Солнечная энергетика в России – для многих это словосочетание пока что остаётся как минимум непонятным. Зачем это нам в России, где есть нефть, газ, гидроэлектростанции, АЭС? Между тем, индустрия солнечной энергетики в мировых масштабах – это многомиллиардный рынок, и что самое тут неприятное, он практически монополизирован Китаем. Китайцы контролируют более 50% рынка производственного оборудования, ~80% логистических цепочек поставок для производства продукции отрасли, и ~97% выпускаемых слитков кремния и кремниевых пластин толщиной 182 и 210 мм. Китай хорошо понимает своё преимущество на этом рынке и пользуется этим. Недавно поступила информация, что китайские власти планируют ввести ограничения на экспорт ключевых технологий для производства солнечных панелей. В том числе на технологии производства панелей с дополнительным диэлектрическим слоем на задней стороне (PERC).
Мы много сейчас говорим про технологический суверенитет, про то, что наше производство и экспортный потенциал должны укрепляться высокими технологиями и продуктами с большой добавленной стоимостью. И отрасль солнечной энергетики как раз одна из тех, которая отвечает этим требованиям.
Сейчас в Калининградской области компания «Юнигрин Энерджи» строит завод по производству кремниевых пластин и солнечных ячеек, которые станут основой для фотоэлектрической продукции различного форм-фактора — от классических солнечных батарей до «солнечных» крыш и фасадов.
Чтобы подробнее узнать о миссии компании «Юнигрин Энерджи» и её продукции, я поговорил с её генеральным директором Игорем Шахраем.
Станислав Макухин (С.М.) – В начале нашей беседы хотелось бы сделать некое “лирическое” вступление, не касающееся производственных процессов в компании. Некоторые до сих пор изначально скептически относятся к возобновляемой, солнечной энергетики, особенно в России. Говорят, климат не тот, солнца мало. Хотя у нас в Москве в осенне-зимний период действительно солнечного света порой маловато. Что вас привело в отрасль солнечной энергетики? Вы в ней работаете много лет. Вы уже, если так можно сказать, не энтузиаст, а профессионал. Но чтобы прийти в эту отрасль нужно что-то большее, чем понимание коммерческого интереса. Почему вы занялись солнечной энергетикой?
Игорь Шахрай (И.Ш.) – Если посмотреть на географию российских солнечных электростанций – Поволжье, Урал, Сибирь, Дальний Восток, становится очевидно, что солнца в России больше, чем порой кажется. В Бурятии и Забайкальском крае солнечных дней больше, чем в Японии или юге Европы, а вся центральная часть России по инсоляции сравнима с Германией, где установленная мощность солнечных электростанций на конец прошлого года достигла 66,5 ГВт – это в 39 раз больше, чем установленная мощность всех российских солнечных парков.
При этом в солнечной энергетике высокая степень обучения технологий, это крайне наукоёмкая отрасль. В данный момент у нас около 15 направлений по научно-исследовательским и опытно-конструкторским разработкам. Это очень захватывающе и интересно. Плюс вызовы, их много. Это новые производства, новые материалы, новая продукция, новые технологии. Всё нужно запускать в сжатые сроки, есть задачи, которые необходимо решать на сверхскоростях. При этом зачастую это задачи нетривиальные и, на первый взгляд, трудно решаемые. Достижение результатов в такой сложной сфере – лучшая мотивация.
С.М. – То есть всё-таки обществу нужно пояснять, для которых в том числе это всё делается, что солнечная энергетика — это не просто модная тема “зелёного” и энергетического перехода, а это прежде всего наукоёмкая сфера, которая имеет кумулятивный эффект – создаёт новые производства, новые рабочие места, и конечно же даёт чистую энергию…
И.Ш. – Да, это именно так. Возобновляемая энергетика создаёт технологии, производства, сопутствующие отрасли. Это же и химия — это производство высокочистых газов, 4-5-6 девяток [степень чистоты материала, приближающегося к 100%, то есть без посторонних примесей]. Это водородные смеси, это очищающие газы. Даже разработка алюминиевой рамки модуля – целая наука. Она должна выдерживать определённые нагрузки, физические, химические, и отработать в течении 30 лет, гарантийный срок службы солнечного модуля, у неё должно быть специальное анодированное покрытие. У этого покрытия есть глубина анодирования – 15-20-30 микрон. Это зависит от условий, в которых модуль будет использоваться. Это целая наука по материалам. Та же паста. Вот вы видите ячейку, на первый взгляд ничего необычного – ячейка, находящаяся в модуле, и на ней нарисован, напечатан какой-то рисунок. А ведь там есть специальная серебро- или медьсодержащая паста, разработанная таким образом, чтобы токосъём был максимальным. Основной показатель, который важен людям – объём выработки электроэнергии. И если модуль вырабатывает максимальный уровень электроэнергии на квадратный метр – это самый лучший модуль. К нему есть определённые требования: он должен 30 лет отработать, в нём должна быть эстетика, он должен быть безопасным экологически и механически, но самое главное – это сколько электроэнергии он даст за весь период эксплуатации. Раньше основным ограничителем возобновляемой энергетики была цена, сейчас солнечная энергетика становится всё доступнее. Параллельно с развитием технологий производства солнечных модулей развивается инжиниринг, появляются гибридные системы, которые обеспечивают накопление и резервирование электроэнергии, если это необходимо.
Так что в нашей отрасли много науки, много высокоточного оборудования, всё измеряется в микронах. Конечно, потребитель этого не видит. Он видит сам модуль, этикетку, на которой написано, что это самый энергоэффективный модуль.
С.М. – И надо чтобы потребитель понимал, что, прежде чем он смог взять в руки этот модуль, поставить его к себе на службу, перед этим была проведена гигантская работа, чтобы создать этот самый модуль.
И.Ш. – Примерно так. Но если бы это и так работало, то мы, наверное, не занимались бы наукой. [с юмором] У нас в научно-техническом центре в Санкт-Петербурге более 100 человек, которые занимаются непосредственно наукой, а также конструкторское бюро, которое занимается созданием средств производства сегодня. [Это практически именно то, что необходимо, чтобы быть независимым в этой отрасли. Особенно учитывая информацию из Китая].
Потому что мы сейчас в непредсказуемых условиях, и мы начали сами заниматься производством некоторого оборудования для фотовольтаики. На мой взгляд это огромный прогресс. Оказалось, что сегодня в России можно сделать оборудование и это экономически целесообразно, так как дешевле импорта. Да, мы не всё пока можем делать. PCVD реакторы [Plasma chemical vapor deposition – плазмохимические реакторы для осаждения из газовой фазы, полученной путём плазменного распыления] самостоятельно мы не делаем, но не потому, что не умеем. Нам на это требуется немного больше времени. Систему автоматизации, систему управления мы уже делаем в России.
С.М. – Игорь Степанович, ранее вы возглавляли «Хевел», а сейчас встали во главе «Юнигрин». В чём принципиальная разница между этими компаниями? Это различная технологическая база или направления освоения рынка? Что было достигнуто в «Хевел», и какие задачи перед вами стоят в «Юнигрин»?
И.Ш. – Обе компании работают в сфере возобновляемой энергетики. Главное отличие в том, что «Хевел» во многом был первопроходцем, в его активе первый в России завод по производству солнечных модулей, первая солнечная электростанция, разработка нормативной базы, технических регламентов и стандартов, связанных с новой для России отраслью. С этими задачами коллектив компании успешно справился и продолжает работать.
«Хевел» всё прошёл сам. Все ошибки, весь этот бег по граблям, создание производства солнечных элементов в России. Всё тогда было впервые. Нам тогда надо было набрать 700 человек специалистов, которые умеют монтировать, обслуживать и работать на иностранном оборудовании. Это сейчас мы своё оборудование создаём. Тогда же не было ни операторов, ни технологов, ни инженеров необходимой квалификации. При этом даже вспомогательное оборудование на таком заводе – очень сложная система: это газовое хозяйство, например, сжатый воздух, деминерализация и деионизация воды, холодильные станции. Всё это было для нас внове. Особенно если учитывать тот темп и сроки, в которые нужно было запустить завод.
И тогда, по сути, мы участвовали в создании нормативной базы для работы в солнечной энергетике. Было в первый раз, и было не просто.
Производство «Хевел» больше ориентировано на внутренний рынок – солнечные модули – это конечный продукт, который уже используют в солнечных электростанциях. Завод ЭНКОР, который мы строим, будет производить и экспортоориентированную продукцию: кремниевые пластины и солнечные ячейки, которые могут быть собраны в модули в любой конфигурации в любой стране мира.
«Юнигрин» предстоит масштабировать производственные мощности и добиться более глубокой локализации российской продукции для солнечной энергетики. Поэтому кроме производства ячеек и модулей, то, что производится в «Хевел», в «Юнигрин» будут производиться пластины, инверторное оборудование. Также мы запустим производство стекла, кварцевых тиглей, мишеней, трекерных систем. Часть производства будет нацелено на производство фотоэлектрического оборудования, а инверторное и трекерное оборудование нужно непосредственно для строительства солнечных парков.
Это масштабная работа – «Юнигрин Энерджи» в 10 раз больше, чем «Хевел». В Калининградской области мы будем производить 1,3 ГВт пластин монокремния в год. Это будет один из крупнейших заводов в мире, за пределами Китая. Кроме того, у «Юнигрин Энерджи» другой портфель проектов, мы строим не только солнечные электростанции, но и ветропарки.
С.М. – Сейчас принципиальное значение имеет технологический суверенитет. Отсюда следующий вопрос. Насколько производство солнечных элементов в России независимо – по технологиям, по материалам и комплектующим? Как у нас получится сделать наше солнечное производство независимым от, тех, кто сегодня считает себя монополистами?
И.Ш. – Вы правы, в современных условиях это очень важно. Именно в целях снижения зависимости российской возобновляемой энергетики от импортного сырья и материалов мы строим собственное производство кремниевых пластин и солнечных ячеек. В планах также локализация производства поликремния.
Развитие солнечной энергетики уже обеспечило появление в России таких смежных производств как солнечный кабель, сетевые инверторы, шинки с серебряным покрытием, токопроводящей серебряной пасты, обеспечили дополнительные мощности для производителей стекла, медной проволоки и т.д.
Здесь важно понимать всю цепочку производства. Во главе всего – кварцит. У нас в России есть кварцитовые рудники, например в Бурятии – черемшанский кварцит. Из него производится металлургический кремний, с качеством 3-4 девятки. У нас есть два кремниевых завода, в Сибири и на Урале. Из этого кремния, по различным технологиям, производится поликремний, из которого в свою очередь производят монокремний. Это именно тот продукт, который необходим для производства солнечных ячеек. По методу Чохральского производятся слитки, эти слитки режутся на пластины, а уже из пластин производятся фотоэлектрические ячейки. Ячейка соединяется в токопроводящую шину и инкапсулируется в модуль. Ну а далее солнечные модули, а также инверторы, трансформаторы, солнечные трекеры и СНЭ соединяются в «солнечном парке». Вот примерно вся цепочка, которая необходима для нашей отрасли, для того чтобы производить энергию.
Давайте уточним, что у нас уже есть, если мы говорим про технологический суверенитет.
В России есть металлургический кремний, есть производство пластин, ячеек, модулей, и электротехнического оборудования. Возможно пока ещё нет трекерных систем. Постепенно развивается производство солнечного стекла – их два типа тыльное и фронтальное. Тыльное стекло необходимо для получения антиотражающего эффекта и выработки энергии, отражённой от снега, песка, в зависимости от того, где стоит модуль.
Из основного нет поликремния в промышленных объёмах. Нужно строить завод по производству поликремния мощностью, как минимум, 10 000 тонн. Для того чтобы, первое – завод окупался, и второе – он нужен для нашего внутрироссийского потребления. Сейчас примерно 70% всего поликремния производится в Китае, а также в Германии, в США, и в Корее. На текущем этапе поликремний мы вынуждены покупать на внешних рынках.
С.М. – Новый завод «ЭНКОР» строится в Калининградской области. Почему именно там? Это делается с расчётом на зарубежные рынки? Но сейчас, пока что, геополитическая и внешнеторговая обстановка складывается не очень благоприятно, и подозреваю, возможны логистические трудности с поставками сырья на этот производственный объект. Как вы оцениваете эти риски?
И.Ш. – Калининградская область – динамично развивающийся регион с привлекательными условиями для инвесторов. Там же, по сути, строят завод «РЭНЭРА» наши коллеги.
Регион был выбран с ориентацией на экспорт, но мы хорошо понимали и понимаем, что и до текущей геополитической ситуации никто не ждал российское оборудование с распростертыми объятиями. Мировой рынок оборудования для возобновляемой энергетики уже достаточно зрелый, на нём сформированы крупные игроки – и генерация, и гигаваттные заводы, у которых поставки законтрактованы на годы вперёд. Поэтому «вход» на каждый из экспортных рынков – это совершенно отдельная история.
Мы делаем всё от нас зависящее, чтобы могли не зависеть от одного рынка сбыта. Мы ищем разные комбинации, разные логистические пути.
Наш завод активно достраивается. Все здания и сооружения уже возведены. Всё необходимое оборудование мы уже завезли, идёт его монтаж. Мы планируем уже в этом году ввести его в эксплуатацию. Отставание от сроков есть – в том числе из-за усложнения логистики и вынужденной замены некоторых поставщиков, но эти трудности решаемы.
С.М. – Кстати, раз уж в Калининградской области создаются наши инновационные производства, вопрос о взаимодействии предприятий на месте. Сейчас многие автомобильные заводы в мире, для снижения «углеродного следа» своей продукции стараются обеспечивать свои энергические потребности за счёт возобновляемой энергии. «Автотор» собирается производить в области электромобили. Вы с ними не общались по теме установки крышных солнечных электростанций, чтобы дать для их производства какую-то долю чистой электроэнергии? И также интересная тема, это применение солнечных элементов в кузовах будущих электромобилей. Что вы скажете про перспективы подобной кооперации?
И.Ш. – Это вопрос конкурентоспособности. Нет, мы пока эту тему не просчитывали, но можно посмотреть. Всегда при выборе источника электроснабжения ключевым будет вопрос цены. Поэтому если мы где-то в регионе с хорошей инсоляцией, и с умеренным уровнем капиталовложений, сможет дать на выходе рыночную цену, или даже ниже рынка, то тогда эта система работает. Например, на недавнем конкурсе были достаточно низкие цены, порядка 4-5 рублей кВт*ч. Мы практически достигли сетевого паритета с топливной генерацией. Но сейчас параллельно идут большие флуктуации по ценам на ресурсы, сырьё, на логистику. В итоге многие параметры сложно прогнозируемы.
Мы всегда за кооперацию и новые партнёрства. Соседство с любыми высокотехнологичными компаниями повышает градус инноваций. У нас уже был опыт сотрудничества с российскими автомобильными компаниями и уверен, первый полностью российский электрокар с солнечными элементами – это вопрос ближайшего времени.
С.М. – Технологический вопрос. Насколько наши отечественные разработки солнечных модулей современны, какой КПД тех элементов, что в ближайшее время встанут на производство на новом заводе компании, а также насколько их производство экономически выгодно? Ведь на этом рынке практически полностью властвуют китайские производители.
И.Ш. – Солнечная энергетика – отрасль, которая развивается стремительно, поэтому мы большое внимание уделяем НИОКРам. Российские технологии сегодня не уступают зарубежным.
Солнечные ячейки на новом заводе будут производиться по одной из самых перспективных технологий – гетероструктурной, разработанной российскими учеными. КПД такой солнечной ячейки достигает 24,5%. По эффективности продукция российских производителей уже входит в десятку мировых лидеров.
С.М. – Ещё по технологиям. Сейчас солнечная энергетика, солнечные модули проникают во многие сферы, к примеру, «солнечные» крыши, не просто модули, а именно созданные как «черепица», создаются электромобили, у которых значительная площадь кузова замощена солнечными элементами, что даёт дополнительную «бесплатную» зарядку для батареи автомобиля, есть так же «линзированные» солнечные элементы, которые опять же используют как при строительстве зданий, так и в сельском хозяйстве, а именно в покрытии ими теплиц. Что из этого может быть применено у нас?
И.Ш. – Уже сейчас в России есть разработки использования солнечных модулей на различных видах транспорта: автомобильном, водном, воздушном. И дальше это направление будет активно развиваться. Не так давно путешественник Фёдор Конюхов пересёк Атлантический океан на лодке с российскими солнечными элементами, голландские исследователи побеждали в соревнованиях на катамаране с российскими солнечными элементами.
Ещё одним перспективным направлением считаем использование солнечных модулей в строительной сфере. В России уже реализовано несколько проектов с использованием фасадных фотоэлектрических систем.
Что касается «линзированных» элементов. Да, технология интересная, она позволяет немного увеличить КПД ячейки. Но такие элементы изначально дороже, чем стандартные кремниевые технологии. В этой технологии, помимо самого стекла, которое за счёт его линзирования становится ещё дороже, на цену влияет и применение в ячейке германия и арсенида галия. Да, по КПД это эффективнее кремния. Но эти технологии по стоимости подходят для космоса, в первую очередь для геостационарных спутников. Для низкоорбитальных, коммерческих аппаратов применяют всё те же кремниевые фотоэлементы – даже Илон Маск запускает спутники на кремнии.
С.М. – Вопрос про рециклинг (переработку). То есть сначала давайте скажем о том, какой срок службы современных солнечных батарей, и насколько экологично их производство. И конечно на заключительном этапе цикла «замкнутой экономики», к чему стремятся многие производители, важным вопросом являет переработка и последующее повторное использование переработанных материалов. Как у нас решается этот вопрос?
И.Ш. – Во-первых, современные солнечные модули и ячейки не содержат тяжелых металлов или вредных примесей. На нашем производстве используется кремниевая технология, а кремний, как мы знаем – второй по распространенности элемент в земной коре, по сути, это просто песок.
Мы ещё в Новочебоксарске проводили независимое биотестирование: поместили осколки кремниевых ячеек, из которых состоят фотоэлектрические модули в аквариум к простейшим ракообразным и в течение 2-х недель проводили как замеры воды, так и оценку состояния планктона и микроорганизмов. По результатам тестов отходы фотоэлектрических модулей были отнесены к наименее опасному типу отходов, к которому также относятся пищевые отходы, осколки керамики или яичная скорлупа.
В России самой «взрослой» станции, Кош-Агачской СЭС на Алтае, чуть больше 8 лет. То есть вопрос утилизации или переработки возникнет не ранее 2040 года. Сегодня, например, бракованные или поврежденные модули утилизируются следующим образом: отделяется клеммная коробка и провода, алюминиевая рамка – они перерабатываются отдельно, а кремниевая основа измельчается. Но эти объёмы пока не велики, поэтому вопрос глубокой переработки – вопрос будущего.
В самой ДНК нашей компании заложено следование принципам устойчивого развития, эти принципы обязательны для всех наших дивизионов: и производственных, и инжиниринговых. Компании, производящие оборудование для в возобновляемой энергетики полностью прозрачны с точки зрения углеродного следа – этот параметра так же важен, как и соотношение цены и эффективности продукции.
Поэтому мы изначально проектировали завод с использованием наилучших из доступных технологий.
В процессе производства кремниевых слитков используется только кремний, высокочистые кварц и графит, аргон и оборотная вода. Отходами производства являются остатки кварца, графит. Все материалы инертны, безопасны в обращении, относятся к малоопасному 4 классу, не требующему специальных условий утилизации. Таким образом, несмотря на то что на предприятии будут налажены глубокие технологические переделы, из производственного процесса исключены начальные этапы переработки кварцита в поликристаллический кремний, отличающиеся высокими энергозатратами и многочисленными химическими процессами.
Согласно проектной документации, завод «ЭНКОР» попадает под 3 класс опасности. Объекты, относящиеся к данному классу, оказывают незначительное негативное воздействие на окружающую среду. Например, к этому же классу относятся скважины по добыче воды.
В отличие, например, от металлургического производства, относящегося к 1 категории, процессы на нашем производстве происходят в специализированных герметичных установках с давлением близким к вакууму с продувкой инертным газом. Такая технология исключает контакт расплавленных материалов с атмосферой. Решения, реализованные на заводе, гарантируют минимальное влияние на внешнюю среду.
Бережный подход к использованию ресурсов распространяется не только на производственные площадки, но и на офисные помещения. Речь идёт о раздельном сборе мусора и переходе на электронный первичный документооборот с использованием ЭЦП.
По подсчётам, наша ежегодная экономия бумаги только благодаря ЭДО позволяет сохранить 0,5 гектара лесов. ЭДО сокращает объёмы почтовых пересылок, увеличивает скорость документооборота, принятия решений и повышает качество работы всей компании.
Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!
