كتب أسامة صالح
تهيمن الصين على كل خطوة من عملية التصنيع الطويلة والمعقدة للألواح الشمسية، والتي تعد من أهم مصادر الطاقة النظيفة في العصر الحالي.
جزء من سبب هذه الهيمنة، التي بنيت على مدار عقدين من الزمن، هو أن تكلفة كل شيء من الكهرباء إلى العمالة أرخص بكثير في الصين مقارنة بأماكن مثل الولايات المتحدة أو أوروبا.
وفي الآونة الأخيرة، أصبح الحجم الهائل لعمليات تصنيع الطاقة الشمسية في الصين ميزة، لأنها تجتذب المواهب وأموال الأبحاث والأنظمة البيئية للموردين.
والآن، مع تزايد الطلب على الطاقة المتجددة، تحاول الولايات المتحدة بناء سلسلة توريد خاصة بها لتصنيع الطاقة الشمسية من الصفر تقريبا ودعم الجهود بإعانات دعم كبيرة.
هل تستطيع أمريكا مواجهة الصين في هذا المجال؟
يعد السيليكون عالي النقاء أو البولي سيليكون هو لبنة البناء الأساسية لنحو 97% من الألواح الشمسية في العالم.
في الولايات المتحدة، تكون هذه الحصة أصغر بسبب شعبية نوع آخر من الألواح المصنوعة عن طريق دهن طبقة رقيقة من المواد الكيميائية على الزجاج. ومع ذلك، فإن أكثر من ثلاثة أرباع الألواح الشمسية التي تم تركيبها في الولايات المتحدة في عام 2022 كانت مصنوعة من البولي سيليكون.
صنع هذا السيليكون هو أول خطوة كبيرة في عملية تصنيع الطاقة الشمسية، فهي القطعة الأكثر استهلاكا للطاقة ورأس المال بسبب درجات الحرارة المرتفعة والمعدات باهظة الثمن المستخدمة في التكرير.
حتى عام 2005 تقريبا، كانت شركات من الولايات المتحدة وأوروبا واليابان تهيمن على تصنيع البولي سيليكون. ومع التوسع الضخم الذي قامت به الصين واستثماراتها في مجال الطاقة الشمسية، انقلب الأمر.
وفي عام 2023، تم إنتاج ما يقرب من 91% من البولي سيليكون للألواح الشمسية في الصين، وفقا لصحيفة “وول ستريت جورنال”.
انخفاض تكلفة انتاج الطاقة الشمسية أهم ما يميز الصين
تمتد وفورات التكلفة في الصين طوال عملية الإنتاج، وتحاول الولايات المتحدة سد الفجوة من خلال حوافز إنتاجية كبيرة مرتبطة بكل مرحلة رئيسية من هذه العملية.
ويقول المصنعون إن هذا الدعم، المقدم من خلال قانون خفض التضخم في عام 2022، يجعل المصانع في الولايات المتحدة مجدية ماليا لأول مرة. لكن ليست كل أجزاء سلسلة التوريد مؤهلة للحصول على الدعم، وتقول الشركات إن التضخم وتضخم تكاليف رأس المال، إلى جانب انهيار أسعار الطاقة الشمسية الصينية، يؤدي إلى اتساع فجوة التكلفة مرة أخرى.
وفقا لبيانات من S&P Global Commodity Insights، لسنوات، كانت أسعار البولي سيليكون الصينية هي التي دفعت الأسعار في بقية سلسلة توريد الطاقة الشمسية. وكانت أسعار البولي سيليكون هذه في حالة تقلب شديد حيث مر المصنعون الصينيون بدورات من الازدهار والكساد.
في الآونة الأخيرة، حظرت الولايات المتحدة بشكل فعال استخدام معظم مادة البولي سيليكون الصينية في الألواح الشمسية المستوردة لأن الكثير منها مصنوع في منطقة شينجيانغ بغرب الصين، حيث اتهمت الولايات المتحدة السلطات الصينية بارتكاب انتهاكات لحقوق الإنسان، وهي ادعاءات بكين تنفي.
واليوم، يعتمد المشترون الأمريكيون بشكل متزايد على الألواح الشمسية التي تستخدم البولي سيليكون المصنوع خارج الصين. وهذه الإمدادات قليلة، وتبقي الأسعار في السوق الأمريكية أعلى من الأسواق الأخرى.
في الجزء التالي من العملية، يتم صهر السيليكون المستخدم في الطاقة الشمسية في أفران ثم يتم تبريده إلى بلورات كبيرة على شكل قضبان تسمى السبائك. يتم نشر السبائك إلى شرائح رفيعة تسمى الرقائق.
وتصنع الصين أكثر من 97% من سبائك ورقائق الطاقة الشمسية في العالم، وسط غياب تام للولايات المتحدة الأمريكية.
تكاليف الكهرباء
تصنيع السبائك يستهلك الكثير من الطاقة بسبب درجات الحرارة المرتفعة المستخدمة. قامت الصين ببناء العديد من المصانع في مناطق ذات طاقة رخيصة من الفحم أو محطات الطاقة الكهرومائية.
ويقع الجزء الأكبر من تصنيع الطاقة الشمسية في الصين في الأقاليم حيث تكاليف الكهرباء أقل بنحو 30% من المتوسط الصناعي العالمي.
هناك حاجة إلى الأفران، وقاطعات الرقاقات، والأسلاك المرصعة بالماس لصنع رقائق السيليكون، ويتم تصنيع معظم هذه المعدات في الصين، مما يجعلها أكثر تكلفة بالنسبة لمصنعي السبائك والرقائق الأمريكية الذين ليس لديهم العديد من الموردين المحليين.
الرمال وغيرها من المواد
يتم استخدام رمل الكوارتز عالي الجودة لإنتاج حاويات خاصة تسمى البوتقات لصهر السيليكون.
معظم الرمال المستخدمة في إنتاج السبائك تأتي من جبال الآبالاش في ولاية كارولينا الشمالية. ولكن كل هذه الكمية تقريبا يتم شحنها مباشرة إلى الصين، التي تشكل الجزء الأكبر من البوتقات في العالم.
قد يواجه صانعو البوتقات المحتملون في الولايات المتحدة صعوبة في الحصول على الرمال. ومن المحتمل أن يقوم صانعو السبائك والرقائق في الولايات المتحدة بشراء البوتقات من الصين، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف.
تصنيع خلايا الطاقة الشمسية
هذه هي المرحلة التي يصبح فيها السيليكون جهازا يمكنه تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.
وتسيطر الصين على نحو 80% من سوق الخلايا الشمسية، ويرجع هذا إلى حد كبير إلى مزايا التكلفة، ولأنها تسيطر على خطوات أخرى من سلسلة التوريد، وهو ما يسمح لها ببناء أنظمة بيئية للموردين. يقوم العديد من مصنعي الخلايا الصينيين أيضا بإنتاج الرقائق أو الألواح.
ولا يوجد في الولايات المتحدة حاليا أي مصنع للخلايا الشمسية، وقد انسحبت الشركات القليلة الأخيرة من البلاد أو أفلست خلال السنوات القليلة الماضية.
قالت العديد من الشركات إنها تخطط لبناء مصانع للخلايا الشمسية بعد إقرار قانون خفض التضخم. ومن المتوقع صدور المزيد من الإعلانات لأنه لا يتطلب قدرا كبيرا من الاستثمار الأولي مثل تصنيع السيليكون أو الرقائق.
الألواح الشمسية
تصنيع الألواح الشمسية هو عملية تجميع فعالة، تأخذ الشركات الخلايا وتصطفها بين ألواح الزجاج أو مادة أخرى، وتربطها بالأسلاك، ثم تصفيحها بالكامل وتضعها في إطار، ثم تتم إضافة الأسلاك والإلكترونيات الأخرى لتوصيل الألواح ببعضها البعض وبالنظام الكهربائي الأكبر.
هذا هو الجزء الأسهل والأقل كثافة في رأس المال في سلسلة توريد الطاقة الشمسية، والجزء الأكثر انتشارا حول العالم. وتمثل الصين 83% من إنتاج الألواح الشمسية في العالم، والولايات المتحدة أقل من 2% في عام 2023.
تكاليف العمالة
رواتب الجميع، من المهندسين إلى عمال المصانع، أقل بكثير في الصين منها في الولايات المتحدة. وتميل المصانع في الصين أيضا إلى تشغيل نوبات عمل أكثر مما هي عليه في الولايات المتحدة، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية.
ولأن الولايات المتحدة ليس لديها الكثير من تصنيع الطاقة الشمسية الآن، فإنها تحتاج إلى تدريب الكثير من قوتها العاملة من الصفر. ويمكن أن تتأخر المصانع الجديدة ويستغرق تكثيفها وقتا أطول من تلك الموجودة في الصين.
الزجاج والإطارات والأسلاك
الزجاج المتخصص هو تكلفة كبيرة أخرى للألواح الشمسية. يتم تصنيع القليل جدا حاليا في الولايات المتحدة.
يمثل الإطار المعدني المصنوع في معظم الحالات من الألومنيوم والذي يدور حول اللوحة الشمسية جزءا كبيرا من تكلفة التصنيع.
جزء آخر هو التغليف، الذي يغطي صفوف الخلايا للتأكد من بقاء كل شيء في مكانه. والولايات المتحدة لا تحقق سوى القليل من أي منهما في الوقت الحالي.
في النهاية، تستطيع الصين أن تجعل الألواح الشمسية أرخص بنسبة 44% من الولايات المتحدة، والإجابة على السؤال، هي أن الولايات المتحدة لا تستطيع كسر هيمنة الصين على سوق الألواح السمشية على الأقل في الوقت الحالي.
