The Social and Environmental Sustainability in Photovoltaic Module Supply Chains

Abstract

Behovet for fornybar energi øker raskt, og solenergi er i ferd med å bli den raskest voksende energibransjen i verden. Kina har majoritetsmarkedsandel for hele forsyningskjeden for solcelle paneler, fra utvinning av kvarts til ferdige paneler. Ettersom bransjen vokser, har påvirkningen fra produksjonen av solcellepaneler fått økende internasjonal oppmerksomhet, på grunn av både de integrerte utslippene fra produksjonen og den mistenkte bruken av tvangsarbeid i store deler av solcelleprodukjonen.

Xinjiang er en provins i Kina med betydelig produksjon av polysilisium. Derfor stammer en stor del av Kinas solcelleproduksjon fra, eller er tilknyttet Xinjiang. I flere år har den lokale regjeringen og industrien blitt anklaget for bruk av tvangsarbeid på flere av produksjonsstedene. Da rapporten ”In Broad Daylight” som omhandler bruken av tvangsarbeid i solcelleindustrien, ble utgitt i 2021, begynte flere aktører på markedet å arbeide for å unngå produkter med tilknytning til Xinjiang.

Moduler fra de tre selskapene JA Solar, Risen Energy og Hanwha Qcells ble valgt for å vurdere sosial og miljømessig bærekraft, gjennom ˚a undersøke forsyningskjeder og utslipp. JA Solar og Risen Energy er begge store kinesiske produsenter av solcellepaneler med betydelig markedsandel. Det sørkoreanske selskapet Hanwha Qcells har mindre produksjon enn JA og Risen, men er likevel blant de største produsentene av solcellepaneler i verden. Mens JA og Risen har mesteparten av sin forsyningskjede og produksjon i Kina, er Qcells mer spredt med fabrikker i USA, samt Kina og Asia-Stillehavsregionen.

Utslippsberegningene ble gjort gjennom en livssyklusanalyse (LCA) utført med programvaren Simapro. LCA-en var basert på en livssyklusinventar (LCI) levert av International Energy Agency (IEA), med endringer gjort for å tilpasse LCI-ene til de tre selskapene. Beregningene viste et utslippsnivå på henholdsvis 667, 618 og 418 kg CO2-eq/kWp for JA Solar, Risen Energy og Hanwha Qcells. Av dette representerte elektrisiteten brukt i prosessene 402, 426 og 155 kg CO2-eq. Dette tyder på at å bruke vannkraft i produksjonen av polysilisium, reduserte utslippet til Qcells med omtrent en tredjedel.

Gjennom litteraturstudier ble det vist at JA og Risen hadde lignende eksponering for tvangsarbeid, spesielt gjennom avtaler med leverandørene Xinte, GCl-Poly og Hoshine. Risen har imidlertid planer om å oppnå autonomi over deler av sin forsyningskjede, noe som vil redusere deres eksponering i fremtiden, mens JA ikke har kunngjort noen lignende planer. Det minst eksponerte selskapet er Hanwha Qcells, som bare er eksponert gjennom en mulig forbindelse til Hoshine.

Solenergimarkedet utvikler seg kontinuerlig og tilpasser seg nye utfordringer. Som respons på anklagene om tvangsarbeid i solcelle relatert industri i Xinjiang har det oppstått ny lovgiving for å bekjempe dette. USA har innført et forbud mot alle produkter med tilknytning til Xinjiang, og EU har et fremmet et lignende lovforslag i Europaparliamentet. Når det gjelder det økte fokuset på å redusere integrerte karbonutslipp, har både Frankrike og Sør-Korea innført karbonfotavtrykk-sertifisering for å støtte selskaper med mindre produksjonsrelaterte utslipp. Disse nye tiltakene vil sannsynligvis forme fremtiden for solindustrien. Derfor kan det være gunstig for selskaper som Aneo å se på disse reguleringene som retningslinjer for å velge bærekraftige moduler, samt å navigere i fremtidens solcellemarked.

The need for renewable energy is rapidly increasing, and solar energy is emerging as the fastest growing energy industry in the world. China has the majority market share for the whole supply chain for photovoltaic (PV) modules, from quartz extraction to finished panels. As the industry grows, the impact from the production of PV modules have garnered increasing international attention, because of both the integrated emissions from production, and the discovered use of forced labour in large parts of the production of PV modules.

Xinjiang is a province in China with a substantial silicon refining industry. Therefore, a large part of China's solar energy production originates from, or is connected to Xinjiang in some way. For several years, the local government and industry has faced accusations of the use of forced labour in several of their production sites. When the report In Broad Daylight, which focuses on forced labour in the PV industry, was released in 2021, several actors on the market started the work of avoiding products with ties to Xinjiang.

To assess the social and environmental sustainability, modules from the three companies, JA Solar, Risen Energy and Hanwha Qcells, was chosen to examine supply chains and emissions. JA Solar and Risen Energy are both major Chinese cell and module manufacturers with a significant market share. The South Korean company, Hanwha Qcells has a smaller production than JA and Risen, but is still among the top producers of PV modules in the world. Whilst JA and Risen have most of their supply chain and production located in China, Qcells is more dispersed with plants in the US as well as China and the Asia-Pacific region.

The calculations of emissions was done through a life cycle assessment (LCA) performed with the program Simapro. The LCA was based on a life cycle inventory (LCI) provided by the International Energy Agency (IEA), with alterations made to make LCIs suited to the three companies. The calculations showed an emission level of 667, 618 and 418 kg CO2-eq/kWp for JA Solar, Risen Energy and Hanwha Qcells respectively. Out of this, the electricity used in the process stages represented 402, 426 and 155 kg CO2-eq. This shows that by using hydro power in the polysilicon production, Qcells reduced its emissions by approximately a third.

Through literary studies, it was shown that JA and Risen had similar exposure to forced labour, particularly through their supplier deals with Xinte, GCl-Poly and Hoshine. Risen has however plans to establish autonomy over parts of their supply chain, which will reduce their exposure in the future whilst JA has not announced any similar plans. The least exposed company is Hanwha Qcells, which is only exposed through a possible connection to Hoshine.

The solar energy market is constantly developing and adapting to new challenges. In response to the accusation of forced labour in PV related industry in Xinjiang, new policies and regulations has emerged to combat this. The US has implemented a ban on all products with ties to Xinjiang, and the EU has a pending ban proposal in the European Parliament. Regarding the increasing focus on lowering integrated carbon emissions, both France and South Korea has implemented carbon footprint certification to support the companies with less production related emissions. These new policies will likely shape the future of the PV market. As such, looking to these regulations as guidelines for choosing sustainable modules may aid companies like Aneo in navigating the future PV market.