termelési költségek mintegy 35%-át tette ki. Március 7-én 211 eurós árfolyamot jegyeztek a TTF holland Future azonnali piacán. Még ha ezt a maximális árat mostanra 87 euróra csökkentették (2022. május 27-én), jelenleg senki sem számít arra, hogy a következő években 50 euró/MW alatti árakat érnek el.
5. Könnyű kiszámítani, hogy ez mit jelent az európai szoláris üveggyártásban. Ha 2020-ban a négyzetméterenkénti energiahányad 2 euró körül lenne, akkor ez 12 euróra emelkedne, ha hatszorosára növelnék. Az üveg ára ekkor körülbelül 7,80 euróról (2021) 21,50 euróra nőne négyzetméterenként, vagy modulonként 14 euróról közel 39 euróra 1,8 négyzetméteres modulonként. Ez azonban nem veszi figyelembe a szállítási leállás vagy embargó esetén bekövetkező lényegesen magasabb növekedést. Emiatt Közép-Európában különösen a földgázüzemű napelemes üvegkemencék már nem gazdaságosak, és az új beruházásoknak esélyük sincs jóváhagyásra.
6. Egy lehetséges alternatívaként az úgynevezett hibrid kádak jöhetnek szóba. Az üveggyártás hibrid technológiája meggyőző: maximum 80%-os elektromos tartalommal és mindössze 20%-os gáztartalommal akár 16%-os energiamegtakarítást és 80%-kal csökkenthető a CO2-kibocsátás (a Sorg publikációi szerint - www.sorg .de) Kritikusan meg kell azonban jegyezni, hogy ezeket elvileg csak konténerüveghez fejlesztették ki, és még egyetlen ipari üzem sem működik erre a gyártásra.

Érdekes lesz látni, hogy honnan lesz az Enel 2022 április elején bejelentett 3GWp modulgyártó üzemének 12 millió négyzetméteres napelemes üvege Szicíliában. A gyártáshoz két, egyenként 200 tonna/nap olvasztási kapacitású napelemes üveggyártó sor szükséges. Az Enel 118 millió eurós támogatást kap az EU Bizottságtól, hogy 2024-re 3 MW-os termelési kapacitásra bővítse meglévő, 200 MW-os szicíliai cella- és modulgyárát. Ez egy befektetés a teljes PV értékláncba. A napelemes üveg ismét elfeledett alkatrész lesz.

Egy másik sajtóközlemény még ennél is megdöbbentőbb (Photon hírlevél 2022. április 21-től): A franciaországi Roche-la-Molière-ben működő startup Carbon SAS bejelentette, hogy partnerséget köt a francia ACI Groupe-val. Az ACI támogatni fogja a Carbont egy teljesen integrált franciaországi napelemgyárra vonatkozó tervek megvalósításában. A modulgyártás a tervek szerint 2024-ben kezdődik, 500 megawatt kapacitással. Ezt követően a kapacitást 2025-re öt gigawattra, 2030-ra pedig 15-20 gigawattra kell növelni. A cég kijelenti, hogy le kívánja fedni a teljes értékláncot, kezdve a tömbök gyártásával ostyákon és cellákon keresztül – az IBC és a TOPCon.

Ukrajna orosz inváziója az európai energiabiztonság kérdését helyezte a középpontba. „Európa nagy részén az energiafüggetlenség erősítésének egyik módja a napelemes rendszerek kiépítésének felgyorsítása és a termelési bázis javítása” – mondja a SolarPower Europe.

Az Európai Bizottság egyik tisztviselője a közelmúltban, 2022 áprilisában Brüsszelben megtartott napenergia-csúcson rámutatott, hogy Európában újra kell építeni a napenergia-termelést – „bármilyen áron”.

Az európai napenergia-ipar támogatásának jelenlegi kezelése azonban nyilvánvalóan túlságosan rövidlátó: a szoláris üvegnek, mint a legenergiaigényesebb és legnehezebb összetevőnek a felvétele nélkül továbbra is Kínától, mint a napelemüveg globális piacvezetőjétől való függés marad. A jelenlegi becsült 60%-os napelemes üveghézag több GW-os bővítési tervek esetén 90%-ra fog nőni.

Senki sem gondolna arra, hogy a szükséges acélt kizárják az autógyártás gyártási láncából. De ez megtörténik, ha figyelembe vesszük a PV modulgyártás értékláncát!

A Kínából származó szolárüvegre kivetett magas dömpingellenes vámok (vám- és dömpingellenes 100%-ig) miatt a Kínából származó behozatal jelenleg kevésbé fontos szerepet játszik. Ez változni fog, mert egyéb források hiányában csak Kína lesz képes a szükséges mennyiséget szállítani. A dömpingellenes felárat meg kell fizetni, és az Európában gyártott fotovoltaikus modulok költséghátrányt eredményez a nem felárakkal importált kínai napelem-modulokhoz képest. A dömpingellenes vámot csak az importált napelemes üvegre vetik ki, a PV-modulokra (amelyek természetesen az üveget is tartalmazzák) nem.

„Oroszországhoz hasonlóan Németország Kínától való függőségének aszimmetriája és egyoldalúsága központi probléma” – mondta Marcel Fratzscher, a DIW elnöke. Kína ezt egyre inkább arra használja fel, hogy nyomást gyakoroljon Németországra és Európára. A kínai alkatrészektől való függés (beleértve a BOS alkatrészeket, beleértve az invertereket is) körülbelül 90%. Az európai modulgyártás bővülésével növekedni fog.

Simon Hage ezt írja a Der Spiegel 2022. május 28-i vezércikkében: „Az ukrajnai orosz invázió következtében a gáz és az olaj egekbe szökő ára jól szemlélteti, mihez vezethet a másfelé néző politika – egy olyan függőséget, amely csak magas gazdasági költségek mellett lehet korrigálni. A Kínától való függés pedig már most is nagyobb, mint az Oroszországé. Ez különösen igaz a PV területén. …"Az EU-nak olyan iparpolitikára van szüksége, amely következetesen támogatja a kulcsfontosságú stratégiai ágazatok fejlesztését." Természetesen nem olyan politika, amely figyelmen kívül hagyja a szoláris üveg nélkülözhetetlen alkotóelemeitől való jövőbeli több mint 90%-os függőséget.

Erich Merkle több mint 20 éve dolgozik a fotovillamos iparban.

Ő volt az egyik úttörő a modulok első gyártósorainak felállításában Németországban és a megawattos PV erőművek építésében.

Közreműködött az Almaden első vékony dupla üvegmoduljainak kifejlesztésében és piaci bevezetésében.

Már 2007/8-ban megtervezte az első német napelemes üveggyártást Brandenburgban. A projekt az európai fotovillamos ipar összeomlása és a pénzügyi válság miatt nem valósult meg.

Dr. Merkle a GridParity AG , és tanácsot ad az AGORA sro-nak Szlovákiában a PV-modulok gyártásában 2023-ban 150 MW-ig, 2024-től pedig 450 MW-ig.