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最富有的银矿不在地下:它在太阳能电池板里
  • 2026-02-28 17:05:37
  • 浏览:407
  • 来自:pv-magazine

  银已成为清洁能源转型中最重要的材料之一。它对太阳能光伏至关重要,而太阳能已不再是银的次要消费者。它正成为需求最大的驱动因素之一——与此同时,矿石品位下降,供应也越来越难以快速扩张。

  

  换句话说,即使太阳能变得更便宜、更高效,其物质基础却在收紧。

  

  这不仅仅是学术上的担忧。本月白银价格创历史新高(每金衡盎司95美元),政策制定者发出紧迫信号。美国 最近将银列入关键材料名单——这表明银越来越被视为战略基础设施,而非商品。

  

  我在电子废弃物和太阳能电池板回收领域工作了十多年。随着时间推移,这一结论愈发坚定:回收不仅仅是可持续发展的附加措施。它正逐渐成为工业需求。

  

  当太阳能电池板开始看起来像银储量时

  

  十年前,我和同事们发表了至今仍被引用最多的论文。 我们对硅太阳能电池板进行了表征,定量了光伏中的银含量,并评估了提取银的途径。我们测量的银浓度相当于高品位矿山——不过这里,银嵌入了已经在全球范围内部署的制造产品中。即使是十年前,如果你从最重要的供应角度——集中度、回收性和规模——来评估问题,太阳能电池板作为银的来源也相当于初级矿石。但自那篇论文发表以来,很多事情都发生了变化,包括地下活动。

  

  矿石品位长期下降(以及为何无法逆转)

  

  自然资源开采有一个与采矿本身一样古老的模式:我们从最容易开采的材料开始,先烧尽最好的矿藏。银矿品位多年来一直在下降——研究人员报告称2007年至2016年间银品位下降了35%。以墨西哥弗雷尼略矿的矿石品位作为近年来(2015-2024年)的代理数据,结合业内生产商产出报告,趋势显示持续下降,品位目前在150-160ppm之间!换句话说,每公吨石头就含有150到160克银,大约相当于一块巧克力棒的重量,分散在一辆小车的重量中。

  

  这就造成了一个令人不安的现实:如果社会继续仅依赖初级开采来满足未来银的需求,我们获得的银将越来越多地来自更耗能、更破坏环境的开采。

  

  银的需求正在上升,学习曲线正在抑制它

  

  银不仅仅是“太阳能材料”。它是支撑现代生活的多个行业的关键输入:电子、电气接触、工业制造、医疗应用等。太阳能是最新的大规模需求中心——也是增长最快的中心之一。

  

  而且,由于太阳能部署已成为全球电力脱碳的核心策略,银的需求现在与价格曲线或市场炒作更为重要。这与能源转型的现实息息相关。

  

  最近,我和同事们发表了另一篇论文,分析了我认为整个太阳能供应链中最具启发性的指标之一:银的学习曲线,即生产一瓦太阳能所需的银量及其随时间的变化。太阳能在提升效率和降低材料强度方面有着悠久的历史。行业一直在努力以更少的银产量提供更高功率。

  

  这是好消息,而且是真实的。但学习曲线并非孤立存在。它直接进入部署卷。利用银的学习曲线和太阳能增长趋势,我们估计在当时采用P型电池技术的照常模式下,太阳能行业到本世纪中叶将消耗全球85%至98%的银储量。

  

  这并不是一个边缘的规划问题。这一限制有可能重塑太阳能经济、技术路线图以及依赖同一种金属的行业之间的竞争压力。而且我们不仅仅是在看一个理论上的未来。随着太阳能行业银消费的增加,我们可以在现实世界中看到这一趋势正在形成。部分报告显示,太阳能占2024年全球银需求的17%~17%,占工业总需求的29%。 对于单一工业用例来说,这是一个极为惊人的数字——这正是银不再是太阳能故事中的“背景材料”的原因。它正成为决定性因素。

  

  技术变革可能降低每瓦银的使用量——但仍然会激增总银的使用量

  

  还有另一层让银问题比表面看起来更复杂。是的,随着时间推移,每瓦用银的明显趋势越来越少。但太阳能技术并非静态。行业在不断发展。而且当它演变时,并不总是沿直线发展。

  

  当制造商在单元结构上取得飞跃——转向TOPCon或硅异质结等技术——银的使用量可能会激增,即使只是暂时的。然后行业通过工艺改进、制造学习和材料优化,逐步降低这一峰值。从远处看,行业似乎一直在“降低白银”。从数据内部看,情况更像是:下降趋势,然后技术飞跃,再高峰,然后又逐渐下降。这种影响很重要,因为转型路径本身可能在太阳能部署加速时,行业变得更加渴望银矿。这就是成功故事中限制出现的方式。

  

  需要明确的是,行业并没有忽视这个问题。制造商逐步降低银的强度,而新的方法——如进一步的金属化优化和铜基替代品——从长远来看有望减少对银的依赖。但太阳能制造的转型并非一蹴可几。可流通性、可靠性和规模性都很重要,技术变革可以暂时增加白银需求,随后过程学习会让需求回落。与此同时,部署速度持续加快。这种不匹配——现在快速增长,后期物质替代——才是约束的根源。

  

  新范式:太阳能电池板中银含量可能高于银矿石

  

  这里仍有令人意外的是:现代太阳能电池板中银的浓度通常与许多开采的银矿石相当甚至更高。如今的模组通常在银含量约300–400 ppm之间,这也是过去几年的平均区间。我们正在大规模地将银矿部署到现场,嵌入具有已知使用寿命、可预测的退休时间和日益标准化格式的产品中。那不是浪费。这就是库存。

  

  当你像对待任何严肃冶金学家对待矿石一样对待板材时,情况更为显著:你将有价值的部分浓缩。太阳能电池板是由不同组件组成的系统。银在电池层里,而玻璃、铝框、接线盒等其他部件则不在。后者组分主导质量分数,因此当回收过程去除并分离这些非电池材料时,剩余部分会显著提高浓度。在先进的回收流中,这些浓缩物的浓度可超过1000 ppm,有时甚至超过2000 ppm。到那时,“回收”开始看起来不再像废物管理,而更像是冶金。

  

  通往同一金属的两条路径

  

  我们现在面临两种通向同一种金属路径之间的选择。其中之一是初级采矿:爆破岩石、大规模搬运土壤,以及加工日益低品位的材料,通常能耗高且对环境影响显著。另一种是我们已经制造并部署的地面资源:现场太阳能电池板。这些面板实际上是关键材料的临时储存。退役后,它们要么成为垃圾填埋场,要么成为原料。这些结果之间的差异并非理论上的。这是基础设施。它是可再生能源领域领导者的决策。

  

  回收的定位:从报废服务到工业基础设施

  

  这正是太阳能回收行业必须发展的地方。回收不能只是一个小型、支离破碎的报废服务,只有在项目重新供电或仓库被损坏模块填满时才显现。它必须成为工业基础设施——为稳定的吞吐量、高回收率和可靠的输出流而建,这些下游制造商能够真正使用。如果银成为约束条件,那么从生命终止太阳能回收银不仅在环境上更可取,也是减少初级供应压力同时保持能源转型建设现实的最清晰方法之一。

  

  白银明天不会用完,但约束不会等到耗尽。这里的重点不是说白银会消失。约束不需要耗尽才能造成破坏。它们通过价格波动、供应摩擦以及依赖同一金属的行业之间的竞争而出现。太阳能已经证明它能年复一年地提供更便宜的电力。下一个挑战是其材料供应链是否能以同样的信心扩展。讽刺的是,太阳能行业中最集中的银资源之一,可能根本不在地下。但已经部署到现场了。

  

  巴勃罗·里贝罗·迪亚斯博士是SOLARCYCLE的联合创始人兼首席技术官,这是一家先进的太阳能回收公司和循环平台,致力于大规模生产可持续和家庭材料。他是世界知名的太阳能光伏组件和电子废弃物回收研究员,在创新工艺和方法论上开展了高价值、低成本光伏回收的前沿研究。他发表了多篇有影响力的论文,并拥有多项该领域的专利。

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: 银矿
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