A napelemek akár 25 százalékkal drágábbak lehetnének 2030-ban, ha ellehetetlenül a globalizált gyártásuk, ami még nehezebbé tenné a párizsi éghajlatvédelmi egyezmény klímacéljainak elérését – állítja egy, a Nature-ben szerda délután közölt kutatás.

John Paul Helveston, a washingtoni George Washington Egyetem rendszermérnöki tanszékének kutatója és kollégái szerint a globalizált napelemgyártás 67 milliárd dollárnyi telepítési költséget spórolhatott meg az elmúlt években az Egyesült Államoknak, Németországnak és Kínának. Ez az első olyan vizsgálat, amely konkrétan megbecsülte, hogy a hazai gyártáshoz képest mekkora megtakarítások érhetők el a globalizált ellátási láncok segítségével a napelemgyártásban.

A globális felmelegedés 2 fok alatt tartásához a megújuló energiaforrások példátlanul gyors és széleskörű telepítésére van szükség a kutatók szerint. Eredményeik arra utalnak, hogy ehhez előnyösebbek lehetnek a globálisan integrált ellátási láncok, még ha más érvek a hazai gyártás mellett is szólnak.

A tanulmány a kínai napelemekre kivetett amerikai és európai uniós vámok, valamint az amerikai gyártás felpörgetését célzó kormányzati döntések után jelent meg, egy olyan időszakban, amikor tovább fokozódik az Egyesült Államok és Kína közt zajló stratégiai versengés. Ennek legújabb állomása az október elején indított amerikai chipháború, amely jelentősen visszavetheti Kína chipgyártását és szuperszámítógépeinek fejlesztését.

Megnézték, mi lett volna az elmúlt évtizedben, ha nincs globalizált napelemgyártás

A fotovoltaikus napelemek ára az elmúlt 40 évben több mint százszorosan csökkent, írják a kutatók tanulmányukban. Csak az előző évtizedben, 2010 és 2021 között az újonnan felépített naperőművek által előállított energia költségének globális átlaga 88 százalékkal csökkent, így a napenergia a szakemberek szerint bizonyos helyeken olcsóbb lett, mint a fosszilis tüzelőanyagokkal végzett energiatermelés. Ugyanakkor a kutatók szerint további árcsökkenésre van szükség a klímacélok eléréséhez, főleg azokon a területeken, ahol a fosszilis energiaforrások még mindig olcsóbbak.

A napelemek költségének zuhanása nem volt mentes a vitáktól, mivel a tömeggyártás kiszélesítésében és a technológia olcsóbbá válásában Kína játszotta a legnagyobb szerepet. Az ország a 2021-es globális termelés hozzávetőleg 78 százalékáért felelt, amit más országok kompetitív veszélynek tekintenek, és a termelés koncentrációját a kínai kormány igazságtalan kereskedelmi gyakorlatának és iparpolitikájának tudják be.

Az Egyesült Államok és az Európai Unió erre korábban úgy válaszolt, hogy jelentős vámokat vetett ki a napelemek Kínából történő behozatalára, majd 2022 júniusában a Biden-kormányzat a katonai termelési törvény (Defense Production Act) segítségével elkezdte felgyorsítani a fotovoltaikus napelemek amerikai gyártását. A kutatók szerint a tőke szabad áramlása, a kínai kutatókkal végzett nemzetközi kollaborációk és a nemzetközi laboratóriumok licenszelt innovációi nélkülözhetetlenek voltak a kínai napelemipar felemelkedéséhez, most pedig mindhárom gyakorlat egyre jobban az amerikai és más kormányzatok vizsgálódásai alatt áll.

Helvestonék úgy látják, hogy a nemzetközi klímapolitikának és a megújuló energia telepítésének egyre inkább két út, a globális ellátási láncok megtartása vagy a hazai technológiai fejlesztés és gyártás közül kell választania. Emiatt vizsgálatukkal azt kívánták megnézni, hogy a két irány milyen eltérő hatásokkal járhat a napelemek további elterjedésére. Ehhez összegyűjtötték az amerikai, kínai és németországi napelem-telepítés komponensekre és a gyártáshoz szükséges anyagokra vetített költségét, valamint a kapacitás növekedésének történetét 2006 és 2010 között. Az adatok elemzéséhez két tanulási modellt fejlesztettek, amivel a különböző forgatókönyvek esetén megbecsülték a napelemgyártás tanulási görbéjét –ez lényegében a gyártási folyamat fejlődését fejezi ki az eltelt idő alatt, a tanulásnak, tapasztalatszerzésnek és a felgyülemlett szakértelemnek köszönhetően.

A kutatók a modellekkel összehasonlították, hogy a különböző tanulási rátájú globális és hazai gyártási forgatókönyvek milyen eltérő árakat eredményeztek volna a múltban, és milyeneket alakítanának ki a jövőben. Míg előbbi a valós történeti piaci körülmények közti tanulási rátát adja meg, addig az utóbbi egy fokozatos átállást vesz alapul a hazai gyártásra 10 év alatt, mindhárom országban. A vizsgálat indoklásuk szerint azért a fotovoltaikus modulokra fókuszál, mert a rendszerek telepítési költségének ez teszi ki a 20-40 százalékát, más kiadások pedig nehezebben hasonlíthatók össze az egyes országok között.

Kiderült, hogy ha mindhárom ország 10 év alatt hazai gyártásra áll át változatlan telepítési gyorsaság mellett, akkor a napelemek ára Kínában 54 százalékkal, Németországban 83 százalékkal, az Egyesült Államokban pedig 107 százalékkal lett volna magasabb. Ebből következően a globalizált gyártás 2008 és 2020 között Kínának 36, Németországnak 7, az Egyesült Államoknak pedig 24 milliárd dollárt spórolt meg.

Valamilyen szinten mindenképpen fenn kell tartani a globális ellátási láncokat

Azt is megvizsgálták, mi történne, ha a jelenlegi trendeknek megfelelően az országok a helyi termelést helyezik előtérbe a közeljövőben. Ehhez a kutatók 2030-ig jelezték előre a napelemek árának változását, és a 2020-as árakból indultak ki. Ismét egy-egy globális ellátási láncú és hazai gyártással számoló forgatókönyvet, valamint gyorsított, és konstans kapacitásnövekedést vizsgáltak.

Az előrejelzések azt mutatják, hogy az évtized végére a napelemek ára teljesen hazai gyártás esetén 25 százalékkal megemelkedne mindhárom országban, legalábbis amennyiben a klímacélok eléréséhez gyorsabban fokozódik a napelemek gyártása és telepítése. Az Egyesült Államokban így kilowattonként 221 helyett 276 dollárba, Kínában 135 helyett 162-be, Németországban pedig 262 helyett 320-ba kerülnének. Így a 2020-2030 közötti megtakarítás a három országban akár 36 milliárd dollár is lehet.

Ha a kapacitásnövekedés a mostanihoz hasonló marad, a költségek még úgy is 20 százalékkal emelkedhetnek. A kutatók úgy vélik, hogy eredményeik kiterjeszthetők lehetnek más megújuló energiaforrásokra és technológiákra, például szélerőművekre vagy elektromos járművekre is. A szélerőműveknek szerintük különösen globálisan integrált ellátási lánca van, így a teljesen hazai gyártás elérése még súlyosabb költségekkel járhat, mint a napelemeknél.

Eredményeik tükrében a szakemberek szerint a belföldi napelemgyártási munkahelyek elvesztése nem feltétlenül jó indok a hazai gyártás felpörgetésére. Ennek az az oka, hogy a rendszerek telepítése tízszer annyi munkahelyet tart fenn például az USA-ban, mint amennyi a gyártásban lenne, és ezeket a magasabb árak veszélyeztethetik.

Ennek ellenére úgy látják, vannak reális indokok arra, hogy ne néhány országba koncentrálódjon egy kritikusan fontos ellátási lánc, amelynek zavarai jelentkezhetnek természeti katasztrófák vagy katonai konfliktusok esetén, valamint súlyos etikai problémákat is felvethet – például, ha kényszermunka kerül a folyamatba. A kutatók szerint a megoldást az irányított diverzifikáció jelentheti, de a klímacélok betartása érdekében modelljeik azt sugallják, hogy valamilyen szinten mindenképpen szükség lenne a globális ellátási láncok fenntartására.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: