近幾年來,隨著發(fā)展薄膜太陽能列入國家戰(zhàn)略,銅銦鎵硒(CIGS)這一細(xì)分技術(shù)路線引起了行業(yè)的極大關(guān)注,其中不乏有實(shí)力攪動中國光伏產(chǎn)業(yè)格局的“大玩家”進(jìn)入。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),除領(lǐng)先者漢能外,2015年以來國家能源集團(tuán)(原神華集團(tuán))、中建材等大型國有企業(yè)及錦江集團(tuán)等大型民營企業(yè),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(chǎn)能出現(xiàn)規(guī)模化增長。
這也帶來了一個問題:生產(chǎn)銅銦鎵硒電池所需的小金屬“銦”,儲能和產(chǎn)量均不太高。這引起了部分行業(yè)人士的擔(dān)憂,銦會不會成為影響薄膜電池大發(fā)展的一大“瓶頸”?會不會出現(xiàn)價格暴漲影響薄膜電池降本?
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薄膜擴(kuò)產(chǎn),“銦”將供不應(yīng)求?
銦(Indium),原子序數(shù)49,于1863年由德國化學(xué)家賴希(H.Richter)在鋅精礦中發(fā)現(xiàn),屬稀散金屬。銦呈銀白色并略帶淡藍(lán)色,質(zhì)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(dǎo)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(chǎn)全面占領(lǐng)國內(nèi)市場并走向世界,預(yù)計(jì)未來中國ITO靶材領(lǐng)域?qū)︺煹男枨髮^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(yè)企業(yè),均不太受人關(guān)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(fā)展,銦開始逐步走熱。
據(jù)統(tǒng)計(jì),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(xiàng)目包括:
2017年12月,中國建材集團(tuán)旗下凱盛集團(tuán)宣布其位于安徽蚌埠的300MW的銅銦鎵硒薄膜組件產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
2017年12月,同煤集團(tuán)、大同市經(jīng)濟(jì)發(fā)展投資有限公司和漢能集團(tuán)宣布其共同投資的第一條50MW產(chǎn)線開始投產(chǎn)。
2018年1月,神華集團(tuán)、上海電氣、德國光伏設(shè)備制造商Manz AG共同出資建設(shè)的重慶神華薄膜太陽能項(xiàng)目宣布正式開工,據(jù)稱該項(xiàng)目設(shè)計(jì)年產(chǎn)能為306MW。
隨著這些項(xiàng)目的建成投產(chǎn),銦的需求量將大幅度增加,業(yè)界由此出現(xiàn)了一些聲音,擔(dān)心銦的供需不平衡將成為影響薄膜太陽能發(fā)展的“瓶頸”。在2018年年初,精銦價格出現(xiàn)了一波上漲,價格接近兩年新高。
1/10量即可產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(dān)憂其供應(yīng)短缺、價格不穩(wěn)也算事出有因。但如果細(xì)究其中,就會發(fā)現(xiàn)這些過分擔(dān)心實(shí)屬杞人憂天,銦的供需已經(jīng)進(jìn)入到相對穩(wěn)定時期。
據(jù)統(tǒng)計(jì),全球銦探明儲量預(yù)估為5萬噸,其中可開采的占50%。工業(yè)通過提純廢鋅、廢錫的方法生產(chǎn)金屬銦,回收率約為60-70%。由此計(jì)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(chǔ)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(chǎn)銅銦鎵硒電池,能生產(chǎn)1800吉瓦,即使只有十分之一的量用到生產(chǎn)銅銦鎵硒也能生產(chǎn)180吉瓦,就目前的銅銦鎵硒產(chǎn)能而言,銦資源還是十分豐富的?,F(xiàn)階段看,銦尚不構(gòu)成對銅銦鎵硒應(yīng)用的影響。”國家能源集團(tuán)方面相關(guān)研發(fā)人員在接受記者采訪時,簡單算了這樣一筆賬。
據(jù)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(qū),是全球第一大銦儲量國。中國還具備株冶集團(tuán)(600961)、中金嶺南(000060)、鋅業(yè)股份(000751)等多家全球領(lǐng)先的銦生產(chǎn)商,能夠?yàn)槌掷m(xù)增長的需求量提供強(qiáng)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(dǎo)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(fā)因素刺激下,價格出現(xiàn)一定幅度的上漲是正常現(xiàn)象,綜合存儲量和產(chǎn)能等各方面看,銦價波動不會偏離正常價格區(qū)間太多。
技術(shù)進(jìn)步,減“銦”空間巨大
實(shí)際上,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和平價上網(wǎng)的倒逼,降低發(fā)電成本是一個持續(xù)性的目標(biāo)。在這一大背景下,通過技術(shù)路線來降低稀有元素銦的用量,是很多企業(yè)正在積極探索的降本方法。
目前,已經(jīng)有企業(yè)研發(fā)出較為可靠的降低銅銦鎵硒組件生產(chǎn)銦用量的方案:通過新型等離子噴涂靶材技術(shù)的開發(fā)、靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收、RC鍍膜產(chǎn)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(dāng)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(fā)技術(shù)水平的提升,生產(chǎn)良率提高以及回收技術(shù)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(biāo)則為5噸/吉瓦—6噸/吉瓦,薄膜電池對銦的需求量會進(jìn)一步降低。”相關(guān)光伏技術(shù)人員向媒體記者透露說。
經(jīng)測算,靶材噴涂中損耗及殘靶上的銦回收率為98%,RC鍍膜產(chǎn)生固廢及無效Web上的銦回收率為95%,銅銦鎵硒芯片轉(zhuǎn)換效率以及生產(chǎn)良率的持續(xù)穩(wěn)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(shù)、鉆探技術(shù)、提純技術(shù)以及回收利用技術(shù)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(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長,綜合當(dāng)前行業(yè)現(xiàn)狀和市場供需產(chǎn)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(chǎn)業(yè)進(jìn)入更低成本的高速發(fā)展期,萬億級薄膜太陽能市場將全面開啟。預(yù)計(jì)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(wěn)步發(fā)展中迎來更廣闊的應(yīng)用空間。