de Sheldon Kimber, fundador e CEO, cruzar o poder
Sombras na parede da caverna: as verdades duras do futuro do solar || 107
We live in a world where reality is increasingly defined by the information we have access to. While we have never had more information, we have never been less able to establish the veracity of that information. It seems like a new and dangerous world exposed to the murkiness of truth vs. information, but it’s actually something humanity has wrestled with for thousands of years.
Plato’s Allegory of the Cave is a famous philosophical metaphor found in The Republic. In it he lays out a world in which prisoners are chained to a wall only able to perceive what is right in front of them, never knowing anything but that reality. From behind them there is a light projecting the shadows of objects on the wall. The shadows, not the actual objects themselves are all they ever know. In this state of murky and indistinct information the scenes that play out on the wall are the only truth they have.
A alegoria vai muito além dessa simples observação. Eu não sou filósofo, mas é esse comentário sobre o acesso à informação, o desejo de acreditar em certas coisas e a percepção incompleta da verdade que eu acho que contém uma lente útil para pensar em um dos tópicos mais amplamente discutidos em energia limpa ao longo da década passada-o declínio do custo do Modules de Moduols de Solar (PV). De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), a capacidade instalada global do PV solar aumentou de 40 GW em 2010 para 580 GW em 2019, representando uma taxa de crescimento anual composta de 28%. O custo da energia solar fotovoltaica também diminuiu drasticamente no mesmo período, tornando -o mais competitivo com as fontes convencionais de geração de eletricidade. Irena estima que o custo médio ponderado global de eletricidade (LCOE) do PV solar diminuiu 82% entre 2010 e 2019, de US $ 0,378/kwh para US $ 0,068/kWh. Embora isso seja fiel até certo ponto, nem todas as declínios podem ser atribuídas às melhorias da tecnologia. A China emergiu como o participante dominante no mercado solar global, representando cerca de 70% da produção de módulos solares do mundo e mais de 90% da produção de polissilício do mundo em 2019. A ascensão da China nos padrões de Solar foi facilitada por uma combinação de fatores sindicalizados e residenciais, que os padrões forçados, e os resíduos de subsídios, os padrões de lenta, os padrões de lenta e a formação de lenta e a formação de lãs, e os resíduos de subsídios, os padrões de lenta e a formação de lãs, e os resíduos de subsídios, a indústria de lã e a formato de lã e os que foram facilitados. Subsídios à sua indústria solar, como empréstimos com juros baixos, incentivos fiscais, subsídios de terra, créditos de exportação, tarifas preferenciais e metas de implantação doméstica. De acordo com um relatório da Comissão Internacional de Comércio dos EUA (USITC), os subsídios da China à sua indústria solar totalizaram US $ 30,4 bilhões entre 2011 e 2017, em comparação com US $ 8,5 bilhões pelo governo dos EUA no mesmo período. De acordo com um relatório do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais (CSIs), a China deteve e oprimiu milhões de muçulmanos uigures e outras minorias étnicas em campos de internação, onde são submetidos a programas de “treinamento de emprego” que equivale a sistemas de mão-de-obra gratuitos ou de baixo custo. O relatório estima que pelo menos um quinto dos módulos solares do mundo tenha algum trabalho forçado em suas cadeias de suprimentos.
PV modules are one of the fastest-growing sources of renewable energy in the world. According to the International Renewable Energy Agency (IRENA), the global installed capacity of solar PV increased from 40 GW in 2010 to 580 GW in 2019, representing a compound annual growth rate of 28%. The cost of solar PV has also declined dramatically over the same period, making it more competitive with conventional sources of electricity generation. IRENA estimates that the global weighted average levelized cost of electricity (LCOE) from solar PV decreased by 82% between 2010 and 2019, from $0.378/kWh to $0.068/kWh.
It is a feel-good narrative for those who can only see the shadows on the cave wall that these cost declines are the product of some Silicon Valley technological leap forward, a Moore’s Law for energy equipment. While that is true to an extent, not all declines can be attributed to technology improvements.
There is overwhelming evidence that a significant portion of the cost reduction was driven by Chinese subsidization and anticompetitive practices in the solar industry, especially in the upstream segments of the value chain, such as polysilicon, ingots, wafers, and cells. China has emerged as the dominant player in the global solar market, accounting for about 70% of the world’s solar module production and more than 90% of the world’s polysilicon production in 2019. China’s rise in the solar industry was facilitated by a combination of factors, including subsidies, forced labor, lax environmental standards, and predatory pricing.
The Chinese government has provided various forms of direct and indirect subsidies to its solar industry, such as low-interest loans, tax breaks, land grants, export credits, preferential tariffs, and domestic deployment targets. According to a report by the U.S. International Trade Commission (USITC), China’s subsidies to its solar industry amounted to $30.4 billion between 2011 and 2017, compared to $8.5 billion by the U.S. government over the same period.
More controversial are the accusations of forced labor in the Chinese solar industry, particularly in the Xinjiang region, where most of the global supply of polysilicon is manufactured. According to a report by the Center for Strategic and International Studies (CSIS), China has detained and oppressed millions of Uighur Muslims and other ethnic minorities in internment camps, where they are subjected to “job training” programs that amount to free or low-cost forced labor systems. The report estimates that at least one-fifth of the world’s solar modules have some forced labor in their supply chains.
Os padrões ambientais do LAX na indústria solar chinesa permitiram menores custos de produção, mas também causaram danos ambientais significativos. Por exemplo, a produção de polissilício é um processo altamente intensivo e intensivo em água que gera resíduos perigosos e emissões de gases de efeito estufa. A cadeia de suprimentos PV chinesa consome até 20% a mais de energia, muitos dos quais são disparados em carvão, emitindo 3-4 vezes mais dióxido de carbono do que a média global. Além disso, foram encontradas muitas plantas de polissilício chinês para despejar resíduos tóxicos em rios e lagos, causando riscos graves de poluição da água e saúde para as comunidades locais. De acordo com um relatório do Departamento de Comércio dos EUA (USDOC), as margens de despejo da China para produtos solares variaram de 18% a 250% entre 2012 e 2020. Como resultado dos preços predatórios da China, muitos fabricantes solares estrangeiros, como o SunPower, o Solarworld, o Rec Rec Solar, o Q células Q. As práticas anticompetitivas no declínio dos custos dos módulos solares podem ser ilustradas comparando as estruturas de custo de diferentes segmentos da cadeia de valor nas regiões. De acordo com um relatório da Bloombergnef (BNEF), o custo total do módulo para um fabricante chinês típico foi de US $ 0,23/w no primeiro trimestre de 2020, em comparação com US $ 0,35/w para um fabricante não chineso típico. The main difference was in the upstream segments, where Chinese manufacturers had lower costs for polysilicon ($0.06/W vs $0.08/W), ingots ($0.03/W vs $0.05/W), wafers ($0.08/W vs $0.11/W), and cells ($0.09/W vs $0.12/W). O segmento a jusante da montagem do módulo teve custos semelhantes nas regiões (US $ 0,04/W vs $ 0,05/w). Embora os módulos solares econômicos tenham sido um catalisador incrível para o crescimento de baixa energia de carbono, as cadeias de suprimentos cada vez mais voláteis tiveram um efeito punitivo na credibilidade dos desenvolvedores renováveis e provavelmente afetarão a disponibilidade de capital daqui para frente. Modelos de negócios inteiros para o que a indústria chama de desenvolvedores de "construção e flip" foram baseados nesses constantes custos e, à medida que diminuem ou revertem toda a indústria, desde grandes e maduras empresas de rendimento para pequenos desenvolvedores empreendedores que se encontram em um que o impacto existe em que o impacto era o que era o que era de um pouco de que a energia limpa de um pv. Compradores de energia em todo o mundo. Há muitos anos, foi possível para os compradores de grandes energia cortarem as emissões de carbono e, ao mesmo tempo, alcançar melhorias substanciais de custos. Embora esse provavelmente ainda seja o caso, a extensão dessas melhorias de custos começou a diminuir e se tornar muito mais volátil à medida que os problemas comerciais e trabalhistas aumentam a confiabilidade das cadeias de suprimentos. Quando entrei no setor em meados dos anos 2000, havia inúmeras empresas de tecnologia de cinema finas globalmente. Hoje, o primeiro solar permanece como o único participante não cristalino significativo da indústria. As empresas japonesas, coreanas e outras fecharam amplamente ou transferiram suas tecnologias de filmes finos para usos domésticos em aplicações de maior valor do que a escala de utilidade solar, mas a tecnologia ainda está lá. No entanto, a inovação e o investimento foram sufocados e o progresso que vem de falhas repetidas nessas tecnologias foi impedido pelas realidades da fabricação de módulos como um negócio de margem zero para todos, exceto os produtores chineses mais baratos. Foi fornecido por artistas como Alemanha e o Japão agora é quase totalmente fabricado na China. O mundo fora da China está literalmente perdendo o know-how tecnológico para fabricar uma das peças mais importantes de equipamentos industriais do próximo século.
Finally, there have been many accusations of predatory pricing from the Chinese solar industry, which involves selling products below their cost of production or fair market value in order to drive out competitors and gain market share. According to a report by the U.S. Department of Commerce (USDOC), China’s dumping margins for solar products ranged from 18% to 250% between 2012 and 2020. As a result of China’s predatory pricing, many foreign solar manufacturers such as SunPower, SolarWorld, REC Solar, Q-Cells, Solyndra, and others have been unable to compete.
The impact of China’s subsidization and anticompetitive practices on the cost decline of solar modules can be illustrated by comparing the cost structures of different segments of the value chain across regions. According to a report by BloombergNEF (BNEF), the total module cost for a typical Chinese manufacturer was $0.23/W in Q1 2020, compared to $0.35/W for a typical non-Chinese manufacturer. The main difference was in the upstream segments, where Chinese manufacturers had lower costs for polysilicon ($0.06/W vs $0.08/W), ingots ($0.03/W vs $0.05/W), wafers ($0.08/W vs $0.11/W), and cells ($0.09/W vs $0.12/W). The downstream segment of module assembly had similar costs across regions ($0.04/W vs $0.05/W).
These factors have created distortions and inefficiencies in the global solar market, such as overcapacity, price volatility, trade disputes and unrealistic expectations from capital providers and customers. While cost effective solar modules have been an amazing catalyst for the growth of low carbon energy, increasingly volatile supply chains have had a punishing effect on the credibility of renewable developers and will likely impact availability of capital going forward.
An Industry Addicted to Cost Declines
Beyond the availability of modules, the constant cost declines and overcapacity have created an industry addicted to ever falling module prices. Whole business models for what the industry calls “build and flip” developers have been predicated on these constant cost declines and as they slow or reverse the entire industry from large, mature yieldco businesses to small entrepreneurial developers find themselves at an existential crossroads.
On the customer side, the notion that clean energy from PV was on its way toward being “too cheap to meter” has had a meaningful impact on the price expectations of sustainability focused energy buyers the world over. For many years now it has been possible for large energy buyers to cut carbon emissions while achieving very substantial cost improvements. While that is likely still the case, the extent of those cost improvements has begun to decrease and become far more volatile as trade and labor issues upend the reliability of supply chains.
Perhaps the most important impact of all this downward pressure on cost structure from Chinese made crystalline silicon modules, has been the chilling effect on alternative solar technologies. When I entered the industry in the mid 2000s there were numerous thin film technology companies globally. Today, First Solar remains as the only significant non-crystalline player in the industry. Japanese, Korean, and other companies have largely shuttered or moved their thin film technologies into domestic uses in higher value applications than utility scale solar, but the technology is still there.
Make no mistake there were many reasons that some of these thin film companies failed outside of Chinese pressure on prices. However, innovation and investment has been stifled and the progress that comes of repeated failure in these technologies has been forestalled by the realities of module manufacturing being a zero-margin business for all but the cheapest Chinese producers.
On the supply chain side, not only has the world outside of China largely “forgotten” how to make solar modules, but the actual tools and machinery required to manufacture modules that less than a decade ago was supplied by the likes of Germany and Japan is now almost entirely manufactured in China. The world outside of China is literally losing the technological know-how to manufacture one of the most important pieces of industrial equipment of the next century.
O elemento mais perturbador de nossa realidade atual é que agora ficamos com uma tecnologia dominante que se baseia em energia barata, mão -de -obra barata, controles ambientais negativos e capital barato ilimitado. A cadeia de suprimentos cristalinos de silício requer mais instalações com mais desperdício, consome mais energia e requer mais mão -de -obra do que uma moderna cadeia de suprimentos de filmes finos. Isso não é de fato uma condenação dessa tecnologia, mas apenas uma observação dos desafios que os países enfrentam para fabricar PV e prosperar. Além disso, dado o risco de concentração da localização dessa cadeia de suprimentos, devemos estar muito preocupados com isso como parte de uma indústria global e como país. Continuamos a precisar de política industrial agressiva, reinvigoração de tecnologias não cristalinas e proteções comerciais limitadas. Sustain. A Lei de Redução da Inflação (IRA), com sua aceleração nos requisitos de conteúdo doméstico e apoio a curto prazo para o equipamento feito americano é outro ótimo exemplo de como essa política deve ser implementada. Isso é algo que o setor e os clientes já estão se adaptando. A energia limpa ainda é uma das formas mais baratas de energia capazes de competir com muitas fontes fósseis. Dito isto, nós voluntariamente nos encurralamos como indústria e sociedade em um caminho de tecnologia e cadeia de suprimentos que pode nos expor a alguns aumentos de custos a longo prazo muito desafiadores e instabilidade da cadeia de suprimentos. É hora de todos tomarmos nota disso. Filmar mais ou gritar mais alto sobre várias questões comerciais não pode desfazer essa bagunça. Somente investimentos genuínos em cadeias de suprimentos geopoliticamente estáveis, inovação tecnológica e compromisso dos compradores de energia com declínios de custo a longo prazo sustentáveis em pechinchas de curto prazo nos colocarão de volta em pé de pé. As mudanças de política, mercado e investimento estabelecidas acima são o caminho mais direto para diversificar o fornecimento de módulos fotovoltaicos do mundo, tanto pela geografia quanto pela tecnologia. Sem isso, acredito que ficaremos presos na caverna de um setor de energia intensiva em carbono por muitas décadas. Em primeiro lugar, existem muitos fabricantes chineses que se esforçaram muito para garantir que eles empregem processos de fabricação responsáveis e não se envolvam em muitas das práticas citadas. Na minha empresa anterior, compramos módulos de muitos desses fornecedores. Segundo, acredito absolutamente que as curvas de aprendizado e a inovação tiveram um papel importante no declínio dos custos do PV nas últimas décadas. Terceiro, embora eu acredite que as recentes revoltas nas expectativas de custo tenham sido enormemente perturbadoras para o nosso setor e diminuíram a descarbonização, posso atestar o fato de que o setor de energia limpa é saudável, viável e pode atender às necessidades de custos e ambientais de grandes clientes de energia, independentemente desses impactos de custo. Finalmente, acredito que a globalização em geral tem sido uma força positiva e provavelmente trouxe um bilhão de pessoas mais de pessoas esmagadoras e aumentou dramaticamente o padrão de vida globalmente. Dito isto, este tópico deve ser reconhecido e discutido por todos nós seriamente comprometidos com um mundo em que a energia limpa ajuda a nos fornecer a crise climática de coleta.
Because of this, we may well be setting ourselves on a path to a low carbon energy source dependent on supply chain conditions that no longer exist at the scale they once did. Further, given the concentration risk of the location of this supply chain, we should be very concerned about it as both part of a global industry and as a country.
A Critical Need for Supply Chain Diversification
We must create the incentives and space for new supply chains and technologies to flourish in markets outside of China. We continue to need aggressive industrial policy, reinvigoration of non-crystalline technologies, and limited trade protections.
While such a change in market conditions will inevitably create upheaval in the near-term state of the clean energy industry, it can be done in clear and predictable ways, giving years of warning of upcoming trade or labor guidelines and financial support from the government to absorb the near-term cost increases that the industry and its customers will sustain.
The recent Auxin anti-circumvention case in which the government put off action by several years is a great example of this type of reprieve. The Inflation Reduction Act (IRA) with its ramp up in domestic content requirements and near-term support for American made equipment is another great example of how this policy must be rolled out.
If the past few years have taught us anything it is that costs are not decreasing everywhere in clean energy. This is something the industry and customers are already adjusting to. Clean energy is still one of the cheapest forms of energy capable of competing with many fossil sources. That said, we have willingly cornered ourselves as an industry and a society into a technology and supply chain path that may expose us to some very challenging long term cost increases and supply chain instability. It is time we all took note of this. Lobbying harder or yelling louder about various trade issues cannot undo this mess. Only genuine investment in geopolitically stable supply chains, technological innovation, and energy buyers’ commitment to sustainable long term cost declines over near-term bargains will put us back on firm footing.
Policy makers and companies, globally, are increasingly turning their heads from the shadows on the wall and starting to perceive the less murky, but hard contours of today’s solar module marketplace. The policy, market, and investment changes laid out above are the most direct path to diversifying the world’s PV module supply both by geography and by technology. Without this, I believe we will be stuck in The Cave of a carbon intensive energy sector for many decades to come.
CAVEAT : It is important to state a few things as emphatically as I can in order to forestall several valid and inevitable comments on this blog. First and foremost, there are many Chinese manufacturers who have gone to great lengths to ensure that they employ responsible manufacturing processes and have not engaged in many of the practices cited. At my prior company, we purchased modules from many of these suppliers. Second, I absolutely believe that learning curves and innovation played a huge part in the cost decline of PV in the past few decades. Third, while I believe the recent upheavals in cost expectations have been hugely disruptive to our industry and slowed decarbonization, I can attest to the fact that the clean energy industry is healthy, viable and can meet the cost and environmental needs of large energy customers regardless of these cost impacts. Finally, I believe that globalization has overall been a positive force and has likely brought a billion plus people out of crushing poverty and dramatically raised the standard of living globally. That said, this topic must be recognized and discussed by all of us seriously committed to a world in which clean energy helps deliver us from the gathering climate crisis.
Referências
- Irena (2020). Custos de geração de energia renovável em 2019. Células fotovoltaicas cristalinas de silício (parcial ou não montadas em outros produtos). https://www.irena.org/publications/2020/Jun/Renewable-Power-Costs-in-2019
– USITC (2018). Crystalline Silicon Photovoltaic Cells (Whether or Not Partially or Fully Assembled into Other Products). https: //www.usitc.gov/publications/other/pub5266.pdf
- CSIS (2021). Uma mancha escura para a indústria de energia solar: trabalho forçado em Xinjiang. https: //www.csis.org/analysis/darkspot-solar-energy-industry-tore--forced-labor-xinjiang
-primeiro solar (2021). Primeiro solar a investir US $ 680 milhões na expansão da capacidade de fabricação solar americana em 3,3 GW. https: //investor.firstsolar.com/news/news-details/2021/first-solar-to-invest-680m-in-expanding- American-Solar-manufacture-capacidade por 3,3-gw/default.aspx