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    追“銦”溯源:薄膜電池的瓶頸在這個小金屬?事實并非如此!

    放大字體  縮小字體 發布日期:2018-12-13  來源:華夏能源網  瀏覽次數:1840
    核心提示:通過技術路線來降低稀有元素銦的用量,是很多企業正在積極探索的降本方法。

     

    近幾年來,隨著發展薄膜太陽能列入國家戰略,銅銦鎵硒(CIGS)這一細分技術路線引起了行業的極大關注,其中不乏有實力攪動中國光伏產業格局的“大玩家”進入。

    據不完全統計,除領先者漢能外,2015年以來國家能源集團(原神華集團)、中建材等大型國有企業及錦江集團等大型民營企業,先后在薄膜太陽能市場投入資金超過470億元,銅銦鎵硒電池產能出現規?;鲩L。

    這也帶來了一個問題:生產銅銦鎵硒電池所需的小金屬“銦”,儲能和產量均不太高。這引起了部分行業人士的擔憂,銦會不會成為影響薄膜電池大發展的一大“瓶頸”?會不會出現價格暴漲影響薄膜電池降本?

    追“銦”溯源,帶您一探究竟!

    薄膜擴產,“銦”將供不應求?

    銦(Indium),原子序數49,于1863年由德國化學家賴希(H.Richter)在鋅精礦中發現,屬稀散金屬。銦呈銀白色并略帶淡藍色,質地非常軟,能用指甲刻痕。

    金屬銦主要用于制造低熔合金、軸承合金、半導體、電光源等的原料。其中,作為透明電極涂層的ITO靶材用量,約占銦用量的70%,年需求量為200噸左右。隨著中國ITO靶材生產全面占領國內市場并走向世界,預計未來中國ITO靶材領域對銦的需求將會超過700噸/年。

    銦本身是一個小金屬,靶材用量總體來看也并不太大,所以無論是市場交易還是行業企業,均不太受人關注。但是,隨著最近幾年薄膜太陽能尤其是銅銦鎵硒電池的大發展,銦開始逐步走熱。

    據統計,自2015年以來市場對銅銦鎵硒電池的投入超過470億元,主要的項目包括:

    2017年12月,中國建材集團旗下凱盛集團宣布其位于安徽蚌埠的300MW的銅銦鎵硒薄膜組件產線正式投產。

    2017年12月,同煤集團、大同市經濟發展投資有限公司和漢能集團宣布其共同投資的第一條50MW產線開始投產。

    2018年1月,神華集團、上海電氣、德國光伏設備制造商Manz AG共同出資建設的重慶神華薄膜太陽能項目宣布正式開工,據稱該項目設計年產能為306MW。

    隨著這些項目的建成投產,銦的需求量將大幅度增加,業界由此出現了一些聲音,擔心銦的供需不平衡將成為影響薄膜太陽能發展的“瓶頸”。在2018年年初,精銦價格出現了一波上漲,價格接近兩年新高。

    1/10量即可產180吉瓦電池

    在自然界中,銦礦物均以微量的形式分散伴生于其它礦物中。銦在地殼中的分布量比較小,是黃金的1/8,白銀的1/50,迄今為止,未發現單一的或以銦為主要成分的天然銦礦床。

    銦資源稀缺、不易開采,這些先天不足印象下,人們擔憂其供應短缺、價格不穩也算事出有因。但如果細究其中,就會發現這些過分擔心實屬杞人憂天,銦的供需已經進入到相對穩定時期。

    據統計,全球銦探明儲量預估為5萬噸,其中可開采的占50%。工業通過提純廢鋅、廢錫的方法生產金屬銦,回收率約為60-70%。由此計算,在探明儲量、可開采量不增長以及銦回收率不提升的基礎上,目前可使用的銦大約有1.5萬噸-1.8萬噸。

    “倘若將這1.8萬噸可使用的銦,全部生產銅銦鎵硒電池,能生產1800吉瓦,即使只有十分之一的量用到生產銅銦鎵硒也能生產180吉瓦,就目前的銅銦鎵硒產能而言,銦資源還是十分豐富的?,F階段看,銦尚不構成對銅銦鎵硒應用的影響。”國家能源集團方面相關研發人員在接受記者采訪時,簡單算了這樣一筆賬。

    據了解,中國銦儲量占世界總儲量的73%以上,保有儲量13000噸左右,分布于全國15個省區,是全球第一大銦儲量國。中國還具備株冶集團(600961)、中金嶺南(000060)、鋅業股份(000751)等多家全球領先的銦生產商,能夠為持續增長的需求量提供強有力的供給。

    縱觀金屬銦近10年的價格走勢,除了2014年泛亞炒作導致銦一度狂飆至5000元/千克,近幾年基本都一直徘徊在成本價附近,大概在1400-1580元/千克之間。在偶發因素刺激下,價格出現一定幅度的上漲是正?,F象,綜合存儲量和產能等各方面看,銦價波動不會偏離正常價格區間太多。

    技術進步,減“銦”空間巨大

    實際上,隨著光伏產業的不斷發展和平價上網的倒逼,降低發電成本是一個持續性的目標。在這一大背景下,通過技術路線來降低稀有元素銦的用量,是很多企業正在積極探索的降本方法。

    目前,已經有企業研發出較為可靠的降低銅銦鎵硒組件生產銦用量的方案:通過新型等離子噴涂靶材技術的開發、靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收、RC鍍膜產生固廢銦回收、芯片切割及Web邊緣的銦回收等手段,可以大幅降低對銦的市場需求。此外,在銅銦鎵硒電池中適當增加鎵的成分、減薄電池膜層等方式,也可以有效減少銦的用量。

    “隨著銅銦鎵硒研發技術水平的提升,生產良率提高以及回收技術的充分利用,1吉瓦的銅銦鎵硒薄膜電池的銦凈用量將降低到10噸以下,而未來中期目標則為5噸/吉瓦—6噸/吉瓦,薄膜電池對銦的需求量會進一步降低。”相關光伏技術人員向媒體記者透露說。

    經測算,靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收率為98%,RC鍍膜產生固廢及無效Web上的銦回收率為95%,銅銦鎵硒芯片轉換效率以及生產良率的持續穩步提升,也能夠降低約15%左右的銦用量需求。

    與此同時,隨著開采技術、鉆探技術、提純技術以及回收利用技術的提高,可以使用的銦資源和可探明的銦儲量也會逐漸增多。由此可見,即使未來幾年銅銦鎵硒產業爆發式增長,綜合當前行業現狀和市場供需產能,銦的供給和價格根本不會有問題。

    未來,隨著銅銦鎵硒薄膜產業進入更低成本的高速發展期,萬億級薄膜太陽能市場將全面開啟。預計未來四年,銅銦鎵硒光伏組件價格有望壓縮至2.2元/瓦,銦作為一份子,還將從中受益,在穩步發展中迎來更廣闊的應用空間。

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