Солнечное стекло – забытый компонент – неизбежен следующий узкий момент

При обсуждении всей цепочки создания стоимости фотоэлектрической энергии, компонент, имеющий наибольший вес после солнечных элементов, неизменно игнорируется: солнечное стекло. Мне неизвестны какие-либо публикации, описывающие проблемы, связанные с закупкой больших объемов солнечного стекла для производства фотоэлектрических модулей в гигаваттных масштабах, необходимых для осуществления энергетического перехода.

ЕС вступает в опасную зависимость от Китая, поскольку игнорирует этот компонент

Производство солнечных модулей в Европе по-прежнему незначительно в мировом масштабе, и зависимость от Китая опасна. Германия и ЕС хотят кардинально изменить эту ситуацию и нарастить производственные мощности в Европе. Тот факт, что это также включает закупку солнечного стекла, постоянно упускается из виду. Тем не менее, отрасль уже сталкивается с проблемами.

В Словакии, например, компания Agora Solar готовится к вводу в эксплуатацию производственной линии для модулей мощностью 150 МВт. Однако достать самый тяжелый компонент — солнечное стекло — оказалось непросто. Предложения от европейских и индийских производителей солнечного стекла либо не были поданы, либо были отозваны из-за текущего дефицита газа.

Китайцы придерживаются целостного подхода, поскольку производство модулей невозможно без солнечного стекла, и, следовательно, для достижения амбициозных целей по расширению фотоэлектрической отрасли необходимы гигантские объемы стекла. Именно поэтому немецкая компания Grenzebach еще в 2020 году получила заказы из Китая на более чем 160 линий для вытяжки стекла, специально предназначенных для фотоэлектрического рынка (Solarserver, 21 мая 2021 г.). С тех пор они были поставлены. В Европе таких линий всего несколько, и пока нет известных планов по сокращению этого постоянно растущего дефицита. Германия предлагает лучшие в мире технологии плавки, с такими мировыми лидерами рынка, как Sorg и Horn. Франция и Англия также имеют отличных поставщиков. Австрийская компания Lisec предоставляет лучшие системы для нанесения покрытий и закалки. Эти солнечные системы поставляются в Китай, а не в Европу.

Тот факт, что так будет продолжаться, подтверждается патентной статистикой. Более 1000 китайских патентов резко контрастируют с немногими патентами из Европы. Здесь Китай является технологическим лидером и стремится доминировать в производстве производственных мощностей в будущем.

Строительство завода по производству солнечного стекла — это огромные инвестиции, достигающие 100 миллионов евро, при условии оптимального размера производственной линии с производительностью плавки 300 тонн в сутки. Потребление энергии (80% — газ) и значительное воздействие на окружающую среду в виде выбросов CO2 и оксидов азота приводят к значительным затратам на планирование и длительным процессам получения разрешений. Таким образом, период от планирования до ввода в эксплуатацию предприятия по производству солнечного стекла составляет 3-4 года. Это значительно дольше, чем шесть-десять месяцев для линии по производству фотоэлектрических модулей.

Также крайне важна надежная круглосуточная подача газа, поскольку современные технологии производства солнечного стекла требуют использования 80% газа для процессов плавки.

Можно утверждать, что нам следует закупать солнечное стекло в Китае. Однако это подрывает аргумент в пользу обеспечения европейской цепочки поставок и экономии на логистических затратах за счет европейского производства. Это еще больше усилит нашу и без того крайне критическую зависимость от Китая. Наконец, существенным является и серьезный критический момент, заключающийся в том, что производство в Китае осуществляется в неблагоприятных политических и экологических условиях. Несколько стекольных заводов расположены в провинции Синьцзян, репрессивном уйгурском регионе. Поскольку стекло составляет до 80% веса стандартного фотоэлектрического модуля, его транспортировка почти так же дорога и трудоемка, как и транспортировка готовых модулей.

Цели расширения «новой европейской солнечной индустрии» колоссальны и недавно были значительно пересмотрены в сторону увеличения в свете войны на Украине. В большинстве случаев расширение производственных мощностей планируется осуществлять по всей цепочке создания стоимости, то есть от кремния до кремниевых пластин и ячеек, до производства модулей. Как ни странно, в этом списке и в планах по созданию гигаваттных заводов постоянно отсутствует один важнейший компонент: солнечное стекло, необходимое для 99% всех модулей. Этот незаменимый компонент недостаточно доступен в Европе. Следующие аргументы это демонстрируют:

1. Сверхбелое солнечное стекло в основном изготавливается в виде текстурированного стекла методом прокатки. Специальные формовочные ролики создают микроструктуру с обеих сторон стекла, соответствующую его толщине. Эта структура в значительной степени сохраняет отражение внутри стекла, что приводит к высокой светопропускаемости. Традиционные методы производства плоского стекла менее подходят для солнечного стекла.
2. В настоящее время максимальная мощность модулей, производимых в Европе, составляет приблизительно 3-4 гигаватта. До 2021 года значительная часть стекла импортировалась из Индии и ряда других стран. Однако Индии потребуется стекло, произведенное там, для реализации собственных масштабных планов по производству фотоэлектрической энергии. Поэтому примечательно, что крупнейший европейский поставщик солнечного стекла, компания «Интерфлоат», вместе со своим заводом GMB Glasmanufaktur Brandenburg в Чернице, была продана индийскому лидеру рынка, компании «Боросил», в апреле 2022 года (PV Magazine, 25 апреля 2022 г.). Учитывая, что производственная база там полностью зависит от бесперебойных поставок газа, эксперты отрасли были удивлены этим. Помимо риска перебоев в поставках российского газа, покрытие затрат на производство возможно только при нынешних ценах на газ и практически нереалистично высоких ценах на производимое солнечное стекло. Вероятно, компанию Borosil больше интересовал доступ на рынок, особенно учитывая, что примерно через три года потребуется около 30 миллионов евро на вероятный «холодный ремонт» плавильной печи. Borosil намерена увеличить свою производственную мощность до 2600 тонн в сутки к 2025 году. Вопрос о том, будут ли заявленные 450 тонн произведены в Бранденбурге, остается открытым. Но даже этого количества будет достаточно лишь для производства примерно 2,5 ГВт модулей.
3. Опубликованные ЕС целевые показатели расширения предполагают увеличение производственных мощностей европейских солнечных модулей до 30 ГВт к 2030 году. Эти цели были дополнительно повышены после российского вторжения в Украину. Даже если эффективность модулей повысится, это приведет к почти десятикратному увеличению спроса на солнечное стекло в 2030 году по сравнению с 2021 годом. Возникает вопрос, как будет удовлетворен этот спрос, учитывая, что в настоящее время новых производственных мощностей по выпуску солнечного стекла не планируется.
4. Производство стекла требует больших энергозатрат, 80% которых должны покрываться за счет природного газа. Производство негибкое, и плавильные печи должны нагреваться круглосуточно, 365 дней в году. При цене газа около 6 евро за МВт, на энергию приходилось примерно 35% производственных затрат в 2020 году. 7 марта на спотовом рынке голландских фьючерсов TTF была зафиксирована цена в 211 евро. Хотя с тех пор эта пиковая цена упала до 87 евро (27 мая 2022 года), в настоящее время никто не ожидает, что в ближайшие годы цены будут ниже 50 евро за МВт.
5. Последствия для европейского производства солнечного стекла легко подсчитать. Если в 2020 году стоимость энергии за квадратный метр составляла около 2 евро, то шестикратное увеличение подняло бы её до 12 евро. Цена стекла тогда выросла бы примерно с 7,80 евро (2021 год) 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 этот расчет не учитывает значительно большее увеличение в случае перебоев в поставках или эмбарго. Следовательно, газовые печи для производства солнечного стекла в Центральной Европе больше не являются экономически целесообразными, и новые инвестиции не имеют шансов на одобрение.
6. В качестве возможной альтернативы рассматриваются так называемые гибридные печи. Гибридная технология для производства стекла является привлекательной: при максимальном потреблении электроэнергии в 80% и всего 20% газа возможна экономия энергии до 16% и сокращение выбросов CO2 на 80% (согласно публикациям компании Sorg – www.sorg.de). Однако следует отметить, что эти технологии были разработаны в первую очередь для производства тарного стекла, и в настоящее время ни одно промышленное предприятие, использующее эту технологию, не работает.

Интересно будет 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. Заводу потребуются две линии по производству солнечного стекла, каждая с производительностью плавки 200 тонн в сутки. Enel получит 118 миллионов евро субсидий от Европейской комиссии на расширение своего существующего завода по производству солнечных элементов и модулей мощностью 200 МВт на Сицилии до 3 МВт к 2024 году. Это представляет собой инвестиции во всю цепочку создания стоимости в фотоэлектрической отрасли. Солнечное стекло снова окажется забытым компонентом.

Ещё более удивительным является ещё один пресс-релиз (Photon Newsletter, 21 апреля 2022 г.): стартап Carbon SAS, базирующийся в Рош-ла-Мольер, Франция, объявил о партнерстве с французской группой ACI. ACI окажет Carbon поддержку в реализации планов по созданию полностью интегрированного завода по производству солнечных батарей во Франции. Начало производства модулей запланировано на 2024 год с мощностью 500 мегаватт. Затем эта мощность будет увеличена до пяти гигаватт к 2025 году и до 15-20 гигаватт к 2030 году. Компания заявляет о своем намерении охватить всю цепочку создания стоимости, от производства слитков до пластин и элементов – IBC и TOPCon.

Вторжение России в Украину привлекло пристальное внимание к проблеме энергетической безопасности в Европе. «Один из способов укрепить энергетическую независимость на значительной территории Европы — ускорить внедрение солнечной энергии и улучшить производственную базу», — говорится в отчете организации SolarPower Europe.

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

Однако нынешний подход к развитию европейской солнечной энергетики явно слишком недальновидный: без включения в производство солнечного стекла, самого энергоемкого и тяжелого компонента, зависимость от Китая как мирового лидера на рынке солнечного стекла сохранится. Текущий, по оценкам, дефицит производства солнечного стекла в 60% увеличится до 90% в связи с планами расширения производства до нескольких гигаватт.

Никто и не подумает исключать необходимую сталь из производственной цепочки автомобильной промышленности. Однако именно это и делается при изучении цепочки создания стоимости в производстве фотоэлектрических модулей!

Из-за высоких антидемпинговых пошлин на солнечное стекло из Китая (таможенные и антидемпинговые сборы до 100%) импорт из Китая в настоящее время играет менее значительную роль. Однако это изменится, поскольку из-за отсутствия альтернативных источников только Китай сможет поставлять необходимые объемы. Придется платить антидемпинговый сбор, что приведет к снижению стоимости фотоэлектрических модулей, произведенных в Европе, по сравнению с китайскими фотоэлектрическими модулями, импортируемыми без сборов. Это связано с тем, что антидемпинговая пошлина взимается только с импортируемого солнечного стекла, а не с самих фотоэлектрических модулей (которые, конечно же, также содержат стекло).

«Подобно ситуации с Россией, асимметрия и односторонность зависимости Германии от Китая являются ключевой проблемой», — заявил президент DIW Марсель Фратцшер. Китай все чаще использует это как рычаг давления на Германию и Европу. Зависимость от китайских компонентов (включая компоненты BOS и инверторы) составляет около 90%. С расширением производства модулей в Европе эта зависимость еще больше возрастет.

В своей редакционной статье в Der Spiegel от 28 мая 2022 года Саймон Хаге пишет: «Взрывной рост цен на газ и нефть в результате российского вторжения в Украину иллюстрирует, к чему может привести политика игнорирования – к зависимости, которую можно исправить только с большими экономическими издержками. А зависимость от Китая уже больше, чем от России». Это особенно касается фотоэлектрического (ФЭ) сектора. … «ЕС нуждается в промышленной политике, которая последовательно поддерживает развитие ключевых стратегических отраслей». Конечно же, не в политике, игнорирующей 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 как в создании первых производственных линий по выпуску модулей в Германии, так и в строительстве фотоэлектрических электростанций мегаваттного диапазона.

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

Еще в 2007/08 году он планировал построить в Бранденбурге первое в Германии предприятие по производству солнечного стекла. Проект не был реализован из-за краха фотоэлектрической отрасли в Европе и финансового кризиса.

Д-р Меркле возглавляет компанию GridParity AG и консультирует словацкую компанию AGORA sro по вопросам строительства завода по производству фотоэлектрических модулей мощностью до 150 МВт в 2023 году (450 МВт с 2024 года).