Citiți în weekend: Planuri pentru un lanț de aprovizionare fotovoltaic european complet
Apr 11, 2022
Aceasta'Este o perioadă interesantă pentru producția fotovoltaică, industria solară globală aparent și-a dat seama de necesitatea lanțurilor de aprovizionare localizate în toate regiunile sale cheie. Europa, India și Statele Unite ale Americii lansează stimulente majore și pun în aplicare planuri pentru producția integrată pe verticală la scări comparabile cu cele care funcționează deja în China.
Multe dintre inovațiile timpurii în domeniul energiei solare au avut loc în Europa, înainte de cea mai mare parte a lumii'Capacitatea de producție a modulelor fotovoltaice și materialelor aferente sa mutat în Asia în ultimul deceniu. Și, deoarece Europa caută din nou să înființeze o industrie locală de producție fotovoltaică, aceasta'Este clar că companiile implicate vor să mențină continentul'reputația de lider tehnologic. Până în prezent, cea mai mare parte a planurilor europene este de a produce celule și module bazate pe tehnologia heterojuncției (HJT)– printre cele mai avansate concepte de celule aflate în prezent în producție și capabile de unele dintre cele mai înalte performanțe.
"În Europa, HJT este în prezent tehnologia de alegere pentru noii producători și noile linii, mai degrabă decât upgrade-urile de la PERC de tip p," a declarat Karl Melkonyan, analist senior la IHS Markit."În ultimii 15 până la 20 de ani, tehnologia HJT a parcurs un drum lung, scăzând continuu costurile, crescând eficiența conversiei și alte îmbunătățiri ale performanței, alături de o stabilitate puternică cu un coeficient de temperatură foarte scăzut. De asemenea, este important de menționat că există încă loc pentru îmbunătățiri suplimentare."
La nivel global, HJT se va confrunta cu concurența din partea tehnologiei PERC existente, care este deja foarte bine optimizată din punct de vedere al costurilor, și a principalului său rival de tip n TOPCon, care, spre deosebire de HJT, poate fi produs pe linii PERC adaptate."Atât HJT, cât și TOPCon trebuie încă să dezvolte și să îmbunătățească unele dintre procesele de producție pentru a atinge competitivitatea costurilor, cu eficiențe mai mari, un randament și durabilitate mai mari, timp de procesare mai scurt, costuri mai mici și performanțe generale mai bune." a adăugat Melkonyan."eu nu'Nu cred că va fi un singur câștigător." Pentru Europa, însă, cele mai mari planuri de producție anunțate până acum, inclusiv cele ale Meyer Burger în Germania, REC Group și Recom în Franța și Enel în Italia, sunt toate concentrate pe HJT. Și în timp ce acești jucători mai consacrați își continuă munca impresionantă de îmbunătățire și optimizare a tehnologiei celulelor de siliciu, există o mulțime de inovații noi care așteaptă în aripi care promit atât să susțină planurile existente, cât și să mute producția fotovoltaică în direcții noi.
Tehnologia HJT
Cu tehnologii precum HJT care se apropie de limitele practice de eficiență ale unei celule solare cu siliciu, industria caută noi materiale pentru a atinge performanțe mai mari. Perovskiții, cel mai adesea depusi deasupra unei celule de siliciu pentru a crea un dispozitiv tandem, au apărut ca cele mai promițătoare materiale aici. Și, deși încă nu au fost comercializate la orice scară, celulele tandem și chiar perovskiții sunt văzute de mulți ca viitorul PV.
Compania Oxford PV cu sediul în Marea Britanie/Germania se numără printre pionierii tehnologiei cu celule tandem, apropiindu-se deja de marcajul de 30% eficiență cu dispozitivele la scară de laborator. Compania intenționează să introducă pe piață module de perovskit-siliciu fabricate la locul său din Brandenburg, Germania, înainte de sfârșitul acestui an.– după ce am văzut câteva întârzieri din cauza Covid și a constrângerilor legate de lanțul de aprovizionare. În ceea ce privește celula inferioară de siliciu, Oxford PV este ferm angajată în fața HJT ca cea mai bună opțiune și vede aceasta ca o oportunitate pentru producătorii europeni de a prelua conducerea tehnologiei.
"În prezent, alte regiuni, într-o anumită măsură, sunt blocate cu un produs moștenit în PERC și doresc să-l extindă," a spus CEO-ul Oxford PV, Frank Averdun."În Europa, capacitatea actuală de producție este marginală, iar tu nu'nu am acest produs moștenit. Și pentru noi, dacă dorim cea mai mare eficiență, avem nevoie de celula de fund cu cea mai bună performanță, și aceasta, desigur, este HJT."
Polisiliciu și nu numai
Cu întreruperile sale recente, creșterile de preț și preocupările legate de munca forțată, polisiliciu'Lanțul de aprovizionare al lui oferă o demonstrație a necesității unei producții localizate de la început până la sfârșit. În timp ce jucători consacrați precum Wacker și Elkem au capacitatea de a furniza o mare parte din polisiliciul de care va avea nevoie producătorii europeni în anii următori, alții caută modalități de a schimba acest lucru și de a reduce dramatic costurile în acest proces.
Startup-ul german Nexwafe dezvoltă o tehnologie care promite să înlocuiască procesele de producere a polisiliciului, și anume tragerea lingourilor și tăierea cu ferăstrău, printr-un singur pas prin crearea de wafer-uri de siliciu direct din gaz clorosilan. Procesul promite, potrivit creatorilor săi, să reducă costul producției de napolitane la jumătate și să producă napolitane mai uniforme, de înaltă calitate decât este posibil cu tehnologia actuală. La sfârșitul anului 2021, compania a crescut€39 de milioane în investiții și intenționează să extindă o centrală de 500 MW la sediul său din Bitterfeld-Wolfen, Germania, până la începutul anului 2024.
Noile tehnologii cu film subțire promit, de asemenea, să reducă o mare parte din costurile și complexitatea acestora'este inerent fabricării modulelor fotovoltaice din siliciu. Compania britanică Power Roll a finalizat recent o linie de producție pilot pentru tehnologia sa, care depune materialul celulelor solare într-o structură unică cu microcaneuri. În producția pilot, compania lucrează cu perovskitul ca material celular și vizează aplicații ușoare și integrate."Estimăm că, atunci când creștem, tehnologia noastră va fi cu aproximativ 50 la sută mai ieftină pe baza capitalului inițial, cu o perioadă de rambursare cu 50 la sută mai scurtă decât PV tradițională cu siliciu grea." a spus CEO-ul Power Roll Neil Spann.
Locație, locație, locație
După finalizarea liniei sale de 100 MW în Brandenburg, Oxford PV plănuiește o nouă fabrică de celule și module de 2 GW, dar până acum nu a confirmat unde ar putea fi amplasată."Suntem deschiși în orice locație. Desigur, suntem o companie europeană, fondată în Marea Britanie și avem operațiuni de producție în Germania și am prefera să rămânem," spuse Avertung."Dar, în același timp, nu putem închide ochii dacă există beneficii substanțiale în alte locații."
Pentru a se asigura că rămâne atractivă pentru companiile care dezvoltă aceste noi tehnologii fotovoltaice, Europa ar putea avea nevoie să-și îmbunătățească jocul în ceea ce privește sprijinul pentru extinderea lor."Suma necesară pentru extinderea site-ului nostru din Germania înseamnă că trebuie să strângem aproximativ 100 de milioane de euro. Și în prezent, noi'Văd sprijinul statului pentru poate 10% sau 12% din asta," CEO-ul Nexwafe, Davor Sutija, a declarat pentru pv magazine."Și, în comparație cu inițiativele fiscale din Statele Unite, cu programele care se deplasează acum în India și cu nivelul de sprijin de stat din China, acest lucru face ca Europa să fie în urmă în sprijinul energiei regenerabile."
Pe lângă proiectele-pilot care își demonstrează tehnologia, atât Nexwafe, cât și Power Roll urmăresc un model de afaceri de a-și acorda licență tehnologia altor producători, mai degrabă decât să facă singuri producția; adică ei'este puțin probabil să fie legat de vreo regiune. India's Reliance New Energy Solar a investit recent€25 de milioane în Nexwafe și intenționează să implementeze tehnologia de fabricare a napolitanelor în planurile sale ambițioase pentru un lanț de aprovizionare în India. Power Roll explorează, de asemenea, fabricarea tehnologiei sale de peliculă subțire în India, împreună cu partenerul local Thermax.
Cu toate acestea, ambele companii spun că văd o mulțime de oportunități în Europa și sunt dornice să joace un rol în regiune's industria fotovoltaica."Vom dezvolta noi generații de energie solară care au eficiențe ultra-înalte, inclusiv cu gradienți de dopaj și structuri noi. Și credem că ar fi ideal să avem parteneri în Europa, pentru a duce acele noi inovații pe piață" spuse Sutija."În același timp, munca noastră cu Reliance arată că există o cerere globală pentru tehnologia noastră. Și din perspectivă investițională, trebuie să fim capabili să concuram la nivel global și să creăm parteneriate strategice care să permită tehnologiei noastre să difuzeze cât mai rapid posibil."
Lanțuri valorice
Cu tehnologia sa perovskită, Oxford PV a avut grijă, de asemenea, să evite să se bazeze pe materiale susceptibile să fie scurte în orice regiune."Noi'Am studiat materialele care intră în celulele noastre perovskite pentru a ne asigura că acestea'sunt disponibile cu ușurință, că ei'sunt disponibile din regiunile neconflictuale și în cantități suficiente," a spus compania's CTO Chris Case."Calculele noastre arată că există suficient pentru a furniza mai mult de 30 TW de tehnologie perovskită și avem capacitatea în cadrul lanțului de aprovizionare al Europei, dacă este necesar, de a furniza aceste materiale critice și ei'sunt disponibile din surse primare."
Nexwafe's Sutija notează, de asemenea, că instalația planificată de la Bitterfeld, în Germania's "vale solară" își va putea furniza gazul clorosilan dintr-o instalație situată chiar lângă.
Chiar și cu materiile prime disponibile, pentru ca tehnologii ca acestea să atingă o scară semnificativă, întregul lanț de aprovizionare trebuie să fie prezent– inclusiv lista de materiale a modulului, cum ar fi sticla, rame etc."Trebuie să vedem o creștere de-a lungul lanțului de aprovizionare. Nu există niciun obstacol tehnologic care să împiedice acest lucru, este vorba despre oamenii care au încredere în piață și sunt dispuși să investească," spuse Avertung."Totuși, ce trebuie să facem acum este să ne gândim la accelerare, nu? Și cred că aici politica poate ajuta."