Игорь Шахрай: солнечная энергетика в России — это наука

Зелёная Точка Старта

Игорь Шахрай: солнечная энергетика в России — это наука, технологическая независимость и экспортный потенциал

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.

Присоединяйтесь к нам в Telegram Присоединяйтесь к нам в Telegram

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.

Игорь Шахрай: солнечная энергетика в России — это наука, технологическая независимость и экспортный потенциал
Игорь_Шахрай_- Генеральный директор “Юнигрин Энерджи”

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.

Производство кремниевых пластин
Производство кремниевых пластин

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.

Автономная солнечно-дизельная станция в Тыве
Автономная солнечно-дизельная станция в Тыве

«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.

Строительство завода ЭНКОР в Калининградской области
Строительство завода ЭНКОР в Калининградской области

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.

Солнечная электростанция Нура
Солнечная электростанция Нура

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.

Кош-Агач - первая сетевая СЭС в России
Кош-Агач – первая сетевая СЭС в России

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!

Добавить комментарий