Солнечное стекло – забытый компонент – следующее узкое место неизбежно

Когда мы говорим обо всей цепочке создания стоимости фотоэлектрических систем, постоянно игнорируется самый тяжелый компонент с точки зрения веса после солнечных элементов: солнечное стекло. Мне не известна ни одна публикация, в которой бы до сих пор описывались проблемы с закупкой большого количества солнечного стекла для производства фотоэлектрических модулей гигаваттной мощности для реализации энергетического перехода.

ЕС становится опасной зависимостью от Китая, потому что игнорирует этот компонент.

Производство европейских модулей по-прежнему незначительно в мировом масштабе, и зависимость от Китая опасна. Германия и ЕС хотят изменить эту ситуацию и увеличить европейские производственные мощности. Тот факт, что сюда входит и закупка солнечного стекла, постоянно забывается. Сегодня отрасль уже борется с проблемами.

В Словакии, например, Agora Solar готовится ввести в эксплуатацию линию по производству модулей мощностью 150 МВт. Оказывается, добыть самый тяжелый компонент — солнечное стекло — сложно. Предложения европейских и индийских производителей солнечного стекла либо не были поданы, либо даже были отозваны из-за текущего дефицита газа.

Китайцы планируют комплексно, поскольку производство модулей невозможно без солнечного стекла, и, следовательно, для гигантских целей расширения фотоэлектрических систем необходимы гигантские количества стекла. Именно поэтому немецкая компания Grenzbach в 2020 году получила заказы из Китая на более чем 160 линий по производству тянутого стекла специально для фотоэлектрического рынка (Solarserver, 21 мая 2021 г.). Сейчас они доставлены. В Европе существует лишь несколько таких линий, и нет никаких известных планов по устранению этого постоянно растущего разрыва. Германия предлагает лучшие в мире технологии плавления вместе с такими лидерами мирового рынка, как Sorg и Horn. Во Франции и Англии также есть отличные поставщики. Lisec в Австрии поставляет лучшие системы для нанесения покрытий и технологий закалки. Системы для солнечной энергетики поставляются в Китай, а не в Европу.

Статистика патентов показывает, что ситуация не изменится. В Китае имеется более 1000 патентов, в то время как в Европе их всего несколько. Китай является технологическим пионером здесь и также хотел бы доминировать в строительстве производственных предприятий в будущем.

Строительство завода по производству солнечного стекла — это огромные инвестиции в размере до 100 миллионов евро в производственную линию оптимального размера с плавильной мощностью 300 тонн. 24 часа каждый. Потребление энергии (80% газа) и значительное воздействие на окружающую среду в виде CO2 и азота требуют значительных усилий по планированию и длительных процедур утверждения. Таким образом, период от планирования до запуска производства солнечного стекла составляет 3-4 года. Это длительный срок по сравнению с шестью-десятью месяцами для линии по производству фотоэлектрических модулей.

100% надежная подача газа 24 часа в сутки 365 дней в году также имеет важное значение, поскольку современная технология производства солнечного стекла требует использования 80% газа для процессов плавки.

Можно утверждать, что нам следует покупать солнечное стекло в Китае. Однако тогда аргументы в пользу обеспечения европейской цепочки поставок и экономии затрат на логистику за счет европейского производства терпят крах. Это усилит экзистенциальную зависимость от Китая, к которому уже сегодня относятся очень критично. Наконец, серьезным является и обвинение в том, что производство в Китае осуществляется в плохих политических и экологических условиях. Несколько стекольных заводов расположены в провинции Синьцзян, угнетённом уйгурском регионе. При весовой доле стандартного фотомодуля до 80% транспортировка стекла почти так же затратна и трудоемка, как и готовые модули.

Цели расширения «Новой европейской солнечной промышленности» являются гигантскими и недавно были значительно пересмотрены в сторону увеличения ввиду войны на Украине. В большинстве случаев расширение производственных мощностей должно происходить по всей цепочке создания стоимости, т.е. от кремния через пластины и элементы к производству модулей. Как ни странно, в этом списке и в планах строительства гигаваттных заводов всегда отсутствует один важный компонент: солнечное стекло, необходимое для 99% всех модулей. Этот важный ингредиент недостаточно доступен в Европе. Об этом свидетельствуют следующие аргументы:

1. Ультрабелое солнечное стекло в основном производится в виде конструкционного стекла методом прокатки. Специальные формовочные валики используются для формирования микроструктуры по толщине стекла и с обеих сторон стекла. Это в значительной степени сохраняет отражение в стекле и тем самым обеспечивает высокую степень пропускания. Обычное производство листового стекла менее подходит для производства солнечного стекла.
2. В настоящее время производство модулей максимальной мощностью около 3-4 гигаватт может быть достигнуто с использованием солнечного стекла, производимого в Европе. Номинальные количества стекла импортировались из Индии и ряда других стран до 2021 года. Примечательно, что крупнейший европейский поставщик солнечного стекла Interfloat с производственным предприятием GMB Glasmanufaktur Brandenburg в Чернице был продан лидеру индийского рынка Borosil в апреле 2022 года. (Журнал PV, 25 апреля 2022 г.). Учитывая, что добыча там полностью зависит от бесперебойных поставок газа, эксперты отрасли были удивлены. Помимо риска перебоев поставок российского газа, при сегодняшних ценах на газ окупаемость производства возможна только при почти нереально высоких продажных ценах на производимое солнечное стекло.Боросил, вероятно, больше интересовался доступом на рынок, тем более что затраты примерно На ожидаемый «холодный ремонт» плавильного резервуара придется собрать 30 миллионов евро. Borosil хочет увеличить свою производственную мощность до 2600 т/сут к 2025 году. Неужели это заявленные 450 т? Сомнительно, что это связано с производством в Бранденбурге. Но даже этого количества хватит лишь на производство модулей мощностью около 2,5 ГВт.
3. Цели расширения, опубликованные ЕС, предполагают расширение европейских мощностей по производству модулей до 30 ГВт к 2030 году. Они еще больше увеличились после вторжения России в Украину. Даже если эффективность модулей увеличится, это приведет к почти десятикратному увеличению спроса на солнечное стекло в 2030 году по сравнению с 2021 годом. Возникает вопрос, как удовлетворить этот спрос, поскольку новых мощностей по производству солнечного стекла не предвидится.
4. Производство стекла требует много энергии, 80% которой приходится покрывать за счет природного газа. Производство не является гибким, и плавильные печи приходится топить круглосуточно, 365 дней в году. При цене на газ около 6 евро за МВт на долю энергии приходилось около 35% производственных затрат в 2020 году. 7 марта на спотовом рынке TTF Dutch Future была указана цена в 211 евро. Даже если эта максимальная цена теперь снижена до 87 евро (27 мая 2022 года), никто в настоящее время не ожидает, что цены ниже 50 евро за МВт будут достигнуты в ближайшие несколько лет.
5. Несложно подсчитать, что это означает для европейского производства солнечного стекла. Если бы доля энергии на квадратный метр составляла около 2 евро в 2020 году, она выросла бы до 12 евро, если бы ее увеличили в шесть раз. Тогда цена на стекло вырастет примерно с 7,80 евро (2021 г.) до 21,50 евро за квадратный метр или с 14 евро за модуль до почти 39 евро за модуль площадью 1,8 квадратных метра. Однако при этом не учитывается значительно более высокий рост в случае прекращения поставок или эмбарго. Таким образом, солнечные стеклянные печи, работающие на природном газе, в частности, больше не являются экономичными в Центральной Европе, и новые инвестиции не имеют шансов быть одобренными.
6. В качестве возможной альтернативы можно рассматривать так называемые гибридные ванны. Гибридная технология производства стекла убедительна: при максимальном содержании электричества 80% и только 20% газа можно сэкономить до 16% энергии, а выбросы CO2 сократить на 80% (согласно публикациям Sorg - www.sorg). .de) Однако следует критически отметить, что в принципе они были разработаны только для тарного стекла и что для этого производства еще не работает ни одно промышленное предприятие.

Будет интересно посмотреть, откуда возьмутся 12 миллионов квадратных метров солнечного стекла для завода Enel по производству модулей мощностью 3 ГВт на Сицилии, о строительстве которого было объявлено в начале апреля 2022 года. Для производства необходимы две линии по производству солнечного стекла, каждая мощностью плавления 200 тонн в сутки. Enel получит грант в размере 118 миллионов евро от Комиссии ЕС на расширение существующего завода по производству элементов и модулей мощностью 200 МВт на Сицилии до производственной мощности 3 МВт к 2024 году. Это инвестиции во всю цепочку создания стоимости фотоэлектрических систем. Солнечное стекло снова станет забытым компонентом.

Другой пресс-релиз еще более удивителен (информационный бюллетень Photon от 21 апреля 2022 года): Стартап Carbon SAS, базирующийся в Рош-ла-Мольер, Франция, объявил о партнерстве с французской ACI Groupe. ACI будет поддерживать Carbon в реализации планов по созданию полностью интегрированной солнечной фабрики во Франции. Производство модуля планируется начать в 2024 году мощностью 500 мегаватт. Затем мощность должна быть увеличена до пяти гигаватт к 2025 году и до 15–20 гигаватт к 2030 году. Компания заявляет, что хочет охватить всю цепочку создания стоимости, начиная с производства слитков через пластины и элементы — IBC и TOPCon.

Вторжение России в Украину привлекло внимание к проблеме энергетической безопасности в Европе. «Один из способов укрепить энергетическую независимость большей части Европы — ускорить развертывание солнечных систем и улучшить производственную базу», — говорит SolarPower Europe.

Представитель Европейской комиссии отметил на недавнем саммите по солнечной энергетике в Брюсселе в апреле 2022 года, что производство солнечной энергии в Европе необходимо восстановить – «любой ценой».

Однако нынешний подход к продвижению европейской солнечной индустрии явно слишком недальновиден: без включения солнечного стекла как наиболее энергоемкого и самого тяжелого компонента зависимость от Китая как мирового лидера рынка солнечного стекла сохраняется. Текущая оценка дефицита солнечного стекла в 60% вырастет до 90% с планами расширения нескольких ГВт.

Никому не придет в голову исключать необходимую сталь из производственной цепочки автомобильного производства. Но это делается при рассмотрении цепочки создания стоимости производства фотоэлектрических модулей!

Из-за высоких антидемпинговых пошлин на солнечное стекло из Китая (таможенные и антидемпинговые до 100%) импорт из Китая в настоящее время играет менее важную роль. Ситуация изменится, поскольку из-за отсутствия других источников только Китай сможет поставлять необходимое количество газа. Придется заплатить антидемпинговую надбавку, что приведет к снижению стоимости фотоэлектрических модулей, произведенных в Европе, по сравнению с китайскими фотоэлектрическими модулями, которые не импортируются через дополнительные сборы. Антидемпинговая пошлина взимается только с импортного солнечного стекла, но не с фотоэлектрических модулей (которые, конечно, тоже содержат стекло).

«Как и в случае с Россией, асимметрия и односторонность зависимости Германии от Китая является центральной проблемой», — заявил президент DIW Марсель Фратшер. Китай все чаще использует это как средство оказания давления на Германию и Европу. Зависимость от китайских комплектующих (включая компоненты БОС, включая инверторы) составляет около 90%. Оно будет увеличиваться по мере расширения производства модулей в Европе.

Саймон Хейдж пишет в своей редакционной статье в Der Spiegel от 28 мая 2022 года: «Рост цен на газ и нефть в результате вторжения России в Украину иллюстрирует, к чему может привести политика игнорирования – к зависимости, которая может исправить ситуацию придется только ценой высоких экономических затрат. А зависимость от Китая уже больше, чем от России». Это особенно актуально в области фотоэлектрических систем. …”ЕС нуждается в промышленной политике, которая последовательно поддерживает развитие ключевых стратегических секторов”. Конечно, это не та политика, которая игнорирует будущую зависимость более чем на 90% от незаменимого компонента солнечного стекла.

Эрих Меркле работает в фотоэлектрической отрасли более 20 лет.

Он был одним из пионеров в создании первых линий по производству модулей в Германии и строительстве фотоэлектрических электростанций мегаваттной мощности.

Он сыграл важную роль в разработке первых тонких модулей из двойного стекла компании Almaden и их выводе на рынок.

Еще в 2007/8 году он запланировал первое немецкое производство солнечного стекла в Бранденбурге. Проект не был реализован из-за коллапса фотоэлектрической отрасли в Европе и финансового кризиса.

Доктор Меркле возглавляет GridParity AG и консультирует AGORA sro в Словакии по вопросам организации производства фотоэлектрических модулей мощностью до 150 МВт в 2023 году, 450 МВт с 2024 года).