Ny ESS prosess basert på wafer fines(kerf) som råvare

Solenergi er i dag den raskest voksende energikilde globalt. Men det er fremdeles et vesentlig problem å løse: mer enn 30% av all silisium tapes i prosessen frem til ferdige solceller som spon (fines) i kutteprosesser. REC Solar Norway (tidligere Elkem Solar AS) mener nå å kunne løse denne utfordringen og bidra til vekst i selskapet og for industrien generelt. FoU prosjektet «Fines Recovery» med støtte fra IN har levert gjennombrudd som er forutsetning for industrialisering og kommersialisering av teknologien. Prosessen er testet i industrielt miljø. Prosjektet har vist at raffinering til solarkvalitet blir mulig ved å kontrollere kvaliteten på inngående materiale ved kilden (waferprodusenter). Videre, at materialet agglomereres og smeltes for videre prosessering i en forenklet versjon av REC Solar Norway sin nåværende prosess(på Fiskaa) fram til Blokker for waferproduksjon på Herøya. REC Solar Norway har på basis av Enova-støttet forprosjekt: «Ny ESS® prosess basert på wafer fines (kerf) som råvare» identifisert nødvendig underlag for investering. Det dekker tilgjengelighet og kvalitet på råvarer, logistikkstudier, prosjektering av nytt anlegg for mottak og forbehandling av materiale, interntransporter, lagring og tilpasning av nåværende smelteenheter tilsvarende en 50% overgang til finesbasert produksjon. Det gjenstår arbeid med engineering av ovner som tilser full konvertering (100%) til lavkarbon drift. Spørsmål om utfordringer koblet til kontinuerlig drift gjør at risikobildet tilknyttet industrialisering fortsatt er moderat til høy. REC Solar startet produksjonen av solar grade Si med et strømforbruk på ca 40 kWh/kg produkt og en total produksjonskapasitet på ca 4500 MT/år. April 2018-tallene viser et spesifikt energiforbruk på ca 29 kWh/kg produkt med en årlig produksjonshastighet på ca 8300 MT/år. Den nye prosessen vil lage produktet med et spesifikt energiforbruk på kun 18 kWh/kg, dvs en 36% reduksjon fra dagens nivåer. Med dagens produksjonskapasitet så tilsvarer det en reduksjon på ca 90 GWh/år. Dette samsvarer med det faktum at smelteovnen med effekt på ca 12 MW ikke skal brukes til produksjon av ESS. CFP (Carbon Footprint) av en fines-basert prosess vil også være betydelig lavere enn det som er tilfelle for dagens prosess. Omstilling til en lavkarbon prosess basert på fines vil redusere CFP fra dagens 14.3 kg CO2-eq/kg produkt til 5 kg CO2-eq/kg produkt. Også her tilsvarer dette bortfall av drift på smelteovnen.. Altså en reduksjon på ca 80000 MT CO2/år. Prosjektet har derfor potensiale for et nytt stort løft for solenergien. Lønnsomheten er avhengig av teknisk suksess, markedsmessig aksept og av forretningsmodeller som utvikles sammen med waferprodusenter som genererer fines i sin prosess. Ny forretningsmodell innebærer at salg av ESS® til kunder i Norge og globalt også innebærer retur av kerf til REC Solar i Kristiansand.

Prosjekteier

REC Solar Norway AS

Teknologileverandører

  • Eirich
  • Stein Injection Technology GMBH
  • Otto Junker
  • GWL Luoyang JuXing Kiln Co.LTD
  • IBC International handling AB
  • Multiconsult
  • Metallbygg
  • VEF

Teknologisk innovasjon

  • Prosjektet representerer en stor forbedring både når det gjelder Energiforbruk og CO2 footprint

Kompetanseutvikling

  • Rec Solar har gjennom samarbeid med nasjonale forskningssenter utviklet en unik prosess. Det er egenskapene ved denne prosessen som kombinert med kunnskap i og utenfor selskapet som nå muliggjør en stor forbedring av produksjonsprosessen for solcellesilisium.

Realisert spredning av teknologi

  • Dette prosjektet er en 1. implementering globalt

Videre utvikling og videre spredning

  • Dette prosjektet har som mål å produsere for det multikrystalinske solcellemarkedet. Prosjektet har i tillegg et potensiale for å produsere også for monomarkedet
  • Foreliggende prosjekt skal produsere ca 8400 MT/år basert på ca 12000 MT kerf. Med dagens globale produksjonstakt er det tilgjengelig ca 150000 MT med en årlig vekst på 10-20 prosent. Det er et stort potensiale for videre spredning av teknologien både internt og i samarbeid med kunder.
  • Med dagens markedsvolum er det grunnlag for 10-15 tilsvarende anlegg