Благодаря ему, на земле есть так необходимые всему кислород и углекислый газ, поддерживаются температура и влажность на уровне, нужном для жизни. Сегодня в мире технологий очень важно научиться самым эффективным образом использовать льющиеся из Вселенной солнечные лучи, преобразуя их в электрическую энергию.  И уходя от сжигания топлив, оберегать природу. У нас в России этим занимаются в Чебоксарах. Всё ли получается?

 

― Игорь Степанович, расскажите, с чего начался Ваш путь, почему Вы решили заняться развитием альтернативной энергетики в России? 

― Не могу сказать, что это случайность или совпадение. Моя трудовая биография всегда была связана с реальным сектором. В 1998 году я пришел на работу в компанию ЗАО «Кремний» ― это производитель высококачественного кремния, который в дальнейшем может использоваться в производстве поликремния для фотовольтаики. После этого работал в цветной металлургии, затем в группе компаний «Ренова», и уже там мне доверили строительство первого завода по производству солнечных модулей. В основе солнечного модуля ― тот же кремний, а интерес к промышленным сферам применения кремния у меня был всегда. С точки зрения технологий фотовольтаика очень сильно отличается от традиционного российского производства ― совершенно другое оборудование, другие технологические процессы, другие принципы управления и уровень наукоёмкости. Коллеги, которые приезжают к нам на завод, иногда не верят, что это ― в России.

― Для чего же, на Ваш взгляд, России, стране, далеко не бедной ресурсами,
необходим вклад в такого рода непростое производство?

― Российская программа поддержки ВИЭ существенно отличается от того, что имеется в Европе или США. У нас в первую очередь ставку сделали на развитие и поддержку производственных компетенций. Требования по локализации крупных сетевых станций обеспечили появление в России первых современных производств, загрузку промышленности, налоговые отчисления и рабочие места. Но самое главное ― у страны появились технологические компетенции, которые позволяют ей конкурировать с крупнейшими мировыми производителями тех же солнечных модулей. Сегодня в России производят солнечные модули с КПД ячейки более 22% ― это один из лучших показателей в серийном производстве в мире.

 

 

Само по себе производство не может развиваться в отрыве от того, что происходит в мире, поэтому наша задача сегодня ― встроить российскую отрасль ВИЭ в глобальную экономику, обеспечить не просто трансфер технологий, но их развитие. А потенциал у ВИЭ огромный ― с учётом снижения стоимости технологий и роста их эффективности, плюс по темпам роста, возобновляемая энергетика сегодня растёт на 20–30% ежегодно, в отличие от углеводородной. Когда говорят про богатство ресурсами, то очень показателен один простой пример: если та же Германия, которая сегодня закупает российский газ, доведет уровень ВИЭ в энергобалансе до 60–80%, то кто будет покупать этот газ?

Компенсировать выпадающие доходы в результате снижения цен на углеводороды можно и нужно за счёт высокотехнологичного экспорта. Кроме того, если посмотреть на планы по развитию ВИЭ у всех ключевых стран ― экспортёров нефти, то минимальная задача стоит по доведению доли ВИЭ в энергобалансе до 20–30%. Почему ― если у них есть ресурсы? Тоже понимают, что необходимо управлять рисками и диверсифицировать экспорт в условиях снижения спроса на нефтепродукты. В первом квартале 2017 года мы завершили модернизацию завода и приступили к производству модулей по гетероструктурной технологии ― сегодня мы выпускаем 160 МВт ежегодно. Но для того, чтобы конкурировать на мировых рынках, нужно не только повышать эффективность, но и снижать издержки. А это возможно в первую очередь при расширении масштабов производства, оптимизации цепочек поставок, постоянных технологических улучшениях, поэтому мы, не останавливаясь, начали модернизацию 2.0 ― планируем уже в следующем году выйти на производственную мощность в 250 МВт.

― Ваша компания построила первый в России завод полного цикла по производству солнечных модулей в Новочебоксарске и первую солнечную электростанцию промышленного масштаба. Как вы начинали это производство и что представляет собой ваша солнечная электростанция?

― Честно говоря, начинать было тяжело. Причём не столько технологически, сколько организационно ― производств такого уровня в России не было в принципе, соответственно, не было и требований к ним. Ростехнадзор не знал, к какому классу нас относить, таможня не знала, как оформлять ввозимое оборудование, очень многое приходилось создавать буквально с нуля. Кроме того, завод — это очень сложный инженерный объект. Несмотря на относительно небольшой объём потребления ресурсов, у нас присутствуют практически все основные инженерные системы. У нас сложное газовое хозяйство, где основные технологические газы ― моносилан и трифторид азота, простые чистые газы ― азот, кислород, аргон; водородные смеси ― все электронного качества.

 

На площадке завода установлены водородные электролизеры, создана сложнейшая система вентиляции, обеспечивающая чистоту помещений ИСО 7, ИСО 8. Есть холодильная станция, подстанция, компрессорная станция. И главное, у нас есть набор технологического оборудования, позволяющий быстро маневрировать в условиях изменяющейся внешней рыночной среды. На строительство и ввод в эксплуатацию завода ушло 4 года. На полную проектную мощность он вышел в феврале 2015 года.

Строить солнечные электростанции мы начали раньше ― первая СЭС была введена в эксплуатацию в Республике Алтай в селе Кош-Агач в 2014 году. И если производство солнечных модулей ― сложный технологический процесс, то относительно несложный процесс строительства солнечных электростанций это частично компенсирует. К примеру, среднее проектное время строительства одной солнечной электростанции составляет три месяца с момента завершения всех процедур оформления. Это касается и земельного участка, и согласования технического присоединения, так как наши станции отдают выработанную электроэнергию в магистральную сеть. То есть за три месяца можно построить полноценный энергообъект. Для сравнения ― строительство обычной ТЭЦ занимает порядка трёх лет, если учитывать сроки производства турбины. Скорость и гибкость ― это одно из ключевых преимуществ возобновляемой энергетики.

 

 

― Что же позволяет вашей продукции оставаться конкурентоспособной, а производству развиваться и не отставать от технологически развитых стран в нынешний период санкций и экономической нестабильности?

― Мы с самого начала поняли, что строить завод без собственного научно-технического центра бессмысленно ― фотовольтаика развивается с такой скоростью, что технология может устареть ещё до окончания строительства производства. Поэтому перед нашим научно-техническим центром, который мы открыли в 2010 году (на несколько лет раньше завода), изначально была поставлена задача по тестированию новых материалов и рецептур, повышению эффективности первичной технологии и разработке новых.

Сегодня мы видим, что инвестиции в науку окупились ― именно благодаря разработке наших учёных, нам удалось менее чем за год полностью модернизировать производственную линию и перейти к производству гетероструктурных солнечных модулей. При этом, благодаря работе наших учёных мы сохранили до 80% ранее установленного дорогостоящего оборудования и, таким образом, сократили затраты на модернизацию.

― Изготовление солнечных модулей на вашем предприятии похоже на сборочный конвейер.

― У нас завод полного цикла, а не просто линия по сборке, то есть в его основу заложен самый высокотехнологичный процесс. Производство фотоэлектрической ячейки, которая является «сердцем» модуля, тоже происходит на заводе. Сначала пластины кристаллического кремния поступают на участок входного контроля. Пройдя контроль, они автоматически загружаются в кассеты и подаются на участок химической обработки. На участке жидкой химии удаляются нарушенные при резке пластин слои, и для максимального поглощения солнечного света пластина текстурируется. Этот процесс происходит в специальных ваннах с раствором щелочи при температуре 85°С. Далее ячейки поступают на линию автоматизации и с помощью специальных паллет, разработанных научно-техническим центром «Хевел», загружаются в плазмохимический реактор для формирования гетероперехода.

После создания гетероструктуры пластины подаются на участок формирования антиотражающего и металлических контактных слоев. Здесь на них наносятся проводящие слои, и они приобретают оттенки синего и фиолетового цвета. Далее на пластины методом трафаретной печати наносится контактная сетка, что обеспечивает эффективный сбор и передачу генерируемой солнечной ячейкой электрической энергии. Сетка формируется в процессе термообработки при температуре около 200°С. Затем гетероструктурные ячейки проходят контрольные измерения по всем электрофизическим параметрам: ток, напряжение, мощность. Завершающий этап производства ― линия по сборке модулей. Здесь стекло для модуля очищают от возможных загрязнений, формируются цепочки ячеек и матрицы модулей, которые затем проходят проверку качества электрического соединения методом электролюминесценции, и происходят контрольные замеры характеристик модулей. Готовые изделия сортируются по параметрам и упаковываются в паллеты. Большую часть оборудования в ходе модернизации нам помогали адаптировать и настраивать учёные нашего научно-технического центра. Они являются авторами ряда разработок, на которые уже получены патенты.

 

― В вашем НТЦ работают российские учёные или вы ведёте исследования
и разработки совместно с зарубежными научными центрами?

― Работа нашего научно-технического центра имеет в основном прикладной характер ― у нас сформулированы текущие задачи и цели, которых мы хотим достигнуть. Например, его учёные за счёт незначительного изменения рецептуры сегодня добиваются значительного роста эффективности в производстве солнечных ячеек. Конечно, коллеги общаются с зарубежными научными центрами ― наука не может развиваться в вакууме. В рамках дальнейшего повышения эффективности и снижения себестоимости нашей гетероструктурной технологии мы плотно взаимодействуем с немецким институтом Fraunhofer, французским Национальным институтом солнечной энергетики (INES), а также со швейцарской лабораторией Института микроинжиниринга в фотовольтаике и тонкопленочных технологий (IMT).

― И какие важные задачи помогает решать потребителям ваша продукция, где и как она уже применяется?

― Сегодня солнечная энергетика в России уже существенно дешевле дизельной генерации, кроме того, есть современные гибридные решения, которые позволяют обеспечивать круглосуточным и круглогодичным электроснабжением населенные пункты, изолированные от единой энергосети. Одно из наших ноу-хау ― это строительство автономной гибридной солнечно-дизельной генерации в труднодоступных поселках. Уже есть реализованные проекты ― в Республике Алтай и в Забайкальском крае. Выработка электроэнергии за счёт солнца позволяет в два раза сократить потребление дорогого дизельного топлива, которое иногда просто физически невозможно вовремя подвезти. А современные решения позволяют, во-первых, сократить бюджетные расходы ― вся дизельная генерация дотируется, а во-вторых, обеспечить жителей бесперебойным и круглогодичным электричеством.
Но солнечная энергетика ― это не только далекие посёлки. Сегодня к нам обращаются и заводы, и крупные промышленные предприятия, которые заинтересованы в снижении расходов на электроэнергию. Инвестируя в солнечную энергоустановку, потребитель фиксирует себестоимость электроэнергии минимум на 30 лет. У солнечной энергетики нет топливной составляющей, нет высоких затрат на обслуживание, а одновременно со снижением стоимости технологий преимущества возобновляемой энергетики становятся ещё более очевидными.

 

 

― Важным фактором в успешном и эффективном процессе производства и последующей работе солнечных модулей являются климатические условия. Понятно, когда солнечные станции строят в южных штатах США (Калифорнийская солнечная ферма Topaz) и в других странах, где круглый год лето. Но в России, например, очень суровые зимы, солнца меньше, а при налипании снега на ваши модули наверняка снижается энерговыработка. Как решаются эти непростые проблемы?

― Буквально в конце октября мы подтвердили качество наших модулей и получили международную сертификацию TUV. Данный сертификат подтверждает, что гетероструктурные модули «Хевел» безопасны и долговечны, способны выдавать расчётную мощность вне зависимости от климатических условий и демонстрируют высокую эффективность на протяжении длительного срока службы ― до 25 лет.

В ходе сертификации был проведён аудит всех технологических процессов, проанализированы риски, влияющие на качество продукции. Кроме того, был проведён комплекс испытаний фотоэлектрических модулей, в том числе в экстремальных условиях: низкие и высокие температурные режимы ― от -40°C до +85°C; электрический разряд до 6 кВ; высокая влажность при высокой температуре; циклическая заморозка и отогрев; ударная нагрузка (град) и давление (ветровая, снеговая нагрузка); механическая прочность к разрезам и т.д. По результатам контрольных испытаний и анализа состояния производства эксперты немецкого органа по сертификации TUV Reinland вынесли положительное заключение о соответствии продукции международным стандартам. Раньше мы проводили аналогичные испытания сами, а также проходили российскую сертификацию, но международный сертификат позволяет «Хевел» начать экспортные поставки гетероструктурных солнечных модулей.

― А само производство солнечных элементов и модулей безопасно? Не вредит ли их
производство окружающей среде?

― Почему-то сегодня очень распространен миф об опасности производства солнечных модулей. На самом деле это не так. Наш завод не оказывает значительного воздействия на окружающую среду. У нас действует система экологического менеджмента; кроме того, аккредитованной лабораторией регулярно проводятся исследования качества воды и атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны. Для людей завод полностью безопасен ― большинство технологических операций автоматизировано и выполняются без участия персонала.

― Над чем вы работаете сегодня? Ваши планы на будущее?

― Сегодня мы продолжаем расширять своё производство, налаживаем контакты с зарубежными коллегами ― солнечный рынок растёт очень быстро, чтобы не остаться за бортом, нужно постоянно совершенствовать технологию и снижать себестоимость продукции. Кроме того, у нас есть собственный дивизион, который занимается проектированием, строительством и эксплуатацией солнечных электростанций. В его ближайших планах ― строительство более 900 МВт солнечных электростанций. С созданием таких станций на рынке появляется запрос на новую услугу ― квалифицированное обслуживание и эксплуатацию солнечных электростанций. У нас в этой области накоплен значительный опыт, который мы планируем расширять. ■ www.hevelsolar.com

© «Экология и Бизнес» №1-2(4)(2018)