El precio de la arena de cuarzo aumenta a medida que caen el polisilicio y los módulos

Hace dos semanas informamos que el precio de los crisoles solares, utilizados en el proceso Czochralski para producir lingotes de polisilicio solar, había aumentado de 1.700 dólares por unidad en noviembre a 2.200 dólares en febrero y 2.800 dólares a principios de marzo. En 2021, el precio era de sólo 600 dólares. Los precios no se informan con tanta frecuencia y coherencia como para otros componentes, pero la escasez no hace más que empeorar y los precios de abril seguramente serán más altos.

Hace dos semanas, la arena de cuarzo, de la que se utilizan hasta 100 kilogramos por crisol, subió un 50% en una semana a 11.000 dólares por tonelada y luego a 12.000 dólares una semana después. El precio más alto informado el 9 de marzo, para arena importada de la más alta pureza (sólo la cara interna del crisol necesita alcanzar el requisito mínimo de pureza de 4N5, 99,995%) fue de más de 20.000 dólares por tonelada, cortesía de The Quartz Company de Noruega y Sibelco de Bélgica.

Actualmente existe un “sutil cuello de botella” en la cadena de producción solar en el segmento de las obleas, lo que explica en parte la suave caída del precio del polisilicio. PV Infolink espera que durante el segundo trimestre la capacidad de producción de obleas aumente de manera desproporcionada respecto a los demás segmentos y, según Shanghai Securities, esto no se traducirá tanto en una nueva restricción del suministro de polisilicio, sino en una mayor escasez y un aumento de los precios de los crisoles. . En cuyo caso, los crisoles pronto podrían superar el 4% del costo total del módulo, o incluso más, y la escasez alcanzará su punto máximo en el tercer trimestre, después del cual comenzará a activarse nueva capacidad de producción.

Esto contrasta con los precios del polisilicio y los módulos solares, con el polisilicio cayendo un 5% y un 2,5% en las últimas dos semanas, mientras que los módulos estaban a 264 dólares por kW a mediados de marzo según EnergyTrend, un 3,2% menos que a mediados de febrero.

Al igual que el polisilicio, el precio del cuarzo de alta pureza ha ido aumentando desde mediados de 2021, pero si bien el precio del polisilicio ha retrocedido (sorprendentemente lento hasta ahora) en 2023, la arena de cuarzo y los crisoles siguen aumentando.

Para ampliar la producción de arena de cuarzo de alta pureza se necesitan entre 18 y 24 meses, el mismo tiempo que se tarda en construir una nueva fábrica de polisilicio. Y en una estrecha semejanza con la escasez de polisilicio, los proveedores occidentales no están especialmente dispuestos a ampliar su capacidad de producción sólo para cubrir una escasez de unos pocos años, y preferirían continuar con el cambio para atender a clientes de grado electrónico.

La producción mensual de arena de cuarzo de alta pureza se estima en hasta 7.000 toneladas, suficiente para producir hasta 38 GW de obleas, y ese nivel de producción de obleas ya se acercó mucho en noviembre, cuando las autoridades chinas informaron de 36 GW. fabricado. Esta aumentó a sólo 36,6 GW en diciembre y cayó muy ligeramente a 36,4 GW en febrero. En este contexto, los fabricantes de obleas podrán obtener beneficios de la misma manera que lo hicieron los fabricantes de polisilicio el año pasado. Al mismo tiempo, los actores más importantes del segmento de obleas, como LONGi y TCL Zhonghuan, podrán utilizar su acceso a grandes existencias de arena y crisoles, incluidos crisoles de mayor calidad y durabilidad, para superar a los fabricantes de obleas más pequeños, lo que resultará en una consolidación.

Las últimas cifras de la Rama de la Industria del Silicio muestran que el precio del polisilicio es de 32 dólares por kilogramo, frente a los 35 dólares por kilogramo de hace dos semanas. Tras haberse duplicado en el transcurso de 2022, la producción china de polisilicio apenas está creciendo desde las 100.000 toneladas registradas en diciembre; se espera que se fabriquen 316.000 en el primer trimestre, lo que aumentará a 340.000 toneladas en total con las importaciones occidentales. Cientos de miles de toneladas de nueva capacidad de producción se pondrán en funcionamiento a finales de este año, pero sesgarán hacia el cuarto trimestre, y se espera que la producción total en 2023 alcance solo 1,5 millones de toneladas. Esto es suficiente para alrededor de 550 GW, es decir, más que el cuello de botella del crisol.

Estimamos una demanda de 24.000 toneladas de arena de cuarzo de alta pureza por cada 100 GW de producción de obleas, por lo que este año habrá una demanda de alrededor de 120.000 toneladas de arena como máximo, mientras que una agencia china ha pronosticado una oferta de sólo 80.000. Otra fuente espera 25.000 toneladas compradas a Occidente este año combinadas con 70.000 toneladas de producción china, que según dice es suficiente para 423 GW de producción de obleas, aún menos que la demanda mundial latente de energía fotovoltaica instalada de 500 GW en 2024. En 2024, Se espera que la escasez de crisoles sea tan grave como en 2023.

Las dos empresas occidentales de arena de cuarzo tienen en marcha ampliaciones de su capacidad de producción de 16.000 toneladas. El déficit de suministro para 2023 puede ser de hasta 40.000 toneladas, pero para la arena de cuarzo específicamente de mayor calidad utilizada en las caras internas de los crisoles, el déficit puede ser de sólo 13.000 toneladas.

El gran actor chino Pacific Quartz, que junto a las dos empresas europeas es también el tercer productor de alta calidad (aunque no tan alta), pronto podrá alcanzar una capacidad de producción de 60.000 toneladas. Al menos otras tres empresas chinas tienen previsto incorporarse a este sector técnicamente exigente. Pacific Quartz registró un aumento de ganancias netas del 274% para 2022.

En la fabricación de crisoles a partir de arena de cuarzo, los planes de expansión son más generosos, al carecer de la exigencia de yacimientos mineros de alta calidad. Los planes de expansión a gran escala se pusieron en marcha en 2022 y la capacidad de producción puede duplicarse o triplicarse en los próximos tres años.

Debido al coste y a la presión de los cuellos de botella, es posible que haya que comprometer la calidad de los crisoles y las obleas, o al menos relajar procedimientos y normas innecesariamente estrictos. Esto significa extraer los lingotes más rápidamente, reemplazar los crisoles con menos frecuencia y dopar los crisoles más intensamente con arena de menor pureza. Esto iría en contra de la tendencia hacia energía fotovoltaica de mayor eficiencia y mayor pureza, específicamente células de tipo N que requieren hasta un 33% más de sustitución de crisoles para evitar impurezas, en comparación con las células de tipo P. Aun así, el uso del crisol por GW se puede reducir hasta en un 20% mediante estas tácticas.

Los crisoles de cuarzo se deforman lentamente cuando se utilizan en el proceso Czochralski, que opera cerca del umbral de deformación del crisol de 1.100 grados Celsius. Un crisol hecho uniformemente con cuarzo de la más alta pureza puede durar 15 días, pero para aquellos que usan cuarzo de menor pureza en las secciones otra y media, el reemplazo debe realizarse con mayor frecuencia. Los crisoles son en gran medida un consumible que se gasta constantemente y que, como cualquier otra materia prima, forma parte del coste marginal de producción de la industria solar. No son un obstáculo aislado para las expansiones de la capacidad de producción. El constante crecimiento interanual de la industria solar, que actualmente alcanza un 50% anual, debe ir acompañado del suministro de arena de cuarzo y crisoles.

Un punto que planteamos en el artículo de la quincena pasada fue que la producción de crisoles de cuarzo definitivamente se puede ampliar para satisfacer la demanda de obleas de la industria solar; la pregunta es si esto se puede lograr con el enfoque industrial existente basado en la extracción de unos pocos depósitos de alta pureza alrededor. el mundo. De no ser así, se adoptarían otras fuentes como el reciclaje de crisoles y la fabricación de cuarzo sintético, que son mucho más caras. Cuando publicamos ese artículo, una empresa de crisoles de cuarzo en China, Triumph Technology, declaró en respuesta a la pregunta de un inversor que ya está construyendo una línea de producción de cuarzo sintético de 5.000 toneladas, pero que una mayor expansión más allá de esa escala dependerá de las condiciones del mercado. El cuarzo sintético cuesta 10.000 dólares por tonelada en una línea piloto china reciente, más de tres veces el precio actual del cuarzo de alta pureza. Pero se trata de una pureza mil veces mayor y no se ha ampliado por completo.