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1、消費(fèi)領(lǐng)域不斷擴(kuò)張，光伏接棒阻燃劑
近代以來銻的消費(fèi)歷史可大致劃分為四個(gè)時(shí)期，應(yīng)用場景逐步豐富。
（1）1900-1946 年：軍工拉動(dòng)需求。這一時(shí)期內(nèi)兩次世界大戰(zhàn)刺激了銻在軍工中的應(yīng)用，使得銻需求出現(xiàn)明顯頂點(diǎn)，戰(zhàn)后市場則趨緩；總體來看應(yīng)用領(lǐng)域較為局限，需求總量偏低。
（2）1947-1983 年：鉛酸蓄電池拉動(dòng)需求。這一時(shí)期內(nèi)汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了鉛銻合金在蓄電池中的應(yīng)用，但由于免維護(hù)蓄電池技術(shù)的發(fā)展，單位電池的含銻量下降，整體呈現(xiàn)平緩增長、小幅回落的趨勢。
（3）1984-2017 年：阻燃劑拉動(dòng)需求。這一時(shí)期內(nèi)各國消防規(guī)范逐漸完善，銻在阻燃劑中的應(yīng)用大幅提升了其消費(fèi)總量，阻燃劑成為銻的主要應(yīng)用場景。
（4）2018 年至未來：能源屬性拉動(dòng)需求。現(xiàn)階段銻需求仍以阻燃劑為主，但隨著光伏發(fā)電進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，其在光伏玻璃中的應(yīng)用有望帶來較大需求增量。
銻的下游需求主要分布在阻燃劑、鉛酸電池、聚酯催化及玻璃陶瓷等領(lǐng)域，不同國家和地區(qū)占比略有不同但均以阻燃劑為其主要應(yīng)用場景。根據(jù)我們測算，2023年全球銻消費(fèi)中，阻燃劑占比46%，光伏玻璃、鉛酸電池、聚酯催化分別占比24%、14%、11%；在2023 年美國市場消費(fèi)中，阻燃劑占比為35%，鉛酸電池、軍工等金屬制品占比為43%，玻璃陶瓷及其他非金屬制品占比為22%。
2、阻燃劑銻需求占比預(yù)計(jì)下降
阻燃劑，又稱難燃劑、耐火劑或防火劑，是一類以物理方式或化學(xué)方式在固相、液相或氣相中發(fā)揮作用，在燃燒過程的某個(gè)特定階段如加熱、分解、引燃或火焰的擴(kuò)張階段抑制甚至中斷燃燒過程，從而賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑。
阻燃劑市場需求逐步增長，終端應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在各類合成高分子材料助劑中，阻燃劑僅次于增塑劑而居第二位。2020 年全球阻燃劑需求量為290.4 萬噸，預(yù)計(jì)在2027 年將達(dá)到359 萬噸，年均復(fù)合增長率為3.08%。在阻燃劑的直接下游應(yīng)用領(lǐng)域中，塑料約占80%，橡膠約占10%，紡織品約占5%，涂料約占3%，紙張、木材及其他約占2%。終端應(yīng)用廣泛，包括家居用品、紡織服裝、建筑材料、電子電器、交通工具和通信工程等領(lǐng)域。
阻燃劑產(chǎn)品類型多樣，組成元素影響阻燃特性。阻燃技術(shù)主要分為添加型與反應(yīng)型兩種方式。相較于反應(yīng)型阻燃劑，添加型阻燃劑加工方便、使用范圍比較廣，其用量約占全部阻燃劑的85%左右。根據(jù)組成元素的不同，添加型阻燃劑可分為鹵系阻燃劑（有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物）、磷系阻燃劑（赤磷、磷酸酯及鹵代磷酸酯等）、無機(jī)阻燃劑（氫氧化鋁、氫氧化鎂、銻系阻燃劑等）、其它阻燃劑（有機(jī)硅系阻燃劑、氮系阻燃劑）等。反應(yīng)型阻燃劑多為含反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)鹵和有機(jī)磷的單體。
全球阻燃劑市場結(jié)構(gòu)中無機(jī)氫氧化鋁阻燃劑份額最大，占比31%，有機(jī)阻燃劑中磷氮系和溴系分別占比18%和14%，銻系占比5%。
銻系阻燃劑通常作為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑復(fù)配使用，具有添加量少、阻燃效果顯著、與材料相容性好等優(yōu)勢。銻系阻燃劑以銻的氧化物為主。其單獨(dú)使用時(shí)阻燃效率低，但作為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑使用時(shí)可大大提高阻燃效率。通常認(rèn)為其阻燃機(jī)理為鹵-銻復(fù)合阻燃劑在固相中發(fā)生反應(yīng)，生成揮發(fā)性的三鹵化銻，作為氣相燃燒反應(yīng)中羥基和氫的自由基捕捉劑，降低自由基的濃度并終止燃燒鏈。
傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的主要缺點(diǎn)在于環(huán)保性較差，部分產(chǎn)品燃燒后會(huì)釋放出有毒、腐蝕性的氣體，且多數(shù)在自然環(huán)境中不易分解。近年來歐美和日本等國家和地區(qū)頒布了以《RoHS》指令為代表的系列法律法規(guī)，對多溴聯(lián)苯、五溴二苯醚、八溴二苯醚等產(chǎn)品進(jìn)行限制和禁用?！蛾P(guān)于化學(xué)品注冊、評估、許可和限制法案》（簡稱“REACH”）是歐盟關(guān)于進(jìn)入歐盟市場的所有化學(xué)品強(qiáng)制要求注冊、評估和許可并實(shí)施安全監(jiān)控的法案，于2007 年6 月生效，并由歐洲化學(xué)品管理局（ECHA）負(fù)責(zé)管理其實(shí)施情況。目前十溴二苯醚（DBDPO）、六溴環(huán)十二烷（HBCD）已被限制使用。
環(huán)保型鹵系阻燃劑成為傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的良好替代品，符合相關(guān)法律法規(guī)監(jiān)管要求。已被實(shí)驗(yàn)證明燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生多溴代二苯并二噁英和多溴代二苯并呋喃的鹵系阻燃劑，如十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂和溴化聚苯乙烯等溴系阻燃劑已部分取代傳統(tǒng)的溴系阻燃劑在許多高分子材料中得到了廣泛的應(yīng)用，將會(huì)成為溴系阻燃劑的主力軍。這些新一代環(huán)保型溴系阻燃劑往往除保留傳統(tǒng)溴系阻燃劑阻燃效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢外，還具有光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等良好的機(jī)械物理和化學(xué)性質(zhì)，綜合性能更加優(yōu)異。以蘇利股份生產(chǎn)的十溴二苯乙烷為例，該產(chǎn)品符合最新歐盟ROHS 指令的環(huán)保要求并通過歐盟REACH 注冊。
5G 新基建帶來新機(jī)遇，高端材料使用溴-銻阻燃體系。溴系阻燃劑由于其優(yōu)秀的成本/效率比，適合高端材料的阻燃需求。根據(jù)工信部《通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，截至2022 年底，全國5G 基站為231.2 萬個(gè)，全年新建5G 基站88.7 萬個(gè)，占移動(dòng)基站總數(shù)的21.3%，同比提升7pct。預(yù)計(jì)5G 宏基站建設(shè)或于2023 年達(dá)峰，新建約90 萬站，之后增速放緩；而5G 小基站建設(shè)略微滯后，或于2024 年達(dá)峰，當(dāng)年新建約200 萬站。5G 基站建設(shè)將給供應(yīng)鏈上游新材料產(chǎn)業(yè)帶來機(jī)遇，例如5G 使用的高頻PCB 電路板以及光纖光纜均有阻燃等級要求，其中高端部分使用十溴二苯乙烷等溴系阻燃劑，將帶動(dòng)溴系、銻系阻燃劑需求。
復(fù)配體系有望拓展銻化物除鹵-銻阻燃體系之外的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步提升銻系阻燃劑需求。銻系協(xié)效劑的研究與應(yīng)用趨勢主要有超細(xì)化、復(fù)配阻燃與表面改性。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，三氧化二銻復(fù)配阻燃體系皆可顯著提高阻燃效率和熱穩(wěn)定性，同時(shí)較好保持被阻燃材料本身的物理性能。除協(xié)同溴系阻燃劑在PBT、PA66、PET等工程塑料的應(yīng)用外，三氧化二銻與氫氧化鋁、硼酸鋅、氟硼酸鹽等進(jìn)行復(fù)配用于MVQ，可以降低發(fā)煙量；復(fù)配氫氧化鋁可用于PVC。針對膨脹型阻燃劑及次膦酸鹽阻燃劑添加量較大的缺點(diǎn)，加入納米級三氧化二銻亦是行之有效的技術(shù)途徑之一，例如納米級三氧化二銻復(fù)配次膦酸鋁用于PHBV/PBAT 共混物等。
3、光伏玻璃成為新需求增長點(diǎn)，銻增加新能源屬性
光伏玻璃是光伏組件的封裝材料之一，其作用為保護(hù)電池片免受水分和氣體氧化及銹蝕電極。為盡可能地提高發(fā)電效率，光伏玻璃必須具有低鐵、高透光率的特點(diǎn)，采用壓延成型的工藝方式，并在生產(chǎn)過程中向玻璃液中加入澄清劑。澄清劑是一種在高溫下通過自身分解放出氣體，從而促使玻璃液中氣泡排出的物質(zhì)。根據(jù)作用機(jī)理不同，可將澄清劑分為三類：變價(jià)氧化物類澄清劑，硫酸鹽、硒酸鹽、碲酸鹽類澄清劑，鹵化物類澄清劑。
銻是光伏玻璃澄清劑中繞不開的元素。生產(chǎn)光伏超白玻璃常用的澄清劑是三氧化二銻與硝酸鈉復(fù)配或是復(fù)合澄清劑焦銻酸鈉。其中焦銻酸鈉的澄清溫度范圍更寬，且不必經(jīng)過由低價(jià)到高價(jià)的轉(zhuǎn)變，就能直接分解放出氧氣；同時(shí)砷、鉛的含量低于三氧化二銻，是一種優(yōu)良的玻璃澄清劑，可以取代三氧化二銻與硝酸鈉。其用量一般為配合料質(zhì)量的0.2%-0.3%。
焦銻酸鈉占光伏玻璃成本較低，光伏玻璃對銻價(jià)敏感度低。光伏玻璃成本中，原材料、燃料占比最高，均約41%；而在以焦銻酸鈉為澄清劑的光伏玻璃原材料成本中，以石英砂和重堿為主，占比分別為40.5%、35.8%，焦銻酸鈉成本僅占9.9%。
因此焦銻酸鈉成本在光伏玻璃生產(chǎn)成本中占比不到5%，而玻璃在單玻和雙玻組件中的成本占比分別約14%和19%，焦銻酸鈉在終端組件成本中不足1%。
全球光伏裝機(jī)高速增長。根據(jù)CPIA，2023 年全球光伏新增裝機(jī)量為390GW，同比+69.6%；參考電新組的預(yù)測，2024-2026 年全球光伏新增裝機(jī)量分別為500/615/738GW，有望顯著帶動(dòng)光伏玻璃需求。
雙玻組件滲透率逐步提高，光伏玻璃需求增速高于裝機(jī)增速。雙玻組件采取背玻璃代替背板進(jìn)行組件封裝，使得雙面發(fā)電組件成為可能，并由于玻璃具有良好的耐候性，一定程度上提高了組件的可靠性。隨著下游應(yīng)用端對于雙面發(fā)電組件發(fā)電增益的認(rèn)可，雙面組件增速較快，遠(yuǎn)超單面組件，成為市場主流，根據(jù) CPIA統(tǒng)計(jì)，2021-2023 年雙玻組價(jià)滲透率分別為 37.45%、40.47%、67.00%，預(yù)計(jì)未來單/雙面組件市場占有率將趨于穩(wěn)定。
光伏玻璃銻需求量預(yù)計(jì)保持高速增長。假設(shè)光伏玻璃中焦銻酸鈉的添加比例為0.25%，測算可得2021-2026 年光伏用銻需求將由1.6 萬噸提升至6.8 萬噸，年均復(fù)合增長率達(dá)34%。
4、鉛酸電池需求預(yù)計(jì)穩(wěn)定，軍工/半導(dǎo)體應(yīng)用未來可期
銻在鉛酸電池中主要應(yīng)用于陽極板柵。鉛酸電池是指電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。按照應(yīng)用領(lǐng)域，鉛酸電池可分為動(dòng)力電池、啟動(dòng)電池、儲能電池和備用電池；其中啟動(dòng)電池和動(dòng)力電池市場規(guī)模最大，占比合計(jì)超過70%。
銻化物半導(dǎo)體材料在激光器、傳感器等軍民領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。銻化物半導(dǎo)體材料是指含有銻元素的III-V 族化合物材料，與襯底匹配的InGaAsSb、AlGaAsSb禁帶寬度可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，其發(fā)光波長覆蓋范圍可從1.7 微米延展到4.5 微米光譜區(qū)間，是制備中紅外半導(dǎo)體激光器的首選材料。對銻化物激光器的研究始于上世紀(jì)七十年代，目前已取得較大進(jìn)展，正逐步應(yīng)用到現(xiàn)代化的光電器件中。在軍工領(lǐng)域中，主要用于導(dǎo)彈制造，例如紅外空空導(dǎo)彈；在民用領(lǐng)域中，可應(yīng)用在儀器儀表、醫(yī)療影像、工業(yè)檢測、輔助駕駛、安防監(jiān)控等方面。
Phlux Technology 公司研發(fā)全球首個(gè)銻基激光雷達(dá)傳感器芯片。據(jù)公司介紹，該銻基傳感器相比硅基傳感器，靈敏度提升10 倍，探測范圍擴(kuò)大50%；此外，其設(shè)計(jì)降低了激光雷達(dá)傳感器的制造成本，使其可用于大眾市場。銻基傳感器或?qū)?yīng)用于自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、激光雷達(dá)、衛(wèi)星和量子通信等領(lǐng)域。2022 年12 月，該公司由Octopus Ventures 公司領(lǐng)投，獲得400 萬英鎊融資。
5、關(guān)注銻-鈣液態(tài)金屬電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
持續(xù)關(guān)注銻-鈣液態(tài)金屬電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。美國液態(tài)金屬電池公司Ambri 致力于改變?nèi)虻碾娏Υ娼鉀Q方案，公司表示，其基于鈣和銻電極的電池比鋰電池更具經(jīng)濟(jì)性，未來銻-鈣電池的生產(chǎn)總成本將比鋰電池低30%-50%；此外該液態(tài)金屬電池避免了導(dǎo)致容量衰減的常見退化機(jī)制，具有高續(xù)航、高耐熱、不易燃等特性。2023 年7 月Ambri 公司已與Xcel Energy 達(dá)成合作協(xié)議，將在2024 年首次部署300kWh 的液態(tài)金屬電池系統(tǒng)