Industriju silicijuma pokretale su tradicionalne industrije kao što je čelik, u obliku ferosilicijuma, kao i aluminijum i sicilijum, u obliku silicijum metala. Kako tehnologije tranzicije energije transformišu industriju?
Tokom poslednje decenije, razvoj fotonaponske solarne energije povećalo je potražnju za silicijumskim metalom. Polisilicijum se koristi u proizvodnji silicijumskih pločica, direktno se troši u proizvodnji polikristalnih silicijumskih pločica za upotrebu u fotonaponskim solarnim ćelijama, a indirektno u monokristalnim silicijumskim pločicama za upotrebu u poluprovodnicima.
Do sredine 2000-ih, poluprovodnici su imali dominantnu primenu za krajnju upotrebu polisilicijuma. Međutim, potražnja je od tada imala samo nizak rast, dok je brz rast zabeležen u proizvodnji fotonaponskih solarnih ćelija. U 2022. godini, 85% polisilicijuma je potrošeno u solarnim primenama. Sami poluprovodnici su važni za primenu tehnologije i podložni su geopolitičkom razvoju. Dok će potražnja za poluprovodnicima sa silicijumom porasti za preko 80% svojih trenutnih nivoa, solarna industrija će više nego udvostručiti svoju potražnju i činiti preko 90% potrošnje silicijumskih pločica do 2050.
Dok bi solarna industrija trebalo da bude najveće tržište za silicijum u narednih nekoliko decenija, metal prodire u anodama litijum-jonskih baterija. Silicijum-ugljenične kompozitne anode su prvi put objavljene 2002. godine, a dodavanje više silicijuma u anodama poboljšava specifični kapacitet litijum-jonskih baterija koje koriste grafit. Međutim, baterije koje koriste silicijum značajno nabubre i promena zapremine je bila tehnička barijera na kojoj je nekoliko timova za istraživanje i razvoj radilo. Ipak, napredak u opsegu kroz upotrebu silicijuma doveo je do toga da tehnologija brzo napreduje, da uđe na tržište i nekoliko OEM-a je najavilo planove za ugradnju silicijuma u svoje tehnologije litijum-jonskih baterija za EV.
Projekat Blue predviđa da će potražnja za silicijumom u baterijama, koja je bila zanemarljiva pre manje od jedne decenije, rasti u narednoj deceniji. Uprkos prestizanju obima potražnje za poluprovodnicima u 2040-im, baterije će i dalje činiti samo manje od 5% tržišta silicijumskih metala do 2050. Potencijalni porast za silicijumom utiče na potraznju za grafitom, slično kao što je razvoj katodne hemije značajno promenio izglede za kobalt, nikl i mangan u poslednjih pet godina. Sada će i tehnologije baterija poput natrijum-jona umanjiti rast potražnje za litijumom. U našem slučaju, vidimo da potražnja grafita usporava svoj rast pre katodnih materijala, u skladu sa unosom silicijuma u anodu.
Silicijum koji se koristi u tehnologijama tranzicije energije je uglavnom preko svog metalnog oblika. Veća primena silicijuma po zapremini je industrija čelika, koja koristi ferosilicijum prvenstveno da deluje kao deoksidator, ali i kao legura. Potražnja za ferosilicijumom u čeliku stagnirala je tokom poslednje decenije pošto se silikomangan prvenstveno koristio u proizvodnji čelika. Stagnirajući rast ferosilicijuma doveo je do toga da je nekoliko topionica prebacilo svoju proizvodnju sa ferolegure na metal, kako bi se izložilo tržištima energetske tranzicije.
Međutim, kao što je uobičajena priča u industriji ferolegura, brza ekspanzija kineske proizvodnje topljenja ima veliku težinu na tržištu silicijumskih metala. Metalni silicijum trenutno čini oko 40% ukupnog tržišta silicijuma, u odnosu na manje od 30% pre jedne decenije, a predviđa se da će prestići ferosilicijum u pogledu zapremine sadržanog silicijuma u kasnim 2030-im. Očekuje se da će kontinuirana konverzija proizvodnje ferosilicijuma u metal biti deo ponude i, iako postoji impresivan rast potražnje za metalnom industrijom, veći deo je trenutno u Kini.
