Berlin, 21.11.2023

DERA-Studie warnt bei Silizium vor hoher Marktkonzentration in China: Weltweite Produktionskapazitäten übersteigen die Nachfrage nach Silizium deutlich

Die Nachfrage nach Silizium und Polysilizium für die Solar- und Halbleiterindustrie steigt rasant. Allerdings wächst das Angebot vor allem aus China noch wesentlich schneller. Die Folge sind weiterhin niedrige Preise und eine steigende Marktmacht Chinas bei diesen Rohstoffen. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die heute (21. November 2023) im Rahmen eines DERA Industrieworkshops in Berlin vorgestellt wurde.

„China bereitet sich auf eine weiter stark wachsende weltweite Nachfrage nach Solarmodulen vor und investiert daher bereits Milliarden auch in die vorgelagerte Silizium- und Polysiliziumproduktion“, erläutert Dr. Harald Elsner, Hauptautor der neuen DERA-Studie. Das Problem: Schon heute übersteigen die weltweiten Kapazitäten die Nachfrage nach Silizium deutlich – mit steigender Tendenz. Bis Ende 2027 nehmen die Produktionskapazitäten laut der Untersuchung um weitere 66 % zu. Demgegenüber wächst die weltweite Nachfrage nur um 37 %. Noch gravierender sieht es bei Polysilizium aus: Kapazitätserweiterungen von 437 % – davon 93 % allein in China – stehen einer Nachfragesteigerung von 107 % gegenüber.

Die Folgen werden weiterhin sehr niedrige Preise für Silizium und Polysilizium auf den globalen Märkten und damit auch für Solarzellen und -module sein. „Bei derart niedrigen Preisen wird der Wiederaufbau einer selbständigen europäischen Solarwirtschaft schwierig“, so Elsner. Aufgrund der zur Produktion benötigten sehr hohen Energiemengen treffen die niedrigen Preise in China die Produzenten von Silizium und Polysilizium in Europa besonders schwer, denn die Siliziumproduktion gehört zu den besonders energieintensiven Industriebereichen.

In Europa kann derzeit nur noch in Norwegen bei Industriestrompreisen von 2 – 3 ct/kWh wettbewerbsfähig Silizium produziert werden. In Island ist dies trotz Nutzung ebenfalls alternativer Energien bei mehr als doppelt so hohen Industriestrompreisen schwierig. Erst recht in Deutschland, Frankreich oder Spanien, wo die Industriestrompreise noch deutlich höher sind, erklärt der Rohstoffexperte.

Das Halbleiterelement Silizium wird bei hohen Temperaturen von rund 2.000 ^oC aus Quarz in einem Gemisch zusammen mit Kohle, Holzkohle und Holzhackschnitzeln in riesigen Öfen erschmolzen. Der Quarz muss dabei möglichst rein und ausreichend grob sein. Quarzsand ist dagegen viel zu fein und zur Siliziumproduktion nicht geeignet. Das auf dem oben genannten Weg gewonnene Rohsilizium besitzt eine Reinheit von mindestens 98 %, meist jedoch 99 %. Es kann in dieser Form bereits in zwei seiner wichtigsten Einsatzgebiete verwendet werden: die Herstellung von Silikonen – ein weltweit stark wachsender Absatzmarkt – sowie die Produktion von Aluminiumlegierungen. Am stärksten wachsen derzeit jedoch die Märkte für Halbleitersilizium und insbesondere für Solarsilizium, die beide Polysilizium als Ausgangsrohstoff benötigen. Polysilizium ist ein auf chemischem Wege hoch aufgereinigtes Silizium mit Reinheiten von bis zu 99,9999999999 %.

Solarsilizium steht am Anfang der weiteren Wertschöpfungskette in der Photovoltaikindustrie, die über die Herstellung von Siliziumbarren (Ingots) über Siliziumwafer zu Solarzellen und letztlich zu Solarmodulen führt. Rund 97 % aller Barren und Wafer, 78 % der Solarzellen und 82 % der Solarmodule weltweit werden derzeit in China gefertigt. Bei den benötigten Ausgangsrohstoffen Polysilizium bzw. Silizium liegen die chinesischen Marktanteile bei 83 % bzw. 75 %.

Zu den Hauptregionen der Silizium- und Polysiliziumherstellung in China gehört die Provinz Xinjiang. Die Siliziumindustrie in der Region steht im Verdacht von staatlich geförderter Zwangsarbeit und anderen Menschenrechtsverletzungen zu profitieren, die insbesondere uigurische und andere muslimische Minderheiten betreffen. „Die Kritik daran und die damit verbundenen politischen und wirtschaftlichen Reaktionen konzentrieren sich allerdings auf die Photovoltaikindustrie. Dass die Hauptmenge des Siliziums weltweit in anderen Bereichen Verwendung findet, wird dabei komplett übersehen“, so Evelyn Schnauder, Mitautorin der Studie.


Fachlicher Ansprechpartner:
Dr. Harald Elsner, Tel. 0511 643 2347, E-Mail: Harald.Elsner@bgr.de