SMM7月21日讯:在SMM举办的2023SMM第十一届小金属产业峰会--稀散金属论坛上,佛山市伟峻有色金属有限公司总经理欧海光介绍了硒产业发展现状、锰硒关系、影响硒行业发展的政策因素、未来有发展前景的含硒电池、硒产业未来前景等内容。
硒产业发展现状
数据显示从2018年至今,硒的国内流通总量呈逐年下降趋势,进口量也随之逐年递减。跟我国目前的经济周期比较吻合。
硒的国内流通总量(单位:金属吨)
数据表明从2018年至今,硒的国内消费总量呈逐年下降趋势,出口量也随之逐年递减。
硒的消费(单位:金属吨)
1、电解锰行业占比43%,仍然是占据着硒消费的最大比重。
2、其次是玻璃和陶瓷行业,占比23%。
3、第三是饲料及农业行业占比22%。目前生产用硒量在600吨左右,近两年国内用量增长较快。
4、光伏产业:Se是制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的主要材料之一。
5、其他行业近年来虽有发展但消费量无太大变化。
2022硒在不同行业的消费比重(%)
锰硒关系
二氧化硒是一种强氧化剂,可被二氧化硫、氢气、氨气、一氧化碳及碳等还原为单质硒,遇水生成H2SeO3,碳酸锰矿是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液,再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液,经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解;是电解金属锰电解过程中不可替代的添加剂,二氧化硒对电解金属锰电化学行为存在促进锰沉积和抑制氢气析出的双重作用。
每生产一吨电解金属锰需使用1-1.5kg二氧化硒(生产工艺各有不同)。
中国目前满足环保需求的电解锰产能为150万吨/年。按60%开工率计算,2023年产量约为90万吨。
以此计算:预计2023年电解锰行业消耗二氧化硒约为900吨。
硒粉价格在2022年全年持续维持稳定状态。进入2023年,硒粉经历了一二月的消费低谷后,迎来了三月小阳春,价格在三个月内涨至200元/公斤。
国内硒粉价格走势图
粗硒价格在2022年上半年先跌后涨,下半年持稳,进入2023年,价格跟随硒市价格整体上涨。
国内二氧化硒价格走势图
二氧化硒价格在2022年上半年先跌后稳,下半年先涨后稳。2023年也跟随硒市价格整体上涨。
影响硒行业发展的政策因素
在工业上,硒行业危化品管控日益严格,审批门槛不断提高。新材料应用方面,化合物半导体、光伏薄膜材料、汽车固态电池等受到国家产业政策支持,但产业发展方向仍存在不确定性。下游市场电解锰及不锈钢产业链等受环保、限产、限电影响严重。长期看,环保及限电对电解锰影响较大,下游产能上升存在障碍,行业集中度将进一步提升。
在农业上,“十四五”硒产业政策主要围绕当地土壤富硒作为抓手,多数地区仍停留在“区域产品概念”推广过程,真正落实农业种植养殖相关的有机硒生物肥、叶面肥以及饲料添加剂的产业支持政策较少,力度不足,且不同区域对富硒产品的接受程度仍存在较大差距,消费市场有待激发。
几种未来有发展前景的含硒电池
锂硒电池
锂硒电池是一种非常有潜力的下一代高能量密度电池,具有理论体积能量密度大(3253 mAh·cm-3)、电导率高(1×10-3 S·m-1)、环境友好等优良特性,已经逐渐成为电化学领域的一个研究热点。
目前锂硒电池仍面临活性材料利用率低、库仑效率低、容量衰减快以及多硒化物中间体穿梭等诸多问题。针对这些问题,国内外研究人员进行了大量的探索,例如,在正极处采用多种碳材料、金属化合物、硒合金等进行封装改性;在负极处采用固体电解质界面方法进行保护。
硫硒电池
去年,一篇名为《NASA固态电池重大突破:能量密度约为特斯拉4680电池两倍》报道引发关注。总结得出硫硒固态电池以下五点优势:
优势1:能量密度更高。能量密度高达到了500Wh/kg,几乎是目前最好的电动汽车电池能量密度的两倍(特斯拉公司的4680锂电池的能量密度约为300Wh/kg)。
优势2: 重量更轻、体积更小。NASA的固态电池在单个外壳内将电芯堆叠在一起,这种方法使得电池重量减少了30%-40%,体积也相应减小。
优势3:安全性更高。固态电池没有液体电解液,因此降低了液体起火爆炸风险,且受到冲击后能够继续使用。
优势4:材料放电率更高。 在过去的一年里,该研究团队成功地将电池的放电率提高了10倍,其后又提高了5倍,使研究人员距离为大型车辆提供动力的目标更近了一步。
优势5:成本更低。硫硒电池,其电解质材料利用廉价且易获得的硫。
硒化锑薄膜太阳能电池
硒化锑(Sb2Se3)是一种新型无机薄膜光伏材料,具有禁带宽度合适,吸光系数大,材料物相简单,低毒,稳定,价格低廉,可较低温度制备等优点,发展潜力巨大。
其优势在于:
1、硒化锑( Sb2Se3 )为直接带隙材料,Eg约为1.1eV,吸光波长到1100nm,只需1um薄膜就可以对太阳光进行充分吸收,单结电池理论光电转换效率达31%;
2、硒化锑(Sb2Se3)为简单二元单相化合物,且价格低廉,元素丰度高;
3、低毒,中美欧盟都未将Sb2Se3列为有毒或致癌物质,晶体中化学缺陷良性;
4、硒化锑(Sb2Se3)熔点为885K,300℃,5分钟即可完成晶体生长,制备能耗低,并可与高分子基底结合构建柔性太阳能电池。
磷酸锰铁锂电池
磷酸锰铁锂是一种新型的磷酸盐正极材料,通过在磷酸铁锂基础上引入锰元素,从而获得更高的综合充放电电压,相比磷酸铁锂具有更高的能量密度、更好的低温特性以及低成本优势;相比三元材料有着高安全性和寿命长的优点。
由于磷酸锰铁锂综合性能优势极为突出,且弥补了磷酸铁锂和三元材料的短板,被视为走向固态电池的可行性极强的过渡方案,甚至被认为是磷酸铁锂和三元材料的替代者。在此情况下,2023年磷酸锰铁锂材料相关项目进度按下快进键。
年产10万吨以上的三大磷酸锰铁锂项目盘点
德方纳米年产11万吨磷酸锰铁锂正极材料项目;天奈锦城年产10万吨正极材料项目;乾运高科年产20万吨磷酸锰铁锂正极材料项目。
硒产业未来前景
以下从提升硒应用价值的角度,介绍富硒产业的发展:
1、富硒产业是硒应用领域的一匹黑马,消费量逐年上升;
2、富硒产业包含饲料及肥料、保健食品、生物医药等;
3、目前发展较快的有机硒生物肥及叶面肥、饲料添加剂等。
助推硒产业上升为国家硒战略
没有一种微量元素像硒一样对人体健康作用有如此之多;没有一种微量元素像硒一样对人体健康让人类认识扭转乾坤;没有一种微量元素像硒一样让中国科学家在国际上地位彰显;没有一种微量元素像硒一样可服务于多项国家战略需求;没有一种微量元素像硒一样形成全产业链与三产完美融合。
硒是人体必需的微量元素,是人类迄今发现的最重要的抗衰老元素,在国际医药界和营养学界被誉为“生命之火”、“心脏的守护神”等。全世界有42个国家缺硒,我国约有2/3的地区缺硒。
硒的作用有很多,归纳起来大概有十种:硒能提高人体免疫机能;硒能防癌抗癌;硒能防治心脑血管疾病;硒能保护肝脏;硒能抗氧化、延缓衰老;硒能参与糖尿病的治疗;晒能保护、修复细胞;硒能保护眼睛;硒能提高红细胞的携氧能力;硒能解毒、防毒。
富硒产业未来前景
生物医药及大健康产业
硒是动物和人体中一些抗氧化酶(谷胱甘肽过氧化物酶)和硒-P蛋白的重要组成部分,作为人体所必需的微量元素,硒可以提高人体免疫力,对癌症、胃病、心脑血管疾病、前列腺疾病、视力疾病等有很好的防治作用,因而硒被广泛应用到医学领域,用于治疗和缓解缺硒引发的各种疾病。
抗癌
“切断”肿瘤营养供给;“抑制”肿瘤细胞增殖并促其凋亡;“解除”致癌物的毒性;“提高”人体免疫及抗氧化能力。
硒产业未来前景
构建硒标准化体系,形成生物、保健、医药产品的行业标准、国家标准;推广全民补硒意识;个性化、标准化补硒;打造招牌产品,培养龙头企业,实施品牌战略;形成富硒产业集群,对接大健康产业。
(1)生物医药;(2)富硒农产品;(3)硒盐。