La Cina ha un vantaggio nella produzione di pannelli solari grazie ai costi inferiori dei materiali, dell’elettricità e della manodopera, risultando in una differenza del 44% rispetto agli Stati Uniti.
Gli Stati Uniti sono significativamente indietro rispetto alla Cina in ogni fase del processo di produzione di energia solare, dalla produzione di polisilicio all’assemblaggio dei pannelli solari.
Gli sforzi degli Stati Uniti per imporre tariffe sulle importazioni cinesi mirano a livellare il campo di gioco, ma potrebbero comportare costi più elevati per i consumatori e ulteriori complicazioni nel raggiungere gli obiettivi di energia rinnovabile.
Polisilicio
Il blocco principale per circa il 97% dei pannelli solari nel mondo è il silicio ad alta purezza, o polisilicio. La produzione di questo silicio è il primo grande passo nel processo di produzione di energia solare. È la parte più intensiva in termini di energia e capitale a causa delle alte temperature e delle attrezzature costose utilizzate nella raffinazione.
Fino al 2005 circa, la produzione di polisilicio era dominata da aziende degli Stati Uniti, dell’Europa e del Giappone. Con l’espansione e gli investimenti della Cina nell’energia solare, la situazione è cambiata. Nel 2023, circa il 91% del polisilicio per i pannelli solari è stato prodotto in Cina.
Recentemente, gli Stati Uniti hanno effettivamente vietato l’uso della maggior parte del polisilicio cinese nei pannelli solari importati perché gran parte di esso è prodotto nella regione cinese occidentale dello Xinjiang, dove gli Stati Uniti accusano le autorità cinesi di violazioni dei diritti umani, compreso il lavoro forzato, accuse che Pechino nega.
Attualmente, gli acquirenti statunitensi si affidano sempre di più a pannelli solari che utilizzano polisilicio prodotto al di fuori della Cina. Questi approvvigionamenti sono limitati e mantengono i prezzi per il mercato statunitense più alti rispetto agli altri mercati.
Wafer e lingotti
Nella fase successiva del processo, il silicio viene fuso in fornaci e poi raffreddato in cristalli di forma cilindrica chiamati lingotti. I lingotti vengono poi tagliate in sottili fette chiamati wafer.
La Cina produce oltre il 97% dei lingotti e dei wafer del mondo.
La produzione è molto intensiva in termini di energia a causa delle alte temperature utilizzate.
La Cina ha costruito molte fabbriche in aree con energia economica da centrali a carbone o impianti idroelettrici. La maggior parte della produzione solare della Cina è nelle province dove i costi dell’elettricità sono quasi il 30% al di sotto della media industriale globale.
Sabbia e altri materiali
La sabbia di quarzo di alta qualità viene utilizzata per produrre contenitori speciali, chiamati crogioli, per fondere il silicio.
La maggior parte della sabbia del mondo utilizzata nella produzione di lingotti proviene dalle montagne degli Appalachi in North Carolina. Ma quasi tutto viene spedito direttamente in Cina, che produce la maggior parte dei crogioli del mondo.
I potenziali produttori di crogioli negli Stati Uniti potrebbero avere difficoltà a ottenere sabbia. E i potenziali produttori di wafer e lingotti negli Stati Uniti probabilmente acquisteranno i crogioli dalla Cina, aumentando i costi.
Produzione di celle
Questa è la fase in cui il silicio diventa un dispositivo in grado di convertire la luce solare in elettricità. Ci sono molti modi diversi di produrre celle solari, ma nella maggior parte di esse, i wafer vengono trattati con sostanze chimiche e incise con circuiti.
La Cina controlla circa l’80% del mercato delle celle solari, principalmente a causa dei vantaggi di costo e perché controlla altre fasi della catena di approvvigionamento, il che le consente di costruire ecosistemi di fornitori.
Attualmente, gli Stati Uniti non hanno produttori di celle solari, con gli ultimi pochi che si sono ritirati dal paese o sono falliti negli ultimi anni. Molte aziende hanno dichiarato di avere intenzione di costruire fabbriche di celle solari a seguito dell’approvazione dell’Inflation Reduction Act.
Pannelli solari
La produzione di pannelli solari è effettivamente un processo di assemblaggio. Le aziende prendono le celle e le dispongono tra fogli di vetro o altro materiale, le collegano con fili, laminano il tutto e lo collocano in una cornice. Poi vengono aggiunti fili e altri componenti elettronici per collegare i pannelli tra loro e al sistema elettrico più grande.
Questa è la parte più facile e meno intensiva in termini di capitale della catena di approvvigionamento solare, e la parte che è più diffusa in tutto il mondo. La Cina ha rappresentato l’83% della produzione mondiale di pannelli solari mentre gli Stati Uniti meno del 2% nel 2023.
