ヨーロッパの太陽光発電サプライチェーンの再構築

ヨーロッパはコミットしている 2050 年までに気候変動に中立な社会を目指す。1「2050 年長期戦略」、欧州委員会の Web サイト。 これは野心的な目標だが、エネルギー危機とウクライナ紛争、そしてロシア産ガスの輸入を代替する取り組みによって状況は複雑になっている。

この記事は、アルベルト・ベットーリ、トーマス・ナウクレール、トーマス・ナイハイム、アンドレアス・シュロッサー、クリスチャン・シュタウトによる共同作業であり、マッキンゼーの電力および天然ガス業務からの見解を表しています。

欧州は、気候変動への野心への対応、電化の大部分の管理、電力網の脱炭素化、他国への依存度の低下などのエネルギー課題に対処するために、太陽光発電（PV）ベースの電力の大幅な増強を計画している。 。 「EU 太陽光エネルギー戦略」の一環として、この地域は 2022 年の 224 GW の太陽光発電設備容量を 2030 年までに 750 GWDC に増やす目標を発表しました (図表 1)。 これは年間設置量の大幅な増加を表しており、2021 年の年間約 26 GW から、この 10 年代後半には年間約 70 GW にまで増加します。 ドイツだけでも、2030 年までに 215 GW を設置することを目指しており、現在の 58 GW に加えて 160 GW の新規容量が追加され、市場はほぼ 4 倍に拡大します。2「太陽光発電の世界市場の見通し 2022 ～ 2026 年」、SolarPower Europe、2022 年 5 月。

こうした野望が実現すれば、欧州は中国、インド、米国と並ぶ世界の主要な太陽光発電市場の一つとしての地位を維持することになるだろう。

この目標は、潜在的な供給回復力のリスクに直面しています。欧州は現在、必要な太陽光発電パネルをほぼ完全に一国からの輸入に依存しています。 中国は世界のウェーハ生産量のほぼ 95% を占め、太陽光発電のサプライチェーンを支配しています (図 2)。 ここには、PV グレードのポリシリコンにおけるドイツの Wacker Chemie EG を除く、バリュー チェーンの各段階における上位 5 社の本拠地があります。3Max Hall、「Wacker は世界のポリシリコン ランキングで 4 位に落ちる」、PV マガジン、2022 年 4 月 27 日。

中国の太陽光発電産業の規模拡大は急速で、約 15 年間で容量がゼロから 300 GW に達しました。4「太陽光発電の世界市場の見通し 2022 ～ 2026」、SolarPower Europe、2022 年 5 月。当初はヨーロッパ企業が業界をリードしていましたが、中国の太陽光発電太陽光発電企業は現在、多くの点で大規模製造と新技術導入の両方で優位に立っており、産業ハブを中心に構築された主要な太陽光発電エコシステムをサポートしています。 専門会社は、インゴットプーラーからダイヤモンドワイヤーソー、太陽光発電用ガラス、アルミニウムフレームに至るまで、あらゆるものを提供します。 このようにして、中国の太陽光発電産業は、この技術を多くの市場で最も安価な再生可能エネルギー源にしました。5「エネルギーの平準化コスト、貯蔵の平準化コスト、水素の平準化コスト」、ラザード、2021 年 10 月 28 日。最近の価格上昇（新型コロナウイルス感染症パンデミックの影響とサプライチェーンのボトルネックによる）に対して、太陽光発電の価格は一方向にしか下がっていません。 資本支出と運転支出の両方を含む太陽光発電の生涯コストの尺度である平準化エネルギー原価 (LCOE) は、2010 年以来約 80% 低下しました。62019 年の再生可能発電コスト、国際再生可能エネルギー機関、2020。

欧州市場は太陽光発電のコスト低下の恩恵を享受してきましたが、地政学的な状況は進化しています。 ウクライナ紛争により、重要なエネルギーを輸入に依存するリスクが明らかになり、欧州は太陽光発電製品の潜在的なサプライチェーンリスクにますます敏感になっています。 ポリシリコンの生産における労働問題は、特に ESG と人権の問題に関して、欧州の顧客にさらなる懸念をもたらしています。

これらの増大する課題に対応して、EU は実行可能な太陽光発電製造産業を再確立するための太陽光発電戦略を開始しており、EU のエネルギー委員は、EU は成功するために「必要なことは何でも」行うと述べています。7」太陽光発電サミットでのエネルギー・カドリ・シムソン氏、欧州委員会、2022年3月31日。これを踏まえ、欧州委員会は太陽光発電の供給を確保し多様化する欧州の太陽光発電エコシステムを開発するため、2022年12月に太陽光発電産業アライアンスを正式に発足させた。 PV製品。 EU はすでに、2025 年までにサプライチェーン全体で年間 30 GW の PV 製造の目標を定めています。8「欧州太陽光発電産業連合に関する作業を委員会が開始」、欧州委員会、2022 年 10 月 11 日。

しかし、実際には、これには何が必要になるのでしょうか。また、欧州企業は本当に業界リーダーと競争できるのでしょうか?

現在のところ規模は小さいですが、ヨーロッパの太陽光発電産業は完全にゼロから始める必要はありません (図表 3)。 ヨーロッパのモジュール容量は約 6 ～ 8 GW、セル容量は約 1 GW、ウェハ容量は約 2 GW ですが、これは依然として世界容量の 1% 未満です。9「EU 太陽光発電マップ」、SolarPower EU、2022 年 11 月. ドイツのワッカー社は、ヨーロッパで約 20 GW のポリシリコン生産を行う唯一の欧州トップ 5 のグローバル企業です。10ニール・フォード、「米国が国内支援を積み上げる中、EU の太陽光発電サプライヤーは支援を求めている」、ロイター、2022 年 11 月 17 日。

多くの欧州企業は事業拡大を始めているか、拡大計画を進めています。 トルコでは、Kalyon PV が 1.2 GW のインゴットからモジュールまでの統合施設を増強しました。11持続可能性のための製造に焦点を当てたイノベーション、Kalyon PV、2022。シチリア島では、Enel の 3Sun がヘテロ接合 (HJT) セル技術を生産する 3 GW 施設を建設中です。モジュールと、時間の経過とともにタンデム セル (いわゆるペロブスカイト太陽電池と組み合わせた従来のポリシリコン ベースの PV セル) を開発し、セル効率 30 パーセントを超えるロードマップを作成します。12"3Sun ギガファクトリー"、エネル。 同様に、元機器メーカーであるスイスの Meyer Burger は、2025 年までに 4.2 GW の生産を目指しており (これも HJT セル技術を使用)、ノルウェーのインゴットとウェーハの生産会社である NorSun と Norwegian Crystals は、約 4 GW の新規生産能力を計画しています。13"Meyer Burger太陽光発電製造の拡大：企業プレゼンテーション、Meyer Burger、2021 年 11 月。 「NorSun ウェーハは、その低 CO2 排出量を証明する環境製品宣言を世界で初めて取得しました。」NorSun、2021 年 2 月 4 日。 Emiliano Bellini、「Norwegian Crystals progress with 6 GW PV ingot plan」、PV Magazine、2022 年 9 月 7 日。Nexwafe や Oxford PV などの新技術企業も、2024 年から 2025 年までに GW 規模の生産能力を持つことを目指しています。

これまでのところ、ヨーロッパでの製造拠点を設立することを決定した現在の中国の太陽光発電企業はほとんどありません。中国の大手企業は、市場での地位をサポートするのであれば、おそらくそうすることを検討するでしょう。 これらの企業は、機能とすでに拡張された生産システムの両方を提供することになります。 しかし、中国の強力なプラットフォームを考慮すると、欧州での生産をモジュールまたはセルとモジュールに限定し、既存の中国とサプライヤーのネットワークから可能な限り調達するという最小限のアプローチで参入する可能性がある。 さらに、ヨーロッパでの工場の建設と運営の経験が限られていることを考えると、彼らはヨーロッパのパートナーを探す可能性があり、またヨーロッパ企業と同様の拡大や立ち上げの多くの課題に直面する可能性があります。

私たちの分析によると、規模と卓越性の効果が達成された場合、バリューチェーン全体にわたって欧州で大規模に太陽光発電を製造するコストは、現在の最低コストレベルに比べて20～25パーセント不利になることが示唆されています。 大規模化が達成されると仮定した場合、欧州企業は依然として人件費、資材費、光熱費、資本費の上昇により構造的に不利な状況にあるだろう。 これは、ヨーロッパの産業界が過去 1 年間に経験した価格高騰前の電力コストに基づいています。これは、ヨーロッパの現在の電力価格が、特にエネルギー集約型のバリュー チェーンの上流部分においてコスト競争力をさらに低下させていることを意味します。 。

しかし、欧州の大手太陽光発電企業が競争力を獲得できる可能性を示唆する要因がいくつかあります（図表 4）。

規模と卓越性:ヨーロッパの企業（またはヨーロッパに製造能力を設置している企業）は、急速に成長して大規模になることができ、同時に資本と運営の卓越性を非常に厳しくすることができた場合にのみ成功します。 正確な規模のしきい値を正確に特定することは困難ですが、プラント レベルでは、大手企業は通常、セルとモジュール レベルで 3 ～ 5 GW、インゴットとウェーハ、およびポリシリコンで約 10 GW を保有していることがわかります。14 ソーラー モジュール サプライ チェーン サービス データベース、Wood MacKenzie、 2022 年 3 月。業界が成熟するにつれて、規模レベルは時間の経過とともに一貫して増加してきました。 さらに、大手企業は会社レベルで 100 GW 近い容量からなる生産システムを所有しており、生産システム全体で 10 を超えるプラントを運営しています。15 ソーラー モジュール サプライ チェーン サービス データベース、Wood MacKenzie、2022 年 3 月。ヨーロッパの選手が競争力で成功するのは難しいだろう。 私たちの分析によると、中国企業との初期コストの差（約 4 c/W）の約半分は、十分な規模に達するかどうかに依存することがわかりました。

業界を拡大するための重要な要素は、サプライヤーと機器プロバイダーの実行可能なエコシステムを構築することでもあります。 十分な規模がなければ、業界は必要な投資やサブサプライヤーやテクノロジーパートナー間の競争を刺激することができません。

同様に、大手企業はコストを確実に削減し、継続的な改善を実施して実行可能な長期的な競争力を構築するために、非常に鋭い焦点を当てる必要があります。 これには、より高いレベルの自動化と、積極的な拡張とコスト競争力への同じ取り組みを共有する競争力のあるサプライヤー ネットワークの構築が含まれます。

最先端のテクノロジーの導入:欧州のプレーヤーは、新しいテクノロジーを早期に採用することで競争力を強化できる可能性があります。 最も重要なことは、セル効率が高く、モジュールあたりの電力が増加すると、それに応じてワットあたりのコストが下がる可能性があることです。 また、コスト要因の多くは生産ユニットに関連しているため、セルの効率が高ければ、欧州企業が直面する構造的なコストの不利な点が軽減されます。Enel と Meyer Burger はすでに HJT の導入で先導しており、タンデムセル技術の開発も行っています。16Emiliano Bellini、「Enel」実用規模のアプリケーション向けに680 Wのn型ヘテロ接合ソーラーパネルを発表」、PVマガジン、2022年9月26日。 Sandra Enkhardt、「Meyer Burger、生産能力を 3 GW にスケールアップするために 2 億 2,520 万ドルを確保」、PV マガジン、2022 年 10 月 5 日。 さらに、欧州企業には、新しい生産プロセスと製品技術の導入においてリーダーとなる機会があり、そうすることで、長期的な競争力が構築される可能性があります。 ただし、比較的短期間での強化が必要となるため、次世代テクノロジーだけでギャップを埋めることは可能性が低いです。

消費者の支払い意欲:欧州の顧客は、欧州製パネルにある程度の割増料金を支払う用意があるだろう。 過去 6 か月間に実施されたインタビューと価格比較から、顧客は完全なトレーサビリティーを備えたヨーロッパ製の製品には 10 ～ 20 パーセントのプレミアムを支払う意思があることがわかりました。 業界リーダーの声明には、「より良いESGにはプレミアムが存在します。プレーヤーが2〜3 c/Wpを支払っているのを見てきました。」などがあります。 そして、「欧州の企業が、良好な保証、二酸化炭素排出量の削減、配送の安全性を備えた太陽光発電モジュールを提供できれば、電力会社は約 2 c/Wp のプレミアムを支払うことになると思います。」

今後、この傾向はさらに強まる可能性があります。 ある専門家は、「ESGの重要性は、特に銀行が関与する場合に高まっている。完全なESGの透明性には1.3から1.5c/Wpのコスト差がある」と述べている。 成功する欧州企業は、顧客がプレミアム価格を喜んで支払うような強力なブランド地位を備えた高品質の製品を構築する必要がある。 これらの企業は、持続可能性と低炭素排出量、完全なバリューチェーンのトレーサビリティに加え、優れた製品品質、生産実績、銀行性などの魅力的な価値提案を開発できる可能性があります。 さらに、太陽光発電のコストはこれまでのところ下がっているため、多くの顧客にとって、割増料金を支払うわずかな追加コストは他の購入要素に次ぐものになるでしょう。 しかし、エネルギーを大量に消費する企業、特に大手企業は依然としてこうした小さな違いに敏感になる可能性があり、構造的なギャップをできる限り埋める必要性が強調されています。

炭素のコスト:欧州企業は、現在のサプライチェーンよりも低い二酸化炭素排出量を実現できます。中国で生産されたモジュールと比較して、EU では約 40% 低くなります。17Lorenz Friedrich et al.、「シリコン PV モジュールの比較ライフサイクル評価: モジュール設計の影響」 、製造場所と在庫、太陽エネルギー材料と太陽電池、2021 年 9 月、第 230 巻。ヨーロッパは、炭素漏洩を回避するための炭素国境メカニズムの導入を進めており、また、差額炭素契約も検討している。 炭素価格の範囲が 1 トンあたり 60 ～ 90 ドルで、EU 製パネルのピーク排出量が 1 キロワットあたり 330 kg の CO2 に相当すると仮定すると、その影響は 2.0 ～ 3.0 c/W となり、次のような CO2 関連のインセンティブを持つ市場ではより高い範囲の影響が生じる可能性があります。フランス。

これらのてこは、適切なアプローチと考え方を備えた欧州企業の競争力への潜在的な道筋を示しています。 しかし、その方向性は明らかですが、克服すべき課題は複数あります。 材料サプライヤーや機器プロバイダーを含むヨーロッパのエンドツーエンドのサプライチェーンを再構築することは容易ではありません（図表5）。 モジュールメーカーは、少なくとも短期的には、ガラス、バックシート、ジャンクションボックス、フレームの有能でコスト競争力のある地域サプライヤーを見つけるのに苦労するだろう。 同様に、ヨーロッパの製造装置のサプライヤーや技術パートナーを見つけることは可能ですが、業界が現在小規模であるため、規模を拡大するには追加の努力とより高い初期コストが必要になります。 インゴットとウェーハについては、欧州以外からの供給への依存がさらに顕著になっており、インゴットプーラーやるつぼ、ホットゾーン、ダイヤモンドワイヤーソーのサプライヤーなどの主要コンポーネントは現在、すべてアジアから調達されています。 欧州の産業を急速に拡大するには、必然的に世界のサプライヤーとの緊密な協力が必要です。

欧州企業が太陽光発電製造の再建への投資を目指す中、企業が運営できる市場設計と枠組みが極めて重要となっている。 実際、他の地域でも市場設計は急速に進化しています。 主要な太陽光発電地域である中国、ヨーロッパ、インド、米国の間には、大きな構造的な違いがあります。 特に、米国は最近 2022 年 8 月にインフレ削減法 (IRA) を可決しました。これには、ソーラー パネル メーカーに対する税制上の優遇措置が含まれています。18「HR 5376: 2022 年インフレ削減法」、米国政府、Congress.gov ウェブサイト。

この米国の支援制度は、新しい太陽光発電製造能力への投資を奨励することに焦点を当てています。 完全に現地化されたベース (IRA とその他の地域奨励プログラム) では、直接生産支援は 2030 年までは約 12 ～ 20 c/W ですが、その後は毎年 25% ずつ減少します。つまり、連邦政府が大部分を負担します。そして、仮に米国が世界で最も太陽光発電のコストが安い地域になるだろう。 さらに、米国はすでに中国製のセルとモジュールに輸入関税を課しており、2022年12月にはサプライヤーを選定するためにカンボジア、マレーシア、タイ、ベトナムの製造拠点にも輸入関税を部分的に拡大した。 米国はまた、中国の強制労働製品の輸入を禁止する既存の規則と並行して、中国製ウェーハの輸入に特別関税を課すために、これらの関税を延長することも検討しているが、この規則は中国の太陽光発電企業にとってすでに販売に高い障壁を生み出している。米国。

これらの措置の全体的な効果は即時的であり、IRA 可決以来短期間に 10 件以上の新たな発表で 30 GW 以上の新規容量が明らかになりました。 Paul Basore、Becca Jones 博士、および Krysta Dummit 博士、「太陽光発電の未来への到達: IRA が太陽光発電導入と製造業の拡大にどのように影響するか」、米国エネルギー省エネルギー効率・再生可能エネルギー局。

欧州では、EUイノベーション基金と地域プログラムが助成金を提供することができ、最近では2030年に向けて250億ユーロを低炭素プロジェクトに割り当てる入札が再開された。 伝統的に、この基金は商業化以前の規模での革新的なプロジェクトに重点を置いているが、比較的成熟した太陽光発電産業の規模拡大を刺激するという目的には完全には適合していない。20「イノベーション基金」、気候変動対策、欧州委員会のウェブサイト。 しかし、Enel の 3Sun のような主力プロジェクトは、これまでに EU 補助金 (国の補助金に加えて) 1 億 1,800 万ユーロを受け取り、総資本コストの約 20% をカバーしています。21」Enel Green Power は、太陽光発電に関する EU との補助金契約に署名しました。イタリアのパネルギガファクトリー」、Enel、2022 年 4 月 1 日。それでも、セルおよびモジュール工場の減価償却費は単位コストの 10% 未満であるため、特に IRA と比較した場合、このような前払い助成金の影響は比較的控えめです (図表) 6)。

このような変化する状況のもとで、平等な競争条件を作り出すことは困難です。 EUは、欧州に本拠を置く企業にとって有利となることが期待されるCO2税や環境ラベルなどの措置を開発中である。 ただし、広範かつ大規模な投資を誘発するには、投資を誘致するためにさらにターゲットを絞った市場設計措置が必要になる可能性があります。 実際、太陽光発電会社がヨーロッパから他の地域への投資を再集中させている兆候はすでにあります。RECソーラーは、7月にEU補助金の受け取りに選ばれたにもかかわらず、最近、フランスの4GWの発電所計画を中止すると発表しました。22サンドラ・エンクハルト氏REC はフランスに新しい 4 GW 太陽電池モジュール工場を建設する計画をスクラップ」、PV マガジン、2022 年 12 月 5 日。

欧州に本拠を置く企業が、世界の太陽光発電サプライチェーンにおいて実現可能な長期的な競争力の構築に成功し、欧州産業の存続を可能にするためには、適切な市場に支えられた、非常に野心的でコスト競争力のある企業を組み合わせることが成功の方程式となる可能性が高い。特に重要なスケールアップ段階での設計。 これを念頭に置いて、6 つの潜在的なロック解除を特定しました。

欧州の太陽光発電企業は、それ以前にも太陽光発電のブームと破綻を経験しており、多くの関係者が警戒している。 競争力への潜在的な道筋はあるものの、この地域で太陽光発電製品を生産する企業には、大胆な目標を掲げ、競争力を高めるためにあらゆる手段を講じる必要がある。 欧州企業が長期的に世界市場で真に存続するには、中国企業が行ってきたように、業界全体のエコシステムを構築する必要がある。 これには、顧客、エンドユーザー、政策立案者の支援を受けて、業界リーダーによる多大な取り組みが必要となります。

アルベルト・ベットーリマッキンゼーのローマオフィスのシニアパートナーです。トーマス・ナウクレールストックホルムオフィスのシニアパートナーです。トーマス・ナイハイムオスロオフィスのパートナーです。アンドレアス・シュロッサーミュンヘンオフィスのパートナーであり、クリスチャン・シュタウトはワシントン事務所のアソシエイトパートナーです。

著者らは、この記事への貢献について、Kevin Anneken、Rogier Buck、Stefan Burghardt、Bas Dijkstra、Aman Gupta、Lawrence Heath、Humayun Tai、Bram van der Horst、Shivaji Yadav に感謝します。