Выписка из отчета акад. Ф.А. Кузнецова, 30 марта 2010 г.

Совещание «Химические и металлургические достижения в решении проблемы кремния для солнечной энергетики», 
30 марта 2010. г. Тсукуба, Япония

3. Участие в международном совещании по проблеме кремния для солнечной энергетики

Совещание проходило в Национальном институте материаловедения в Тсукубе.  В совещании участвовали представители многих исследовательских и промышленных организаций Японии (около 100 человек).

Программа совещания «Химические и металлургические достижения в решении проблемы кремния для солнечной энергетики».  30 марта 2010. г. Тсукуба, Япония

M. Sumiya  (NIMS)   Motivation of Work shop.
H. Koinuma (Tokyo University) Sahara solar breeder plan and solar energy strategy for Asia – African countries.
F.A. Kuznetsov (academician, Inst. of inorganic chemistry, RAS) Semiconductor silicon research In Russia
K. Itaka (Tokyo University), T.Hashimoto (Nohon University)  Thermodynamics of silicon processing
M/ Sumiya (NIMS)  New solar silicon process using pulsed thermal plasma
Y. Furuya, H. Sato (Hirosaki University) Challenge of direct reduction of silica sand into solar silicon.
H. Fujioka (Tokyo University) Innovative sheet technology for solar silicon
K. Kurokawa (Tokyo Institute of technology) IAE-PVPS activity report  Energy from desert.
 General discussion
Short presentation from industrial companies
- Saigawa (Sumitomo Chemical)
- Inoue (Tokuyama)
- Sato (JFE minerals)

Открывая совещание главный организатор проф. М. Сумия пояснил, что задачей собрания является обмен мнениями по состоянию и стратегии дальнейших действий в связи с уточнением прогнозов по развитию систем альтернативной энергетики.  В части солнечной фотовольтаики специалисты считаю реалистичным выход на годовое производство солнечных элементов общей мощностью 100 Гватт. При таком объеме производства критичным делается доступность первичного сырья. Очевидно, что природные запасы всех элементов, используемых сегодня для создания фото (Ga, In, Cu. Cd…) недостаточны для обеспечения производства солнечных элементов в упомянутом объеме. Единственный из применяемых элементов запасы которого в природе неограниченны это кремний. Т.о. кремнию нет альтернативы в планах доведения доли солнечной энергетики до десятков процентов в общем балансе энергии.
В 2009 году полупроводникового кремния произведено более чем 100 000 тонн. За 20 лет с 1900 производство этого материала увеличено в 10 раз. Для выхода на производство 100 GW  солнечных элементов в год необходимо выйти на производство кремния 1 миллион тонн в год (для солнечной энергетики только).
Важно, что нет проблемы в доступности исходного сырья. При необходимом увеличении мирового объема производства еще в 10 раз необходимо обеспечить требуемое качество материала и приемлемую себестоимость производства.
Общее мнение участников прошедшего собрания – задача выхода на нужный объем производства (1 млн. тонн солнечного кремния) реалистична.
 
В настоящее время основной процесс производства полупроводникового кремния - хлоридная технология, так называемый Сименс процесс. Развиваются альтернативные процессы (карботермический, металлотермический и др.) Перспективы выйти на приемлемые цены реалистичны.
Организаторы совещания пригласили Ф.Кузнецова выступить с докладом в связи с пониманием, что масштабы планируемого развития солнечной энергетики делают эту проблему глобальной и участие России, как страны входившей в число   первых стран, организовавших массовое производство кремния, очень важно.
В представленном докладе сообщалось, что до 90х годов СССР производил около 10% мирового кремния. По качеству материал не уступал продукции других производителей.  В стране была создана система приведения всех необходимых исследований и подготовки кадров. Несмотря на кризисное состояние производства в РФ и отсутствие спроса на кремний  удалось эту систему сохранить. В настоящее время создается целый ряд предприятий по производству кремния различными методами. Показано  в частности, что традиционный Сименс процесс может быть существенно усовершенствован, имеются важные результаты по ряду альтернативных процессов. По мнению докладчика Россия способна внести заметный вклад в развитие фотовольтаики и солнечной энергетики. Было подчеркнуто, что при рассмотрении проблемы «солнечного кремния» необходимо рассматривать применение этого материала в других областях. В настоящее время можно выделить четыре области, в которых полупроводниковый кремний должен обладать специфическим набором свойств. Эти области:
- микро и наноэлектроника
- силовая электроника
- солнечная фотовольтаики
- микромеханика
 
Совещание проводилось на японском языке, однако некоторые материалы были доступны на английском языке. Достойно упоминания два сообщения.
Проф. Х. Коинума рассказал о проекте системы солнечных электростанций в пустыне Сахара. Проект развивается под эгидой научного совета Японии. Предусматривается развитие двух составляющих: эффективных солнечных элементов и линий электропередачи, построенных с использованием высокотемпературных сверхпроводников.  
Второй доклад, сделанный проф. К. Курокавой  содержал информацию об итогах работы специального комитета международного энергетического агентства  (International Energy Agency - IEA). Комитет возглавляется проф. К. Курокавой и называется «Задача 8 Фотовольтаические системы генерации электроэнергии очень большой мощности»  (Task 8 Very large scale photovoltaic (VLS-PV) power generation systems). Организован комитет в 1999 году. ИМ были ранее опубликованы два доклада.  Последний доклад опубликован в 2009 г.
Сведения об итогах работы комитета можно найти на веб сайте IEA. (С текстом доклада можно ознакомиться в российско-японской  лаборатории СО РАН).
В докладе обсуждаются технические, экономические и экологические проблемы широкого развития солнечной энергетики.
Основная идея состоит в использовании территории пустынь для размещения солнечных станций. Для передачи энергии в другие регионы мира планируется стоить совершенные линии электропередач.
Отмечается, что планы довести к 2050 г. долю возобновляемой энергии до 50% в которых большая часть это фотовольтаика, представляются реалистичными. Уже сейчас созданы PV системы мощностью до 100 MW. Реалистичны системы гига-ваттной мощности.
Для осуществления планов необходимо решить еще много проблем, связанных с технологией материалов, элементов, панелей, систем управления параметрами электроэнергии, сите накопления энергии, линиями передач. Однако у членов комитета и  у огромного числа специалистов, с которыми контактировали члены комитета, нет сомнения в том, что все эти задачи решаемы.

Мероприятия Совета «Физико-химические основы полупроводникового материаловедения» 2010 года