太陽光ガラス – 忘れ去られた部品 – 次のボトルネックは避けられない

太陽光発電のバリューチェーン全体について話すとき、太陽電池に次いで重量の点で最も重い部品であるソーラーガラスが常に無視されています。 エネルギー転換を実現するためにギガワット規模の太陽光発電モジュールを製造するための太陽電池ガラスを大量に調達する場合の問題点についてこれまで述べた出版物を私は知りません。

EUはこの要素を無視しているため、危険なほど中国に依存しつつある

欧州のモジュール生産は世界規模ではまだ微々たるものであり、中国への依存は危険だ。 ドイツとEUはこれを大きく変え、欧州の生産能力を増強したいと考えている。 これには太陽光ガラスの調達も含まれるという事実は常に忘れられています。 業界は現在、すでに問題に直面しています。

たとえばスロバキアでは、Agora Solar が 150 MWp モジュールの生産ラインを稼働させる準備を進めています。 最も重い部品である太陽光ガラスの調達が難しいことが判明した。 現在のガス不足のため、ヨーロッパとインドのソーラーガラス生産者からのオファーは提出されなかったか、撤回されたことさえあった。

中国は総合的な計画を立てている。なぜなら、太陽光発電用ガラスなしではモジュールの生産は不可能であり、その結果、巨大な太陽光発電の拡張目標には膨大な量のガラスが必要となるからである。 ドイツのグレンツバッハ社が 2020 年に中国から太陽光発電市場向けに特別に 160 本を超えるガラス線の注文を受けたのはそのためです (Solarserver、2021 年 5 月 21 日)。 これらはすでに納品されています。 ヨーロッパにはそのような路線はほんの数件しかなく、この増え続けるギャップを埋める計画は知られていない。 ドイツは、Sorg や Horn などの世界市場リーダーとともに、世界最高の溶解技術を提供しています。 フランスとイギリスにも優れたプロバイダーがあります。 オーストリアの Lisec は、コーティングおよび硬化技術に最適なシステムを提供しています。 太陽光発電分野のシステムはヨーロッパではなく中国に納入されています。

特許に関する統計は、このままではいけないことを示しています。 中国の特許は 1,000 件を超えていますが、ヨーロッパの特許はわずかです。 中国はこの分野における技術の先駆者であり、将来的には生産工場の建設でも主導権を握りたいと考えている。

ソーラーガラス工場の建設には、溶融能力 300 トンの最適なサイズの生産ラインを構築するために、最大 1 億ユーロという巨額の投資が必要です。 それぞれ24時間。 エネルギー消費 (80% がガス) と CO2 と窒素の形での環境への重大な影響により、計画には多大な労力と長い承認手続きが必要となります。 したがって、ソーラーガラスの生産計画から操業までの期間は 3 ～ 4 年となります。 これは、太陽電池モジュールの生産ラインの 6 ～ 10 か月に比べて長いです。

現在の太陽光ガラス製造技術では溶融プロセスに 80% のガスを使用する必要があるため、24 時間 365 日の 100% 安全なガス供給も不可欠です。

中国からソーラーガラスを購入すべきだと主張する人もいるかもしれない。 しかし、ヨーロッパのサプライチェーンを確保し、ヨーロッパでの生産を通じて物流コストを節約するという議論は、その後崩壊します。 これは、今日すでに非常に批判的に見られている中国への依存を実存的に高めることになるだろう。 最後に、中国での生産が劣悪な政治的および環境的条件の下で行われているという非難も深刻である。 新疆ウイグル自治区にはいくつかのガラス工場がある。 標準的な PV モジュールの重量占有率が最大 80% であるため、ガラスの輸送には完成したモジュールとほぼ同じくらいのコストと時間がかかります。

「新たな欧州太陽光発電産業」の拡大目標は巨大で、最近、ウクライナ戦争を考慮して大幅に上方修正された。 ほとんどの場合、生産能力の拡大は、シリコンからウェーハおよびセル、モジュール生産に至るまで、バリューチェーン全体に沿って行われるべきです。 奇妙なことに、このリストやギガワット工場の計画には常に重要な要素が抜け落ちています。それは、全モジュールの 99% に必要な太陽光ガラスです。 この必須成分はヨーロッパでは十分に入手できません。 次の引数はこれを示しています。

1. 超白色ソーラーガラスは、主に圧延プロセスを使用して構造用ガラスとして製造されます。 特別な成形ローラーを使用して、ガラスの厚さとガラスの両面に微細構造を形成します。 これにより、ガラス内での反射が大幅に維持され、高い透過率が得られます。 通常の板ガラスの製造はソーラーガラスにはあまり適していません。
2. 現在、ヨーロッパで生産されるソーラーガラスを使用して、最大約 3 ～ 4 ギガワットのモジュール生産が可能です。 ガラスの公称割合は、2021 年までインドおよび他のいくつかの国から輸入されていました。 しかし、インドは自国の巨大太陽光発電計画のためにインドで生産されたガラスを必要とすることになるが、チェルニッツにGMB Glasmanufaktur Brandenburg生産施設を持つ欧州最大のソーラーガラス供給会社インターフロート社が、2022年4月にインド市場リーダーのボロシル社に売却されたことは注目に値する。 (PV マガジン、2022 年 4 月 25 日)。 そこでの生産が途切れることのないガス供給に完全に依存していることを考えると、業界の専門家は驚いた。 ロシアのガス供給が中断されるリスクは別として、今日のガス価格では、コストをカバーする生産は、製造される太陽電池ガラスのほぼ非現実的な販売価格によってのみ可能である。溶解タンクの予想される「低温修理」のために 3,000 万ユーロを調達する必要があります。 ボロシルは、2025年までに生産能力を合計2,600トン/日まで拡大したいと考えている。 それは本当に主張されている450トンですか？ これがブランデンブルクでの生産によるものであるかどうかは疑わしい。 しかし、この量でもモジュール生産量は約 2.5 GW にすぎません。
3. EUが公表した拡大目標は、2030年までに欧州のモジュール生産能力を最大30GWまで拡大することを想定している。 ロシアのウクライナ侵攻後、これらはさらに増加し​​た。 たとえモジュールの効率が向上したとしても、2030 年のソーラーガラスの需要は 2021 年と比較してほぼ 10 倍になるでしょう。 太陽電池ガラスの新たな生産能力の見通しが立たないため、この需要にどのように対応すべきかという疑問が生じます。
4. ガラスの製造には多くのエネルギーが必要ですが、その80％を天然ガスで賄わなければなりません。 生産は柔軟ではなく、溶解炉は 24 時間 365 日加熱されなければなりません。 ガス価格は MW あたり約 6 ユーロで、2020 年の生産コストの約 35% をエネルギーが占めました。 3月7日、TTFダッチ・フューチャー・スポット市場では211ユーロの価格が付けられた。 この最高価格が現在（2022 年 5 月 27 日時点で）87 ユーロに引き下げられたとしても、現時点では、今後数年間で価格が MW あたり 50 ユーロを下回ると予想する人は誰もいません。
5. これがヨーロッパのソーラーガラス生産にとって何を意味するかを計算するのは簡単です。 2020 年に平方メートルあたりのエネルギーシェアが約 2 ユーロだった場合、6 倍に増加すると 12 ユーロに上昇します。 その場合、ガラスの価格は平方メートルあたり約 7.80 ユーロ（2021 年）から 21.50 ユーロに、またはモジュールあたり 14 ユーロから 1.8 平方メートルのモジュールあたりほぼ 39 ユーロに上昇します。 ただし、これには配送停止または禁輸措置が発生した場合の大幅な増加は考慮されていません。 したがって、特に天然ガスを動力とするソーラーガラスオーブンは中央ヨーロッパではもはや経済的ではなく、新たな投資が承認される可能性はありません。
6. いわゆるハイブリッド浴槽が代替案として考えられます。 ガラス製造用のハイブリッド技術は説得力があります。最大電力含有量 80% とわずか 20% のガスにより、エネルギーを最大 16% 節約でき、CO2 排出量を 80% 削減できます (Sorg の出版物によると - www.sorg) .de) ただし、これらは原則として容器ガラス用にのみ開発されたものであり、この生産用の工業プラントはまだ稼働していないことに非常に注意する必要があります。

2022年4月初めに発表されたエネルのシチリア島の3GWpモジュール生産工場用の1,200万平方メートルの太陽光ガラスがどこから来るのかは興味深いところだ。 生産には、それぞれ 1 日あたり 200 トンの溶解能力を持つ 2 つの太陽光ガラス生産ラインが必要です。 エネルは欧州委員会から1億1,800万ユーロの補助金を受け取り、シチリア島にある既存の200MWセルおよびモジュール工場を2024年までに3MWの生産能力に拡張する予定だ。 これは PV バリューチェーン全体への投資です。 太陽光ガラスは再び忘れ去られた部品となるでしょう。

別のプレスリリースはさらに驚くべきものです (2022 年 4 月 21 日の Photon ニュースレター): フランスのロシュ・ラ・モリエールに拠点を置く新興企業 Carbon SAS は、フランスの ACI Groupe との提携を発表しました。 ACIは、フランスにおける完全統合型太陽光発電工場の計画の実現においてCarbonを支援します。 モジュールの生産は、500メガワットの容量で2024年に開始される予定です。 その後、2025 年までに容量を 5 ギガワット、2030 年までに 15 ～ 20 ギガワットに増加する必要があります。 同社は、インゴットの生産からウェーハやセル（IBC および TOPCon）までのバリューチェーン全体をカバーしたいと述べています。

ロシアのウクライナ侵攻により、欧州のエネルギー安全保障の問題がクローズアップされている。 「ヨーロッパの大部分でエネルギー自給自足を強化する 1 つの方法は、太陽光発電システムの導入を加速し、生産基盤を改善することです」とソーラーパワー ヨーロッパは述べています。

欧州委員会当局者は、2022年4月にブリュッセルで開催された最近の太陽光発電サミットで、欧州の太陽光発電は「どんなコストがかかっても」再建する必要があると指摘した。

しかし、欧州の太陽光発電産業の促進に関する現在の扱いは明らかに短絡的である。最もエネルギーを消費し、最も重い部品として太陽光ガラスを含めなければ、世界の太陽光ガラス市場のリーダーとしての中国への依存は依然として残る。 現在推定されている太陽光発電用ガラスのギャップは 60% ですが、数 GW の拡張計画では 90% まで拡大すると予想されます。

自動車生産の生産チェーンから必要な鉄鋼を排除するという発想は誰も思いつかないでしょう。 しかし、これは太陽電池モジュール生産のバリューチェーンを考慮した場合に行われます。

中国からのソーラーガラスに対する高い反ダンピング関税（関税および反ダンピングは最大100％）のため、現在、中国からの輸入はそれほど重要な役割を果たしていない。 他の供給源が不足しているため、必要な量を供給できるのは中国だけになるため、この状況は変わるだろう。 反ダンピング課徴金を支払う必要があり、課徴金を通じて輸入されない中国の太陽光発電モジュールと比較して、ヨーロッパで生産された太陽光発電モジュールはコスト面で不利になります。 反ダンピング税は輸入された太陽光発電用ガラスにのみ課され、太陽光発電モジュール（もちろん太陽光発電モジュールにもガラスが含まれている）には課されない。

DIWのマルセル・フラッチャー会長は「ロシアと同様、ドイツの中国依存の非対称性と一面性が中心的な問題だ」と述べた。 中国はこれをドイツや欧州に圧力をかける手段としてますます利用している。 中国部品（インバータを含むBOS部品を含む）への依存度は約90％となっている。 欧州でのモジュール生産の拡大に伴い増加する。

サイモン・ハージは、2022年5月28日のシュピーゲル誌の社説で次のように書いている。「ロシアのウクライナ侵攻の結果としてのガスと石油の価格の高騰は、見て見ぬふりをする政策がどのような依存関係につながり得るかを示している」高い経済的コストをかけてのみ修正できるはずです。 そして中国への依存度はすでにロシアよりも大きくなっている。」 これは特に太陽光発電分野に当てはまります。 …「EUは、主要な戦略分野の発展を一貫して支援する産業政策を必要としている。」 確かに、太陽光ガラスの不可欠な成分への将来の90％以上の依存を無視する政策ではありません。

Erich Merkle は 20 年以上太陽光発電業界で働いています。

彼は、ドイツで最初のモジュール生産ラインを設立し、メガワットの太陽光発電所を建設した先駆者の 1 人です。

彼は、アルマデンの最初の薄型二重ガラス モジュールの開発と市場投入に貢献しました。

2007 年から 2008 年にかけて、彼はブランデンブルクでドイツ初のソーラー ガラスの生産を計画しました。 このプロジェクトは、ヨーロッパの太陽光発電産業の崩壊と金融危機により実現しませんでした。

博士。 マークル氏はGridParity AG、スロバキアの AGORA sro に対し、2023 年に最大 150 MW、2024 年からは 450 MW の PV モジュール生産のセットアップについてアドバイスしています。