鉑金不僅是燃料電池的重要催化劑,也能應用于氫能整個產業鏈的不同場景。國內的鉑族金屬資源非常稀少,全球占比不到1%,因此,鉑族金屬使用完全依賴于進口。
今年9月,財政部、工(gong)信(xin)部、科(ke)技部、國(guo)家發改委、國(guo)家能源局聯合發布的《關(guan)于開展燃(ran)料電池汽車示范應用的通知(zhi)》明確,示范期間,五部門將采取“以(yi)獎代補”方式,對(dui)入(ru)圍(wei)示范的城市群按照其目標完成(cheng)情況給予獎勵。
業內(nei)普遍(bian)認為,政策的(de)落地意味著(zhu)氫(qing)燃料電(dian)池(chi)產業將(jiang)迎來快速發(fa)展。記者日前了(le)解到,在此背(bei)景下,鉑金作為氫(qing)能源燃料電(dian)池(chi)電(dian)化學反(fan)應(ying)的(de)重要貴金屬催化劑,也成為業內(nei)關(guan)注焦點。
短期內不可替代
目前,質子(zi)交換膜(mo)燃(ran)料電池(chi)和固體氧化物燃(ran)料電池(chi)是燃(ran)料電池(chi)商業(ye)化應用的主流(liu)技術路線。
其中,質(zhi)子交(jiao)換膜燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)具(ju)備高(gao)效(xiao)率、低溫(wen)快(kuai)速啟動、零污染、低噪等特點,已(yi)成為當前全(quan)球商(shang)業化(hua)應用(yong)(yong)的主(zhu)流,并重點應用(yong)(yong)于新能源汽車領域(yu)。而固體氧化(hua)物燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)具(ju)備燃(ran)料適應性廣、能量轉(zhuan)換效(xiao)率高(gao)、全(quan)固態等優勢,是大型分布(bu)式發電(dian)應用(yong)(yong)的主(zhu)流選擇。
業內人士指出,作為一種(zhong)應用廣泛的(de)貴金(jin)屬,鉑(bo)金(jin)是氫燃料電池的(de)關鍵(jian)催化(hua)劑。“鉑(bo)由于具備優秀的(de)氧還原(yuan)反應催化(hua)活性,是質子交(jiao)換膜燃料電池研究最廣泛、應用最成熟的(de)催化(hua)劑材(cai)料。”
值得注意(yi)的(de)是,由于(yu)鉑屬于(yu)貴金(jin)屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),價格(ge)昂貴,因此(ci)不少國(guo)內外(wai)學者希(xi)望通(tong)過(guo)鉑基(ji)合金(jin),甚至是非鉑基(ji)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)方式(shi)來(lai)(lai)減少催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中的(de)鉑含量以降低(di)燃料(liao)(liao)電池成本,但絕大部分材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)目(mu)前還處于(yu)研發階段,催化(hua)(hua)活(huo)性、穩定性、大規模制備(bei)技術等都是替代材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)未來(lai)(lai)需要逐步解決(jue)的(de)問題。
“因此,目前來看,鉑金是當前唯一具(ju)備規(gui)模化(hua)(hua)生產能(neng)力的質子(zi)交換膜燃(ran)料(liao)電池(chi)催化(hua)(hua)劑材料(liao)。”上(shang)述(shu)業內人(ren)士表示。
需求加速釋放
近年來,全球主要國家和地(di)區紛紛發(fa)(fa)布氫能產業(ye)發(fa)(fa)展相關政(zheng)策,對燃料電池產業(ye)發(fa)(fa)展做(zuo)出明確規(gui)劃,燃料電池產業(ye)化進程進一步加快(kuai)。
按照《節能(neng)與新能(neng)源汽(qi)(qi)車(che)技(ji)術路線圖》規劃,我(wo)國(guo)在2025年(nian)將(jiang)至少擁有5萬輛(liang)氫燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)車(che),2030年(nian)將(jiang)達到100萬輛(liang)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)車(che)。在政策(ce)暖風下,我(wo)國(guo)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)(qi)車(che)產業迎(ying)來快速(su)發展(zhan)期,鉑金(jin)作為(wei)當前(qian)唯(wei)一具(ju)備規模化生產能(neng)力的燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)(qi)車(che)用催化劑材(cai)料(liao)(liao)(liao),其(qi)需求有望(wang)顯著增長。
“氫(qing)能產業的蓬(peng)勃發(fa)展與不斷壯大必將帶動(dong)鉑金需求(qiu)邁上(shang)更高(gao)的臺階。”業內人士強調。
此外,鉑金不僅是(shi)燃料電池的重要催(cui)化劑,也(ye)能應用于氫能整個產業(ye)鏈的不同場(chang)景。
世界(jie)鉑(bo)金投資(zi)協會亞太區主管鄧偉斌(bin)日(ri)前在“2020年中國汽車論壇”上指出,如電解水(shui)制氫(qing)、化工(gong)制氫(qing)都需(xu)要(yao)用鉑(bo)做催化劑,以加快反(fan)應;在氫(qing)能的(de)儲運中,有機(ji)載體(ti)的(de)加氫(qing)和脫氫(qing)也(ye)需(xu)要(yao)用到鉑(bo)金。
事實上,由于鉑金(jin)具有(you)優(you)異的物(wu)理屬性與(yu)催化屬性,除了氫能及燃料電(dian)池領(ling)域(yu)(yu),還(huan)被廣泛應用于傳統汽(qi)(qi)(qi)車、工(gong)業領(ling)域(yu)(yu)。興(xing)業證券(quan)指出(chu),過去5年,汽(qi)(qi)(qi)車催化劑領(ling)域(yu)(yu)的鉑金(jin)需(xu)(xu)求(qiu)最(zui)高,大約占總需(xu)(xu)求(qiu)的37%-41%,隨(sui)著我國汽(qi)(qi)(qi)車尾氣(qi)排放標(biao)準的提高,單車用鉑量隨(sui)之提升,預計需(xu)(xu)求(qiu)在未來仍(reng)有(you)增長。同時,在玻璃、石化等其他工(gong)業領(ling)域(yu)(yu),鉑金(jin)需(xu)(xu)求(qiu)有(you)望穩健增長。
供應短缺難以避免
鄧偉斌表示,國(guo)內的鉑族金(jin)屬資源非常稀少,全球占比不(bu)到1%,因此,鉑族金(jin)屬使(shi)用完(wan)全依賴于進口(kou)。面(mian)對不(bu)斷(duan)增長的需求,鉑金(jin)供應能否(fou)跑贏需求增速?
興業證券表(biao)示,燃(ran)料電(dian)池汽(qi)車(che)(che)對鉑(bo)的用(yong)量(liang)(liang)較高,單車(che)(che)鉑(bo)含(han)量(liang)(liang)可(ke)達10-20克。公開數據顯(xian)示,早期每輛(liang)氫燃(ran)料電(dian)池汽(qi)車(che)(che)的鉑(bo)含(han)量(liang)(liang)為(wei)30-80克,鉑(bo)消耗量(liang)(liang)為(wei)傳統柴油車(che)(che)的3-8倍。近年來,隨著技術進(jin)步,單車(che)(che)鉑(bo)含(han)量(liang)(liang)有(you)所下降(jiang),目前海(hai)外(wai)氫燃(ran)料汽(qi)車(che)(che)采用(yong)最前沿技術可(ke)使(shi)鉑(bo)用(yong)量(liang)(liang)降(jiang)至0.06克/千(qian)瓦(wa),約(yue)7.06克/輛(liang),國(guo)內為(wei)0.3克/千(qian)瓦(wa),而豐田等車(che)(che)企的商業化車(che)(che)型用(yong)量(liang)(liang)大約(yue)為(wei)0.17克/千(qian)瓦(wa),約(yue)20克/輛(liang)。
按(an)照全球知名(ming)礦業公司英美資源的(de)估算,以2018年(nian)(nian)每(mei)輛車每(mei)千瓦功率使用(yong)0.125-0.2克鉑(bo)金(jin)為基準,如(ru)果氫燃料電池車達到(dao)5%市場占(zhan)有率,未來每(mei)年(nian)(nian)至少需要59噸(dun)的(de)鉑(bo)金(jin),占(zhan)全球鉑(bo)金(jin)年(nian)(nian)供應(ying)量(liang)的(de)24%。
英美資源集團駐倫敦市場研究主管朱莉(David Jollie)在(zai)研報(bao)中給出了樂觀估計(ji),她表示,雖然(ran)氫燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車的鉑金總需(xu)求(qiu)量會穩步上升,但鉑金資源在(zai)近(jin)幾年仍足以滿足氫能經(jing)濟的潛在(zai)需(xu)求(qiu)。
值得(de)注意的是,“除了氫(qing)燃(ran)料電池(chi)汽(qi)車(che)的產量和鉑載量,還需(xu)(xu)考慮來自重型汽(qi)車(che)的額外鉑金需(xu)(xu)求,以及未來可能發展起來的鐵(tie)路機車(che)和航運船舶等(deng)燃(ran)料電池(chi)市場(chang)。”業內人士(shi)強調,在此基礎上,鉑金供給是否(fou)會產生缺口(kou)需(xu)(xu)進一(yi)步(bu)觀察。
鄧偉斌(bin)也表示,如果燃(ran)(ran)料電池全產業鏈(lian)得到充分發展,那么(me)對(dui)鉑族金屬的(de)需求不僅只在燃(ran)(ran)料電池電堆的(de)催化劑環節,整個產業鏈(lian)中的(de)不同環節可能都會(hui)進一步催生更(geng)多的(de)鉑金需求。