BÆREKRAFTIG SOLENERGI. REC Solar Norway Fiskaa plant 8400 MT solar grade silicon capacity.

Transkript

1 BÆREKRAFTIG SOLENERGI REC Solar Norway Fiskaa plant 8400 MT solar grade silicon capacity. Torgeir Ulset June 19 th 2019

2 Innhold Verdikjeden for solenergi Miljømessig fotavtrykk ved Produksjon av solenergi Hvordan dokumentere CO 2 utslipp Hva kan vi bruke kunnskapen til 5 Neste steg for renere produksjon

3 1 Verdikjeden for solenergi produksjon REC Singapore plant GW module capcity 3

4 Produksjon av metalurgisk silisium 4

5 Polysilisiumsproduksjon ulike metoder: Source: PolySilicon ,GTM, 2014.Oct

6 Produksjons prosess: Siemens Den dominerende prosessen Høy renhet Høyt energi behov Høyt CO 2 utslipp Solid Gas Gas Solid mg-si TCS Si SiHCl 3 + H 2 Si + 3HCl

7 Produksjonsprosess: FBR Utviklet av REC Silicon I Moses lakes Kontinuerlig process Lavere energiforbruk Gas Solid SiH 4 Si + 2H 2

8 REC Solar Norway - oppgradert metalurgisk silisium Elkem Solar Silicon Silicon furnace Slag treatment Leaching Solidification Post treatment Ingot Wafer REC Solar 8

9 2. CO 2 avtrykk I verdikjeden 9

10 Globalt CO 2 utslipp fra mg-silisium produksjon Global silisiumproduksjon etter CO 2 -utslipp Source : Elkem analysis 10

11 Energibruk for ulike Polysilisium produksjonsmetoder (Kilde : REC Solar Norway analyse) TCS = TriChloroSilane STC = SiliconTetraChloride * TCS referanse er Siemens dekomponering av TCS med resirkulering av STC. ** The TCS lav har ikke gjenvinning av STC men STC blir brukt i andre prosesser f.eks. Wackers produksjon av silica produkter

12 CO 2 fotavtrykk avhenger av lokalisering og teknologi 12

13 3 Hvordan dokumenteres CO 2 utslipp?

14 Ulike metoder benyttes I Europa er det to vanlige metoder: Den Franske CRE metodikken EU Lex / lovdata regler PEFCR = Product Environmental Footprint Category rules 14

15 Resultater fra den Franske CRE utlysningen 15

16 I Frankrike endres reglene ofte LCA verdien endres også 16

17 Hvordan måle bærekraft? Livssyklus analyse (LCA) LCA er den eneste metoden som inkluderer alle aspekter ved vår miljøpåvirkning fra «krybbe-til-krybbe» LCA danner grunnlaget for såkalte Environment Product Declarations (EPD) LCA kan inkludere GHG, toksisitet, utarming av ressurser, osv. 17

18 Rammen for LCA evaluering Europeisk metode 18

19 Life cycle flow chart of ESS - Japansk metode CR-DL Certified Oct 21, 2013 Production stage Distribution stage Use and maintenance stage Disposal /recycling stage Quartz, coal, indirect materials, etc. Electricity & waters Indirect materials Not covered Crystallization (ingot & block) Transportation Transportation Transportation and storage Silicon wafer Next target for CFP V/C Cell processing Production & refining process Production of ESS Removing feedstock (Special grade critical of MG-Si) elements Refining Post treatment Solar cell Module (panel) processing Disposal Waste Special products and recycled materials ESS (Solar Grade Silicon) CFP verification & cortication this time Solar module (panel) System integration and installation (including inverters, mounting, etc.) Future target of CFP C/V (OEM base) for demonstration Packaging materials Packaging Crystalline silicon based solar system System boundary

20 LCA analysen må gjøres av en uavhengig instans. REC gjorde en full LCA I 2016 Siden den gang er mye endret; Type og opprinnelse av silisium og wafere Celleprosessen Modul type og energi innhold. Skal vi gjøre ny analyse hver gang dette endres? Til nå er ikke det opplagt Det er nice to have, men dyrt og tidkrevende De fleste kunder velger leverandør ut I fra andre kriterier 20

21 3 Hvordan kan vi bruke LCA informasjonen 21

22 Visualisering og informasjon Eksempel : Lav Carbon marking fra Japan: 14kg Elkem Solar Silicon Metallurgical route CFP 2.0g/kWh ESS CPT 6.1 days (Carbon Payback Time) CFP is paid back in 6.1 days of operation in Japan CO 2 Visualization Carbon Footprint CR-DL

23 Andre mulige anvendelser 23

24 Effekten av karbonprising: Silisum bruk pr 300 Wp modul : 1 KG USD/kg 24

25 5 Next step for lower carbon footprint 5 25

26 LIFE CYCLE ASSESSMENT OF PRODUCTION AND USE OF BIOCARBON IN THE MELTING INDUSTRY «EYDE LIFECYCLE» Methods, assumptions, scenarios and results / discussions Gaute Finstad (AT Biovarme) Per Arne Kyrkjeeide (Teknova) Christian Solli, Alexander Borg (Asplan Viak / MISA) Ronny Gløckner (for NCE Eyde) Thanks to Innovation Norway for financial support through the «EYDE LifeCycle» - project NCE

27 kg CO 2 per tonn silisium Changing from coal to biocarbon in Silicon production BENEFITS BARRIERS Global average process emissions for silicon production: Stage 1: 40% by 2030 Elkems emissions would drop by tonnes per year Stage 2: closed furnace and 100% replacement Elkem could reduce emissions by 1,3 mill tonnes per year and electricity consumption by 5TWh GLOBAL POTENTIAL IS IMMENSE Higher raw material cost from bio than from fossil sources Long term access to sustainable biomass at predictable prices No market demand for «green» silicon means investment will not be covered by increased product price Significant technological risk remains for all R&D stages towards piloting and commercialisation High costs for near-industrial size pilots (TRL 6-8) 27

28 Recycling of waste heat makes the production process more energy effective Elkem Thamshavn District heating, exhaust gas boiler and turbine for el. production 195 GWh Elkem Chicoutimi, Canada Delivers energy in the form of steam to nearby aluminium plant 190 GWh Elkem Bjølvefossen District heating, exhaust gas boiler and turbine for el. production 200 GWh Elkem Bremanger District heating 8 GWh Elkem Salten District heating 35 GWh 628 GWh recycled annually Energy saved equivalent to yearly power consumption of: 30,000 Norwegian households 125,000 European households 315,000 Chinese households 28

29 REC Solar Norway circular by design ELKEM SOLAR SILICON (ESS) ELKEM SOLAR FISKAA ELKEM SOLAR HERØYA Silicon Slag treatment Leaching Solidification Post treatment Ingot(Blokk) solidification Cut-offs Other sources REC Solar Singapore REC Solar Singapore REC Solar Singapore

30 «Changing the world» 40% = tonn av all silisium som går til solcelleproduksjon kuttes til finstoff / støv Elkem Solar har lykkes i å ta tilbake støvet og lage mer solcellerent silisium!!!

31 Bruk av Silicon KERF som råstoff for ESS Prosjekt P5: Benytte wafer-fines (kerf) som råmateriale for produksjon av ESS Miljøpåvirkning: o Prosjektet vil redusere energiforbruket med ytterligere 1/3 og CO 2 -fotavtrykk med 2/3 o CO 2 -fotavtrykk vil bli ca 1/30 sammenlignet med Siemens-prosessen Energiforbruk CO 2 -fotavtrykk

32 2 REC Singapore manufacturing and R&D center REC Cell Plant mc-si cell type 8 cell lines 8 operators/line REC Wafer Plant P-type multi-crystalline 2 wafer factories, 30 operators/factory N-Peak Cell Fab Industry 4.0 New cell capacity 600 MW REC Module Plant 6 Module lines Highly automated assembly 25 operators/line Production Capacity 1.6 GW 146k sqm of production space Energy Monitoring Center R&D laboratories Global field monitoring

33