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06.06.2024 | Rohstoffe | Im Fokus | Online-Artikel

Silizium wird in den nächsten Jahren nicht knapp

verfasst von: Thomas Siebel

3:30 Min. Lesedauer

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China dominiert den Siliziummarkt und baut seine Kapazitäten weiter aus. Die weltweite Produktionskapazität dürfte die Nachfrage nach dem Rohstoff für Solarzellen und Halbleiter bis 2027 bei Weitem übersteigen.

Silizium ist nach Sauerstoff das häufigste Element in der Erdkruste. Man findet es beispielsweise in Reinform oder in Form von Kieselsäure gelöst in den Weltmeeren. Am häufigsten kommt der Elementhalbleiter aber als Quarz vor – ein Mineral aus Silizium und Sauerstoff, kurz SiO2. In einem sehr energieintensiven Prozess wird das Silizium bei Temperaturen um die 2.000 °C aus dem Quarz herausgeschmolzen. Die Produktionskosten für Silizium hängen damit entscheidend von den regionalen Strompreisen ab. Das ist zugleich einer der Gründe dafür, dass Silizium trotz des weltweiten Vorkommens vor allem in einem Land produziert wird: in China.

Silizium ist für die Herstellung von Silikonen oder von bestimmten Aluminiumlegierungen unverzichtbar. Besonders kritisch ist der Verfügbarkeit des Rohstoffs darüber hinaus für die Produktion von Solarzellen und von Halbleitern. Wie bei etlichen anderen Rohstoffen auch, ist Europa hier weitgehend abhängig von China. Zudem stellt sich die Frage, ob für den weltweit anvisierten Ausbau der Solarenergieerzeugung überhaupt genügend geeigneter mineralischer Quarz – Quarzsand ist ungeeignet – und ausreichend Kapazitäten für die Produktion von Rohsilizium bestehen.

Herstellkapazität für Silizium doppelt so hoch wie Nachfrage

Die Deutsche Rohstoffagentur (Dera) hat diese Frage nun im Rahmen einer Studie untersucht und kommt zu dem Ergebnis, dass das Angebot an Silizium die Nachfrage in den nächsten Jahren bei weitem übersteigen wird – und zwar sowohl für Rohsilizium als auch für Polysilizium und Ferrosilizium. Im Austausch mit Marktteilnehmern aus Deutschland, Island, Norwegen und Australien sowie Branchenverbänden aus China und Brasilien hat die Dera dabei die erwartbare Marktentwicklung bis zum Jahr 2027 analysiert.

Einsatz von Silizium

Rohsilizium

  • Produktion von Silikonen (38 % des Siliziums)
  • Herstellung von Aluminiumlegierungen (35 %)
  • Produktion von Polysilizium für Solarzellen und Halbleiter (25 %)

Polysilizium

  • Produktion von monokristallinem Solarsilizium für Wafer für Photovoltaikanlagen (95 % des Polysiliziums)
  • Produktion von monokristallinem Halbleitersilizium (5 %)

Ferrosilizium

  • Herstellung von Stahl (72 %), Gusseisen (16 %) und Magnesium (12 %)
  • Starkes Wachstum in der Herstellung von Elektroblechen für die Energieerzeugung aus Photovoltaik, Wind, Wasserkraft und Biomasse sowie für Motoren von Elektrofahrzeugen

Den Weltmarkt für Rohsilizium hat China bereits im Jahr 2022 mit einem Anteil von circa 75 % vor Norwegen (6,3 %), Brasilien (5,1 %) und den USA (3,0 %) dominiert. Die deutsche Hütte RW Silicium in Niederbayern kommt mit seiner Produktion auf einen Anteil von 0,6 %. Insgesamt 4,3 Millionen t Silizium wurden 2022 weltweit produziert. Die Herstellkapazitäten lagen mit 7,2 Millionen t aber deutlich darüber, und sie sollen bis zum Jahr 2027 auf 12 Millionen t weiter steigen, wobei der Kapazitätsausbau fast vollständig auf China entfällt. Die Herstellkapazitäten dürften die Nachfrage im Jahr 2027 dann um mehr als das Doppelte übersteigen, schätzt die Dera. Die aktuell niedrigen Siliziumpreise dürften damit fortbestehen.

Viermal so viel Polysilizium wie nachgefragt

Auch beim Polysilizium, das aus Rohsilizium hergestellt wird, beherrscht China mit einem Anteil von 83 % den Weltmarkt, gefolgt von Deutschland mit dem Unternehmen Wacker Chemie (7 %) und den USA (6 %). Bis 2027 wird sich die Herstellkapazität gegenüber 2022 auf voraussichtlich 5,9 Millionen t vervierfachen und damit auch die vermutete globale Nachfrage um den Faktor vier übersteigen. Führend ist China mit seinen Produktionskapazitäten dabei im Bereich des Polysiliziums in 9N-Qualität, wie es für die Herstellung von monokristallinem Solarsilizium verwendet wird. Polysilizium der Qualität 11N – 12N für die Herstellung von monokristallinem Halbleitersilizium wird hingegen nur von vier Unternehmen in Deutschland, den USA, Südkorea und Japan produziert.

Ferrosilizium wurde 2022 in 33 Ländern produziert, 70 % der Produktionsmengen entfielen allerdings auf China, gefolgt von Russland (7 %), Norwegen (4 %) und Brasilien (3 %). Das deutsche Unternehmen ASK Chemicals Metallurgy hat einen Weltmarktanteil von 0,2 %. Die weltweiten Kapazitäten für die Produktion von Ferrosilizium lagen im Jahr 2022 bei 13,5 Millionen t. Die Auslastung der Hütten betrug der Dera zufolge 60 %. Wegen der großen Überkapazitäten gebe es nur wenige Projekte zur Erhöhung der Herstellkapazität.

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