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Industrie: Die Gigawattfabrik (GigaFab)
Senkung der Herstellkosten in der PVIndustrie: Die Gigawattfabrik (GigaFab) Kongress “Optische Technologien 2008”, Berlin, 5. Februar 2008 Robert Gattereder, M+W Zander FE GmbH, Stuttgart O verview M+W Zander im Überblick Maximierung der Kosteneffizienz – Zuordnung der Zellkosten Recycling von Wasser & Chemikalien Verringerung der CO2 Emissionen Fazit MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 2 © M+W Zander M+W Zander im Überblick Umsatz 2006: 1,759 Mio Euro Beschäftigte: 7,737 “Global Facility Solutions” Anbieter Weltweit tätig mit Fokus auf Industrieanlagen und HightechFabriken MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 3 © M+W Zander z M+W Zander wird international – mit hochentwickeltem Reinraumkonzept MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 iL ei s tu n ge be ch stu m Wa Ertragsgarantie Cable & Wireless CSM IBM Europe CSM Verfügbarkeitsgarantie FM 1. globales 300mm Projekt 1. Wafer Fab unter 12 Monate Bauzeit 1. europ. FM-Vertrag 1. Schlüsselfertige WaferFab PWP-Garantie auf Wafer Level Texas Instruments 1. modularer Reinraum, Space Management 1. Reinraum Klasse 1 Philips 4 Größter FM Vertrag Deutsche Cell TSMC Siemens schlüsselfertig Deutsche Bank Infineon Motorola 1. Giga Fab schlüsselferig First Solar ten 1990-1995 Erste Mini-environment Fab weltweit für TSMC Fab II M+W Zander steigt ins Asiengeschäft ein om pe 1995-2000 Erster pan-europäischer Facility Management Vertrag M+W Zander feiert 30 Jahre Reinraumtechnologie ErSol nd K 2000-2005 Nachhaltige Marktführerschaft bei 300mm Servicegeschäft: > 20% des Umsatzes Erster globaler design & operate Vertrag Fab of the Future nu 2006-2007 Giga-Fab Konzept im Markt eingeführt Erste integrierte Wafer PV Fab Größte europäische Dünnfilm-Fab 1985-1990 M+W Zander Meilensteine 1. Reinraum Klasse 10 © M+W Zander O verview M+W Zander im Überblick Maximierung der Kosteneffizienz – Zuordnung der Zellkosten Recycling von Wasser & Chemikalien Verringerung der CO2 Emissionen Fazit MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 5 © M+W Zander Potenzial für Kostensenkungen Bestehende Fab 100 MWp Künftige Fab > 500 MWp Betriebsführung Prozess-Chemikalien & andere Materialien M+W Zander mit Maschinenbauern Energie Abschreibungen Ausrüst. Arbeitskosten Produktivität Durchsatz Maschinenbauer Verfügbarkeit Zellhersteller Zell Effizienz MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 6 © M+W Zander Zellproduktion: Zuordnung der Kosten Kosten für Fabriksysteme & Umweltverbesserungen Kostenaufteilung Zellproduktion (*) Recycling von HF, DI-Wasser 100% Design-Optimierung in Zusammenarbeit mit Maschinenbauern 50% 5% Geothermische Energie 12% 8% Passive Kühlkonzepte 25% ZellProzess- Energie Equipment Labor produk- chemikalien Abschreibung tionskosten & anderes (Maschinen & VerbrauchsAnlagen) material Overhead, R&D, SG&A (*) Ohne Waferkosten (Quelle: Photon Consulting 04/2007, “True Cost of Solar Study”) MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 7 © M+W Zander O verview M+W Zander im Überblick Maximierung der Kosteneffizienz – Zuordnung der Zellkosten Recycling von Wasser & Chemikalien Verringerung der CO2 Emissionen Fazit MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 8 © M+W Zander Einsparpotenziale – 1 Giga-FAB Prämisse : Aufteilung der Kosten für Prozess-Chemikalien & andere Materialien 50% HF Recycling > 60% UPW Recycling In Frage kommende Technologien Process Gases Gases ~15% Ion exchange Membrane processes Evaporation oder Kombination Specialty Silver materials Process Chemicals Water DI Water Chemicals ~25% MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 Paste ~55% ~5% 9 Weitere Vorteile für Abwässer (HF) Logistik (Chemikalien) Lagerkapazitäten © M+W Zander Schrittweise Optimierung des Verbrauchsmanagements Energie Abluft Kühlwasser Kühlwasser Chemikalien Abwasser Abwasser UPW Wasser I. II. Recyclinganlage Recyclinganlage Abfallanlage Abfallanlage MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 10 © M+W Zander III. Design-Optimierung für Wasser- und Chemikalienrecycling Phase I Phase II Phase III VerbrauchssenVerbrauchssenkung kung Maschinen Maschinen Optimierung Optimierung Recycling-Rate Recycling-Rate Optimierung Optimierung Recyclinganlage Recyclinganlage Transparenz für UPW und HF Verbräuche Transparenz bei Ver-/ Entsorgungssystemen Benchmarking mit state-of-the-art Fabs Vergleich mit state-ofthe-art Fabs Anpassung der Abwasseranlage an die neuen Anforderungen Identifizierung und Eliminierung der Schwachpunkte Überprüfung der Umweltbestimmungen Verringerter Verbrauch DI-Wasser und HF MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 11 Steigende RecyclingRate Reduktion der Abfallkosten © M+W Zander Effizienzsteigerung der Anlage Performancevergleich mit state-of-the-art Technologien Reduktion der Betriebskosten O verview M+W Zander im Überblick Maximierung der Kosteneffizienz – Zuordnung der Zellkosten Recycling von Wasser & Chemikalien Verringerung der CO2 Emissionen Fazit MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 12 © M+W Zander Geothermische Energiekonzepte Geothermische Sonden Hydro-Geothermie Wärme tauscher Gebäude Gebäude Wärmetauscher Sammler ~ 80 ° C (bis 180° C) ~ 45° C “Kalte” Bohrung Thermische Sonden (paarweise) “Heiß” Bohrung Untergrund (800 bis 3500m) Untergrund (8-12° C) Wasserführung Paarweise Zu- und Abführung geothermischer Sonden in 100 m Tiefe. Durchschnittlicher Temperaturanstieg ca. 30° C pro km Gefüllt mit spezieller Flüssigkeitslösung. Unabhängigkeit von jahreszeitlichen Wetterbedingungen Geringe Betriebskosten Geringe Betriebskosten MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 13 © M+W Zander Konventionelle vs. naturnahe Dachabdeckung Naturnahe Dachabdeckung Konventionell Globale Einstrahlung 5354 Wh Langwellige Abstrahlung 2923 Wh Globale Einstrahlung 5354 Wh Reflektion 482 Wh Langwellige Abstrahlung 2494 Wh Reflektion 803 Wh Adiabatische Kühlung 123 Wh Adiabatische Kühlung 1185 Wh Bessere Wärmeisolation Verbesserungen für Umwelt Umweltaspekte Exzessiver Wärmestau im Gebäude Bessere Hitze-Isolation Keine Nutzung des Regenwassers Weniger Regenwasserdrainage Regelmäßige Erneuerung der Dachversiegelung Schalldämpfung Angaben pro Tag und m² MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 14 © M+W Zander Einsparpotenzial – Giga Fab Produktion Anforderungen an Fabriksysteme FabrikSystem 1 GW Fab (Wafer,Zellen, Module) Außenluft 1.200.000 m³/h Gesamtabluft 1.100.000 m³/h Maßnahmen Geringere Wärmeleitung ProzessKühlwasser MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 Beispiel f. potenzielle Energieeinsparungen % Maschinen Personal Elektro (Gesamt) Einsparungen Systeme 8% 5% 80 MW 1.600 m³/h 15 Weniger Verbrauch konventioneller Energien durch - Geothermische Energie - Passive Gebäudekühlung © M+W Zander Geothermie Passive Gebäudekühlung O verview M+W Zander im Überblick Maximierung der Kosteneffizienz – Zuordnung der Zellkosten Recycling von Wasser & Chemikalien Verringerung der CO2 Emissionen Fazit MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 16 © M+W Zander Fazit Die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands beim Aufbau einer PV-Industrie ist dank EEG in den letzten Jahren hervorragend gefördert worden Um die Wettbewerbsfähigkeit als Produktionsstandort zu erhalten bzw. zu steigern, müssen die Herstellkosten durch effizienteren Betrieb weiter sinken Gleichzeitig bietet sich die große Chance, am Standort Deutschland eine Vorreiterrolle bei der Verbindung von Emissionsschutz und Wirtschaftlichkeit zu erzielen Zentrale Voraussetzung für das Erreichen dieser Ziele: Die Gigawatt-Fabrik (GigaFab) Dies erfordert weitere gemeinsame Anstrengungen aller beteiligten Partner: Zell-Hersteller, Anlagenbauer, Maschinenbauer sowie der Politik MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 17 © M+W Zander Danke. MWZ-Vortrag Optische Technologien 05Feb08 18 © M+W Zander
