太阳能玻璃——被遗忘的组件——下一个瓶颈不可避免

当我们谈论整个光伏价值链时，就重量而言，仅次于太阳能电池的最重组件始终被忽视：太阳能玻璃。 据我所知，迄今为止没有任何出版物描述过采购大量太阳能玻璃用于生产千兆瓦级光伏组件以实现能源转型的问题。

欧盟正变得危险地依赖中国，因为它忽视了这一组成部分

欧洲组件产量在全球范围内仍然微不足道，对中国的依赖是危险的。 德国和欧盟希望大规模改变这一现状并提高欧洲的生产能力。 事实上，这还包括太阳能玻璃的采购，这一事实一直被遗忘。 如今，该行业已经在与问题作斗争。

例如，在斯洛伐克，Agora Solar 正准备投产一条 150 MWp 组件生产线。 事实证明，采购最重的部件——太阳能玻璃——是很困难的。 由于当前天然气短缺，欧洲和印度太阳能玻璃生产商要么没有提交报价，要么甚至撤回报价。

中国的计划是全面的，因为没有太阳能玻璃就不可能进行组件生产，因此需要大量玻璃来实现巨大的光伏扩张目标。 这就是为什么德国公司 Grenzbach 在 2020 年收到了来自中国的订单，专门用于光伏市场的 160 多条拉制玻璃生产线（Solarserver，2021 年 5 月 21 日）。 这些现已交付。 欧洲只有少数这样的线路，而且目前还没有已知的计划来缩小这一不断扩大的差距。 德国与 Sorg 和 Horn 等世界市场领导者一起提供世界上最好的熔化技术。 法国和英国也有优秀的供应商。 奥地利的 Lisec 提供最好的涂层和硬化技术系统。 太阳能行业的系统交付给中国而不是欧洲。

专利统计数据显示，这种情况不会持续下去。 中国拥有 1,000 多项专利，而欧洲的专利只有少数。 中国是这里的技术先驱，也希望在未来的生产工厂建设中占据主导地位。

建设太阳能玻璃工厂需要高达 1 亿欧元的巨额投资，才能拥有一条熔化能力为 300 吨的最佳规模生产线。 每个24小时。 能源消耗（80% 为天然气）以及二氧化碳和氮气对环境的重大影响导致大量的规划工作和漫长的审批程序。 因此，太阳能玻璃生产从规划到投产的周期为3-4年。 与光伏组件生产线 6 到 10 个月的时间相比，这个时间很长。

24/365 100% 安全的气体供应也至关重要，因为当前生产太阳能玻璃的技术需要在熔化过程中使用 80% 的气体。

有人可能会说我们应该从中国购买太阳能玻璃。 然而，通过欧洲生产确保欧洲供应链安全和节省物流成本的论点随后就站不住脚了。 这将增加对中国的生存依赖，而如今这种依赖已经受到非常批评。 最后，对中国生产是在恶劣的政治和环境条件下进行的指控也很严重。 几家玻璃工厂位于受压迫的维吾尔族地区新疆省。 由于玻璃的重量占标准光伏组件的 80%，因此运输玻璃几乎与成品组件一样昂贵且耗时。

“新欧洲太阳能产业”的扩张目标是巨大的，并且鉴于乌克兰战争，最近大幅上调。 在大多数情况下，产能的扩张应该沿着整个价值链进行，即从硅到晶圆和电池再到模块生产。 奇怪的是，这份清单和千兆瓦工厂的计划中总是缺少一个重要组件：99% 的组件所需的太阳能玻璃。 这种重要成分在欧洲供应不足。 以下论据表明了这一点：

1. 超白太阳能玻璃主要采用压延工艺生产结构玻璃。 使用特殊的成型辊在玻璃的厚度和玻璃的两侧形成微结构。 这在很大程度上保留了玻璃中的反射，从而实现了高透射率。 通常的平板玻璃生产不太适合太阳能玻璃。
2. 目前，使用欧洲生产的太阳能玻璃最多可实现约 3-4 吉瓦的组件产量。 到 2021 年，名义比例的玻璃将从印度和其他几个国家进口。 然而，印度将需要在那里生产的玻璃来满足其自身庞大的光伏生产计划。值得注意的是，欧洲最大的太阳能玻璃供应商Interfloat及其位于Tschernitz的GMB Glasmanufaktur Brandenburg生产设施于2022年4月被印度市场领导者Borosil出售（PV 杂志，2022 年 4 月 25 日）。 鉴于那里的生产完全依赖于不间断的天然气供应，行业专家感到惊讶。 除了俄罗斯天然气输送中断的风险外，按照当今的天然气价格，只有在所生产的太阳能玻璃的销售价格几乎不切实际的高价下才可能实现成本覆盖生产。Borosil 可能对市场准入更感兴趣，特别是因为成本约为预计熔池的“冷修”需要筹集 3000 万欧元。 Borosil 希望到 2025 年将其产能提高到 2,600 吨/天。 真的是传说中的450吨吗？ 令人怀疑的是，这是由于勃兰登堡的生产造成的。 但即便如此，这个数量也仅够生产约 2.5 吉瓦的组件。
3. 欧盟公布的扩张目标假设到2030年欧洲组件产能将扩大至30吉瓦。 在俄罗斯入侵乌克兰后，这些数字进一步增加。 即使组件效率提高，2030 年太阳能玻璃的需求量也将比 2021 年增加近十倍。 问题是如何满足这一需求，因为目前还看不到新的太阳能玻璃生产能力。
4. 玻璃生产需要大量能源，其中 80% 必须由天然气提供。 生产不灵活，熔炉必须一年 365 天全天候加热。 由于天然气价格约为每兆瓦 6 欧元，2020 年能源约占生产成本的 35%。 3月7日，TTF荷兰期货现货市场报价为211欧元。 即使这一最高价格现已降至 87 欧元（2022 年 5 月 27 日），目前没有人预计未来几年价格会低于每兆瓦 50 欧元。
5. 很容易计算出这对欧洲太阳能玻璃生产意味着什么。 如果 2020 年每平方米的能源份额约为 2 欧元，那么如果增加六倍，这一比例将升至 12 欧元。 玻璃的价格将从每平方米约 7.80 欧元（2021 年）上涨至 21.50 欧元，或从每个模块 14 欧元上涨至每 1.8 平方米模块近 39 欧元。 然而，这并未考虑到停运或禁运情况下的大幅增长。 因此，天然气驱动的太阳能玻璃烤箱在中欧不再经济，新的投资也没有机会获得批准。
6. 所谓的混合浴缸可以被视为一种可能的替代方案。 用于玻璃生产的混合技术令人信服：最大电力含量为 80%，天然气含量仅为 20%，可节省高达 16% 的能源，二氧化碳排放量可减少 80%（根据 Sorg 的出版物 - www.sorg .de) 然而，值得注意的是，这些原则上只是为容器玻璃开发的，目前还没有工厂用于这种生产。

2022 年 4 月初宣布的 Enel 位于西西里岛 3GWp 组件生产厂的 1200 万平方米太阳能玻璃将来自何处，拭目以待。 生产需要两条太阳能玻璃生产线，每条熔炼能力为200吨/天。 Enel将从欧盟委员会获得1.18亿欧元的赠款，用于到2024年将其位于西西里岛现有的200兆瓦电池和组件工厂扩建至3兆瓦的产能。 这是对整个光伏价值链的投资。 太阳能玻璃将再次成为被遗忘的组件。

另一篇新闻稿则更令人震惊（2022 年 4 月 21 日的 Photon 时事通讯）：总部位于法国罗什拉莫里哀的初创公司 Carbon SAS 宣布与法国 ACI Groupe 建立合作伙伴关系。 ACI 将支持 Carbon 实现在法国建立完全集成的太阳能工厂的计划。 组件计划于2024年开始生产，产能为500兆瓦。 到2025年，容量应增加到5吉瓦，到2030年增加到15至20吉瓦。 该公司表示，希望覆盖整个价值链，从通过晶圆和电池生产硅锭开始——IBC 和 TOPCon。

俄罗斯入侵乌克兰使欧洲能源安全问题成为焦点。 SolarPower Europe 表示：“在欧洲大部分地区加强能源独立的一个方法是加快太阳能系统的部署并改善生产基地。”

一位欧盟委员会官员在 2022 年 4 月于布鲁塞尔举行的太阳能峰会上指出，欧洲的太阳能生产必须重建——“不惜一切代价”。

然而，目前欧洲太阳能产业发展的做法显然过于短视：如果不将太阳能玻璃列为最耗能、最重的部件，那么对中国作为全球太阳能玻璃市场领导者的依赖仍然存在。 目前估计太阳能玻璃缺口为 60%，随着多吉瓦的扩建计划，这一缺口将增长至 90%。

没有人会想出将必要的钢材排除在汽车生产的生产链之外的想法。 但这是在考虑光伏组件生产的价值链时完成的！

由于对来自中国的太阳能玻璃征收高额反倾销税（海关和反倾销高达100%），来自中国的进口目前扮演的角色不太重要。 这种情况将会改变，因为由于缺乏其他来源，只有中国能够提供所需的数量。 反倾销附加税将导致欧洲生产的光伏组件与不通过附加税进口的中国光伏组件相比处于成本劣势。 反倾销税仅针对进口太阳能玻璃征收，而不针对光伏组件（当然也包含玻璃）。

“与俄罗斯类似，德国对中国的不对称和片面依赖是一个核心问题，”DIW 主席马塞尔·弗拉茨舍尔 (Marcel Fratzscher) 表示。 中国越来越多地以此作为向德国和欧洲施加压力的手段。 对中国零部件（包括逆变器等BOS零部件）的依赖度约为90%。 随着欧洲组件生产的扩大，这一数字将会增加。

西蒙·哈格 (Simon Hage) 在 2022 年 5 月 28 日《明镜周刊》的社论中写道：“俄罗斯入侵乌克兰导致天然气和石油价格飞涨，这表明采取另一种方式采取政策可能会导致何种后果——导致一种依赖只有在经济成本较高的情况下才能纠正离开。 而且对中国的依赖已经超过了对俄罗斯的依赖。” 在光伏领域尤其如此。 ......“欧盟需要一项持续支持关键战略部门发展的产业政策。” 当然，这项政策不会忽视未来 90% 以上对太阳能玻璃这一不可或缺组件的依赖。

Erich Merkle 已在光伏行业工作了 20 多年。

他是在德国建立第一条组件生产线和建设兆瓦级光伏电站的先驱之一。

他在 Almaden 首款薄双玻组件的开发及其市场投放过程中发挥了重要作用。

早在2007年8月，他就计划在勃兰登堡生产德国第一座太阳能玻璃。 由于欧洲光伏产业崩溃和金融危机，该项目未能实现。

博士。 Merkle 担任GridParity AG 的负责人，并建议斯洛伐克的 AGORA sro 在 2023 年建立光伏组件生产能力，产量将达到 150 MW，从 2024 年起将达到 450 MW。