【行業(yè)觀點(diǎn)】中國評估氫能對鉑族金屬的需求

發(fā)表時(shí)間：2022-12-06 10:11

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鉑金用于電解槽


堿性系統(tǒng)正在尋求增加鉑族金屬負(fù)載以提高生產(chǎn)效率，而質(zhì)子交換膜（PEM）制造商正致力于減少鉑族金屬負(fù)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(shè)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(chǎn)到更低的材料成本。
中國每年通過電解生產(chǎn)的氫氣不到2%，這需要使用鉑、銥和釕作為催化劑，但預(yù)計(jì)將在氫氣供應(yīng)結(jié)構(gòu)中增加電解制氫的份額，從而擴(kuò)大鉑族金屬市場。
"電解是一個(gè)小眾市場，而質(zhì)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(chǎn)能，研究公司BloombergNEF預(yù)計(jì)今年的出貨量將至少翻兩番，達(dá)到1.8-2.5 GW（吉瓦）。預(yù)計(jì)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(biāo)的推動(dòng)。
在中國，傳統(tǒng)的堿水制氫系統(tǒng)主導(dǎo)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(shù)上是最成熟的，通常使用廉價(jià)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(xiàng)目使用260兆瓦的堿性電解槽設(shè)備，該項(xiàng)目在明年夏天上線時(shí)將成為全球最大的氫能項(xiàng)目。該項(xiàng)目位于中國西部的新疆地區(qū)，將把太陽能轉(zhuǎn)化為每年2萬噸的綠氫。
走進(jìn)鉑金
但據(jù)蘇州競立制氫設(shè)備有限公司創(chuàng)始人兼董事長張碧航表示，行業(yè)內(nèi)有跡象表明，堿性電解槽將進(jìn)一步擴(kuò)大對鉑族金屬的使用。蘇州競立是中國堿性電解設(shè)備的領(lǐng)先供應(yīng)商，也是中石化項(xiàng)目的三家國內(nèi)電解設(shè)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(huì)上，張碧航表示，堿性電解槽的產(chǎn)能已經(jīng)從2017年1000立方米/小時(shí)的制氫量增加到1300-1400立方米/小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，最高可達(dá)2000-3000立方米/小時(shí)。
同時(shí)，隨著中國追求能源效率目標(biāo)，能源消耗的要求也越來越嚴(yán)格。電力占?xì)錃馍a(chǎn)成本的50-70％，同時(shí)越來越需要電解技術(shù)對間歇性風(fēng)能和太陽能的典型波動(dòng)作出更迅速的反應(yīng)。
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(chǎn)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(shí)又能吸取標(biāo)準(zhǔn)的電力負(fù)荷。
降低質(zhì)子交換膜的成本
質(zhì)子交換膜技術(shù)是一個(gè)相對較新的競爭選擇，一些行業(yè)專家預(yù)計(jì)該技術(shù)最終將成為綠氫的主要生產(chǎn)途徑。
行業(yè)對每種技術(shù)的需求實(shí)際上意味著堿性系統(tǒng)正在尋求增加鉑族金屬負(fù)載以提高生產(chǎn)效率，而質(zhì)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(zhì)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(shí)將水分解為氫和氧的設(shè)備。質(zhì)子交換膜電解槽制造商山東賽克賽斯氫能有限公司項(xiàng)目總監(jiān)黃方在該研討會(huì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(fù)載降低5%-10%，而在陽極使用銥催化劑時(shí)，我們可以將負(fù)載降低到原來的70-80%。"
質(zhì)子交換膜技術(shù)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(jié)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(zhì)子交換膜技術(shù)來提高電解槽產(chǎn)能，但中國仍然堅(jiān)定地致力于堿性系統(tǒng)--引進(jìn)1300-1400立方米/小時(shí)的裝置就說明了這一點(diǎn)。
黃方表示，"電解是一個(gè)小眾市場，而質(zhì)子交換膜電解更是小眾中的小眾，但中國的雙碳目標(biāo)給了我們更多的喘息空間。"
世界鉑金投資協(xié)會(huì)最近的一份報(bào)告表明，預(yù)計(jì)2030年將產(chǎn)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(dòng)汽車，比2023年預(yù)測的11.7萬盎有所增加。但在此期間，由于內(nèi)燃機(jī)汽車和首飾行業(yè)的需求預(yù)計(jì)將隨著這個(gè)十年的發(fā)展而下降，鉑金市場可能不會(huì)明顯吃緊。（來源：pemedianetwork）
翻譯：世界鉑金投資協(xié)會(huì)
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