Che cos’è il polisilicio,qual è il suo ruolo nei pannelli solari e ci sono preoccupazioni sociali e di governanceconcerns intorno alla sua produzione? Ecco un primer.
Il polisilicio, una forma di silicio ad alta purezza, è una materia prima chiave nella catena di fornitura del solare fotovoltaico (PV). Per produrre moduli solari, il polisilicio viene fuso ad alte temperature per formare lingotti, che vengono poi tagliati in wafer e trasformati in celle solari e moduli solari.
Fonte: National Renewable Energy Laboratory, 2021
Come viene prodotto il polisilicio
Tre sono tre tecnologie principali per produrre polisilicio.
Il “processo Siemens modificato” è attualmente la tecnologia dominante in Cina. Triclorosilano (TCS) è prodotto utilizzando due readilyavailable silicio metallurgico-grade (di purezza 95-99%) e cloro liquido.
Dopo essere stato purificato mediante distillazione, il TCS viene evaporato e miscelato con gas idrogeno. In un reattore di deposizione, slimrods silicio sono riscaldati fino a 1 100C e il passaggio della miscela di gas risultati inhigh purezza silicio viene depositato sulla superficie delle barre. Questo processocontinua fino a raggiungere un certo diametro (tipicamente 150-200mm).
Il processo del reattore a letto fluido (FBR) e il processo al silicio di grado metallurgico (UMG) sono le altre due tecnologie.
- FBR utilizza significativamente meno elettricità con un tasso di conversione più elevato utilizzando particelle di semi di silicio anziché silicio rods.It è una tecnologia meno matura e solo pochi produttori di polisilicio attualmenteutilizzarlo in alcune delle loro piante.
- UMG utilizza metodi fisici per estrarre impuritiesdirectly dal metallo silicio invece di processi chimici, che riduce l’utilizzo di energia. Tuttavia, il silicio prodotto utilizzando UMG non ha la stessa purezza degli altri due metodi e quindi non è ampiamente utilizzato.
Recenti tendenze del mercato nel settore del polisilicio
L’industria del polisilicio si è sempre più consolidata, con le prime cinque aziende che rappresentano il 73% della produzione globale nel 2020 rispetto al 60% del 2017, secondo BNEF. Ciò è dovuto principalmente al fatto che un certo numero di imprese hanno chiuso le capacità negli ultimi anni dopo un periodo di sovraccapacità. Queste società non potevano competere con i produttori a basso costo che hanno maggiori dimensioni ed efficienze in un contesto a basso prezzo.
Inoltre, la Cina ha imposto tariffe sulle importazioni di polisilicio.Ciò ha avvantaggiato i produttori locali che avevano già un vantaggio in termini di costi rispetto ai pari internazionali. La Cina ha rappresentato il 77% della produzione globale di polisilicio nel 2020. La produzione avviene principalmente nello Xinjiang, nello Yunnan o nel Sichuan, dove l’elettricità è più economica e la materia prima è vicina.
Dopo che le interruzioni della catena di fornitura hanno portato a prezzi polisilici più elevati nel 3 ° trimestre 2020, i prezzi sono aumentati significativamente dall’inizio del 2021 a causa della tenuta del mercato.
In previsione di una forte domanda – l’installazione solare è destinata ad aumentare del 15% all’anno per i prossimi tre anni (secondo BNEF)– le società di wafer a valle hanno aumentato la capacità del 45% nel 2020.
Questa crescente domanda da parte delle aziende di wafer che utilizzano il silicio policristallino per produrre wafer ha creato uno squilibrio tra domanda e offerta. Un producerexpects fornitura di rimanere stretto fino alla metà del 2022, quando nuova capacità isexpected a venire in flusso.
Che dire delle pratiche di lavoro in Cina?
Nel giugno 2021, US Customs and Border Protection ha emesso un “ordine di rilascio di withhold” rivolto a un importante fornitore di polvere di silicio metallurgico per le accuse di aver usato il lavoro forzato. L’applicazione avverrà probabilmente attraverso società a valle a cui questo fornitore vende. Questo potrebbe dettagliare i carichi negli Stati Uniti fino a quando la fonte della catena di approvvigionamento non è chiara.
Tuttavia, poiché gli Stati Uniti rappresentano meno del 2% delle esportazioni di energia solare fotovoltaica di mainlandChina (media degli ultimi tre anni), riteniamo che le aziende locali possano sfruttare gli impianti di produzione al di fuori dello Xinjiang, dove si trova questo principale fornitore, per servire il mercato statunitense.
Separatamente, gli Stati Uniti hanno inserito nella lista nera altre società cinesi che itsaid erano coinvolte in violazioni dei diritti umani nello Xinjiang. Almeno alcuni dei thecompanies elencati dal Dipartimento di Commercio sono ofmonocrystalline di produttori principali silicio e polisilicon che sono usati in panelproduction solare.
Un potenziale impatto sul mercato potrebbe consistere in un’ulteriore inasprimento del mercato del polisilicio, soprattutto se emergesse un premio per il polisilicio di origine al di fuori dello Xinjiang, che è una regione di produzione a basso costo a causa dei suoi bassi costi di elettricità. Ciò potrebbe causare prezzi polisilicio a salire e tenere livelli athigher. I costi per i produttori di moduli potrebbero aumentare in quanto devono dimostrare la loro pista di audit della supply chain.
REC Silicio, 2021 https://www.recsilicon.com/technology/rec-silicons-fluidized-bed-reactor-process/
Fonte: Bernreuter Research, 2021 https://www.bernreuter.com/polysilicon/production-processes/
Dalla dichiarazione CBP: “Questo ordine di rilascio di Withhold dimostra che continuiamo a proteggere i diritti umani e gli standard internazionali del lavoro e promuovere un mercato globale più equo e competitivo soddisfacendo l’impegno dell’amministrazione Biden-Harris a porre fine al lavoro forzato.”
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