Bài đọc cuối tuần: Các kế hoạch cho một chuỗi cung ứng PV châu Âu được thực hiện đầy đủ

Nó'Đây là thời điểm thú vị cho ngành sản xuất PV, với ngành công nghiệp năng lượng mặt trời toàn cầu dường như đã nhận ra nhu cầu về chuỗi cung ứng nội địa hóa ở tất cả các khu vực trọng điểm của nó. Châu Âu, Ấn Độ và Hoa Kỳ đều đang tung ra các biện pháp khuyến khích lớn và đưa ra các kế hoạch cho sản xuất tích hợp theo chiều dọc ở quy mô tương đương với các sản phẩm đã và đang hoạt động ở Trung Quốc.

Nhiều đổi mới ban đầu về năng lượng mặt trời đã diễn ra ở Châu Âu, trước phần lớn thế giới'năng lực sản xuất các mô-đun PV và các vật liệu liên quan đã chuyển sang Châu Á trong thập kỷ qua. Và khi châu Âu một lần nữa tìm cách thiết lập một ngành công nghiệp sản xuất PV địa phương, nó'rõ ràng rằng các công ty liên quan muốn duy trì lục địa'danh tiếng như một nhà lãnh đạo công nghệ. Cho đến nay, phần lớn các kế hoạch của châu Âu là sản xuất các tế bào và mô-đun dựa trên công nghệ dị liên kết (HJT)– trong số các khái niệm tế bào tiên tiến nhất hiện đang được sản xuất và có khả năng đạt được một số hiệu suất cao nhất.

"Ở Châu Âu, HJT hiện là công nghệ được lựa chọn cho các nhà sản xuất mới và các dây chuyền mới, thay vì nâng cấp từ PERC loại p," Karl Melkonyan, nhà phân tích cấp cao tại IHS Markit cho biết."Trong 15 đến 20 năm qua, công nghệ HJT đã đi một chặng đường dài, liên tục giảm chi phí, tăng hiệu suất chuyển đổi và các cải tiến hiệu suất khác, cùng với sự ổn định mạnh mẽ với hệ số nhiệt độ rất thấp. Cũng cần phải đề cập rằng vẫn còn nhiều chỗ cho những cải tiến hơn nữa."

Trên toàn cầu, HJT sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh từ công nghệ PERC hiện tại đã được tối ưu hóa chi phí rất tốt và từ đối thủ TOPCon loại n chính của nó, không giống như HJT có thể được sản xuất trên dây chuyền PERC thích ứng."Cả HJT và TOPCon vẫn phải phát triển và cải tiến một số quy trình sản xuất để đạt được khả năng cạnh tranh về chi phí, với hiệu suất cao hơn, thông lượng và độ bền cao hơn, thời gian xử lý ngắn hơn, chi phí thấp hơn và hiệu suất tổng thể tốt hơn," thêm Melkonyan."Tôi không't nghĩ rằng sẽ chỉ có một người chiến thắng." Tuy nhiên, đối với châu Âu, các kế hoạch sản xuất lớn nhất được công bố cho đến nay, bao gồm Meyer Burger ở Đức, REC Group và Recom ở Pháp, và Enel ở Ý, đều tập trung vào HJT. Và trong khi những người chơi lâu đời hơn này tiếp tục công việc ấn tượng của họ để cải thiện và tối ưu hóa công nghệ tế bào silicon, có rất nhiều cải tiến mới đang chờ đợi ở cánh hứa hẹn hỗ trợ cả các kế hoạch hiện có và chuyển sản xuất PV theo hướng mới.

Công nghệ HJT

Với các công nghệ như HJT đang tiến gần đến giới hạn hiệu quả thực tế của pin mặt trời silicon, ngành công nghiệp đang tìm kiếm các vật liệu mới để đạt được hiệu suất cao hơn. Perovskites, thường được lắng đọng trên đầu tế bào silicon để tạo ra một thiết bị song song, đã nổi lên như một vật liệu hứa hẹn nhất ở đây. Và mặc dù vẫn chưa được thương mại hóa ở bất kỳ quy mô nào, các tế bào song song và thậm chí cả tế bào perovskite tự thân được nhiều người coi là tương lai của PV.

Công ty Oxford PV có trụ sở tại Anh / Đức là một trong những công ty tiên phong của công nghệ tế bào song song, đã đạt được mốc hiệu suất 30% với các thiết bị quy mô phòng thí nghiệm. Công ty có kế hoạch giới thiệu các mô-đun perovskite-silicon được sản xuất tại cơ sở của họ ở Brandenburg, Đức, ra thị trường trước cuối năm nay– đã chứng kiến ​​một vài sự chậm trễ do các ràng buộc của Covid và chuỗi cung ứng liên quan. Về phần ô đáy silicon, Oxford PV cam kết chắc chắn rằng HJT là lựa chọn tốt nhất và coi đây là cơ hội để các nhà sản xuất châu Âu đi đầu về công nghệ.

"Hiện tại, các khu vực khác ở một mức độ nhất định đang gặp khó khăn với một sản phẩm kế thừa trong PERC và họ muốn mở rộng nó," Giám đốc điều hành Oxford PV Frank Averdung cho biết."Ở Châu Âu, năng lực sản xuất hiện tại là thấp và bạn không't có sản phẩm kế thừa này. Và đối với chúng tôi, nếu chúng tôi muốn hiệu quả cao nhất, chúng tôi cần ô dưới cùng hoạt động tốt nhất, và đó tất nhiên là HJT."

Polysilicon và hơn thế nữa

Với sự gián đoạn gần đây, sự tăng giá và lo ngại về lao động cưỡng bức, polysilicon'của chuỗi cung ứng cung cấp một minh chứng về sự cần thiết của sản xuất nội địa hóa từ đầu đến cuối. Trong khi những người chơi lâu đời như Wacker và Elkem có khả năng cung cấp phần lớn polysilicon mà các nhà sản xuất châu Âu sẽ cần trong những năm tới, thì những người khác đang tìm cách để giải quyết vấn đề này và giảm đáng kể chi phí trong quá trình này.

Công ty khởi nghiệp Nexwafe của Đức đang phát triển một công nghệ hứa hẹn sẽ thay thế các quy trình sản xuất polysilicon, cụ thể là kéo và cưa thỏi, chỉ với một bước duy nhất bằng cách tạo ra các tấm silicon trực tiếp từ khí clorosilan. Theo những người tạo ra nó, quy trình hứa hẹn sẽ giảm một nửa chi phí sản xuất tấm wafer và tạo ra những tấm wafer chất lượng cao, đồng đều hơn so với công nghệ hiện tại. Vào cuối năm 2021, công ty đã huy động€39 triệu USD đầu tư và đang có kế hoạch mở rộng quy mô một nhà máy công suất 500MW tại địa điểm của nó ở Bitterfeld-Wolfen, Đức vào đầu năm 2024.

Các công nghệ màng mỏng mới cũng hứa hẹn cắt giảm nhiều chi phí và sự phức tạp'vốn có để tạo ra các mô-đun PV silicon. Công ty Power Roll của Vương quốc Anh gần đây đã hoàn thành một dây chuyền sản xuất thử nghiệm cho công nghệ của mình, công nghệ này lắng đọng vật liệu pin mặt trời vào một cấu trúc microgroove độc ​​đáo. Trong quá trình sản xuất thử nghiệm, công ty đang làm việc với perovskite làm vật liệu tế bào và nhắm mục tiêu các ứng dụng nhẹ và tích hợp."Chúng tôi ước tính rằng khi mở rộng quy mô, công nghệ của chúng tôi sẽ rẻ hơn khoảng 50% trên cơ sở vốn trả trước, với thời gian hoàn vốn ngắn hơn 50% so với PV silicon nặng truyền thống hiện có," Giám đốc điều hành Power Roll Neil Spann cho biết.

Vị trí, vị trí, vị trí

Sau khi hoàn thành dây chuyền 100MW ở Brandenburg, Oxford PV đang lên kế hoạch xây dựng thêm một nhà máy sản xuất tế bào và mô-đun 2GW, nhưng cho đến nay vẫn chưa xác nhận nơi này có thể được đặt ở đâu."Chúng tôi mở cửa cho bất kỳ địa điểm nào. Tất nhiên, chúng tôi là một công ty châu Âu, được thành lập tại Vương quốc Anh và chúng tôi có hoạt động sản xuất tại Đức và chúng tôi muốn ở lại," Averdung nói."Nhưng đồng thời, chúng ta không thể nhắm mắt nếu có những lợi ích đáng kể ở những địa điểm khác."

Để đảm bảo rằng nó vẫn hấp dẫn đối với các công ty phát triển các công nghệ PV mới này, châu Âu có thể cần phải tăng cường cuộc chơi của mình về mặt hỗ trợ cho việc mở rộng quy mô của họ."Số tiền cần thiết để mở rộng trang web của chúng tôi ở Đức có nghĩa là chúng tôi phải huy động được khoảng 100 triệu euro. Và hiện tại, chúng tôi'đang thấy sự hỗ trợ của nhà nước có thể là 10% hoặc 12% trong số đó," Giám đốc điều hành Nexwafe, Davor Sutija nói với tạp chí pv."Và so với các sáng kiến ​​về thuế ở Hoa Kỳ, với các chương trình hiện đang được tiến hành ở Ấn Độ, và mức độ hỗ trợ của nhà nước ở Trung Quốc, điều này khiến châu Âu trở nên tụt hậu trong việc hỗ trợ năng lượng tái tạo."

Ngoài các dự án thử nghiệm trình diễn công nghệ của họ, cả Nexwafe và Power Roll đều theo đuổi mô hình kinh doanh là cấp phép công nghệ của họ cho các nhà sản xuất khác, thay vì tự sản xuất; nghĩa là họ'không có khả năng bị ràng buộc với bất kỳ khu vực nào. Ấn Độ's Reliance New Energy Solar đã đầu tư gần đây€25 triệu tại Nexwafe và có kế hoạch triển khai công nghệ làm bánh wafer trong các kế hoạch đầy tham vọng về chuỗi cung ứng ở Ấn Độ. Power Roll cũng đang khám phá sản xuất công nghệ màng mỏng của mình ở Ấn Độ với đối tác địa phương Thermax.

Tuy nhiên, cả hai công ty đều cho biết họ nhìn thấy nhiều cơ hội ở châu Âu và mong muốn đóng góp một phần trong khu vực's ngành PV."Chúng tôi sẽ phát triển các thế hệ năng lượng mặt trời mới có hiệu suất cực cao, bao gồm các gradient pha tạp và các cấu trúc mới. Và chúng tôi tin rằng sẽ là lý tưởng nếu có các đối tác ở Châu Âu, đưa những cải tiến mới đó ra thị trường" Sutija nói."Đồng thời, công việc của chúng tôi với Reliance cho thấy rằng có nhu cầu toàn cầu đối với công nghệ của chúng tôi. Và từ góc độ đầu tư, chúng tôi cần có khả năng cạnh tranh trên toàn cầu và tạo ra các quan hệ đối tác chiến lược cho phép công nghệ của chúng tôi lan tỏa nhanh nhất có thể."

Chuỗi giá trị

Với công nghệ perovskite của mình, Oxford PV cũng đã chú ý tránh phụ thuộc vào các vật liệu có khả năng thiếu hụt ở bất kỳ khu vực nào."chúng tôi'đã nghiên cứu các vật liệu đi vào các tế bào perovskite của chúng tôi để đảm bảo rằng chúng'sẵn sàng có sẵn, rằng họ'có sẵn từ các khu vực không xảy ra xung đột và với số lượng đủ lớn," cho biết công ty's CTO Chris Case."Các tính toán của chúng tôi cho thấy rằng có đủ để cung cấp hơn 30TW công nghệ perovskite và chúng tôi có khả năng trong chuỗi cung ứng của châu Âu, nếu cần, để cung cấp những vật liệu quan trọng này, và họ'có sẵn từ các nguồn chính."

Nexwafe's Sutija cũng lưu ý rằng cơ sở được lên kế hoạch tại Bitterfeld, ở Đức's "thung lũng mặt trời" sẽ có thể cung cấp khí chlorosilane từ một cơ sở nằm ngay bên cạnh.

Ngay cả với những nguyên liệu thô sẵn có, để những công nghệ như thế này đạt được quy mô có ý nghĩa, toàn bộ chuỗi cung ứng cũng cần phải có mặt– bao gồm hóa đơn mô-đun vật liệu như kính, khung, v.v."Chúng ta cần thấy sự tăng trưởng trong toàn bộ chuỗi cung ứng. Không có rào cản công nghệ nào ngăn cản điều này, đó là việc mọi người có niềm tin vào thị trường và sẵn sàng đầu tư," Averdung nói."Tuy nhiên, điều chúng ta cần làm bây giờ là suy nghĩ về khả năng tăng tốc, phải không? Và tôi nghĩ ở đây chính trị có thể giúp ích."