Fotowoltaika, obok energii wiatrowej, jest głównym filarem transformacji energetycznej. Podczas, gdy Niemcy i ogólnie Europa są nadal liderami w dziedzinie badań i rozwoju ogniw i modułów słonecznych, w ciągu ostatnich dziesięciu lat nastąpiło przeniesienie produkcji do Azji.

Taka polityka przynosiła pewne korzyści (import tańszych komponentów przy produkcji fotowoltaiki), ale wiązała się też poniesieniem ryzyka, związanego z uzależnieniem się od zewnętrznych dostawców. Ryzyko to dało o sobie znać w trakcie pandemii COVID-19.

Epidemia lekko zachwiała rynkiem fotowoltaicznym

Kryzys wywołany przez pandemię doprowadził do zerwania globalnego łańcucha dostaw, nad wyraz odczuł to europejski rynek fotowoltaiczny na przełomie marca i kwietnia 2020 r.

Było to czasowe zachwianie rynkiem, ale wiele firm i ekspertów działających na rynku doszło do wniosku, że tego typu błędy związane m.in. uzależnieniem produkcji fotowoltaiki od globalnych dostawców mogą spowodować kryzys energetyczny w UE.

- Koronawirus sprawił, że na pewien czas zamknięto wiele azjatyckich fabryk produkujących komponenty do instalacji. Pojawiły się braki w magazynach, opóźniano realizację inwestycji w farmy fotowoltaiczne. Jednak po spadkach w marcu i na początku kwietnia sytuacja szybko się unormowała, a rynek wrócił do fazy wzrostowej. We wrześniu moc zainstalowanych paneli słonecznych była o 166% większa w porównaniu z 2019 rokiem - podkreślał Jan Kręt, menadżer produktu w firmie Eaton.

UE wyciągnęła lekcję z kryzysu i zaczyna odchodzić od uzależnienia się od łańcucha dostaw z krajów Azjatyckich.

Jednym z powodów jest wzrost udziału kosztów transportu w cenie importowanych modułów, innym zaś fakt, że nabywcy przykładają większą wagę do kryteriów zrównoważonej produkcji niż jeszcze kilka lat temu. Produkcja regionalna stała się bardziej przystępna cenowo w UE. Przykład płynie prosto z Hiszpanii.

Automatyzacja i regionalizacja produkcji przyszłością europejskiej fotowoltaiki 

W Hiszpanii nowo powstałe przedsiębiorstwo o nazwie Greenland rozpoczęło budowę wysoce zautomatyzowanej linii produkcyjnej ogniw fotowoltaicznych o wydajności 5 gigawatów rocznie.

Firma stosuje strategię integracji pionowej, co oznacza, że obejmuje ona cały łańcuch tworzenia wartości - od surowców, poprzez płytki, ogniwa słoneczne, aż po moduły słoneczne. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE zapewnia doradztwo w zakresie projektu. Obejmuje to planowanie fabryki, wsparcie techniczne oraz współpracę w zakresie rozwoju zaawansowanych technologii ogniw.

Aby zapewnić powodzenie projektu na tym wysoce konkurencyjnym rynku światowym, zastosowana zostanie najnowocześniejsza, w pełni zintegrowana technologia produkcji Industry 4.0. Firma Bosch Rexroth zapewni instrumentalne wsparcie przy planowaniu i budowie fabryki.

Jak poprawić konkurencyjność europejskiego rynku fotowoltaicznego?

W 2019 roku niemieckie stowarzyszenie przemysłu maszynowego, VDMA, zleciło Fraunhofer ISE przeprowadzenie badania na temat konkurencyjności europejskiego przemysłu PV. Jednym z głównych kryteriów bycia konkurencyjnym i osiągnięcia niskich kosztów produkcji przy produkcji lokalnej/regionalnej w Europie, zidentyfikowanym przez zespół Fraunhofer ISE, było to, że fabryki od samego początku muszą mieć określoną wielkość.

Kolejnym istotnym wnioskiem z badania było to, że obecnie niskie koszty produkcji, wynoszące poniżej 20 eurocentów za 1 kWp, oznaczają, że udział kosztów związanych z transportem modułów i komponentów wynosi obecnie prawie 10%. Pokazuje to, że produkcja lokalna w pobliżu rynku docelowego oraz lokalny łańcuch tworzenia wartości są niezbędne, aby europejska produkcja PV stała się opłacalna i niezależna od importu z Chin.

Ponadto, dzięki sprawiedliwemu systemowi opłat za emisję CO2, moduły produkowane w Europie będą mogły korzystać ze znacznie niższego śladu węglowego w porównaniu z importem z Azji, dzięki europejskiemu koszykowi energetycznemu.

Hiszpania czerpie korzyści płynące z regionalizacji produkcji PV

Te argumenty, jak również korzystne warunki polityczne stworzone przez Zielony Ład UE, skłoniły prowincję Andaluzja i miasto Sewilla do rozszerzenia regionalnej produkcji PV.

W tym kontekście wspierają one również utworzenie w pełni zintegrowanej fabryki PV w strefie wolnego handlu w porcie w Sewilli. Nowa spółka Greenland Gigafactory została założona z myślą o stworzeniu w ciągu najbliższych dwóch lat takiej fabryki o zdolności produkcyjnej 5 GW rocznie.

- Cieszymy się, że Greenland wybrał nas jako swojego partnera przy wyborze technologii startowej - komentuje dr Jochen Rentsch, kierownik Działu Technologii Produkcji: Surfaces and Interfaces w Fraunhofer ISE i dodaje:

- Będziemy również wspierać firmę Greenland w trakcie rozruchu i dalszego rozwoju technologicznego.

Greenland Gigafactorywybrała najnowocześniejszą technologię, ponieważ jest ona niezbędna do uruchomienia zakładu produkcyjnego o mocy 5 GW w tak krótkim czasie.

Technologia ta koncentruje się wokół monokrystalicznych wafli krzemowych M10 do ogniw słonecznych z pasywowanym emiterem i tylnym stykiem (PERC). Są one zintegrowane w pół- lub trójzłączowych modułach ogniwowych o mocy minimalnej 540 W i konstrukcji wielozakresowej. Zarówno moduły solarne, jak i sam zakład produkcyjny będą najnowocześniejsze.

- Nawiązaliśmy współpracę z Greenland Gigafactory i Fraunhofer ISE, aby stworzyć wysoce innowacyjny, w pełni elastyczny i całkowicie połączony w sieć zakład produkcji ogniw słonecznych przyszłości, który będzie obsługiwał obiecujący rynek europejski -   wyjaśnia Thomas Fechner, dyrektor działu New Business w firmie Bosch Rexroth.

Prof. Andreas Bett, dyrektor instytutu Fraunhofer ISE, widzi w tym projekcie kolejny znak, że europejskie firmy i inwestorzy dostrzegli, że nadszedł czas, aby wykorzystać przewagę technologiczną i przywrócić Europie suwerenność przemysłową w dziedzinie energii słonecznej.

- Europejskie ośrodki badawcze opracowują jedne z najbardziej zaawansowanych technologii na świecie. Obejmują one tandemowe ogniwa słoneczne o najwyższej wydajności, które zmniejszają zarówno wymaganą powierzchnię, jak i zużycie materiałów, a także zrównoważone technologie produkcji oparte na zasadach gospodarki obiegowej i recyklingu. Finansowanie tych kluczowych technologii i inwestycje w nie na poziomie UE pomogą umocnić pozycję Europy jako lidera w tych kluczowych technologiach strategicznych - podsumowuje prof. Andreas Bett, dyrektor instytutu Fraunhofer ISE.