La Cina attualmente domina la supply chain del solare
La capacità di produzione globale del solare fotovoltaico si è spostata sempre più dall’Europa, dal Giappone e dagli Stati Uniti alla Cina nell’ultimo decennio. La Cina ha investito oltre 50 miliardi di dollari in nuova capacità di produzione fotovoltaica – dieci volte più dell’Europa – e dal 2011 ha creato oltre 300.000 posti di lavoro nel settore manifatturiero lungo la “catena di valore” del fotovoltaico.
Oggi, la quota cinese in tutti gli step della catena di fornitura dei pannelli solari (come come polisilicio, lingotti, wafer, celle e moduli) supera l’80%. Inoltre, il paese ospita i 10 principali fornitori mondiali di apparecchiature per la produzione di impianti solari fotovoltaici. La Cina è stata determinante nel ridurre i costi in tutto il mondo per il solare fotovoltaico, con molteplici vantaggi per le transizioni verso l’energia pulita. Allo stesso tempo, il livello di concentrazione geografica nelle catene di approvvigionamento globali, crea anche potenziali sfide che i governi devono affrontare.
Le politiche del governo in Cina hanno plasmato l’offerta globale, la domanda e il prezzo del solare fotovoltaico, nell’ultimo decennio. Le politiche industriali cinesi, incentrate sul solare fotovoltaico come settore strategico e sulla crescente domanda interna, hanno consentito economie di scala e sostenuto l’innovazione continua lungo tutta la catena di approvvigionamento. Queste politiche hanno contribuito a un calo dei costi di oltre l’80%, aiutando il fotovoltaico solare a diventare la tecnologia di generazione di elettricità più conveniente in molte parti del mondo. Tuttavia, hanno anche portato a squilibri tra domanda e offerta nella catena di approvvigionamento del fotovoltaico. La capacità globale di produrre wafer e celle, che sono elementi chiave del solare fotovoltaico, e di assemblarli in pannelli solari (più propriamente chiamati moduli), ha superato la domanda di almeno il 100% alla fine del 2021. Al contrario, la produzione di polisilicio, il materiale chiave per il solare fotovoltaico, è attualmente un collo di bottiglia in una catena di approvvigionamento altrimenti in eccesso. Ciò ha portato a forniture globali limitate e a una quadruplicazione dei prezzi del polisilicio nell’ultimo anno.
I prodotti solari fotovoltaici sono un’importante export per la Cina. Nel 2021, il valore delle esportazioni solari fotovoltaiche cinesi ha superato i 30 miliardi di dollari, quasi il 7% dell’eccedenza commerciale cinese negli ultimi cinque anni. Inoltre, gli investimenti cinesi in Malesia e Vietnam hanno anche reso questi paesi i principali esportatori di prodotti fotovoltaici, rappresentando rispettivamente circa il 10% e il 5% delle loro eccedenze commerciali dal 2017. Il valore totale del commercio mondiale relativo al fotovoltaico, inclusi polisilicio, wafer , celle e moduli – ha superato i 40 miliardi di dollari nel 2021, con un aumento di oltre il 70% rispetto al 2020.
Oggi, la produzione solare fotovoltaica ad alta intensità di elettricità è per lo più alimentata da combustibili fossili, ma i pannelli solari devono funzionare solo per 4-8 mesi per compensare le loro emissioni di produzione. Questo periodo di ammortamento si confronta con la durata media del pannello solare di circa 25-30 anni. L’elettricità fornisce l’80% dell’energia totale utilizzata nella produzione del solare fotovoltaico, con la maggior parte consumata dalla produzione di polisilicio, lingotti e wafer perché richiedono calore a temperature elevate e precise. Oggi, il carbone genera oltre il 60% dell’elettricità utilizzata per la produzione mondiale di energia solare fotovoltaica, significativamente più della sua quota nella produzione di energia globale (36%). Ciò è in gran parte dovuto al fatto che la produzione fotovoltaica è concentrata in Cina, principalmente nelle province di Xinjiang e Jiangsu, dove il carbone rappresenta oltre il 75% della fornitura elettrica annuale e beneficia di tariffe governative favorevoli.
La continua innovazione guidata dalla Cina ha dimezzato l’intensità delle emissioni della produzione solare fotovoltaica dal 2011. Questo è il risultato di un uso più efficiente di materiali ed energia e di una maggiore produzione di elettricità a basse emissioni di carbonio. Nonostante questi miglioramenti, le emissioni assolute di anidride carbonica (CO2) dalla produzione del solare fotovoltaico sono quasi quadruplicate in tutto il mondo dal 2011 con l’espansione della produzione in Cina. Tuttavia, la produzione di energia solare fotovoltaica ha rappresentato solo lo 0,15% delle emissioni globali di CO2 legate all’energia nel 2021. Con la decarbonizzazione dei sistemi energetici in tutto il mondo, l’impronta di carbonio della produzione fotovoltaica dovrebbe ridursi di conseguenza. Il trasporto di prodotti FV rappresenta solo il 3% delle emissioni FV totali.
La concentrazione delle catene di approvvigionamento del fotovoltaico porta vulnerabilità, ponendo potenziali sfide per la transizione energetica
Il raggiungimento degli obiettivi internazionali in materia di energia e clima richiede che l’implementazione globale del solare fotovoltaico cresca su una scala senza precedenti. Ciò a sua volta richiede un’ulteriore importante espansione della capacità manifatturiera, sollevando preoccupazioni sulla capacità del mondo di sviluppare rapidamente catene di approvvigionamento resilienti. Le aggiunte annuali di capacità solare fotovoltaica devono più che quadruplicare: 630 gigawatt (GW) entro il 2030, per essere in linea con la Roadmap dell’IEA verso emissioni nette zero entro il 2050. La capacità di produzione globale di polisilicio, lingotti, wafer, celle e moduli dovrebbe aumentare del doppio entro il 2030 rispetto ai livelli odierni. Mentre i paesi accelerano i loro sforzi per ridurre le emissioni, devono garantire che la loro transizione verso un sistema energetico sostenibile sia basata su basi sicure. Affinché le catene di approvvigionamento del solare fotovoltaico siano in grado di soddisfare i requisiti di un percorso net zero, dovranno essere ampliate in modo da garantire che siano resilienti, convenienti e sostenibili.
Il mondo si affiderà quasi completamente alla Cina per la fornitura di elementi chiave per la produzione di pannelli solari fino al 2025. Sulla base della capacità di produzione in costruzione, la quota cinese della produzione globale di polisilicio, lingotti e wafer raggiungerà presto quasi il 95%. Oggi, la provincia cinese dello Xinjiang rappresenta il 40% della produzione mondiale di polisilicio. Inoltre, uno su sette pannelli prodotti nel mondo, viene prodotto da un unico stabilimento. Questo livello di concentrazione in qualsiasi catena di approvvigionamento globale rappresenterebbe una notevole vulnerabilità; il solare fotovoltaico non fa eccezione.
La domanda di minerali critici da parte del solare fotovoltaico aumenterà rapidamente in un percorso verso emissioni nette zero. La produzione di molti minerali chiave utilizzati nel fotovoltaico è altamente concentrata, con la Cina che gioca un ruolo dominante. Nonostante i miglioramenti nell’utilizzo dei materiali in modo più efficiente, la domanda di minerali da parte dell’industria fotovoltaica è destinata a crescere in modo significativo. Nella Roadmap dell’IEA verso emissioni nette zero entro il 2050, ad esempio, la domanda di argento per la produzione di energia solare fotovoltaica nel 2030 potrebbe superare il 30% della produzione globale di argento totale nel 2020, rispetto al 10% circa di oggi. Questa rapida crescita, combinata con lunghi tempi di consegna per i progetti minerari, aumenta il rischio di discrepanze tra domanda e offerta, che possono portare ad aumenti dei costi e carenze di approvvigionamento.
La sostenibilità finanziaria a lungo termine del settore manifatturiero del solare fotovoltaico è fondamentale per la transizione verso un’energia pulita rapida ed economicamente vantaggiosa. La redditività netta del settore del solare fotovoltaico per tutti i segmenti della catena di approvvigionamento è stata volatile, provocando diversi fallimenti nonostante il sostegno delle politiche governative. Il rischio di fallimento e la bassa redditività potrebbero rallentare il ritmo della transizione se le aziende non sono disposte a investire a causa dei bassi rendimenti o non sono in grado di resistere a cambiamenti improvvisi delle condizioni di mercato.
Le restrizioni commerciali in aumento, maggiorano il rischio di una diffusione più lenta del solare fotovoltaico. Poiché il commercio è fondamentale per fornire i diversi materiali necessari per realizzare pannelli solari e consegnarli ai mercati finali, le catene di approvvigionamento sono vulnerabili ai rischi della politica commerciale. Dal 2011, il numero di dazi antidumping, compensativi e all’importazione, applicati a parti della catena di approvvigionamento del solare fotovoltaico, è aumentato da una sola tassa di importazione a 16 dazi e tasse di importazione, con 8 politiche aggiuntive allo studio. Complessivamente, queste misure coprono il 15% della domanda globale al di fuori della Cina.
la diversificazione può ridurre le vulnerabilità della catena di approvvigionamento e offrire opportunità economiche e ambientali
Le recenti interruzioni hanno sollevato importanti interrogativi sulla catena di approvvigionamento. La crisi del Covid-19, i prezzi record delle materie prime e l’invasione russa dell’Ucraina hanno concentrato l’attenzione sull’elevata dipendenza di molti paesi dalle importazioni di energia, materie prime e beni manifatturieri che sono fondamentali per la sicurezza dell’approvvigionamento. I paesi possono migliorare la resilienza investendo per diversificare la produzione e le importazioni.
Nuovi impianti di produzione solare fotovoltaico lungo la catena di approvvigionamento potrebbero attrarre investimenti per 120 miliardi di dollari entro il 2030. I livelli di investimento annuali devono raddoppiare lungo tutta la catena di approvvigionamento. Settori critici come polisilicio, lingotti e wafer attirerebbero la maggior parte degli investimenti per sostenere la domanda crescente.
L’industria del solare fotovoltaico potrebbe creare 1 300 posti di lavoro nel settore manifatturiero per ogni gigawatt di capacità di produzione. Il settore del solare fotovoltaico ha il potenziale per raddoppiare il numero di posti di lavoro nella produzione diretta fino a 1 milione entro il 2030. I segmenti più ad alta intensità di lavoro lungo la catena di approvvigionamento del fotovoltaico sono la produzione di moduli e celle. Nell’ultimo decennio, tuttavia, l’uso dell’automazione e dei veicoli a guida automatizzata ha aumentato la produttività del lavoro, riducendo così l’intensità del lavoro.
La diversificazione delle catene di approvvigionamento e la decarbonizzazione del settore energetico potrebbero ridurre rapidamente le emissioni di produzione del solare fotovoltaico. La produzione nazionale può ridurre le emissioni di CO2 della produzione se il mix di elettricità locale è meno “legato al carbonio” rispetto al paese esportatore. L’Europa detiene il potenziale più alto, date le quote considerevoli di rinnovabili e nucleare nei suoi mix energetici, seguita dai paesi dell’America Latina e dell’Africa subsahariana che hanno una forte produzione idroelettrica.
Diversificare le catene di approvvigionamento del solare fotovoltaico richiederà di affrontare le sfide chiave
Attualmente, la competitività in termini di costi della produzione solare fotovoltaica esistente è una sfida chiave per la diversificazione delle catene di approvvigionamento. La Cina è il luogo più competitivo in termini di costi per la produzione di tutti i componenti della catena di approvvigionamento del solare fotovoltaico. I costi in Cina sono inferiori del 10% rispetto all’India, del 20% in meno rispetto agli Stati Uniti e del 35% in meno rispetto all’Europa. Le grandi variazioni di energia, manodopera, investimenti e costi generali spiegano queste differenze. Tuttavia, in assenza di incentivi finanziari e sostegno alla produzione, la bancabilità dei progetti di produzione al di fuori dell’assemblaggio dei pannelli rimane limitata al di fuori della Cina e di pochi paesi del sud-est asiatico.
L’elettricità a basso costo è fondamentale per la competitività dei principali pilastri della filiera del solare fotovoltaico. La diversificazione della produzione di polisilicio ad alta concentrazione, lingotti e wafer fornirebbe vantaggi in termini di sicurezza dell’approvvigionamento. L’elettricità rappresenta oltre il 40% dei costi di produzione per il polisilicio e quasi il 20% per lingotti e wafer. Circa l’80% dell’elettricità coinvolta nella produzione di polisilicio oggi viene consumata nelle province cinesi a un prezzo medio dell’elettricità di circa 75 USD per megawattora (MWh). Questo è quasi il 30% al di sotto della media dei prezzi industriali globali. Il mantenimento della competitività in questi segmenti richiede che i produttori abbiano accesso a costi dell’elettricità comparabili o inferiori.
Costruire la produzione di energia solare fotovoltaica attorno a distretti industriali a basse emissioni di carbonio può sbloccare i vantaggi delle economie di scala
I produttori di pannelli solari possono anche utilizzare i loro prodotti per generare la propria elettricità rinnovabile in loco, riducendo così sia le bollette che le emissioni. La produzione solare ad alta intensità di elettricità potrebbe essere situata vicino a cluster industriali emergenti (ad esempio idrogeno basato su fonti rinnovabili), consentendo loro di beneficiare di elettricità rinnovabile competitiva in termini di costi. Nel frattempo, le economie di scala e l’integrazione verticale della produzione possono ridurre i costi variabili e aumentare ulteriormente la competitività.
Il riciclaggio dei pannelli solari fotovoltaici offre vantaggi ambientali, sociali ed economici migliorando al contempo la sicurezza dell’approvvigionamento a lungo termine. Se i pannelli fossero raccolti sistematicamente alla fine del loro ciclo di vita, le forniture derivanti dal loro riciclaggio potrebbero soddisfare oltre il 20% della domanda dell’industria solare fotovoltaica di alluminio, rame, vetro, silicio e quasi il 70% di argento tra il 2040 e il 2050, nella Roadmap dell’AIE per Emissioni net zero entro il 2050. Tuttavia, i processi di riciclaggio del fotovoltaico esistenti faticano a generare entrate sufficienti dai materiali recuperati per coprire i costi del processo di riciclaggio.
Le politiche del governo sono vitali per costruire una catena di approvvigionamento del fotovoltaico più sicura
I prezzi elevati delle materie prime e le strozzature della catena di approvvigionamento hanno portato a un aumento di circa il 20% dei prezzi dei pannelli solari nell’ultimo anno. Queste sfide hanno portato a ritardi nelle consegne di pannelli solari in tutto il mondo. A livello globale, le politiche a sostegno del solare fotovoltaico fino ad oggi si sono concentrate principalmente sull’aumento della domanda e sulla riduzione dei costi. Tuttavia, sono necessarie anche catene di approvvigionamento resilienti e sostenibili per garantire la consegna tempestiva ed economica di pannelli solari in tutto il mondo. I governi devono quindi rivolgere la loro attenzione a garantire la sicurezza delle forniture solari fotovoltaiche come parte integrante delle transizioni di energia pulita. I paesi dovrebbero prendere in considerazione la valutazione delle vulnerabilità e dei rischi della catena di approvvigionamento del fotovoltaico nazionale e lo sviluppo di strategie e azioni per affrontarli.
le cinque aree di azione politica chiave dell’AIE per garantire la sicurezza dell’approvvigionamento solare fotovoltaico
Diversificare la produzione e le forniture di materie prime
- Spostare la diversificazione della catena di approvvigionamento del solare fotovoltaico in alto nell’agenda politica come parte integrante del progresso delle transizioni di energia pulita.
- Considerare l’elaborazione di una politica industriale mantenendo l’impegno per i principi di mercati aperti e trasparenti ed evitando gli ostacoli al commercio.
- Prendi in considerazione l’integrazione di impianti di produzione solare fotovoltaico in distretti industriali, vicino a impianti tradizionali ad alta intensità energetica o altri grandi consumatori di elettricità rinnovabile (idrogeno verde o consorzi di acciaio verde) per aiutare la domanda aggregata.
- Diversificare le rotte di importazione delle materie prime e del fotovoltaico per ridurre le vulnerabilità della catena di approvvigionamento.
Investimento senza rischio
- Facilitare gli investimenti nella produzione, ad es. attraverso politiche finanziarie e fiscali e altre misure per ridurre il rischio degli investimenti nella produzione fotovoltaica.
- Personalizzare le politiche di supporto della domanda (ad es. aste) al fine di tenere conto della sostenibilità finanziaria a lungo termine nei segmenti della catena di approvvigionamento del solare fotovoltaico.
- Incoraggiare le collaborazioni pubblico-privato, ad es. coinvolgendo istituti di ricerca e laboratori e finanziamenti pubblici per l’energia pulita per catalizzare gli investimenti privati.
Garantire la sostenibilità ambientale e sociale
- Rafforzare la cooperazione internazionale sulla creazione di standard chiari e trasparenti, tenendo conto dei criteri di sostenibilità ambientale e sociale.
- Concentrarsi sullo sviluppo delle competenze, sulla protezione dei lavoratori e sull’inclusione sociale lungo la filiera del solare fotovoltaico. Adottare politiche che promuovano standard occupazionali e trasparenza al fine di contribuire a migliorare le condizioni di lavoro.
- Garantire che gli impianti di produzione fotovoltaici adottino pratiche di produzione a basse emissioni di carbonio ed efficienti dal punto di vista dei materiali.
Continuare a promuovere l’innovazione
- Espandere i fondi di ricerca e sviluppo con l’obiettivo di migliorare ulteriormente l’efficienza di conversione delle celle solari e ridurre l’uso e i costi delle materie prime.
- Promuovere l’innovazione tecnologica nei processi di produzione che riducano l’intensità del materiale, in particolare per i minerali critici come l’argento e il rame.
Sviluppare e rafforzare le capacità di riciclo
- Implementare quadri normativi completi per definire le responsabilità delle parti interessate e stabilire requisiti minimi per la raccolta e il riciclaggio.
- Supportare gli sforzi di sviluppo tecnologico che migliorano la progettazione dei pannelli solari fotovoltaici per il riciclaggio, il riutilizzo e una maggiore durata.
