Kaca surya – komponen yang terlupakan – hambatan berikutnya tidak bisa dihindari

Ketika membahas keseluruhan rantai nilai PV, komponen yang paling berat setelah sel surya secara konsisten diabaikan: kaca surya. Saya tidak mengetahui adanya publikasi hingga saat ini yang telah menjelaskan masalah yang terkait dengan pengadaan kaca surya dalam jumlah besar untuk produksi modul PV skala gigawatt guna mewujudkan transisi energi.

Uni Eropa sedang memasuki ketergantungan yang berbahaya pada China karena mengabaikan komponen ini.

Produksi modul surya di Eropa masih insignificant (tidak signifikan) dalam skala global, dan ketergantungan pada China sangat berbahaya. Jerman dan Uni Eropa ingin mengubah hal ini secara drastis dan meningkatkan kapasitas produksi Eropa. Fakta bahwa ini juga mencakup pengadaan kaca surya secara konsisten diabaikan. Padahal, industri ini sudah bergelut dengan berbagai masalah.

Di Slovakia, misalnya, Agora Solar sedang bersiap untuk mengoperasikan jalur produksi modul 150 MWp. Namun, ternyata sulit untuk mendapatkan komponen terberat, yaitu kaca surya. Tawaran dari produsen kaca surya Eropa dan India tidak diajukan atau bahkan ditarik kembali karena kekurangan gas saat ini.

Pihak Tiongkok mengambil pendekatan holistik, karena produksi modul tidak mungkin dilakukan tanpa kaca surya, dan akibatnya, dibutuhkan sejumlah besar kaca untuk target ekspansi PV mereka yang ambisius. Inilah sebabnya mengapa perusahaan Jerman Grenzebach menerima pesanan dari Tiongkok sejak awal tahun 2020 untuk lebih dari 160 jalur penarikan kaca khusus untuk pasar fotovoltaik (Solarserver, 21 Mei 2021). Pesanan tersebut telah dikirimkan. Di Eropa, hanya ada beberapa jalur seperti itu, dan tidak ada rencana yang diketahui untuk menutup kesenjangan yang terus melebar ini. Jerman menawarkan teknologi peleburan terbaik di dunia, dengan pemimpin pasar global seperti Sorg dan Horn. Prancis dan Inggris juga memiliki pemasok yang sangat baik. Lisec di Austria menyediakan sistem terbaik untuk pelapisan dan pengerasan. Sistem surya ini dikirimkan ke Tiongkok, bukan ke Eropa.

Bahwa hal ini tidak akan tetap demikian ditunjukkan oleh statistik paten. Lebih dari 1.000 paten Tiongkok sangat kontras dengan hanya sedikit paten dari Eropa. Di sini, Tiongkok adalah pemimpin teknologi dan bertujuan untuk mendominasi pembuatan fasilitas produksi di masa depan.

Membangun pabrik kaca surya merupakan investasi besar hingga €100 juta untuk lini produksi berukuran optimal dengan kapasitas peleburan 300 ton per 24 jam. Konsumsi energi (80% gas) dan dampak lingkungan yang signifikan berupa CO2 dan nitrogen oksida mengakibatkan upaya perencanaan yang besar dan proses perizinan yang panjang. Oleh karena itu, periode dari perencanaan hingga pengoperasian fasilitas produksi kaca surya adalah 3-4 tahun. Ini adalah waktu yang lama dibandingkan dengan enam hingga sepuluh bulan untuk lini produksi modul PV.

Pasokan gas yang 100% andal selama 24/365 juga sangat penting, karena teknologi saat ini untuk pembuatan kaca surya membutuhkan penggunaan 80% gas untuk proses peleburan.

Seseorang mungkin berpendapat bahwa kita harus membeli kaca surya dari Tiongkok. Namun, hal ini melemahkan argumen untuk mengamankan rantai pasokan Eropa dan menghemat biaya logistik melalui produksi di Eropa. Ini akan semakin meningkatkan ketergantungan kita yang sudah sangat kritis pada Tiongkok. Terakhir, kritik serius bahwa produksi di Tiongkok berlangsung dalam kondisi politik dan lingkungan yang buruk juga signifikan. Beberapa pabrik kaca terletak di provinsi Xinjiang, wilayah Uyghur yang tertindas. Karena kaca menyumbang hingga 80% dari berat modul PV standar, pengangkutan kaca hampir sama mahalnya dan memakan waktu seperti pengangkutan modul jadi.

Target ekspansi untuk “Industri Surya Eropa Baru” sangat besar dan baru-baru ini telah direvisi secara signifikan ke atas mengingat perang di Ukraina. Dalam kebanyakan kasus, perluasan kapasitas produksi dimaksudkan untuk terjadi di sepanjang seluruh rantai nilai, yaitu, dari silikon hingga wafer dan sel hingga produksi modul. Anehnya, satu komponen penting secara konsisten hilang dari daftar ini dan dari rencana pabrik gigawatt: kaca surya yang dibutuhkan untuk 99% dari semua modul. Komponen yang sangat diperlukan ini tidak cukup tersedia di Eropa. Argumen berikut menunjukkan hal ini:

1. Kaca surya ultra-putih terutama diproduksi sebagai kaca bertekstur menggunakan proses penggulungan. Rol pembentuk khusus menciptakan struktur mikro di kedua sisi kaca, yang sesuai dengan ketebalannya. Struktur ini sebagian besar mempertahankan refleksi di dalam kaca, sehingga menghasilkan transmisi yang tinggi. Metode produksi kaca datar konvensional kurang cocok untuk kaca surya.
2. Saat ini, produksi modul maksimum sekitar 3-4 gigawatt dapat dicapai menggunakan kaca surya yang diproduksi di Eropa. Hingga tahun 2021, sebagian kecil kaca diimpor dari India dan beberapa negara lain. Namun, India akan membutuhkan kaca yang diproduksi di sana untuk rencana produksi PV raksasanya sendiri. Oleh karena itu, perlu dicatat bahwa pemasok kaca surya terbesar di Eropa, Interfloat, bersama dengan pabrik manufaktur GMB Glasmanufaktur Brandenburg di Tschernitz, dijual kepada pemimpin pasar India, Borosil, pada April 2022 (PV Magazine, 25 April 2022). Mengingat fasilitas produksi di sana sepenuhnya bergantung pada pasokan gas yang tidak terputus, para ahli industri terkejut dengan hal ini. Terlepas dari risiko gangguan pasokan gas Rusia, produksi yang menutupi biaya hanya mungkin dilakukan dengan harga gas saat ini dengan harga jual kaca surya yang diproduksi hampir tidak realistis. Borosil mungkin lebih tertarik pada akses pasar, terutama karena biaya sekitar €30 juta harus dikeluarkan dalam waktu sekitar tiga tahun untuk kemungkinan "perbaikan dingin" tungku peleburan. Borosil bermaksud untuk meningkatkan kapasitas produksinya menjadi total 2.600 ton per hari pada tahun 2025. Apakah klaim 450 ton dari jumlah tersebut benar-benar akan diproduksi di Brandenburg masih diragukan. Tetapi bahkan jumlah ini hanya akan cukup untuk produksi modul sekitar 2,5 GW.
3. Target ekspansi yang dipublikasikan oleh Uni Eropa mengasumsikan peningkatan kapasitas produksi modul Eropa hingga 30 GW pada tahun 2030. Target ini kemudian ditingkatkan lagi setelah invasi Rusia ke Ukraina. Bahkan jika efisiensi modul meningkat, hal ini akan menyebabkan peningkatan permintaan kaca surya hampir sepuluh kali lipat pada tahun 2030 dibandingkan dengan tahun 2021. Pertanyaannya adalah bagaimana permintaan ini akan dipenuhi, mengingat saat ini belum ada kapasitas produksi kaca surya baru yang terlihat.
4. Produksi kaca membutuhkan input energi yang tinggi, 80% di antaranya harus dipenuhi oleh gas alam. Produksinya tidak fleksibel, dan tungku peleburan harus dipanaskan sepanjang waktu, 365 hari setahun. Dengan harga gas sekitar €6 per MW, energi menyumbang sekitar 35% dari biaya produksi pada tahun 2020. Pada tanggal 7 Maret, harga €211 tercatat di pasar spot berjangka TTF Belanda. Meskipun harga puncak ini telah turun menjadi €87 (pada 27 Mei 2022), saat ini tidak ada yang memperkirakan harga di bawah €50 per MW akan tercapai dalam beberapa tahun mendatang.
5. Implikasi bagi produksi kaca surya di Eropa mudah dihitung. Meskipun biaya energi per meter persegi sekitar €2 pada tahun 2020, peningkatan enam kali lipat akan menaikkannya menjadi €12. Harga kaca kemudian akan naik dari sekitar €7,80 (2021) menjadi €21,50 per meter persegi, atau dari €14 per modul menjadi hampir €39 per modul 1,8 meter persegi. Namun, perhitungan ini tidak memperhitungkan peningkatan yang jauh lebih tinggi jika terjadi gangguan pasokan atau embargo. Oleh karena itu, tungku kaca surya berbahan bakar gas alam di Eropa Tengah tidak lagi layak secara ekonomi, dan investasi baru tidak memiliki peluang untuk disetujui.
6. Sebagai alternatif yang memungkinkan, tungku hibrida sedang dipertimbangkan. Teknologi hibrida untuk produksi kaca sangat menarik: dengan input listrik maksimum 80% dan hanya 20% gas, penghematan energi hingga 16% dan pengurangan emisi CO2 hingga 80% dimungkinkan (menurut publikasi perusahaan Sorg – www.sorg.de). Namun, perlu dicatat bahwa teknologi ini dikembangkan terutama untuk kaca kemasan, dan saat ini belum ada fasilitas produksi skala industri yang menggunakan teknologi ini yang beroperasi.

Akan menarik untuk melihat dari mana 12 juta meter persegi kaca surya untuk pabrik produksi modul 3 GWp milik Enel di Sisilia, yang diumumkan pada awal April 2022, akan berasal. Pabrik tersebut akan membutuhkan dua jalur produksi kaca surya, masing-masing dengan kapasitas peleburan 200 ton per hari. Enel akan menerima subsidi sebesar €118 juta dari Komisi Eropa untuk memperluas pabrik sel dan modul 200 MW yang ada di Sisilia menjadi kapasitas produksi 3 MW pada tahun 2024. Ini merupakan investasi di seluruh rantai nilai PV. Kaca surya sekali lagi akan menjadi komponen yang terlupakan.

Yang lebih mengejutkan lagi adalah siaran pers lainnya (Photon Newsletter, 21 April 2022): Perusahaan rintisan Carbon SAS, yang berbasis di Roche-la-Molière, Prancis, telah mengumumkan kemitraan dengan Grup ACI Prancis. ACI akan mendukung Carbon dalam mewujudkan rencananya untuk membangun pabrik tenaga surya terintegrasi penuh di Prancis. Produksi modul dijadwalkan akan dimulai pada tahun 2024 dengan kapasitas 500 megawatt. Kapasitas ini kemudian akan ditingkatkan menjadi lima gigawatt pada tahun 2025 dan menjadi 15 hingga 20 gigawatt pada tahun 2030. Perusahaan menyatakan bahwa mereka bermaksud untuk mencakup seluruh rantai nilai, mulai dari produksi ingot hingga wafer dan sel – IBC dan TOPCon.

Invasi Rusia ke Ukraina telah menyoroti isu keamanan energi di Eropa. "Salah satu cara untuk memperkuat kemandirian energi di sebagian besar wilayah Eropa adalah dengan mempercepat penerapan tenaga surya dan meningkatkan basis produksi," menurut SolarPower Europe.

Seorang pejabat dari Komisi Eropa menunjukkan pada konferensi puncak tenaga surya baru-baru ini di Brussels pada April 2022 bahwa produksi tenaga surya di Eropa perlu dibangun kembali – “dengan cara apa pun”.

Namun, pendekatan saat ini untuk mempromosikan industri tenaga surya Eropa jelas terlalu picik: Tanpa menyertakan kaca surya, komponen yang paling intensif energi dan terberat, ketergantungan pada China sebagai pemimpin pasar dunia dalam kaca surya akan terus berlanjut. Perkiraan kesenjangan produksi kaca surya saat ini sebesar 60% akan meningkat menjadi 90% karena rencana ekspansi hingga beberapa gigawatt.

Tidak seorang pun akan bermimpi untuk mengecualikan baja yang dibutuhkan dari rantai produksi otomotif. Namun justru inilah yang dilakukan ketika meneliti rantai nilai produksi modul PV!

Karena tingginya bea anti-dumping pada kaca surya dari Tiongkok (bea cukai dan biaya anti-dumping hingga 100%), impor dari Tiongkok saat ini memainkan peran yang kurang signifikan. Namun, hal ini akan berubah karena kurangnya sumber alternatif, hanya Tiongkok yang mampu memasok kuantitas yang dibutuhkan. Biaya tambahan anti-dumping harus dibayarkan, yang mengakibatkan kerugian biaya bagi modul PV yang diproduksi di Eropa dibandingkan dengan modul PV Tiongkok yang diimpor tanpa biaya tambahan. Hal ini karena bea anti-dumping hanya dikenakan pada kaca surya impor, bukan pada modul PV itu sendiri (yang tentu saja juga mengandung kaca).

“Mirip dengan situasi dengan Rusia, asimetri dan kesepihakan ketergantungan Jerman pada China merupakan masalah utama,” kata Presiden DIW Marcel Fratzscher. China semakin menggunakan hal ini sebagai alat tawar-menawar terhadap Jerman dan Eropa. Ketergantungan pada komponen China (termasuk komponen BOS dan inverter) mencapai sekitar 90%. Angka ini akan meningkat lebih lanjut dengan perluasan produksi modul di Eropa.

Simon Hage menulis dalam editorialnya di Der Spiegel pada 28 Mei 2022: “Meledaknya harga gas dan minyak sebagai akibat dari invasi Rusia ke Ukraina menggambarkan apa yang dapat ditimbulkan oleh kebijakan menutup mata – ketergantungan yang hanya dapat diperbaiki dengan biaya ekonomi yang tinggi. Dan ketergantungan pada China sudah lebih besar daripada pada Rusia.” Ini terutama berlaku untuk sektor fotovoltaik (PV). … “Uni Eropa membutuhkan kebijakan industri yang secara konsisten mendukung pengembangan industri strategis utama.” Tentu bukan kebijakan yang mengabaikan ketergantungan masa depan lebih dari 90% pada komponen penting kaca surya.

Erich Merkle telah bekerja di industri PV selama lebih dari 20 tahun.

Dia adalah salah satu pelopor dalam pendirian jalur produksi modul pertama di Jerman dan pembangunan pembangkit listrik tenaga surya dalam kisaran megawatt.

Dia memainkan peran kunci dalam pengembangan dan peluncuran pasar modul kaca ganda tipis pertama Almaden.

Sejak tahun 2007/2008, ia merencanakan fasilitas produksi kaca surya pertama di Jerman yang berlokasi di Brandenburg. Proyek tersebut tidak terwujud karena runtuhnya industri PV di Eropa dan krisis keuangan.

Dr. Merkle memimpin GridParity AG dan memberikan konsultasi kepada AGORA sro di Slovakia mengenai pembangunan fasilitas produksi modul PV dengan kapasitas hingga 150 MW pada tahun 2023 (450 MW mulai tahun 2024).