Güneş Camı – Unutulmuş Bileşen – Bir sonraki darboğaz kaçınılmaz

PV değer zincirinin tamamı hakkında konuştuğumuzda, güneş pillerinden sonra ağırlık açısından en ağır bileşen sürekli olarak ihmal ediliyor: Güneş camı. Enerji geçişini gerçekleştirmek için gigawatt ölçekli PV modüllerinin üretimi için büyük miktarlarda güneş camı tedarikiyle ilgili sorunları şu ana kadar anlatan herhangi bir yayının farkında değilim.

AB bu bileşeni göz ardı ettiği için tehlikeli bir şekilde Çin'e bağımlı hale geliyor

Avrupa modül üretimi küresel ölçekte hâlâ önemsiz düzeyde ve Çin'e bağımlılık tehlikeli. Almanya ve AB bunu büyük ölçüde değiştirmek ve Avrupa'nın üretim kapasitelerini artırmak istiyor. Bunun güneş camı tedarikini de kapsadığı gerçeği sürekli olarak unutuluyor. Sektör bugün zaten sorunlarla boğuşuyor.

Örneğin Slovakya'da Agora Solar, 150 MWp'lik modüller için bir üretim hattını devreye almaya hazırlanıyor. En ağır bileşen olan güneş camını temin etmenin zor olduğu ortaya çıktı. Avrupalı ​​ve Hintli güneş camı üreticilerinin teklifleri ya verilmedi, hatta mevcut gaz sıkıntısı nedeniyle geri çekildi.

Çin planı bütünseldir, çünkü güneş camı olmadan modül üretimi mümkün değildir ve devasa PV genişleme hedefleri için devasa miktarlarda cama ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle Alman Grenzbach şirketi, 2020 yılında özellikle fotovoltaik pazarına yönelik 160'tan fazla çekilmiş cam hattı için Çin'den sipariş aldı (Solarserver, 21 Mayıs 2021). Bunlar artık teslim edildi. Avrupa'da bu tür hatlardan yalnızca birkaçı var ve sürekli büyüyen bu açığı kapatmaya yönelik bilinen bir plan yok. Almanya, Sorg ve Horn gibi dünya pazar liderleriyle dünyanın en iyi eritme teknolojisini sunuyor. Fransa ve İngiltere'nin de mükemmel sağlayıcıları var. Avusturya'daki Lisec, kaplama ve sertleştirme teknolojisi için en iyi sistemleri sunmaktadır. Güneş enerjisi sektörüne yönelik sistemler Avrupa'ya değil Çin'e teslim ediliyor.

Patent istatistikleri bunun böyle kalmayacağını gösteriyor. Avrupa'da sadece birkaç taneye kıyasla 1000'den fazla Çin patenti var. Çin burada teknolojik öncü konumunda ve gelecekte de üretim tesisi inşaatına hakim olmak istiyor.

Bir güneş camı fabrikası inşa etmek, 300 ton eritme kapasitesine sahip, optimum büyüklükte bir üretim hattı için 100 milyon Euro'ya kadar büyük bir yatırımdır. Her biri 24 saat. Enerji tüketimi (%80 gaz) ve CO2 ve nitrojen formundaki önemli çevresel etki, önemli miktarda planlama çabasına ve uzun onay prosedürlerine neden olur. Güneş camı üretiminin planlanmasından işletmeye alınmasına kadar geçen süre dolayısıyla 3-4 yıldır. Bu, bir PV modülü üretim hattı için altı ila 10 ay ile karşılaştırıldığında uzun bir süre.

Güneş enerjisi camı üretimine yönelik mevcut teknoloji, eritme işlemleri için %80 gaz kullanımını gerektirdiğinden, %100 güvenli 24/365 gaz tedariği de önemlidir.

Çin'den güneş enerjisi camı almamız gerektiği savunulabilir. Ancak Avrupa tedarik zincirini güvence altına alma ve Avrupa üretimi yoluyla lojistik maliyetlerinden tasarruf etme argümanı bu durumda çöküyor. Bu durum, bugün zaten çok eleştirel olarak değerlendirilen Çin'e varoluşsal bağımlılığı artıracaktır. Son olarak Çin'deki üretimin kötü siyasi ve çevresel koşullar altında gerçekleştiği yönündeki suçlama da ciddi. Ezilen Uygur bölgesi Sincan eyaletinde çok sayıda cam fabrikası bulunuyor. Standart bir PV modülün %80'e varan ağırlık payına sahip camın taşınması, neredeyse bitmiş modüller kadar maliyetli ve zaman alıcıdır.

“Yeni Avrupa güneş enerjisi endüstrisi” için genişleme hedefleri devasa ve son zamanlarda Ukrayna'daki savaş açısından önemli ölçüde düzeltildi. Çoğu durumda, üretim kapasiteleri tüm değer zinciri boyunca, yani silikondan gofretlere ve hücrelere modül üretimine kadar genişletilmelidir. Garip bir şekilde, bu liste ve gigawatt fabrikaları için planlar her zaman önemli bir bileşenden yoksundur: tüm modüllerin % 99'u için gereken güneş camı. Bu vazgeçilmez bileşen Avrupa'da yeterince mevcut değildir. Aşağıdaki argümanlar şunları göstermektedir:

1. Ultra beyaz güneş camı esas olarak haddeleme işlemi kullanılarak yapısal cam olarak üretilir. Camın kalınlığında ve camın her iki tarafında mikro yapı oluşturmak için özel şekillendirme merdaneleri kullanılır. Bu, yansımayı büyük ölçüde camda tutar ve böylece yüksek düzeyde geçirgenlik sağlar. Alışılagelmiş düz cam üretimi, güneş camı için daha az uygundur.
2. Şu anda Avrupa'da üretilen güneş camları kullanılarak maksimum 3-4 gigawatt civarında modül üretimi sağlanabiliyor. Camın nominal oranları 2021 yılına kadar Hindistan'dan ve diğer birkaç ülkeden ithal ediliyordu. Ancak Hindistan'ın kendi devasa PV üretim planları için burada üretilen camlara ihtiyacı olacak.Avrupa'nın en büyük güneş camı tedarikçisi Interfloat'ın, Tschernitz'deki GMB Glasmanufaktur Brandenburg üretim tesisi ile Nisan 2022'de Hindistan pazar lideri Borosil'e satıldığı dikkat çekiyor. (PV Dergisi, 25 Nisan 2022). Buradaki üretimin tamamen kesintisiz gaz tedarikine bağlı olduğu göz önüne alındığında, sektör uzmanları şaşırdı. Bugünkü gaz fiyatlarıyla Rus gaz teslimatının kesintiye uğraması riskinin dışında, maliyetleri karşılayan üretim ancak üretilen güneş enerjisi camının neredeyse gerçekçi olmayan yüksek satış fiyatlarıyla mümkün olabiliyor.Borosil muhtemelen pazara girişle daha fazla ilgileniyordu, özellikle de maliyetin yaklaşık 200 milyon civarında olması nedeniyle. Eritme tankının beklenen "soğuk onarımı" için 30 milyon Euro toplanması gerekecek. Borosil, üretim kapasitesini 2025 yılına kadar toplam 2.600 ton/gün'e çıkarmayı hedefliyor. Gerçekten iddia edilen 450 ton mu? Bunun Brandenburg'daki üretimden kaynaklandığı şüphelidir. Ancak bu miktar bile ancak 2,5 GW civarında modül üretimi için yeterli olacaktır.
3. AB tarafından yayınlanan genişleme hedefleri, Avrupa modül üretim kapasitesinin 2030 yılına kadar 30 GW'a kadar genişletileceğini varsayıyor. Rusya'nın Ukrayna'yı işgalinden sonra bunlar daha da arttı. Modül verimlilikleri artsa bile, bu durum 2030'da 2021'e kıyasla güneş camına olan talebin neredeyse on katına çıkacak. Güneş camı için yeni üretim kapasiteleri ufukta görünmediğinden, bu talebin nasıl karşılanması gerektiği sorusu ortaya çıkıyor.
4. Cam üretimi çok fazla enerji gerektirir ve bunun %80'inin doğalgazla karşılanması gerekir. Üretim esnek değil ve eritme fırınlarının yılın 365 günü 24 saat ısıtılması gerekiyor. MW başına yaklaşık 6 Avro gaz fiyatıyla enerji, 2020'de üretim maliyetlerinin yaklaşık %35'ini oluşturdu. 7 Mart'ta TTF Dutch Future spot piyasasında 211€'luk bir fiyat kote edildi. Bu maksimum fiyat şu anda 87 Euro'ya (27 Mayıs 2022) düşmüş olsa bile, önümüzdeki birkaç yıl içinde MW başına 50 Euro'nun altındaki fiyatlara ulaşılacağını kimse beklemiyor.
5. Bunun Avrupa güneş camı üretimi açısından ne anlama geldiğini hesaplamak kolaydır. 2020'de metrekare başına enerji payı 2 avro civarında olsaydı, altı katına çıkarıldığında bu rakam 12 avroya çıkacaktı. Bu durumda camın fiyatı metrekare başına yaklaşık 7,80 Euro'dan (2021) 21,50 Euro'ya veya modül başına 14 Euro'dan 1,8 metrekare modül başına neredeyse 39 Euro'ya yükselecek. Ancak bu, teslimatın durması veya ambargo durumunda önemli ölçüde daha yüksek bir artışı hesaba katmaz. Dolayısıyla özellikle doğalgazla çalışan güneş enerjili cam fırınlar Orta Avrupa'da artık ekonomik olmaktan çıkıyor ve yeni yatırımların onaylanma şansı kalmıyor.
6. Hibrit fırınlar olası bir alternatiftir. Cam üretimi için hibrit teknoloji oldukça caziptir: Maksimum %80 elektrik bileşeni ve yalnızca %20 gaz ile %16'ya varan enerji tasarrufu ve %80 oranında CO2 emisyonu azaltılabilir (Sorg yayınlarına göre – www.sorg.de). Ancak, bu fırınların esasen yalnızca cam kaplar için geliştirildiği ve buna rağmen şu anda bu tür bir üretim için faaliyette olan bir endüstriyel tesis bulunmadığı unutulmamalıdır.

Enel'in Nisan 2022'nin başında duyurduğu Sicilya'daki 3GWp modül üretim tesisi için 12 milyon metrekarelik güneş camının nereden geleceğini görmek ilginç olacak. Üretim için her biri günde 200 ton eritme kapasitesine sahip iki adet güneş camı üretim hattına ihtiyaç duyulmaktadır. Enel, Sicilya'daki mevcut 200 MW'lık hücre ve modül fabrikasını 2024 yılına kadar 3 MW'lık üretim kapasitesine çıkarmak için AB Komisyonu'ndan 118 milyon euro hibe alacak. Bu, PV değer zincirinin tamamına yapılan bir yatırımdır. Güneş camı yine unutulan bileşen olacak.

Daha da şaşırtıcı olanı, bir başka basın bültenidir (Photon Bülteni, 21 Nisan 2022): Fransa, Roche-la-Molière merkezli yeni kurulan Carbon SAS şirketi, Fransız ACI Grubu ile ortaklık kurduğunu duyurdu. ACI, Carbon'un Fransa'da tam entegre bir güneş enerjisi fabrikası kurma planlarını hayata geçirmesine destek olacak. Modül üretiminin 2024 yılında 500 megavat kapasiteyle başlaması planlanıyor. Kapasitenin 2025 yılına kadar beş gigawatt'a, 2030 yılına kadar ise 15 ila 20 gigawatt'a çıkması bekleniyor. Şirket, külçe üretiminden gofretlere ve hücrelere – IBC ve TOPCon) kadar tüm değer zincirini kapsamayı hedeflediğini belirtiyor –

Rusya'nın Ukrayna'daki işgali, Avrupa'daki enerji güvenliği sorununa odaklandı. SolarPower Europe, "Avrupa'nın büyük bölgelerinde enerji bağımsızlığını güçlendirmenin bir yolu, güneş sistemlerinin kullanımının hızlanması ve üretim tabanının iyileştirilmesidir."

Avrupa Komisyonu'ndan bir yetkili, Nisan 2022'de Brüksel'de düzenlenen Güneş Enerjisi Zirvesi'nde, Avrupa'daki güneş enerjisi üretiminin – maliyeti ne olursa olsun" yeniden inşa edilmesi gerektiğini belirtti.

Bununla birlikte, Avrupa güneş enerjisi endüstrisinin desteklenmesine yönelik mevcut yaklaşım açıkça çok dar görüşlüdür: Güneş camlarının en enerji yoğun ve en ağır bileşen olarak dahil edilmesi olmadan, küresel güneş camı pazarında lider olarak Çin'e bağımlılık devam etmektedir. Mevcut tahmini %60'lık güneş camı açığı, çoklu GW genişletme planlarıyla %90'a çıkacak.

Otomobil üretiminin üretim zincirinden gerekli çeliğin çıkarılması fikri kimsenin aklına gelmezdi. Ancak bu, PV modülü üretimine yönelik değer zinciri dikkate alındığında yapılır!

Çin'den gelen güneş camlarına yönelik yüksek anti-damping vergileri nedeniyle (%100'e kadar gümrük ve anti-damping), Çin'den yapılan ithalat şu anda daha az önemli bir rol oynamaktadır. Bu durum değişecek çünkü diğer kaynakların yetersizliği nedeniyle gerekli miktarları yalnızca Çin sağlayabilecek. Anti-damping ek ücretinin ödenmesi gerekecek ve Avrupa'da üretilen PV modülleri için, ek ücretler yoluyla ithal edilmeyen Çin PV modüllerine kıyasla maliyet dezavantajına yol açacak. Anti-damping vergisi yalnızca ithal güneş camına uygulanıyor ancak PV modüllerine (elbette camı da içeren) uygulanmıyor.

DIW Başkanı Marcel Fratzscher, "Rusya'ya benzer şekilde, Almanya'nın Çin'e bağımlılığının asimetrisi ve tek taraflılığı merkezi bir sorundur." Dedi. Çin bunu giderek daha fazla Almanya ve Avrupa'ya yönelik bir baskı aracı olarak kullanıyor. Çin bileşenlerine bağımlılık (inverter dahil BOS bileşenleri dahil) yaklaşık %90'dır. Avrupa'daki modül üretiminin genişlemesiyle artacaktır.

Simon Hage, Der Spiegel'deki 28 Mayıs 2022 tarihli başyazısında şöyle yazıyor: "Rusya'nın Ukrayna'yı işgalinin ardından patlayan gaz ve petrol fiyatları, görmezden gelme politikasının nelere yol açabileceğini gösteriyor – ancak yüksek ekonomik maliyetlerle düzeltilebilecek bir bağımlılık. Çin'e bağımlılık ise zaten Rusya'ya olan bağımlılıktan daha fazla." Bu durum özellikle PV sektöründe geçerli. ... "AB'nin, kilit stratejik endüstrilerin gelişimini sürekli destekleyen bir sanayi politikasına ihtiyacı var." Elbette, vazgeçilmez bir bileşen olan güneş camına %90'dan fazla bir gelecekte bağımlılığı göz ardı eden bir politika değil.

Erich Merkle 20 yılı aşkın süredir PV endüstrisinde çalışıyor.

Almanya'da modüller için ilk üretim hatlarının kurulmasında ve megawatt PV enerji santrallerinin inşa edilmesinde öncülerden biriydi.

Almaden'in ilk ince çift cam modüllerinin geliştirilmesinde ve bunların pazara sunulmasında etkili oldu.

2007/8 gibi erken bir tarihte Brandenburg'da ilk Alman güneş enerjisi camı üretimini planladı. Avrupa'da PV sektörünün çökmesi ve mali kriz nedeniyle proje hayata geçirilemedi.

Dr. Merkle, GridParity AG'ye ve Slovakya'daki AGORA sro'ya 2023'te 150 MW'a, 2024'ten itibaren 450 MW'a kadar PV modülü üretimi kurma konusunda tavsiyelerde bulunuyor.