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Le aziende solari cinesi prosperano sulle innovazioni di produzione
Cinque anni fa solo uno dei 10 maggiori produttori di celle solari aveva sede in Cina. Ma entro l'anno scorso, quattro dei primi cinque avevano sede lì, e ognuno sta crescendo rapidamente: tutti e quattro hanno raddoppiato la loro produzione l'anno scorso. È opinione diffusa che questo successo sia dovuto ai bassi costi di manodopera, ma Stuart Wenham, CTO del più grande produttore di celle solari in Cina, Suntech Power, sostiene che le vere cause sono i progressi nella tecnologia di produzione che hanno migliorato le prestazioni delle celle solari e tagliato i costi .
Volto del solare: Il quartier generale di Suntech a Wuxi, in Cina, che presenta una facciata solare, è anche il principale impianto di produzione di celle solari.
La manodopera rappresenta solo il 3-4 percento del costo di produzione dei pannelli solari. Altri fattori, come i materiali e il costo delle attrezzature, sono più significativi. E come risultato dell'aumento dell'automazione negli ultimi anni, i costi del lavoro stanno diminuendo. Secondo Wenham, nel 2008 Suntech aveva bisogno di quattro lavoratori per ogni megawatt di capacità produttiva. L'anno scorso, ci sono voluti solo 1,49 lavoratori per fare lo stesso importo. Perché Suntech farebbe questo se il suo principale vantaggio fosse il basso costo del lavoro? chiede Wenham. Il segretario all'energia degli Stati Uniti Steven Chu è venuto a condividere l'opinione di Wenham l'anno scorso, dopo aver visitato lo stabilimento principale di Suntech. È una fabbrica automatizzata ad alta tecnologia. Non sta avendo successo a causa della manodopera a basso costo, ha detto.
Wenham afferma che le migliori aziende cinesi sono state particolarmente brave nell'identificare tecnologie promettenti, spesso concetti e prototipi che languono nei laboratori da decenni, e nel trovare modi per produrle su larga scala. Per la maggior parte degli ultimi due decenni, le celle solari che hanno stabilito i record mondiali di efficienza sono state realizzate da ricercatori dell'Università del New South Wales in Australia. Stavano cercando di commercializzare [quella tecnologia] per tutto il tempo, dice. Ci è voluta Suntech per trasformare quei processi di laboratorio in processi di produzione.
Wenham afferma che la conoscenza e l'esperienza nella produzione sono state fondamentali per sviluppare tali progressi. All'UNSW, spiega, i ricercatori avrebbero usato questo processo orribilmente sofisticato, inclusa la fotolitografia, la deposizione sotto vuoto di metalli piuttosto esotici e tutti i tipi di processi chimici, per depositare gli stretti contatti metallici necessari per ottenere elevate efficienze. I ricercatori di Suntech, che conoscevano da vicino le esigenze della produzione, hanno escogitato un modo semplice ed economico per sostituire tutto ciò ottenendo gli stessi risultati, afferma.
Anche gli altri principali produttori di energia solare in Cina stanno identificando una tecnologia promettente e ampliandola. Recentemente, molti dei produttori solari del paese, tra cui Suntech, hanno adottato un'idea per produrre wafer di silicio che era stata brevettata decenni prima; l'industria non aveva trovato un modo per usarlo su larga scala. Ora che il brevetto è scaduto, almeno quattro aziende cinesi hanno ideato metodi di successo per ampliare questo modo di produrre i wafer, che costituiscono il nucleo di una cella solare. Questi processi di produzione innovativi potrebbero ridurre i costi delle celle solari dal 10 al 20 percento.
A loro volta, le aziende cinesi hanno utilizzato il loro successo produttivo per cercare di seminare una nuova generazione di tecnologia. Quest'anno Suntech ha messo in servizio apparecchiature di produzione per nuove celle solari ad alta efficienza. A piena capacità, l'apparecchiatura sarà in grado di produrre circa 2,5 milioni di celle all'anno, sufficienti per generare 500 megawatt di elettricità. Durante la messa in servizio dell'attrezzatura, i ricercatori dell'azienda hanno colto l'occasione per saperne di più sulla tecnologia e sulla sottile interazione tra fattori come il livello di drogaggio nei wafer di silicio e la tecnologia utilizzata per applicare film sottili di materiale alle loro superfici.
È molto interessante fare esperimenti su una struttura da mezzo gigawatt, dice Wenham. Una volta che hai qualcosa nella produzione, crea un buon ambiente in cui hai un ottimo controllo delle cose e stai facendo cose in gran numero in modo che statisticamente sia molto potente. Puoi vedere l'impatto dei cambiamenti che non saresti in grado di vedere se stai facendo cose in laboratorio come una tantum. Come risultato di questi esperimenti, Suntech è stata in grado di rendere sostanzialmente più efficiente un progetto già efficiente.
Non tutte le modifiche alla produzione apportate dalle aziende cinesi hanno migliorato il prodotto: in alcuni casi, la riduzione dei costi ha prodotto prodotti che non durano a lungo o non funzionano così bene come le celle solari realizzate altrove, afferma Travis Bradford, analista del settore solare. Ma le aziende cinesi hanno anche altri vantaggi non tecnici che hanno permesso loro di avere successo. Il governo assicura finanziamenti a basso costo per espandere la produzione e ha ridotto la burocrazia per le autorizzazioni. Le sue politiche sono anche più stabili di quelle di molti governi occidentali, il che aiuta le aziende a pianificare in anticipo. E mentre il lavoro può rappresentare una piccola frazione del costo di produzione delle celle solari, il lavoro a basso costo riduce significativamente il costo di costruzione di nuovi impianti.
Alcuni dei vantaggi della Cina, come il prezzo della valuta, potrebbero scomparire presto, afferma Bradford: se le aziende occidentali possono sopravvivere fino ad allora, le aziende cinesi la troveranno scomodamente competitiva, una situazione con cui non hanno familiarità. Ma non è una situazione che non avevano previsto. Anche se Suntech aumenta la produzione delle sue nuove celle solari ad alta efficienza, sta già lavorando a processi di produzione che potrebbero contribuire ad aumentare l'efficienza di un altro 10%. Wenham sta mantenendo segreti la maggior parte dei dettagli: l'unica parte di cui può parlare è qualcosa che paragona a una pistola ad acqua per rimuovere le impurità dal wafer di silicio.
È semplice ma efficace, dice. Questa semplicità mantiene bassi i costi di produzione, mentre la maggiore efficienza consentirà alle celle di generare più energia, riducendo il loro costo per watt. Se l'azienda avrà successo, i progressi nella produzione renderanno ancora una volta l'energia solare più economica.