Kristiansand: 27. oktober er en merkedag i Elkems 102-årige historie. Da bestemte styret å bygge en ny fabrikk for å produsere rent silisium som kan brukes direkte i solceller for å generere elektrisk energi.
– Dette er begynnelsen på et nytt industrielt kapittel for oss, sier markedssjef Morten Hansen i Elkem Solar, selskapet som skal bygge og drive den nye fabrikken på Fiskaa Verk, rett utenfor Kristiansand.
At fabrikken ble lagt hit, er ikke tilfeldig. Valget stod mellom Svelgen og Kristiansand. Svelgen var aktuell fordi Elkem Bremanger i mange år har levert silisium-metall til japansk elektronikkindustri og derfor er godt kjent med de miljøene som til sist produserer solceller. I Kristiansand derimot sitter hele miljøet som har utviklet den nye produksjonsprosessen. Her er både kraft og arealer tilgjengelig.
Metallurgisk prosess
Frem til nå har solceller til en stor grad vært laget fra feilvareproduksjonen hos halvlederprodusentene. Etter hvert som etterspørselen stiger, og feilvareproduksjonen hos halvlederprodusentene reduseres, er det også utviklet kjemiske prosesser for å fremstille rent silisium for solceller.
Elkems eksperter har valgt en annen vei. Metallurgi- og teknologidirektør Ragnar Tronstad, som har arbeidet med forskning og utvikling i Elkem siden 1979, forteller at de har valgt en metallurgisk prosess.
– Vi bygget på de kunnskapene vi hadde fra 1980-tallet da vi samarbeidet med flere for å utvikle rent silisium metallurgisk. Dette arbeidet ble ytterligere intensivert da vi startet Elkem Solar i 2001. Nå er vi kommet frem til en prosess som fremstiller silisiumblokker som er rene nok til å brukes direkte i solcelleproduksjonen, sier han.
Kutter kostnadene
Den metallurgiske prosessen er langt rimelige og krever enklere utstyr enn konkurrerende teknikker. I dagens energisultne verden er det en fordel at Tronstads prosess krever langt mindre energi, 10-20 kWh per kilo. Andre prosesser bruker fra det dobbelte og oppover.
– Vår produksjonskostnad er lavere enn konkurrentenes, under 20 dollar eller 125 kroner per kilo, mens konkurrentene ligger fra 150 kroner og oppover. Det gjør oss konkurransedyktige, sier Morten Hansen. Han mener at den merverdien som ligger i det rene polykrystallinske silisiumet vil være et særdeles viktig bidrag for å videreføre norsk smelteverksindustri. – Vi kan ikke se bort fra at flere smelteverk blir ombygget for å produsere rent silisium for solcelleindustrien. Veksten i dette markedet er ventet å bli stort de neste årene, sier han.
Tar tid
Fiskaa Verk ble valgt av flere årsaker. Én er tradisjon. En annen er er at selve Si-metallverket på Fiskaa Verk ble stengt 15. februar i år, og ovnene ennå ikke er demontert. For produksjon av solar slilisium er det ikke behov for knuse- og sikteanlegg for ferdig metall. Derfor finnes ledige arealer med plass til nye produksjonslokaler.
– Den viktigste årsaken er likevel at som den første industrielle produksjonsprosessen, dvs. fra laboratoriet og til en fullskala produksjon, er det nyttig å ligge nær forsknings- og utviklingssenteret som har utviklet prosessen. Vi må forvente mange utfordringer når produksjonen kommer i gang, og da er vi de fremste til å løse disse, sier Tronstad.
Selv om Tronstad og hans medarbeidere har kommet frem til en prosess som gir silisium-metallet rett struktur og rett kvalitet, er det ikke gitt at de har kontroll på alle skalaeffektene som kommer når et anlegg oppgraderes fra laboratoriet til industriprosess. Tronstad regner med at det vil noe ta tid før prosessen er regulert slik at forbruket av energi er lavt og det produserer jevnt til riktig kvalitet.
Etterspørselen vil eksplodere
– Vi planlegger allerede en produksjonslinje nummer to. Da vil produksjonskapasiteten øke fra 5 000 tonn til 10 000 tonn årlig, forteller Hansen. Han er optimist når det gjelder markedet. Markedsanalysene viser at etterspørselen av silisium for solceller kommer til å øke kraftig de nærmeste årene. Etterspørselen vil stige fra rundt 20 milliarder i år til 45 milliarder kroner i 2008.
Den sterke veksten skyldes at bruk av solceller subsidieres. Særlig har Tyskland vært ivrig på å få folk og bedrifter til å ta i bruk alternativ energi. Hele 57 prosent av verdens installerte effekt fra solcellepaneler er i bruk hos tyskerne, Japan står for 20 prosent, mens USA er den tredje store brukernasjonen med syv prosent av installert effekt fra solceller. I 2005 var totalt installert effekt av solceller rundt 1500 MW.
Hansen tror at særlig markedene i middelhavslandene kommer til å vokse. Dette skyldes dyr elektrisk kraft, mange gamle og underdimensjonerte distribusjonsnett samt at området har mange soltimer.
– Flere steder er allerede strøm fra solceller konkurransedyktig med strøm fra nettet. Denne utviklingen vil fortsette, sier Hansen.
Sikrere fremtid
To av de fire ovnene fra det gamle Si-metallverket skal brukes i den nye produksjonen. Den første produksjonslinjen blir etablert med ovn 11. Før den settes i produksjon, skal den fores på nytt.
– Fordelen er at vi kan bruke gammel infrastruktur her på Fiskaa, sier Hansen. Når en eventuell produksjonslinje nr. to settes i gang, muligens 2010, settes den gamle ovn 12 i drift.
– At vi bruker en del av det gamle utstyret, viser at vi videreforedler de produktene vi tidligere drev med. I prinsippet tar vi et produkt vi tidligere har hatt, tilfører det flere delprosesser og ender opp med et produkt som er ti ganger mer verdt enn utgangspunktet. Å øke verdien på våre produkter vil bidra til å sikre arbeidsplasser i den kraftkrevende industrien i Norge, mener Hansen. Han avviser ikke at denne typen produksjon på sikt kan komme flere steder i Norge hvor det er elektrisk kraft tilgjengelig.
Utvikler ny industri
Metallurgiske prosesser er grunnlaget for Elkem slik vi kjenner det. Siden det ble etablert i 1917, har forskningssenteret hatt svært stor betydning for den metallurgiske industrien.
Søderbergelektroden kom herfra, etter hvert ble det utviklet lukkede ovnstyper som førte til bedre arbeidsmiljø. Det ble utviklet nye prosesser for fremstilling av metaller og ny miljøteknologi ble utviklet for å rense utslippene fra ferrolegeringsovnene. Disse renseprosessene dannet for øvrig grunnlaget for nye produkter som microsilica, et velkjent tilsetningsstoff i betong.
– Tidligere hadde vi stor virksomhet knyttet til å analysere malm fra forskjellige deler av verden for så å finne de rette prosessene for å utnytte denne malmen. Nå er virksomhetene mer knyttet til å utvikle mer energieffektive prosesser samt nye teknologier som kan danne grunnlaget for ny virksomhet for Elkem, forteller projektleder Pål Runde ved Elkem Research.
Oppgavene forskningssenteret ser på nå er gjenvinningsanlegg fra aluminiumsindustrien. Et forsøksanlegg skal reises i Ålvik for å gjenvinne metaller fra katodebunnen i aluminiumssmelteovner. Det arbeides også med å se på nye prosesser for aluminiumsindustrien. – Vi vurderer mange forskjellige prosesser, uten at vi kan si noe nærmere om det. Vår fordel er at vi kan bygge opp pilotanlegg for og utvikle nye og langt mer energieffektive metallurgiske prosesser, sier Runde
