【行業(yè)觀點】中國評估氫能對鉑族金屬的需求

發(fā)表時間：2022-12-06 10:11

鉑金用于電解槽

堿性系統(tǒng)正在尋求增加鉑族金屬負載以提高生產效率，而質子交換膜（PEM）制造商正致力于減少鉑族金屬負載量以降低成本。

受到行業(yè)需求的影響，中國相互競爭的制氫設備制造商在使用鉑族金屬方面采取了不同的方法，從更節(jié)能的生產到更低的材料成本。

中國每年通過電解生產的氫氣不到2%，這需要使用鉑、銥和釕作為催化劑，但預計將在氫氣供應結構中增加電解制氫的份額，從而擴大鉑族金屬市場。

"電解是一個小眾市場，而質子交換膜電解槽更是小眾中的小眾。"

電解槽制造商去年交付了458MW（兆瓦）的產能，研究公司BloombergNEF預計今年的出貨量將至少翻兩番，達到1.8-2.5 GW（吉瓦）。預計中國將占全球總需求的62-66%，主要受國有能源公司急于表明其符合國家脫碳目標的推動。

在中國，傳統(tǒng)的堿水制氫系統(tǒng)主導著電解制氫市場，占據(jù)了近90％的市場份額。堿性電解槽在技術上是最成熟的，通常使用廉價的鎳基催化劑，因此它們的資本成本最低。

中國最大的煉油公司中石化（Sinopec）正在為其30億元人民幣（4.33億美元）的中國綠氫大型項目使用260兆瓦的堿性電解槽設備，該項目在明年夏天上線時將成為全球最大的氫能項目。該項目位于中國西部的新疆地區(qū)，將把太陽能轉化為每年2萬噸的綠氫。

走進鉑金

但據(jù)蘇州競立制氫設備有限公司創(chuàng)始人兼董事長張碧航表示，行業(yè)內有跡象表明，堿性電解槽將進一步擴大對鉑族金屬的使用。蘇州競立是中國堿性電解設備的領先供應商，也是中石化項目的三家國內電解設備制造商之一。

在11月下旬由中國黃金行業(yè)組織的一場貴金屬研討會上，張碧航表示，堿性電解槽的產能已經從2017年1000立方米/小時的制氫量增加到1300-1400立方米/小時的標準，最高可達2000-3000立方米/小時。

同時，隨著中國追求能源效率目標，能源消耗的要求也越來越嚴格。電力占氫氣生產成本的50-70％，同時越來越需要電解技術對間歇性風能和太陽能的典型波動作出更迅速的反應。

張碧航表示："如果沒有這些要求，堿性電解就不需要使用貴金屬，但由于現(xiàn)在的生產越來越需要更高的效率和更低的能耗，我們將不得不求助于貴金屬。"

張碧航還表示，鉑族金屬正在被納入堿性電解槽電極的催化涂層中，這使得氫氣密度有了很大的提高，同時又能吸取標準的電力負荷。

降低質子交換膜的成本

質子交換膜技術是一個相對較新的競爭選擇，一些行業(yè)專家預計該技術最終將成為綠氫的主要生產途徑。

行業(yè)對每種技術的需求實際上意味著堿性系統(tǒng)正在尋求增加鉑族金屬負載以提高生產效率，而質子交換膜制造商正致力于相反的工作以降低成本。

一臺1MW（兆瓦）的質子交換膜電解槽大約有45%的成本都花在了“電堆”上，這是一種在通電時將水分解為氫和氧的設備。質子交換膜電解槽制造商山東賽克賽斯氫能有限公司項目總監(jiān)黃方在該研討會上談到，在這45%的成本中，有四分之一花在了催化劑涂層膜上，其中很大一部分是銥和鉑。

據(jù)國際能源署（IEA）稱，膜以及電極和雙極板的材料成本較高，意味著2020年質子交換膜系統(tǒng)的總成本為1750美元/千瓦，而堿性電解槽的成本為1000-1400美元/千瓦。

黃方表示，希望到2030年，質子交換膜的成本可以降到1000美元/千瓦。

他說："催化劑決定了質子交換膜總成本的最大份額；因此，下一步是考慮如何將成本降低。例如，我們可以將陰極的負載降低5%-10%，而在陽極使用銥催化劑時，我們可以將負載降低到原來的70-80%。"

質子交換膜技術對地域的要求相對較小--這可能使它比堿性系統(tǒng)更適合于密集的城市或工業(yè)地區(qū)，并且能更好地與可再生能源結合，但需要更廣泛地使用鉑族金屬作為催化劑。

黃方指出，雖然歐美的氫工業(yè)正在采用質子交換膜技術來提高電解槽產能，但中國仍然堅定地致力于堿性系統(tǒng)--引進1300-1400立方米/小時的裝置就說明了這一點。

黃方表示，"電解是一個小眾市場，而質子交換膜電解更是小眾中的小眾，但中國的雙碳目標給了我們更多的喘息空間。"

世界鉑金投資協(xié)會最近的一份報告表明，預計2030年將產生150萬盎司的鉑金需求——其中部分用于電解槽，部分用于燃料電池電動汽車，比2023年預測的11.7萬盎有所增加。但在此期間，由于內燃機汽車和首飾行業(yè)的需求預計將隨著這個十年的發(fā)展而下降，鉑金市場可能不會明顯吃緊。（來源：pemedianetwork）

翻譯：世界鉑金投資協(xié)會

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