Wer am meisten von Hersteller-Steuergutschriften in der IRA profitiert, ist dünn

Von Kelly Pickerel | 25. Oktober 2022

Wenn der Durchschnittsmensch an ein Solarpanel denkt, stellt er sich normalerweise ein kristallines Silizium-Solarmodul vor. Solarmodule auf Siliziumbasis sind das dominierende Modell auf dem Markt und halten zwischen 90 und 95 % des weltweiten Produktionsmarktanteils. Der andere Hauptmodultyp sind Dünnschichtsolarmodule, die typischerweise aus Cadmiumtellurid (CdTe)-Ablagerungen hergestellt werden.

Ohne uns zu sehr auf historische Details einzulassen: Das erste Solarpanel wurde 1954 in den Vereinigten Staaten durch Siliziumtests erfunden, und das Material ist nach wie vor die dominierende Option auf dem Solarmarkt. Die meisten frühen Forschungs- und Investitionsgelder wurden in Siliziumdesigns gesteckt, und heute gibt es eine robuste, globale Siliziumlieferkette. Aber die vom Hersteller First Solar geförderte CdTe-Dünnschichttechnologie hat eine Nische für die Versorgung des Versorgungsmarktes gefunden und leistet nach wie vor einen wichtigen Beitrag zu unserer umweltfreundlicheren Zukunft.

Aber die Herstellungsprozesse für kristallines Silizium und Dünnschicht-Solarzellen sind unterschiedlich, und es scheint, dass die neuen Steuergutschriften für die Herstellung im Rahmen des Inflation Reduction Act zunächst der Dünnschicht-Industrie am meisten zugute kommen werden. Hier ist der Grund.

Solarzellen aus kristallinem Silizium. Bildnachweis: Meyer Burger

Ein kristallines Silizium-Solarmodul besteht zunächst aus Silizium in Metallqualität. Ein Unternehmen reinigt es zu Polysilizium in Solarqualität. Anschließend wird es zu Barren geformt, die in Siliziumwafer geschnitten werden. Die Wafer werden dotiert, um Siliziumzellen herzustellen, die dann schließlich zu einem Solarpanel zusammengebaut werden. Es gibt einige Solarunternehmen, die mehrere Schritte in diesem Prozess abwickeln, aber meist ist die Herstellung von kristallinen Silizium-Solarmodulen fragmentiert. Derzeit gibt es in den Vereinigten Staaten nur Anlagen zur Endmontage von Solarmodulen – ein US-amerikanischer Hersteller von Solarmodulen muss Solarzellen aus Übersee kaufen, und diese Solarzellen werden wahrscheinlich aus Solarwafern eines anderen Unternehmens hergestellt und so weiter in der Kette.

Erste Solar-Dünnschichtfertigung

Mittlerweile gibt es bei der Herstellung von CdTe-Dünnschicht-Solarmodulen weniger Köche in der Küche. Im Allgemeinen werden Cadmium und Tellur wie ein Wafer auf Glas aufgedampft, Laser schneiden „Zellen“ in die Ablagerung für Verbindungsleitungen und Leiter und ein weiteres Stück Glas vervollständigt die Platte. Alles wird auf derselben Endeinheit in einer Fertigungslinie fertiggestellt. Während ein Hersteller von kristallinen Siliziumplatten für sein Siliziumprodukt auf externe Lieferanten angewiesen ist, produziert ein Hersteller von CdTe-Dünnschichtplatten fast alles im eigenen Haus.

Die IRA führte Steuergutschriften für die Herstellung von 7¢/WDC für Module, 4¢/WDC für Zellen, 12 $/m2 für Wafer und 3 $/kg für Solarsilizium ein.

Ein US-amerikanischer Hersteller von kristallinen Siliziumpaneelen würde 29,40 US-Dollar an Gutschriften pro 420-W-Modul erhalten.

Ein US-amerikanischer Hersteller von Dünnschichtmodulen hingegen würde 75,84 US-Dollar pro 420-W-Modul erhalten, basierend darauf, dass das Unternehmen seine Zellen und Wafer technisch gesehen selbst herstellt (SPW hat diese grobe Rechnung anhand eines Datenblatts von First Solar ermittelt).

Auf den ersten Blick haben die Hersteller von Dünnschicht-Solarmodulen einen klaren finanziellen Vorteil, wenn sie die Produktion hochfahren. Aber auch Hersteller von kristallinen Silizium-Panels erhalten Anreize, innovative Produkte mit höherer Leistung zu entwickeln und ihre fragmentierte Lieferkette ins eigene Haus zu bringen.

Beide Arten von Solarmodulherstellern wurden in die Diskussionen des Finanzausschusses des Senats über die beste Strukturierung von Krediten in der IRA einbezogen. Scott Moskowitz, leitender Direktor und Leiter für Marktinformationen, öffentliche Angelegenheiten und Marketing beim Hersteller von kristallinen Siliziummodulen Qcells North America, sagte, der Zweck der Gesetzgebung bestehe darin, in den USA hergestellte Solaranlagen unabhängig von der Art der Technologie wettbewerbsfähiger gegenüber im Ausland hergestellten Solaranlagen zu machen.

„Der Senat wollte sicherstellen, dass der Kredit ‚technologieneutral‘ ist. Wenn Sie also einen vertikal integrierten Hersteller von kristallinem Silizium-PV und einen vertikal integrierten Dünnschichthersteller hätten (auch wenn Dünnschichthersteller bereits dazu neigen, vertikal integriert zu sein), würden Sie dies tun „Es darf nicht der eine gegenüber dem anderen benachteiligt werden“, sagte er. „Es gibt keinen Hersteller, der für ein Produkt, das im Wesentlichen das Gleiche leistet, mehr Steuergutschriften erhält als ein anderer.“

Eine auf der Wattzahl basierende Gutschrift ermutigt Hersteller auch dazu, ihre Technologieleistungen zu verbessern, um mehr Gutschriften zu erhalten.

„Es schafft Anreize für Innovation“, sagte Moskowitz. „Sie erhalten pro Watt mehr Gutschrift, wenn Sie ein Panel mit höherer Wattzahl oder eine effizientere Zelle haben.“

Die Credits sind für 10 Jahre verfügbar, mit einer schrittweisen Kürzung in den späteren Jahren. Da die Inbetriebnahme einiger Fabriken einige Jahre dauern kann, werden schnell neue Anlagen und Erweiterungen angekündigt, um aus den Krediten Kapital zu schlagen. Toledo Solar, ein kleiner Hersteller von CdTe-Dünnschichtmodulen, betreibt eine 100-MW-Fabrik in Perrysburg, Ohio, und setzt auf die gesamte Palette an Produktionskrediten, die Dünnschichtunternehmen zur Verfügung stehen, um seine jährliche Kapazität auf 2,8 GW zu steigern 2028.

Bildnachweis: Toledo Solar

„[IRA-Gutschriften] ermöglichen es uns, die Herstellungskosten weiter zu senken, was für gleiche Wettbewerbsbedingungen von entscheidender Bedeutung ist“, sagte Aaron Bates, CEO von Toledo Solar. „Zweitens gibt es der Finanzwelt Vertrauen. Das ist für uns von entscheidender Bedeutung, das ist für alle von entscheidender Bedeutung. Wenn sich die Bundesregierung tatsächlich engagiert, gibt das den Finanzmärkten die Erwartung von Stabilität – dass diese Branche nicht untergeht.“ wie im Jahr 2010.

„Das sind keine kleinen Zahlen“, fuhr er fort. „Für uns reden Sie von 40 Millionen US-Dollar pro Wachstumssprung, von 100 auf 300 MW, 300 auf 600 MW usw. Bei First Solar handelt es sich um milliardenschwere Projekte. Das sind keine kleinen Unternehmungen.“

Qcells wird 170 Millionen US-Dollar für den Bau eines 1,4-GW-Solarmodulmontagewerks in Georgia ausgeben, und selbst der für Module gewährte Kredit von 7¢/WDC wird eine große Hilfe sein. Hanwha Group, die Muttergesellschaft von Qcells, plant Investitionen in alle Bereiche der Silizium-Solar-Lieferkette, sodass wir möglicherweise bald den ersten vertikal integrierten Hersteller von kristallinen Silizium-Solarmodulen des Landes sehen werden.

„Dies ist ein mehrstufiger Investitionsplan in Höhe von mehreren Milliarden Dollar. Wir müssen herausfinden, wie wir diese vollständige Wertschöpfungskette vom Polysilizium bis zum Modul aufbauen können“, sagte Moskowitz. „Die Leute in Washington wollen, dass diese Politik funktioniert. Sie wollen, dass daraus eine große Investition entsteht.“

Hersteller von Dünnschichtmodulen sehen möglicherweise einen einfacheren Weg zur Maximierung der verfügbaren Gutschriften, aber alle Hersteller in der Solarmodul-Lieferkette können von der IRA profitieren.