211service.com
Kinesiske solcellevirksomheder trives med produktionsinnovationer
For fem år siden var kun en af de 10 største solcelleproducenter baseret i Kina. Men sidste år var fire af de fem bedste baseret der, og hver især vokser hurtigt: alle fire fordoblede deres produktion sidste år. Det er en udbredt opfattelse, at denne succes skyldes lave lønomkostninger, men Stuart Wenham, CTO for den største solcelleproducent i Kina, Suntech Power, hævder, at de egentlige årsager er fremskridt inden for fremstillingsteknologi, der har forbedret solcellernes ydeevne og reduceret omkostningerne. .
Solens ansigt: Suntechs hovedkvarter i Wuxi, Kina, som har en solcellefacade, er også dets vigtigste solcelleproduktionsanlæg.
Arbejdskraft tegner sig for kun 3 til 4 procent af omkostningerne ved at lave solpaneler. Andre faktorer, såsom materialer og udgifter til udstyr, er mere væsentlige. Og som følge af øget automatisering i løbet af de sidste par år er lønomkostningerne faldende. Ifølge Wenham havde Suntech i 2008 brug for fire arbejdere for hver megawatt produktionskapacitet. Sidste år krævede det kun 1,49 arbejdere at lave det samme beløb. Hvorfor ville Suntech gøre dette, hvis deres vigtigste fordel var lave lønomkostninger? spørger Wenham. Den amerikanske energiminister Steven Chu kom for at dele Wenhams synspunkt sidste år, efter at han besøgte Suntechs hovedfabrik. Det er en højteknologisk, automatiseret fabrik. Det lykkes ikke på grund af billig arbejdskraft, sagde han.
Wenham siger, at de bedste kinesiske virksomheder har været særligt gode til at identificere lovende teknologier - ofte koncepter og prototyper, der har sygnet hen i laboratorier i årtier - og til at finde måder at producere dem på i stor skala. I det meste af de sidste to årtier er solcellerne, der satte verdensrekorder for effektivitet, lavet af forskere ved University of New South Wales i Australien. De forsøgte at kommercialisere [den teknologi] hele tiden, siger han. Det tog Suntech at omdanne disse laboratorieprocesser til produktionsprocesser.
Wenham siger, at viden og erfaring inden for fremstilling var afgørende for at udvikle sådanne fremskridt. Hos UNSW, forklarer han, ville forskerne bruge denne frygtelig sofistikerede proces, inklusive fotolitografi, vakuumaflejring af ganske eksotiske metaller og alle mulige kemiske processer, til at afsætte de smalle metalkontakter, der kræves for at opnå høj effektivitet. Suntech-forskere, som var tæt fortrolige med produktionens behov, fandt på en enkel, billig måde at erstatte alt dette på, mens de opnåede de samme resultater, siger han.
De andre topsolproducenter i Kina identificerer også lovende teknologi og skalerer den op. For nylig har flere af landets solcelleproducenter, herunder Suntech, vedtaget en idé til fremstilling af siliciumwafers, der var blevet patenteret årtier tidligere; industrien havde ikke fundet en måde at bruge det på i stor skala. Nu hvor patentet er udløbet, har mindst fire kinesiske virksomheder udviklet succesrige måder at opskalere denne måde at producere wafere på, som udgør kernen i en solcelle. Disse innovative fremstillingsprocesser kan reducere omkostningerne til solceller med 10 til 20 procent.
Til gengæld har de kinesiske virksomheder brugt deres produktionssucces til at forsøge at se en næste generation af teknologi. I år satte Suntech produktionsudstyr til nye højeffektive solceller i brug. Med fuld kapacitet vil udstyret være i stand til at producere omkring 2,5 millioner paneler til en værdi af celler hvert år - nok til at generere 500 megawatt elektricitet. Under idriftsættelsen af udstyret benyttede virksomhedens forskere lejligheden til at lære mere om teknologien og om det subtile samspil mellem faktorer som niveauet af doping i siliciumskiverne og den teknologi, der bruges til at påføre tynde film af materiale på deres overflader.
Det er meget interessant at lave eksperimenter på et halvt gigawatt-anlæg, siger Wenham. Når du først har noget i produktionen, skaber det et godt miljø, hvor du har meget god kontrol over tingene, og du gør tingene i stort antal, så det statistisk set er meget kraftfuldt. Du kan se virkningen af ændringer, som du ikke ville være i stand til at se, hvis du gør ting i laboratoriet som engangsforanstaltninger. Som et resultat af disse eksperimenter var Suntech i stand til at gøre et allerede effektivt design væsentligt mere effektivt.
Ikke alle de produktionsændringer, kinesiske virksomheder har foretaget, har forbedret produktet - i nogle tilfælde har omkostningsreduktioner produceret produkter, der ikke holder så længe eller yder så godt som solceller lavet andre steder, siger Travis Bradford, en solcelleindustrianalytiker. Men de kinesiske virksomheder har også andre, ikke-tekniske fordele, som har gjort det muligt for dem at få succes. Regeringen sikrer billig finansiering til at udvide produktionen og har reduceret bureaukratiet for at tillade. Dets politikker er også mere stabile end mange vestlige regeringers politikker, hvilket hjælper virksomhederne med at planlægge fremad. Og selvom arbejdskraft kan stå for en lille brøkdel af omkostningerne ved at producere solceller, reducerer billig arbejdskraft betydeligt omkostningerne ved at bygge nye anlæg.
Nogle af Kinas fordele, såsom prisen på valuta, kan snart forsvinde, siger Bradford: Hvis de vestlige virksomheder kan overleve indtil da, vil kinesiske virksomheder finde det ubehageligt konkurrencedygtigt - en situation, de ikke er bekendt med. Men det er ikke en situation, de ikke har forudset. Selvom Suntech øger produktionen af sine nye højeffektive solceller, arbejder man allerede på produktionsprocesser, der kan hjælpe med at øge effektiviteten med yderligere 10 procent. Wenham holder de fleste detaljer hemmelige - den ene del, han kan tale om, er noget, han sammenligner med en sprøjtepistol til at fjerne urenheder fra siliciumwaferen.
Det er enkelt, men alligevel effektivt, siger han. Denne enkelhed holder produktionsomkostningerne nede, mens den højere effektivitet vil tillade celler at generere mere strøm, hvilket sænker deres omkostninger pr. watt. Hvis virksomheden får succes, vil fremskridt i fremstillingen igen gøre solenergi billigere.