Как серебро используется в солнечных батареях

Опубликовано: 16.05.2022

В начале июля Япония установила премию на цену солнечной энергии, утроив ее по сравнению с ценой на энергию, получаемую из обычных источников. Таким образом коммунальные службы будут платить в три раза больше за электроэнергию из солнечных источников. Ожидается, что эта премия подстегнет использование солнечной энергии, а для получения солнечной энергии требуется много серебра.

Фотоэлектрические панели и спрос на серебро

Как известно, серебро используется в фотоэлектрических (PV) панелях для получения солнечной энергии. Типичная солнечная панель использует изрядное количество металла - примерно 2/3 унции (20 г). Для сравнения мобильный телефон содержит около 200 до 300 миллиграммов (1 г = 1,000 мг, 1 мг весит примерно как песчинка). Ноутбук содержит от 750 мг до 1,25 г.

Фотоэлектрические технологии относительно молоды, но с каждым годом их использование быстро растет. Только с 2000 года количество серебра потребляемого для производства солнечных панелей растет в среднем на 50% в год. Спрос вырос с 1 млн унций в 2002 году до 60 млн в 2011 году. В прошлом году на спрос от фотоэлектрической индустрии пришлось почти 11% от общего объема промышленного спроса на металл (за исключением ювелирных изделий). По данным CPM Group, спрос вырос на 11,2 млн унций, что стало самым сильным его ростом из всех основных его источников (ювелирные изделия и электроника). И это до появления японского заявления.

Потребление серебра в фотоэлектрической индустрии в млн унций

Германия - крупнейший конечный пользователь солнечных панелей, хотя ситуация меняется. В прошлом году на Германию пришлось 27,3% мирового объема установок панелей, но из-за сокращения субсидий мощность установленных солнечных панелей сократилась с 7,7 до 7,5 ГВт. По большому счету, это снижение было компенсировано ростом в Китае, Франции, Италии, Великобритании, Японии и США.

В своем ежегоднике за 2012 год CPM прогнозирует небольшое снижение спроса на серебро для изготовления солнечных панелей из-за сокращения объема установки в Европе и избытков от перепроизводства в Китае. Но учитывая инициативу Японии, это почти наверняка заниженная оценка.

Япония придает новый импульс фотоэлектрической индустрии

После катастрофы на Фукусиме японские власти желают сократить зависимость страны от ядерной энергии. До катастрофы примерно 30% энергии Японии генерировалось ядерной индустрией, но сейчас акцент сместился на более зеленые альтернативные источники энергии, включая солнечную.

Новые тарифы могут сработать. Предлагаемая ставка в размере 42 иены ($0,53) за киловатт час (как ожидается, она будет сохраняться в течение 20 лет) более чем в два раза выше немецкой (€0,17 - или $0,246). Bloomberg считает, что такое щедрое увеличение привлечет инвестиций на $9,6 млрд только в Японии.

Вот как такие деньги повлияют на этот сектор. В 2011 году было установлено мощностей по производству солнечной энергии на приблизительно 1,3 ГВт, но эксперты ожидают, что это объем почти удвоится до 2,3-2,5 ГВт в 2012 году, и достигнет 3 ГВт в 2013 году. По данным Solarbuzz, объем японских солнечных мощностей достигнет 28 ГВт к 2020 году и 50 - к 2030 году.

Это очень большое количество солнечных панелей и, даже принимая во внимание повышение эффективности, на их изготовление уйдет очень много серебра.

Ценовые факторы

В последние годы солнечные панели сильно подешевели, и их стало проще использовать. Тем не менее, их производство остается очень сереброемким, поэтому они слишком зависят от сильных колебаний цен. Если цена серебра станет слишком высокой, производители несомненно начнут искать альтернативу, но они не смогут полностью заменить серебро. И если продукт станет слишком дорогим, может упасть спрос. Производители уже ищут способы уменьшения использования серебра в производстве фотоэлектрических панелей или замены его на другой элемент.

На данный момент на рынке есть две основные технологии производства солнечных панелей. Традиционная технология «толстой пленки», где серебро является основным компонентом. И менее дорогая «тонкопленочная» технология с заменой серебра на теллурид кадмия. Разработка тонкопленочных солнечных панелей завоевывает популярность благодаря низкой цене, но это менее эффективная технология. Толстая пленка более эффективно собирает энергию солнца, и этот вид панелей по-прежнему преобладает на рынке. По данным CPM, в прошлом году на его долю приходилось примерно 91% от общего числа установок, и аналитики ожидают, что толстопленочные панели будут оставаться фаворитами в ближайшие несколько лет. Кроме того, оба типа панелей используют серебро для отражения и других функций, так что вероятность того, что белый металл полностью исчезнет из солнечных батарей, на данный момент очень невелика.

Для инвесторов это означает, что, по крайней мере, в ближайшей перспективе, индустрия солнечных панелей продолжит использовать сереброемкие технологии, тем самым подпирая индустриальный спрос на металл.

Но это еще не все…

Новая эра для применения серебра

В течение долгого времени промышленный спрос на серебро зависел почти исключительно от одной отрасли: фотографии. Фотопленка на серебряной основе резко изменила структуру спроса на серебро в начале XX века. В то время серебро в основном использовалось для производства серебряной посуды, драгоценностей и как деньги. На пике на фотографический спрос приходилось около 50% рынка.

Но на дворе XXI век, и, несмотря на существенное снижение использования пленки, в современном мире изобрели множество других важных применений уникальных свойств серебра. Вероятно, самый важный сдвиг состоит в том, что промышленный спрос на серебро больше не исходит из одного сектора, но сразу из нескольких, - и практически ни один из них не показывает признаков замедления. Этот факт делает прогноз спроса на серебро более позитивным и стабильным, - если одна индустрия уйдет, другие смогут компенсировать снижение.

Вот лишь некоторые из этих применений, - многие из них находятся лишь на самом первоначальном этапе внедрения:

• Твердотельное освещение (SSL), в котором полупроводники используются для освещения с помощью светоизлучающих диодов (LED) или органических светоизлучающих диодов (OLED), а не с помощью более традиционных электрических нитей. SSL используются в светофорах и фарах некоторых автомобилей.

• В радиочастотной идентификации (RFID) используются печатные серебряные чернила, сделанные из нитрата серебра. RFID-чипы теперь настолько распространены, что трудно найти какой-либо новый продукт, где не было хотя бы одного такого чипа – очень часто, в теге в безопасности на упаковке.

• Суперконденсаторы и сверхпроводники, катализаторы и новые типы более эффективных аккумуляторов.

• Медицина: асептические покрытия для хирургии, травматических ран, антибактериальные повязки и ткани, зубная амальгама, и соли серебра, помогающие предотвратить инфекции у новорожденных. Также используется как лекарство в дерматологии и для некоторых видов рака.

• Системы очистки воды, стиральные машины, кондиционеры и холодильное оборудование. NASA использовало серебро для стерилизации переработанной воды на борту космического челнока.

• Пищевая упаковка и консервирование. Изготовители машин для коммерческого производства льда используют серебро в шлангах, хомутах, трубопроводной арматуре и других узлах, где может накапливаться грязь, создавая почву для размножения бактерий. В переработке мяса серебро используется при изготовлении столов, мясорубок, инструментов и крюков. Серебро используется во время транспортировки для сохранения свежести фруктов, овощей, а также свежесрезанных цветов.

• В общественной гигиене для антимикробной защиты телефонных трубок, дверных ручек, рам кроватей, унитазных сидений, столешниц, детских игрушек, носков, нижнего и постельного белья, полотенец и т.д.

• В других регулярно используемых потребительских товарах: макияже, антибактериальном мыле и посуде, дезинфицирующих средствах для рук и воздуха, кремах и масках для лица.

Хотя суммарная доля новых применений серебра относительно невелика, Серебряный институт довольно сухо прогнозирует, что «в некоторых из этих сегментов есть потенциал для роста потребления серебра». Как видно на графике ниже, прогноз спроса на серебро в новых промышленных применениях видит самый большой рост в сегментах аккумуляторов, SSL, и RFID.

Спрос на серебро из основных сфер его использования также растет. Например, автомобильная индустрия наращивает потребление из-за роста производства машин и растущего использования электрических соединений. По мере роста автомобильных инноваций растет количество используемого серебра. Например, серебро используется в управлении сидениями и зеркалами, дворниками и навигационными системами.

По данным Серебряного Института, объем промышленного использования серебра вырастет до 665,9 млн унций к 2015 году и на него придется более 60% не инвестиционного спроса.

Растущая важность промышленного спроса (синим)

Рост индустриального использования серебра по секторам

Что это значит для инвесторов

Половина спроса на серебро приходится на промышленность, поэтому оно может вести себя как индустриальный металл помимо своей традиционной роли драгоценного металла. Это означает, что оно подвержено воздействию большего количества факторов, чем золото, что делает его более волатильным и трудным для прогнозирования.

1. Индустрия солнечной энергетики превратилась в один из наиболее важных источников спроса на серебро. Это окажет мощную поддержку ценам. Эта индустрия никак не влияла на рынок серебра 10 лет назад, а теперь на нее приходится 10% промышленного спроса.

И дело не только в Японии. По данным индийской газеты The Economic Times, 102 страны сегодня устанавливают солнечные панели, по сравнению с 18 двумя годами ранее. Среди активных и растущих пользователей такие страны как Германия, Италия, Япония, Франция, Бельгия, Португалия, Испания, США, Австралия, и Азия, включая Китай и Индию.

2. Похоже, что развитие солнечной энергетики не стало результатом действий рыночных сил, - в значительной степени она порождена государственными субсидиями, поддерживавшими промышленность (и косвенно цену на серебро). Мы можем любить или не любить подобные рыночные интервенции, но как инвесторы мы должны понимать эти тенденции, независимо от того, согласны мы с ними или нет. Особенно важно следить за субсидиями, так как они могут исчезнуть, если беднеющие правительства изменят свои приоритеты. Это не произойдет в одночасье, поэтому у нас будет достаточно времени, чтобы действовать.

потребление серебра

Институт серебра (Silver Institute) опубликовал исследование «Роль серебра в зеленой революции» (The Role of Silver in the Green Revolution), подготовленное консалтинговой компанией CRU Consulting.

В работе оценивается потребность в этом драгоценном металле в период до 2030 г в связи с мировой энергетической трансформацией.

Речь идет о потреблении серебра в солнечной энергетике и электрических автомобилях (в исследовании также говорится об использовании серебра в атомной энергетике, но оно незначительно, и мы не будем на этой теме останавливаться).

Сразу отмечу, что по расчетам авторов, суммарное потребление серебра в данных секторах «новых энергетических технологий» не возрастет, и к 2030 году останется на уровне 2017 года, как это показано на графике.

потребление серебра

Всё дело в прогрессе техники и снижении удельного потребления серебра, которое не будет компенсировано ростом объемов. Кроме того, следует отметить, авторы используют довольно консервативные предположения по поводу темпов развития солнечной энергетики и электромобилей. Так, установленная мощность солнечной энергетики к 2030 году вырастет, по оценке CRU Consulting, до примерно 1550 ГВт, а доля электромобилей в продажах к тому же сроку составит 17%.

Солнечная энергетика.

В солнечной энергетике серебро используется при производстве солнечных элементов (ячеек). Из серебра изготавливают токопроводящие пасты, используемые на лицевой и оборотной стороне солнечных элементов. Напомню, доля фотовольтаики в мировом потреблении серебра в 2017 г достигла максимального показателя за всю историю – 9,2%.

Количество серебра, необходимое для производства токопроводящей серебряной пасты, может быть уменьшено почти вдвое, в среднем с 130 мг на ячейку в 2016 году до примерно 65 мг к 2028 году. Это достаточно консервативная оценка — в последнем докладе ITRPV отмечается, что к 2028 году удельное содержание серебра может быть снижено до 50 мг на ячейку.

Авторы отчета сообщают, что количество серебра, используемого в производстве солнечных батарей, уже уменьшилось в значительно большей степени — с 400 до 130 мг в период между 2007 и 2016 годами. Также прогнозируется, что средняя мощность элементов вырастет с 4,7 Вт до 6 Вт к 2030 году, что будет способствовать сокращению удельного использования серебра (на ватт).

CRU предполагает, что к 2030 году средняя эффективность модуля может возрасти примерно до 25%, что приведет к сокращению на 24% количества панелей, необходимых для производства того же количества электроэнергии.

На графике показано, что рост спроса на солнечные элементы не приведет к росту спроса на серебро (слева), в том числе по той причине, что удельное потребление серебра сократится (справа).

потребление серебра в солнечной энергетике

В то же время аналитики CRU заявляют, что «непревзойденные электропроводящие качества серебра» ограничивают возможности его замены на другое сырье, поскольку потери эффективности перевешивают экономические преимущества от применения более дешевых материалов, таких как медь или алюминий. Поэтому в течение следующего десятилетия технологии производства фотоэлектрических элементов на основе отличных от серебра материалов не будут расти столь быстро, чтобы завоевать значительную долю на рынке.

Другими словами, в среднесрочной перспективе позиции серебра в секторе солнечной энергетики являются устойчивыми.

Эксперты CRU прогнозируют, что в течение ближайших нескольких лет спрос на серебро со стороны солнечной энергетики будет колебаться в интервале примерно от 70 до 80 миллионов унций в год, а после этого будет снижаться. Ожидается, что только к 2030 году спрос вырастет примерно до 66 миллионов унций в год.

Электромобили.

В автомобилях серебро в основном используется в электрических контактах, которые соединяют электрические компоненты друг с другом. Использование серебра при производстве аккумуляторов (серебряно-цинковые батареи) остается нишевым бизнесом.

Интересное сравнение использования серебра в электрических легковых, грузовых автомобилях и автобусах и их бензиновых/дизельных собратьях представлено на следующем графике.

потребление серебра в электромобилях

Как мы видим, электромобиль потребляет в два раза больше серебра, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Серебро используется в устройствах для индуктивной (беспроводной) зарядки электромобилей, однако эта технология находится на начальном этапе развития, и количественные прогнозы здесь пока невозможны.

Выводы.

В докладе показано, что серебро играло и будет продолжать играть важную роль в зеленой революции. При этом в среднесрочной перспективе рост потребления этого металла будет связан в большей степени с развитием электрического транспорта, а не солнечной энергетики.

В результате их двухлетнего совместного проекта исследователи материалов Таллиннского технического университета повысили эффективность солнечных элементов следующего поколения путем частичной замены меди на серебро в поглощающем материале.

Серебро повышает эффективность солнечных элементов

Экономическое развитие и общий рост энергопотребления привели к увеличению спроса на экологически чистое производство энергии при меньших затратах. Наиболее жизнеспособные решения могут быть найдены в секторе возобновляемых источников энергии. Новые технологии для производства энергии должны обеспечивать чистые, недорогие, экологически чистые решения с универсальным применением, что делает солнечную энергию лучшим решением на сегодняшний день. Исследователи материалов TalTech работают над созданием фотоэлектрических элементов следующего поколения - солнечных элементов с монозернистым слоем .

Увеличение КПД солнечных панелей серебром

Старший научный сотрудник лаборатории фотоэлектрических материалов TalTech Марит Каук-Куусик говорит: «Производство традиционных кремниевых солнечных батарей, начатое еще в 1950-х годах, по-прежнему очень ресурсоемко и энергоемко. Наши исследования направлены на разработку солнечных батарей следующего поколения, т.е. тонкопленочных солнечных элементов на основе полупроводниковых соединений».

Тонкопленочный солнечный элемент состоит из нескольких тонких слоев полупроводниковых материалов. Для эффективных тонкопленочных солнечных элементов в качестве поглотителя должен использоваться полупроводник с очень хорошими светопоглощающими свойствами. Кремниевый поглотитель не подходит для тонкопленочных солнечных элементов из-за неоптимального поглощения света, приводящего к довольно толстому поглощающему слою. Исследователи TalTech разрабатывают сложные полупроводниковые материалы, называемые кестеритами (Cu2ZnSn(Se,S)4 ), которые в дополнение к отличному поглощению света являются доступными и недорогими химическими элементами (например, медь, цинк, олово, сера и селен). Для производства кестеритов исследователи TalTech используют порошковую технологию монозерна, которая является уникальной в мире.

«Технология монозернистого порошка, которую мы разрабатываем, отличается от других аналогичных технологий производства солнечных элементов, используемых в мире, с точки зрения ее метода. По сравнению с технологиями вакуумного испарения или распыления, которые широко используются для получения тонкопленочных структур, технология монозернистого порошка является более дешевой», - говорит Марит Каук-Куусик.

Технология выращивания порошка - это процесс нагрева химических компонентов в специальной камерной печи при 750 градусах в течение четырех дней. После этого полученную массу промывают и просеивают на специальных машинах. Синтезированный высококачественный микрокристаллический монозернистый порошок используется для производства солнечных элементов. Порошковая технология отличается от других способов производства, в частности, своей низкой стоимостью, поскольку она не требует дорогостоящего оборудования с высоким вакуумом.

Серебро повышает эффективность солнечных элементов


Монозернистый порошок состоит из уникальных микрокристаллов, которые образуют параллельно соединенные миниатюрные солнечные элементы в большом модуле (покрытом ультратонким буферным слоем). Это, однако, обеспечивает большие преимущества по сравнению с фотоэлектрическими модулями предыдущего поколения, то есть солнечными панелями на основе кремния. Фотоэлементы легкие, гибкие, могут быть прозрачными, но при этом экологически чистыми и значительно более дешевыми.

Показателем качества фотовольтаики является эффективность. Эффективность зависит не только от свойств используемых материалов и структуры солнечного элемента, но также от интенсивности солнечного излучения, угла падения и температуры.

Идеальные условия для достижения максимальной эффективности находятся в холодных солнечных горах, а не в жаркой пустыне, как можно было бы ожидать, потому что тепло не повышает эффективность солнечного элемента. Можно рассчитать максимальный теоретический КПД для каждой солнечной панели, чего, к сожалению, пока невозможно достичь в реальности, но это цель, которую необходимо достичь.

«Мы достигли точки в нашей разработке, когда частичная замена меди серебром в абсорбирующих материалах из цестерита может повысить эффективность на 2%. Это связано с тем, что медь очень подвижна по своей природе, что приводит к нестабильной эффективности солнечных элементов. Замена 1% меди на серебро повысило эффективность солнечных элементов с монозернистым слоем с 6,6% до 8,7% », - говорит Марит Каук-Куусик. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

3.9 K 08:30 - 1/Сен/16 Ctavr
(6 лет 3 часа)

Аватар пользователя Ctavr

Во многих отношениях серебро – уникальный металл. Оно обладает отличной тепловой и электрической проводимостью, великолепной отражающей способностью, бактерицидными и другими полезными свойствами.

img4irjBZ.jpg

За долгую историю человечества из недр были извлечены сотни тысяч тонн серебра. Издревле его использовали для изготовления посуды, предметов культа, украшений и монет. В середине XX века произошла демонетизация серебра – во многих странах мира оно было выведено из обращения, после чего осело в государственных хранилищах. Наибольшее количество серебра в те времена скопилось в США: в 1942-м году стратегические резервы Соединённых Штатов достигли своего пика – свыше 180 тыс. т белого драгметалла.

Примечательно, что во время Второй Мировой войны, когда случилась нехватка меди, в США была выпущена целая серия мощных электрических трансформаторов с серебряными обмотками вместо медных. Возможно, некоторые из этих трансформаторов где-то служат и до сих пор.

Ag меняет профессию

Во второй половине XX века серебру нашлось множество промышленных применений: электротехника и электроника, СВЧ-техника, производство аккумуляторов и зеркал, очистка питьевой воды, пайка (серебро в припоях заменяет токсичный свинец, придавая соединениям высокую прочность), производство шарикоподшипников для двигателей, высокотемпературная сверхпроводимость и т. д. Из монетарного металла серебро превратилось в сырьевой товар, широко используемый в различных отраслях промышленности. Сегодня по многообразию способов применения серебро уступает, пожалуй, только нефти.

Картель наоборот

В 1947 г. в Штатах была образована уникальная некоммерческая организация – Ассоциация пользователей серебра (Silver Users Association, SUA), объединяющая десятки американских компаний, так или иначе использующих серебро. В её состав входили такие известные фирмы, как Eastman Kodak, Du Pont и Dow Chemical, а также ряд малоизвестных нашему соотечественнику, но достаточно крупных производственных и (что любопытно) финансовых компаний.

imgiUzPbC.jpg


Серебро – ценный промышленный металл

Среди целей ассоциации значится поддержка взаимодействия с государственными агентствами и неправительственными организациями, так или иначе связанными с серебром. Не вдаваясь в детали учредительных документов SUA, отметим, что по сути это лоббистская организация, защищающая коллективный интерес своих членов. А интерес этот очень прост – максимальное снижение закупочных цен на белый драгметалл для членов ассоциации, по возможности за счёт государственных запасов.

За полвека SUA показала свою чрезвычайно высокую эффективность. Стратегические запасы серебра из государственных хранилищ США были «слиты» буквально за бесценок, склады полностью опустели к 2002 г. С тех пор, например, Государственный монетный двор США приобретает металл для чеканки памятных монет American Silver Eagle на открытом рынке. Опустели хранилища серебра и во многих других странах.

Надо отметить, что в законодательствах большинства развитых стран любые манипуляции рынком с целью повышения стоимости какого-либо товара считаются незаконными. Всяческие картельные соглашения, ассоциации и монополии пресекаются решительно и очень жёстко. Однако прецедент объединения потребителей с противоположной целью – минимизировать стоимость товара – оказался редким, а потому не привлёк внимания регуляторов.

«Изобилие»

Приток дешёвого серебра из госхранилищ сделал его разведку и добычу из недр маловыгодными, за исключением тех редких месторождений, где содержание металла в породе чрезвычайно велико. В течение долгих десятилетий бизнес по добыче серебра пребывал в упадке, причём число компаний, занятых исключительно этой деятельностью, во всём мире не превышало двух десятков. Сегодня свыше 80% серебра добывается как побочный продукт при разработке месторождений меди, золота, олова, свинца, цинка и других промышленных металлов.

Шестьдесят лет назад мировые запасы серебра в хранилищах на порядок превышали запасы золота. По оценкам специалистов, практически всё добытое за время существования нашей цивилизации золото, а это свыше 170 тыс. т, сохранилось в том или ином виде – в слитках, монетах, предметах искусства или ювелирных изделиях. Безвозвратно потрачена лишь небольшая часть драгметалла, которая идёт на нужды космической промышленности, микроэлектроники и стоматологии.

С серебром ситуация совсем другая. Оно применяется в небольших количествах в тысячах различных производств и технологий. Например, серебро напыляют на контакты разъёмов, проводники высокочастотных схем, подстроечные конденсаторы, используют в контактах реле, матрицах ЖК-мониторов, контактах светодиодов, метках радиочастотной идентификации, зубных пастах, различных мазях, компьютерных клавиатурах и т. д. В каждом приборе и продукте часто содержится лишь небольшое количество металла, а потому его извлечение для повторного использования оказывается невыгодным. В результате многие тысячи тонн драгоценного металла безнадёжно пропали на свалках.

Существенные объёмы драгметалла содержатся в крупных серебряно-цинковых аккумуляторах, которые способны отдавать в нагрузку большие токи. Однако такие аккумуляторы применяются в основном в космической, авиационной и военной промышленности, где проблематично организовать сбор отработавших элементов для переработки. Когда взрывается американская крылатая ракета «Томагавк», в воздухе рассеивается 16 кг серебра.

«Узкое горлышко»

В связи с развитием высоких технологий и солнечной энергетики спрос на белый металл год от года только увеличивается. В кремниевых фотоэлектрических модулях серебро применяют в составе сплава, образующего контакты и проводники на лицевой стороне кремниевых пластин. Для изготовления фотоэлектрических модулей суммарной мощностью 1 ГВт необходимо около 90 т серебра. Производство солнечных батарей в мире быстро растёт, и, по оценкам аналитиков, скоро на него придётся 10% общемирового спроса на этот драгметалл.

imgENcSrl.jpg


Поверхность солнечного элемента покрывают
тонкими серебряными проводниками

Несмотря на то, что центральные банки сегодня не считают серебро монетарным металлом, а потому не накапливают его в резервах, оно становится всё более и более дефицитным. Объёмы белого драгметалла на складах во всём мире оцениваются в 15 тыс. т, а это порядка полугодового объёма мировой добычи, которая примерно равна 26 тыс. т.

Спрос на серебро крайне неэластичен по отношению к его цене. Во-первых, в силу уникальных свойств ему трудно найти заменитель. Во-вторых, в большинстве промышленных изделий оно применяется в настолько малых количествах, что удвоение и утроение цен на серебро вряд ли приведёт к заметному изменению конечной стоимости изделия. Для примера можно взять реле, где серебро находится на кончиках контактов. А поскольку львиная доля серебра добывается как побочный продукт, его предложение также слабо зависит от его цены.

Между тем число потребителей серебра только нарастает. Его включают в состав кремов и мазей, медицинских бинтов и тканей (в виде тончайших нитей) и т. д. Нужно ли вспоминать мобильную электронику, которая сегодня имеется в кармане у каждого?

Маятник

Сырьевые рынки обычно развиваются 35-летними циклами, в течение которых периоды дефицита товаров сменяются периодами их избытка. Но то, что произошло с серебром, просто удивительно. Запасы копились столетиями, а были израсходованы за 60 лет. Это привело к крайней дешевизне серебра по отношению к золоту. Несмотря на то, что соотношение этих драгметаллов в земной коре равно примерно 16:1, соотношение цен достигло 80:1. И если стрелка маятника сначала чрезмерно отклонилась в одну сторону, следует ожидать, что она «зашкалит» и в противоположную.

В ближайшие годы, по всей видимости, случится серьёзный дефицит серебра на мировых рынках, чреватый взлётом цен. Производителям оборудования для возобновляемой энергетики и умных сетей следует иметь это в виду.

Институт серебра (Silver Institute) опубликовал исследование «Роль серебра в зеленой революции» (The Role of Silver in the Green Revolution), подготовленное консалтинговой компанией CRU Consulting. В нем оценивается рост потребности в серебре до 2030 года в связи с переходом на возобновляемые источники.

В первую очередь рассматривалось потребление серебра в солнечной энергетике и электрических автомобилях.

Интересно, что несмотря на развитие этих отраслей, по расчетам авторов, суммарное потребление серебра в них не возрастет, и к 2030 году останется на уровне 2017 года, как это показано на графике.


Всё дело в прогрессе техники и снижении удельного потребления серебра, которое не будет компенсировано ростом объемов. Кроме того, следует отметить, авторы используют довольно консервативные предположения по поводу темпов развития солнечной энергетики и электромобилей. Так, установленная мощность солнечной энергетики к 2030 году вырастет, по оценке CRU Consulting, до примерно 1550 ГВт, а доля электромобилей в продажах к тому же сроку составит 17%.

Солнечная энергетика

В солнечной энергетике серебро используется при производстве солнечных элементов (ячеек). Из серебра изготавливают токопроводящие пасты, используемые на лицевой и оборотной стороне солнечных элементов. Доля фотовольтаики в мировом потреблении серебра в 2017 г достигла максимального показателя за всю историю – 9,2%.

Количество серебра, необходимое для производства токопроводящей серебряной пасты, может быть уменьшено почти вдвое, в среднем с 130 мг на ячейку в 2016 году до примерно 65 мг к 2028 году. Это достаточно консервативная оценка — в последнем докладе ITRPV отмечается, что к 2028 году удельное содержание серебра может быть снижено до 50 мг на ячейку.

Авторы отчета сообщают, что количество серебра, используемого в производстве солнечных батарей, уже уменьшилось в значительно большей степени — с 400 до 130 мг в период между 2007 и 2016 годами. Также прогнозируется, что средняя мощность элементов вырастет с 4,7 Вт до 6 Вт к 2030 году, что будет способствовать сокращению удельного использования серебра (на ватт).

CRU предполагает, что к 2030 году средняя эффективность модуля может возрасти примерно до 25%, что приведет к сокращению на 24% количества панелей, необходимых для производства того же количества электроэнергии.

На графике показано, что рост спроса на солнечные элементы не приведет к росту спроса на серебро (слева), в том числе по той причине, что удельное потребление серебра сократится (справа).


В то же время аналитики CRU заявляют, что «непревзойденные электропроводящие качества серебра» ограничивают возможности его замены на другое сырье, поскольку потери эффективности перевешивают экономические преимущества от применения более дешевых материалов, таких как медь или алюминий. Поэтому в течение следующего десятилетия технологии производства фотоэлектрических элементов на основе отличных от серебра материалов не будут расти столь быстро, чтобы завоевать значительную долю на рынке.

Другими словами, в среднесрочной перспективе позиции серебра в секторе солнечной энергетики являются устойчивыми.

Эксперты CRU прогнозируют, что в течение ближайших нескольких лет спрос на серебро со стороны солнечной энергетики будет колебаться в интервале примерно от 70 до 80 миллионов унций в год, а после этого будет снижаться. Ожидается, что только к 2030 году спрос вырастет примерно до 66 миллионов унций в год.

Электромобили

В автомобилях серебро в основном используется в электрических контактах, которые соединяют электрические компоненты друг с другом. Использование серебра при производстве аккумуляторов (серебряно-цинковые батареи) остается нишевым бизнесом.

Интересное сравнение использования серебра в электрических легковых, грузовых автомобилях и автобусах и их бензиновых/дизельных собратьях представлено на следующем графике.


Как мы видим, электромобиль потребляет в два раза больше серебра, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Серебро используется в устройствах для индуктивной (беспроводной) зарядки электромобилей, однако эта технология находится на начальном этапе развития, и количественные прогнозы здесь пока невозможны.

Таким образом, в докладе показано, что серебро играло и будет продолжать играть важную роль в зеленой революции. При этом в среднесрочной перспективе рост потребления этого металла будет связан в большей степени с развитием электрического транспорта, а не солнечной энергетики.

Ранее Электровести писали, что солнечная промышленность использовала в 2017 году на 19% больше серебра, чем в 2016 году. Спрос на серебро достиг рекордного уровня в 94,1 млн унций, что составляет 2 926 тонн и связано прежде всего с 24% ростом мощности установленных солнечных электростанций.

При этом глобальный спрос на серебро в течение многих лет колеблется в достаточно узком диапазоне, и последние два года находится несколько ниже средних значений за десятилетие. В 2017 году потребление было на самом низком уровне за пять последних лет. Цены на металл по итогам 2017 года были примерно в два раза ниже, чем на пике в 2011 году.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

Читайте также: