¿Qué es el polisilicio,cuál es su papel en los paneles solares y hay preocupaciones sociales y de gobierno en torno a su producción? Aquí hay una cartilla.
El polisilicio, una forma de silicio de alta pureza, es una materia prima clave en la cadena de suministro de energía solar fotovoltaica (FV). Para producir módulos solares, el polisilicio se funde a altas temperaturas para formar lingotes, que luego se cortan en obleas y se procesan en células solares y módulos solares.
Fuente: Laboratorio Nacional de Energía Renovable, 2021
Cómo se fabrica el polisilicio
Tres son tres tecnologías principales para producir polisilicio.
El «proceso Siemens modificado» es actualmente la tecnología dominante en China. El triclorosilano (TCS) se produce utilizando dos silicio de grado metalúrgico (de 95-99% de pureza) y cloro líquido disponibles.
Después de purificarse mediante destilación, el TCS se evapora y se mezcla con gas hidrógeno. En un reactor de deposición, las barras de silicio se calientan hasta 1 100C y el paso de la mezcla de gases resulta en que el silicio de alta pureza se deposita en la superficie de las barras. Este proceso continúa hasta que se alcanza un diámetro determinado (típicamente 150-200 mm).
El proceso de reactor de lecho fluidizado (FBR) y el proceso de silicio de grado metalúrgico actualizado (UMG) son las otras dos tecnologías.
- FBR utiliza significativamente menos electricidad con una tasa de conversión más alta mediante el uso de partículas de semilla de silicio en lugar de silicio rods.It es una tecnología menos madura y solo unos pocos productores de polisilicio la utilizan actualmente en algunas de sus plantas.
- UMG utiliza métodos físicos para extraer impurezas directamente del metal de silicio en lugar de procesos químicos, lo que reduce el uso de energía. Sin embargo, el silicio producido con UMG no tiene tan alta pureza como los otros dos métodos y, por lo tanto, no se usa ampliamente.
Tendencias recientes del mercado en la industria del polisilicio
La industria del polisilicio se ha consolidado cada vez más, con las cinco principales empresas que representan el 73% de la producción mundial en 2020, en comparación con el 60% en 2017, según BNEF. Esto se debe principalmente a que varias empresas han cerrado sus capacidades en los últimos años tras un período de sobrecapacidad. Estas empresas no podían competir con productores de bajo costo que tuvieran mayor escala y eficiencia en un entorno de bajo precio.
Además, China impuso aranceles a las importaciones de polisilicio.Esto benefició a los productores locales que ya tenían una ventaja de costes en comparación con sus homólogos internacionales. China representó el 77% de la producción mundial de polisilicio en 2020. La fabricación se lleva a cabo principalmente en Xinjiang, Yunnan o Sichuan, donde la electricidad es más barata y la materia prima está cerca.
Después de que las interrupciones de la cadena de suministro condujeran a precios polisilicios más altos en el tercer trimestre de 2020, los precios han aumentado significativamente desde principios de 2021 debido a la rigidez del mercado.
En previsión de una fuerte demanda, se prevé que la instalación solar aumente un 15% anual durante los próximos tres años (según BNEF), las empresas de obleas descendentes incrementaron la capacidad en un 45% en 2020.
Esta creciente demanda de las empresas de obleas que utilizan el silicio para fabricar obleas ha creado un desequilibrio entre la oferta y la demanda. Un producto espera que el suministro permanezca apretado hasta mediados de 2022, cuando se espera que comience a funcionar una nueva capacidad.
¿Qué pasa con las prácticas laborales en China?
En junio de 2021, el Servicio de Aduanas y Protección Fronteriza de los Estados Unidos emitió una «orden de retención de liberación» dirigida a un importante proveedor de polvo de silicio metalúrgico por acusaciones de que utilizaba trabajo forzoso. Es probable que la aplicación se realice a través de empresas descendentes a las que este proveedor venda. Esto podría detallar las cargas que llegan a los Estados Unidos hasta que la fuente de la cadena de suministro esté clara.
Sin embargo, dado que Estados Unidos representa menos del 2% de las exportaciones de energía solar fotovoltaica de China (promedio en los últimos tres años), creemos que las empresas locales pueden aprovechar las plantas de fabricación fuera de Xinjiang, donde se encuentra este principal proveedor, para servir al mercado estadounidense.
Por separado, Estados Unidos incluyó en la lista negra a otras empresas chinas que, según dijo, estaban involucradas en violaciones de los derechos humanos en Xinjiang. Al menos algunas de las empresas enumeradas por el Departamento de Comercio son fabricantes importantes de silicio monocristalino y polisilicio que se utilizan en la producción de paneles solares.
Un posible impacto en el mercado podría ser un nuevo endurecimiento del mercado del polisilicio, especialmente si surge una prima para el polisilicio procedente fuera de Xinjiang, que es una región productora de bajo coste debido a sus bajos costes de electricidad. Esto podría hacer que los precios del polisilicio subieran y se mantuvieran en niveles más altos. Los costes para los fabricantes de módulos podrían aumentar a medida que demuestren su seguimiento de auditoría de la cadena de suministro.
Silicio REC, 2021 https://www.recsilicon.com/technology/rec-silicons-fluidized-bed-reactor-process/
Fuente: Bernreuter Research, 2021 https://www.bernreuter.com/polysilicon/production-processes/
De la declaración del CBP: «Esta Orden de Suspensión de Liberaciones demuestra que continuamos protegiendo los derechos humanos y las normas laborales internacionales y promoviendo un mercado global más justo y competitivo al cumplir el compromiso de la Administración Biden-Harris de poner fin al trabajo forzado.»
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