Већина соларних панела који покривају светске кровове, поља и пустиње данас деле исти састојак: кристални силицијум.Материјал, направљен од сировог полисилицијума, обликован је у плочице и ожичен у соларне ћелије, уређаје који претварају сунчеву светлост у електричну енергију.Недавно је зависност индустрије од ове јединствене технологије постала нешто као обавеза.Уска грла у ланцу снабдевањауспоравајунове соларне инсталације широм света.Главни добављачи полисилицијума у кинеском региону Ксињианг —оптужен за коришћење принудног рада од Ујгура— суочени су са америчким трговинским санкцијама.
На срећу, кристални силицијум није једини материјал који може помоћи да се искористи сунчева енергија.У Сједињеним Државама научници и произвођачи раде на проширењу производње соларне технологије кадмијум телурида.Кадмијум телурид је тип соларне ћелије „танког филма“ и, као што то име говори, много је тањи од традиционалне силицијумске ћелије.Данас панели користе кадмијум телуридснабдевање око 40 одстоамеричког тржишта комуналних услуга и око 5 процената глобалног соларног тржишта.И они ће имати користи од ветрова са којима се суочава шира соларна индустрија.
„Време је веома променљиво, посебно за ланац снабдевања кристалног силицијума уопште“, рекла је Келси Гос, аналитичар соларних истраживања консултантске групе за енергију Воод Мацкензие.„Постоји велики потенцијал за произвођаче кадмијум телурида да заузму већи удео на тржишту у наредној години.Посебно, приметила је, пошто се сектор кадмијум телурида већ повећава.
У јуну је соларни произвођач Фирст Солар рекао да хоћеинвестирати 680 милиона доларау трећој соларној фабрици кадмијум телурида у северозападном Охају.Када објекат буде завршен, 2025. године, компанија ће моћи да производи соларне панеле у вредности од 6 гигавата у тој области.То је довољно за напајање отприлике милион америчких домова.Још једна соларна фирма са седиштем у Охају, Толедо Солар, недавно је изашла на тржиште и производи кадмијум телуридне панеле за кровове стамбених објеката.А у јуну, Министарство енергетике САД и његова Национална лабораторија за обновљиву енергију, или НРЕЛ,покренуо програм вредан 20 милиона доларада би се убрзала истраживања и повећао ланац снабдевања кадмијум телуридом.Један од циљева програма је да помогне да се америчко соларно тржиште изолује од глобалних ограничења у снабдевању.
Истраживачи у НРЕЛ-у и Фирст Солар-у, раније названим Солар Целл Инц., сарађивали су од раних 1990-их на развојутехнологија кадмијум телурида.Кадмијум и телурид су нуспроизводи топљења руда цинка и рафинације бакра.Док су силицијумске плочице повезане заједно да би направиле ћелије, кадмијум и телурид се наносе као танак слој — око једне десетине пречника људске косе — на стакло, заједно са другим материјалима који проводе електричну енергију.Фирст Солар, сада највећи светски произвођач танких филмова, испоручио је панеле за соларне инсталације у 45 земаља.
Технологија има одређене предности у односу на кристални силицијум, рекла је научница НРЕЛ-а Лорелле Мансфиелд.На пример, процес танког филма захтева мање материјала него приступ базиран на плочицама.Технологија танког филма је такође погодна за употребу у флексибилним панелима, попут оних који покривају ранчеве или дронове или су интегрисани у фасаде и прозоре зграда.Важно је да панели са танким филмом боље раде на високим температурама, док се силиконски панели могу прегрејати и постати мање ефикасни у производњи електричне енергије, рекла је она.
Али кристални силицијум има предност у другим областима, као што је њихова просечна ефикасност - што значи проценат сунчеве светлости који панели апсорбују и претварају у електричну енергију.Историјски гледано, силицијумски панели су имали већу ефикасност од технологије кадмијум телурида, иако се јаз сужава. Данашњи индустријски произведени силицијумски панели могу постићи ефикасност од18 до 22 одсто, док је Фирст Солар пријавио просечну ефикасност од 18 процената за своје најновије комерцијалне панеле.
Ипак, главни разлог зашто је силицијум доминирао глобалним тржиштем је релативно једноставан.„Све се своди на цену“, рекао је Гос.„Соларно тржиште је углавном вођено најјефтинијом технологијом.
Кристални силицијум кошта око 0,24 до 0,25 долара за производњу сваког вата соларне енергије, што је мање од осталих кандидата, рекла је она.Фирст Солар је рекао да више не пријављује цену по вату за производњу својих панела од кадмијум телурида, само да су трошкови „значајно опали“ од 2015. године – када је компанијапријављени трошкови од 0,46 долара по вату— и настављају да опадају сваке године.Постоји неколико разлога за релативну јефтиноћу силицијума.Сирови материјал полисилицијума, који се такође користи у рачунарима и паметним телефонима, је доступнији и јефтинији од залиха кадмијума и телурида.Како су се фабрике силиконских панела и сродних компоненти повећале, укупни трошкови израде и инсталирања технологије су опали.Кинеска влада је такође у великој мериподржано и субвенционисаносилицијум соларни сектор у земљи — толико даоко 80 одстосветског ланца снабдевања соларне производње сада пролази кроз Кину.
Падајући трошкови панела довели су до глобалног соларног бума.Током последње деценије, укупни светски инсталирани соларни капацитет је скоро десетоструко повећан, са око 74.000 мегавата у 2011. на скоро 714.000 мегавата у 2020.премаМеђународна агенција за обновљиву енергију.Сједињене Државе чине око једну седмину укупног светског броја, а соларна је садаједан од највећих изворанових електричних капацитета инсталираних у САД сваке године.
Слично се очекује да ће се цена по вату кадмијум телурида и других технологија танког филма смањити како се производња шири.(Фирст Солар кажеда ће, када се отвори ново постројење у Охају, компанија испоручити најнижу цену по вату на целом соларном тржишту.) Али цена није једина метрика која је важна, као што садашњи проблеми у ланцу снабдевања и забринутост за радну снагу показују.
Марк Видмар, извршни директор компаније Фирст Солар, рекао је да је планирано проширење компаније од 680 милиона долара део већег напора да се изгради самодовољан ланац снабдевања и „одвоји“ америчку соларну индустрију од Кине.Иако плоче од кадмијум телурида не користе никакав полисилицијум, Фирст Солар је осетио и друге изазове са којима се индустрија суочава, као што су заостаци изазвани пандемијом у индустрији поморског транспорта.У априлу је Фирст Солар рекао инвеститорима да гужве у америчким лукама спречавају испоруке панела из његових објеката у Азији.Повећање америчке производње омогућиће компанији да користи путеве и железнице за отпрему својих панела, а не теретне бродове, рекао је Видмар.А постојећи програм рециклаже компаније за своје соларне панеле омогућава јој да поново користи материјале много пута, додатно смањујући њено ослањање на стране ланце снабдевања и сировине.
Док Фирст Солар производи панеле, научници у компанији и НРЕЛ-у настављају да тестирају и побољшавају технологију кадмијум телурида.У 2019. партнериразвили нови приступто укључује „допирање“ танкослојних материјала бакром и хлором да би се постигла још већа ефикасност.Раније овог месеца, НРЕЛобјавио резултате25-годишњег тестирања на терену у свом објекту на отвореном у Голден, Колорадо.Низ панела од 12 панела кадмијум телурида радио је са 88 процената своје првобитне ефикасности, што је снажан резултат за панел који је стајао напољу више од две деценије.Деградација је „у складу са оним што раде силицијумски системи“, наводи се у саопштењу НРЕЛ-а.
Менсфилд, научник НРЕЛ-а, рекао је да циљ није замена кристалног силицијума кадмијум телуридом или успостављање једне технологије као супериорније од друге.„Мислим да за све њих има места на тржишту и свако од њих има своје апликације“, рекла је она.„Желимо да сва енергија иде у обновљиве изворе, тако да су нам заиста потребне све ове различите врсте технологије да бисмо одговорили на тај изазов.
Време поста: 17.09.2021