發(fā)布日期:2026 年 1 月 27 日
發(fā)布方:賀利氏貴金屬
核心定位:澄清行業(yè)對鉑族金屬(PGM:鉑 Pt、銥 Ir、釕 Ru、鈀 Pd、銠 Rh)的四大誤解,明確其在綠氫全價值鏈的不可替代價值,提出減量 + 循環(huán) + 差異化供應(yīng)鏈的可持續(xù)路徑。
前言
綠氫被廣泛視為關(guān)鍵能源載體,可儲存綠電、為難減排領(lǐng)域脫碳。氫能生產(chǎn)、儲運、利用的各類新技術(shù)已進入規(guī)?;渴痣A段,全球正加速推進相關(guān)設(shè)備工業(yè)化。綠氫產(chǎn)能擴張的同時,也需構(gòu)建成熟供應(yīng)鏈體系。工業(yè)界與政策制定者高度關(guān)注氫能核心材料的穩(wěn)定供應(yīng),而鉑族金屬作為關(guān)鍵戰(zhàn)略原料,在公共討論中卻頻繁遭遇誤解。由于關(guān)鍵原材料政策多借鑒電池或光伏領(lǐng)域,現(xiàn)有模型與鉑族金屬產(chǎn)業(yè)特性適配度不足。本白皮書聚焦四大主流誤區(qū),用事實澄清鉑族金屬的應(yīng)用與供需格局。
第一章 鉑族金屬貫穿綠氫全價值鏈
1.1 綠氫生產(chǎn)(電解)
鉑族金屬并非僅適用于 “少數(shù)小眾氫能技術(shù)” 的邊緣材料,而是貫穿綠氫全價值鏈的核心催化劑。
PEM 水電解(PEMWE):銥 (Ir) 是唯一可行的陽極催化劑,鉑 (Pt) 為陰極核心催化劑;二者保障高電流密度、快速響應(yīng)風(fēng)光波動、設(shè)備壽命超 6 萬小時,是適配可再生能源波動的更優(yōu)解。
先進堿性電解:添加釕 (Ru)、銥 (Ir) 可顯著提升電流密度、降低能耗、延長設(shè)備壽命,推動高效堿性電解技術(shù)落地。
陰離子交換膜電解(AEMWE):非 PGM 陰極催化劑無法滿足所需壽命,且電流密度至少降低 2 倍,效率顯著低于 PGM 基方案。
1.2 氫能儲運與純化
儲氫與轉(zhuǎn)化:氨 / 甲醇合成、有機液態(tài)儲氫(LOHC)需釕、鉑、鈀基催化劑實現(xiàn)可逆加氫 / 脫氫,解決高密度、安全儲運痛點。
氫 氣純化:鈀 (Pd) 膜可產(chǎn)出 99.999% 超純氫,是分布式純化的優(yōu)選;鉑 / 鈀催化劑高效去除 CO、O?等雜質(zhì),保障氫能利用品質(zhì)。
1.3 氫能利用(燃料電池)
中低溫燃料電池:PEM 燃料電池(車用 / 分布式)以鉑 (Pt) 為核心電催化劑,保障高功率密度與耐久性;磷酸燃料電池(PAFC)、高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(HT-PEMFC)同樣依賴 PGM 催化劑。
高溫燃料電池:固體氧化物燃料電池(SOFC)等高溫技術(shù)雖不直接使用 PGM,但需銠 (Rh)、釕 (Ru) 基重整 / 預(yù)重整催化劑,保障高效穩(wěn)定運行。
第二章 破除四大行業(yè)神話
神話 1:鉑族金屬價格高昂,推高氫能成本
事實:PGM 僅占 PEM 電解槽初始投資(CAPEX)的5–8%,遠(yuǎn)低于電價(>60%)、質(zhì)子膜、雙極板等核心成本。
高性能 PGM 催化劑通過提升電解效率、延長設(shè)備壽命(從 4 萬小時提升至 6 萬 + 小時),顯著降低全生命周期平準(zhǔn)化氫成本(LCOH);初始 PGM 投入會被更低的運營成本、更高的產(chǎn)氫量完全抵消。設(shè)備退役后,PGM 回收率超 95%,可進一步降低全周期凈成本。
神話 2:PGM 儲量 / 產(chǎn)量不足,限制氫能規(guī)?;?/p>
事實:氫能領(lǐng)域僅消耗 2024 年全球鉑 / 鈀年用量的 **<1%、銥 / 釕年用量的約 5%**,需求占比極低。
短期僅銥存在供應(yīng)偏緊風(fēng)險,長期無資源瓶頸,三大方案徹底化解供應(yīng)風(fēng)險:
減量技術(shù):賀利氏已實現(xiàn)銥載量降低 70%+、鉑載量降低 50%+,性能保持不變,2030 年目標(biāo)進一步降至銥降 80%+、鉑降 60%+。
循環(huán)閉環(huán):PGM 可無限循環(huán),回收率 > 95%,回收碳排放僅原生礦的 1%,形成 “開采 - 應(yīng)用 - 回收 - 再應(yīng)用” 閉環(huán)。
成熟供應(yīng)鏈:全球 PGM 采礦、精煉、回收體系成熟,可快速擴容適配氫能需求。
神話 3:非 PGM 可完全替代 PEM 電解 / 燃料電池催化劑
事實:無任何非 PGM 材料能同時滿足工業(yè)級 PEM 系統(tǒng)所需的活性、穩(wěn)定性、耐久性。
非貴金屬催化劑(如 Fe-N-C)存在快速衰減、活性低、壽命短等問題,無法滿足 > 6 萬小時的工業(yè) / 車用長期運行要求;銥在 PEM 陽極的強酸性、高電位環(huán)境下,耐腐蝕性 + 高活性目前無等效替代。
神話 4:PGM 為同質(zhì)化材料,可統(tǒng)一政策 / 供應(yīng)管理
事實:每種 PGM 的性能、儲量、供需、應(yīng)用場景完全不同,需差異化管理:
銥 (Ir):PEM 陽極核心,短期供應(yīng)偏緊。
鉑 (Pt):儲量相對充足,PEM 陰極、燃料電池核心。
釕 (Ru):堿性電解、儲氫 / 氨裂解關(guān)鍵。
鈀 (Pd):氫 氣純化、低溫催化核心。
銠 (Rh):高溫燃料電池、尾氣凈化核心。
一刀切政策必然失效,需針對每種金屬制定專屬減量、回收、保供策略。
第三章 關(guān)鍵數(shù)據(jù)與未來展望
2030 年 PEM 電解裝機:全球預(yù)計達(dá) 100–150 GW,對應(yīng)年銥需求 50–70 噸(2024 年約 10 噸),增量可通過減量 + 回收覆蓋。
減量目標(biāo):2030 年前實現(xiàn)銥載量降 80%+、鉑載量降 60%+,持續(xù)降低單 GW 設(shè)備 PGM 消耗。
循環(huán)經(jīng)濟:2040 年,回收 PGM 將滿足氫能行業(yè)50% 以上需求,原生礦依賴度大幅下降,供應(yīng)鏈更低碳、更 安全。
核心路徑:減量創(chuàng)新 + 高效回收 + 閉環(huán)供應(yīng)鏈,是 PGM 支撐氫能規(guī)?;奈ㄒ豢沙掷m(xù)方案。
第四章 結(jié)論
鉑族金屬不是氫能經(jīng)濟的障礙,而是綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺、不可替代的核心材料。
行業(yè)對 PGM 的四大誤解,均與工業(yè)實測數(shù)據(jù)、技術(shù)現(xiàn)實不符。通過持續(xù)推進催化劑減量創(chuàng)新、建立全球 PGM 閉環(huán)回收體系、針對不同 PGM 制定差異化保供策略,可完全消除成本與供應(yīng)風(fēng)險,支撐氫能實現(xiàn)萬億級規(guī)?;l(fā)展。
氫能的未來,離不開鉑族金屬的技術(shù)與供應(yīng)鏈支撐。