Crogioli di sabbia di quarzo nuovo collo di bottiglia solare per il 2023

Questa settimana il prezzo del polisilicio è sceso del 5% a 30 dollari al chilogrammo, quindi circa 80 dollari al kW, secondo l'aggiornamento dei prezzi di mercoledì della Silicon Industry Branch. Al contrario, i prezzi dei wafer sono aumentati del 4% in un aggiornamento dei prezzi di LONGi del 3 marzo – e in quella settimana il polisilicio era diminuito di poco più dell’1%. LONGi ha attribuito l’aumento del prezzo dei wafer alla carenza di crogioli di quarzo ad elevata purezza che vengono utilizzati – e consumati – nel processo Czochralski che trasforma il polisilicio in lingotti pronti per essere tagliati in wafer.

Già nel 2022 si sono verificati forti aumenti dei prezzi dei crogioli, con il prezzo delle azioni del più grande produttore cinese triplicato da aprile a luglio, ma fino ad ora questo è stato sempre messo in ombra dal collo di bottiglia del polisilicio.

A novembre il prezzo del crogiolo ha raggiunto i 1.700 dollari per articolo, il triplo rispetto a 12 mesi prima, e la scorsa settimana il prezzo del crogiolo ha raggiunto i 2.800 dollari, ovvero un aumento del 25% rispetto al mese scorso. La Shanghai Nonferrous Metals riporta che il quarzo ad elevata purezza utilizzato per realizzare questi crogioli è aumentato del 50% in una settimana fino a raggiungere i 10.800 dollari la tonnellata. Supponendo che attualmente per produrre i crogioli siano necessari 100 chilogrammi di sabbia – c’è stata una tendenza verso dimensioni maggiori – ciò significa che la sabbia di quarzo, anch’essa scarsa, ora costituisce il 36% del prezzo del crogiolo.

Ci vogliono qualcosa come 2.640 crogioli per produrre 1 GW di lingotti (secondo una fonte menzionata più avanti in questo articolo), il che significa che attualmente si pagano 7,4 milioni di dollari per i crogioli per produrre 1 GW. Vale a dire 7 dollari per kW, ovvero il 2,8% del prezzo del modulo e lo 0,7% del costo di un progetto su scala industriale.

Quindi per ora questo non è un problema grave, ma la carenza può consentire l’applicazione di prezzi molto alti, trasformando lo 0,7% in diversi punti percentuali, o semplicemente limitando la produzione globale di wafer e quindi l’intero settore.

Questa carenza di approvvigionamento di crogioli durerà fino al 2023 e uno o due anni dopo, a giudicare dal periodo di costruzione di nuova capacità: si prevede che la costruzione di una fabbrica cinese di sabbia di quarzo richiederà 36 mesi, anche se si prevede che altra capacità entrerà in funzione nel 2023 e 2024. .

Anche una rapida espansione della capacità produttiva sarà accompagnata da centinaia di GW di domanda latente aggiuntiva. Un rappresentante di LONGi ha detto a un giornalista del Securities Daily che un certo sollievo può derivare semplicemente dall’utilizzo di crogioli di qualità inferiore, la cui capacità produttiva può essere ampliata più rapidamente, e dalla sostituzione di questi crogioli di qualità inferiore due volte più frequentemente. Un'altra soluzione alternativa è quella di continuare la tendenza alla riduzione dello spessore dei wafer, con TCL Zhonghuan che questa settimana ha modificato la sua offerta in una gamma composta da 150μm, 130μm e 110μm.

In passato il crogiolo rappresentava meno dell'1% del costo di un modulo, mentre il polisilicio rappresentava il 10% del costo prima degli aumenti di prezzo del 2021 e 2022 che lo hanno portato al 40%. Considerando che i produttori di polisilicio addebitano tranquillamente sei volte il loro costo di produzione, i produttori di crogioli potrebbero ora addebitare prezzi ancora più sproporzionati, ma da una base molto più bassa. L’impatto maggiore potrebbe non essere per gli acquirenti di moduli, ma per i produttori di wafer, con i grandi attori in grado di garantire forniture a prezzi accessibili mentre le aziende più piccole ci perdono. Il segmento dei wafer della filiera è comunque già abbastanza consolidato.

Va notato che la fornitura di questi crogioli di quarzo ad elevata purezza rappresenta un piccolo frammento della catena di approvvigionamento del fotovoltaico che la Cina deve ancora dominare in modo decisivo. Ci sono due ragioni per questo: una è una barriera tecnologica dovuta ai requisiti di purezza molto elevata, l'altra è la dipendenza da depositi specifici di quarzo ad alta purezza (HPQ), con la maggior parte della fornitura globale di crogioli fotovoltaici proveniente dall'abete rosso. Regione mineraria del pino degli Stati Uniti e la maggior parte del resto proviene dall'India.

Questa dipendenza da un piccolo numero di depositi specifici in tutto il mondo minaccerebbe la crescita dell'industria solare, ma è possibile riciclare crogioli rotti, impuri ed usati in materiale fresco e puro invece di scartarli come avviene attualmente. Il costo di tale riciclaggio non è sufficientemente elevato da ostacolare l’industria solare da 1.000 GW nel 2030, ma finora se ne parla poco e la sua adozione potrebbe richiedere del tempo dopo essere considerata necessaria.