贺利氏：揭秘神话：铂族金属在未来氢能的作用

HeraeuspreciousMetals第1章铂族金属在氢经济中的应用第2章第1章铂族金属在氢经济中的应用第2章铂族金属在氢能领域的成本与效第3章结论铂族金属在未来氢能的作用绿氢被广泛认为是关键的能源载体，既可用于储存绿色电能，也可用于推动难以减排行业的脱碳进程。新的用于绿氢生产、储存、运输和利用的技术正在被开发。该领域已具备绿氢设备规模化生产的产业基础，并且全球范围内正在竞相推动该技术的进一步工业化。推动绿氢产能建设的努力，还包括建立成熟的供应链。行业和政策制定者认识到，氢能经济所需的关键原材料的弹性供应具有特殊的重要性。人们反复发现存在各种误解。在氢能领域，这尤其涉及铂族金属（PGM）的使用。由于关键原材料政策主要受电池或光伏行业的启发，现有模型并不完全适用于铂族金属行业。本白皮书将揭穿最普遍存在的误解，并提供有关铂族金属使用和误解误解1：铂族金属稀缺，供应面临挑战。我们应该跳过那些需要铂族金属来提高稳定性的少数技术。事实上，铂族金属被广泛应用于众多技术领域。它们被应用于氢价值链的每个阶段，而不仅仅是“少数几种一次性技术”。误解误解2：铂族金属价格昂贵。这极大地推动了氢气价格的上涨。恰恰相反！铂族金属能提升竞争力，并对最终产品――氢气的价格产生积极影响。它们能够在恶劣条件下运行，并提供高效率和耐用性。因此，氢气的加工或生产所需的能源更少。铂族金属的采购成本通过更具竞争力的氢气价格得以收回。此外，在使用寿命结束时，可以通过回收利用来回收原材料成本。总的来说，它们使绿氢更具成本效益。误解误解3：正如电池技术需要建立锂或稀土供应链一样，铂族金属的供应也被视为氢能行业的一大挑战。幸运的是，工业应用所需的铂族金属供应已是一个发展成熟的产业。它并不构成挑战。在铂族金属的供应链、生产设施以及财务和技术方面的专业知识方面，都已建立了良好的基础。误解误解4：铂族金属是性质均一的材料组，可通过相同的政策予以支持或监管。如果正确看待，铂族金属并非构成一个统一的群体。各种金属的可用数量和市场状况存在显著差异。某项政策对一种铂族金属有利，却可能对另一种的市场造成不利影响。第1章铂族金属与绿氢产业息息相关，且在绿氢产业的许多关键技术中具有不可第1章铂族金属与绿氢产业息息相关，且在绿氢产业的许多关键技术中具有不可在绿氢的生产、运输和使用全链条中，各种场合。一些不使用铂族金属的特定技术，并不意味着它们在氢揭秘神话：图1：铂族金属在氢气生产、运输和使用全产业链中的各种技术应用。铂族金属在未来氢能的作用铂族金属在氢经济中的应用3铂族金属，特别是铂、铱、钌和钯等金属，被应用于绿氢生命周期的每个环节。在生产、加工以提升效率并减少电损耗，或在典型的恶劣操作条件下保护组件免于性能衰退。因此，它们对于这些应用中所用设备的效率和耐用性至关重要。33替代燃料4燃料电池5回收工业替代燃料221电解水2运输和储存第第1章绿氢的生产始于通过绿电进行电解水来生成氢气。绿氢的生产始于通过绿电进行电解水来生成氢气。然而，在许多情况下，在氢气运输或使用之前，需要进行氢气纯化和压缩以便于运输。图2展示了在该环节的各个步骤中铂族金属的可能用途。电解水制氢的各种电解槽技术如图3所示。在低电解水制氢的各种电解槽技术如图3所示。在低这些电催化剂能够利用电力引发电化学反应，将水转化为氢气和氧气。贵金属也被用于保护涂层中，以确保部件的长期耐用性。揭秘神话：图3：电解槽类型以及用作氢气生产中的电催化剂、保护涂层和导电涂层，或后续氢气纯化中的特定贵金属。铂族金属在未来氢能的作用图2：通过电解、纯化和压缩步骤生产氢气过程中主要使用的贵金属概述。图2：通过电解、纯化和压缩步骤生产氢气过程中主要使用的贵金属概述。纯化压缩装机量最大。存在不同类型的此类电解槽，它们可使用非铂族金属电催化剂。然而，更高效且更对于质子交换膜电解槽（PEMWE）而言，除了铂族金属电催化剂外，尚无其他可行方案能同时实现高效率和高耐久。电解槽组件中的高导电性且被广泛认为是可再生能源和间歇式制氢的最佳选择，并且是迄今为止装机量第二大的技术。新型阴离子交换膜电解槽（AEMWE）通常标榜其支持无铂族金属运行。然而，研究表明，非铂族金属阴极催化剂难以达到所需的使用寿命，并且与含铂族金属的催化剂相比，可能导致可实现的电流密度降低至少一半。这意味着非铂族金属阴离子交换膜电解槽碱性电解槽质子交换膜电解槽质子传导陶瓷电解槽固体氧化物电解槽保护涂层气体纯化工业化部署情况初步应用阶段高高研究与初步第1章第1章铂族金属在未来氢能的作用绿氢可以以压缩或液态形式储存和运输，也可以作为其他“绿色分子”的一部分。如图4所示，氢气可以作为氨（NH3）、甲烷（CH4）或甲醇（MeOH）经典合成路线的基础，使用钌基催化剂可促进高效合成。在氢气的储存和运输方面，有机液态储氢材料（LOHC）可通过使用铂基、钯基或钌基催化剂的加氢过程“装载”氢气。脱氢，即从“载氢”有机液态储氢材料中获得氢气，主要使用含钯和含铂催化剂进行催化。虽然氢的衍生物如氨（NH3）、甲烷（CH4）或甲醇（MeOH）可用作化工原料，但这些物质也可以用于重新获得氢气。在氨裂解制氢和氮的过程中，可使用不同类型的催化剂，例如钌基催化剂1。甲烷主要通过蒸汽甲烷重整（SMR）释放氢气。该工艺通常使用镍等贱金属，但可能还需要铑、钌或铂重整催化剂。蒸汽甲烷重整产生的混合物包含氢气、二氧化碳和一氧化碳，这些物质可作1.2氢气的储存与运输5储氢化学品储氢化学品合成重整加氢脱氢33的贵金属概述。为化工合成的重要原料，或作为进一步纯化以获得纯氢。为了从甲醇中获得氢气，与使用非铂族金属催化剂相比，使用含钯或铂的催化剂同样可以提升反应合成3根据燃料电池类型的不同，转化过程可直接使用氢衍生物，或需先对衍生物进行重整和纯化以获得纯氢。2纯化燃料电池(一氧化碳等)重整第1章第1章铂族金属在未来氢能的作用1.3氢气纯化中的铂族金属6无论是通过电解直接从绿色能源中制氢，还是从绿色分子中回收获得氢，亦或是通过重整、热解或气化从灰色分子中制氢：需要根据其最终用途进行纯化。这通常需要一个多阶段的纯化过程，以达到所需的纯度水平。图6提供了各种纯化技术的非详尽概览。选择纯化技术的决定性因素包括杂质的类型及含量、气体压力、流速，以及最终的纯度目标。电解水产生的氢气几乎总是含有氧气，尤其是在高温电解过程中，还会含有水蒸气。结合干燥工艺（用于脱氧干燥器），贵金属催化剂（即基于铂和/或钯的催化剂）在转化和去除氧气的效率和长期稳定性方面具有无可比拟的优势。从天然气或其他烃类中制得的氢气需要更为复杂的纯化步骤，因为需要去除更多杂质，如一氧化碳、二氧化碳和水。纯化方法可包括气体洗涤、低温蒸馏或变压吸附，这些方法无需使用铂族金属即可实现。然而，催化类工艺如水煤气变换反应（WGS）――可将一氧化碳与水转化为二氧类型类型催化脱氧催化水煤气变换与精制钯膜电化学纯化/压缩气体洗涤低温蒸馏主要目标杂质2……催化剂/铂族金属活性材料图6：不同氢气纯化技术及其所使用的铂族金属。（示例）化碳和氢气――能通过使用铂基催化剂提升效率。此外，通过使用铂基或钌基催化剂，可实现一氧化碳优先氧化（PROX）或甲烷化，从而进一步去除微量一氧化碳。在重整、水煤气变换和精制过程中，含贵金属体系展现了其优势，特别是在分散式应用中，它们能够在较低的操作温度下实现更高的收率，并且在某些污染物存在的情况下仍能保持更稳定的运行状态。此外，新型钯膜为分散式应用中的氢气纯化提供了一种最有效的方法，并具有可在高压下运行的额外优势。第1章第1章铂族金属在未来氢能的作用最后，绿氢及其衍生物可用于发电。发电最有效的方法之一是使用燃料电池。这些设备通过电化学反应直接将燃料和氧气转化为水和能量。成熟的燃料电池技术数量远多于成熟的电解槽技术数量（见图7且燃料电池的应用场景差异也远大于电解槽。每种技术针对不同的应用场景（大致分为固定式、运输式和便携式）都有其特定的优势和劣势（见图8）。使用案例中的可能变化包括系统规模、运行条件（温度、压力等）的容许变化、原料气（氢气、烃类、氮氢化合物）以及燃料杂质的容许含量。不同燃料电池的一个共同主题是，若不使用铂族金属，这类设备要么无法正常运行，要么效率偏低、耐久性不足。在运行温度低于400°C时，铂族金属电催化剂不可或缺；而在较高温度下，辅助系统（BoP）中则需使用铂族金属催化剂以确保稳定运行。（PEMFC）技术在总产量和使用案例数量方面占据主导地位。该技术在交通运输领域的研究和产业化方面获得了最多的投资。因此，该技术也经膜燃料电池高温聚合物电解质膜燃料电池碱性燃料电池质子交换膜燃料电池熔融碳酸盐燃料电池质子陶瓷燃料电池直接甲醇燃料电池磷酸燃料电池重整甲醇燃料电池类型保护涂层重整装置等工业化部署情况膜燃料电池高温聚合物电解质膜燃料电池碱性燃料电池质子交换膜燃料电池熔融碳酸盐燃料电池质子陶瓷燃料电池直接甲醇燃料电池磷酸燃料电池重整甲醇燃料电池类型保护涂层重整装置等工业化部署情况氢高氢低高氢高研究与初步应研究与初步应4高低低图7：燃料电池类型及用作电催化剂、保护性与导电涂层，或作为潜在重整步骤组成部分的特定贵金属。第1章第1章铂族金属在未来氢能的作用1.4绿氢利用中的铂族金属8历了最显著的技术多样化，包括针对不同应用场景使用不同的铂族金属电催化剂。根据ISO14687标准定义，用于燃料电池交通运输应用（且进料为高纯度气体）的标准电催化剂材料是铂或铂基合金。对于要求特别高的案例，可以添加铱基催化剂以延长系统寿命或提高其对更广泛运行条件的耐受性。对于杂质含量较高的氢气原料气，如未经充分纯化的重整气，则常使用含钌催化剂。在装机容量和年销售设备数量方面，质子交换膜燃料电池（PEMFC）之后是其他成熟的替代燃料电池类型，这些类型在各自的细分市场中占据主导地位，即大型固定应用中的固体氧化物燃料电应用中的碱性燃料电池（AFC以及移动应用高温燃料电池，如质子传导陶瓷燃料电池氧化物燃料电池（SOFC均无需使用铂族金属电催化剂即可工作。这些技术也可以直接使用甲烷等烃类进行操作，但高效的铑基或钌基重整催发电机大型固定式辅助动力装置小型固定式辅助动力装置乘用车航空铁路运输小型便携式微型热电联产机组发电机大型固定式辅助动力装置小型固定式辅助动力装置乘用车航空铁路运输小型便携式微型热电联产机组船舶重型车辆物料搬运物料搬运车辆图8：燃料电池的应用案例选编及其各自最广泛应用的技术。化剂或预重整催化剂可以提高效率，并且对于稳定运行是必不可少的。碱性燃料电池，如液态碱性燃料电池（AFC）与阴离子交换膜燃料电池（AEMFC面临与碱性电解槽类似的问题：尽管可在无铂族金属条件下运行，但其寿命和效率通常远低于使用铂族金属催化剂的系统。酸性中低温燃料电池的运行依赖于使用铂族金属电催化剂。这一组包括磷酸燃料电池（PAFC）、其衍生物含磷酸的高温聚合物电解质膜燃料电池其衍生物甲醇供料直接甲醇燃料电池（DMFC）。操作环境的酸性特性要求涂层必须兼具抗腐蚀性与导电性，因此，这通常通过使用铂族金属，或第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非初期所需的较高资本支出远小于效率提高和寿命延长所铂族金属在未来氢能的作用铂族金属在氢能领域的成本与效率贡献9关于绿氢生产的公众和政治讨论，往往特别指出电解槽或其他氢气相关应用中关键原材料的使用中铂族金属相对较高的价格。然而，这一论点具有误导性：虽然贵金属催化剂的初始材料成本确实高于非贵金属催化剂，但这并不是最关键的方面。对于长期运行的设备而言，系统效率与组件耐用性对成本的影响，远高于初始投资成本。在PEM电解槽中使用铂族金属的商业考量电解槽项目经济可行性的首要决定因素，是其相应的氢气的平准化成本（LCOH）。LCOH广泛描述了生产一公斤氢的成本，考虑了总生产量以及电解槽在其整个生命周期内的安装、维护和运营的累积成本。这主要取决于设备的运营成本，而非电解槽的初始投资。高效电解槽能利用电力生产更多氢气，从而降低LCOH。这在电费较高的地区尤为明显。高度灵活的电解槽可在不同负载点位运行，可在较低负载下运行，可快速开启和关闭，并且在使用间歇性可再生能源时，可增加0.01$/kWh0.05$/kWh0.03$/kWh50kWh/kg5%20%10%60,000小时20,000小时40,000小时0.7mg/cm²LCOH相对于基准情形成本的百分比变化图9：不同影响因素对水电解制氢平准化成本（LCOH）的影响。该图分别显示了如果电价相比中等价格更便宜或更昂贵，那么LCOH会相应地降低或提高多少。电价确实是最具影响力的因素，因为每度电少2美分或多2美分，都会对氢气价格产生显著影响。第二大影响因素是效率，其次是负荷率和寿命。相比之下，铱负载量的增加或减少对LCOH的影响要小得多。这些数据是从不同的研究中汇编而来的（见脚注）。电价、效率、寿命效应以及降负荷比的影响均基于美国国家可再生能源实验室（NationalRenewableEnergy4等人的讨论。对不同间歇性情景的详细考虑所示。铱的成本贡献基于Krishnan等人描述的示例系统5。使用铱负载负荷率效率第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非初期所需的较高资本支出远小于效率提高和寿命延长所铂族金属在未来氢能的作用铂族金属在氢能领域的成本与效率贡献10每天的平均运行小时数。高度耐用的电解槽能够承受因使用间歇性能源而产生的负荷波动，从而延长更换前的使用寿命。如果贵金属电催化剂能够帮助缓解这些挑战，那么在LCOH方面的优势将远远超过较高的初始资本投入。图9中的图示展示了以下因素变化对LCOH的相对影响：效率，即生产一公斤氢气所消耗的电力负荷率，即电解槽在需要关闭以避免运行故障之前可以运行的最低可能电流密度6使用寿命铱负载效率、负荷率与寿命均受益于铱催化剂的使用，甚至更高的铱负载量也能带来改善，但目前尚无法给出独立于具体系统设计的普遍有效关联因子。另一方面，铱含量增加或减少对LCOH的影响相对较小。尽管在传统系统中，铱的成本可能占系统成本的2%，但它对电解槽的总拥有成本（此处为LCOH）产生了净正面影响，且这一影响远远超过原材料的成本。因此，电催化剂开发中的创新并不以牺牲性能或耐久性为代价来寻求替代铱。催化剂开发中的创料――对于PEMWE而言，就是铱――并致力于节约，即在保持甚至提升系统性能的同时，减少原材料的使用量。在PEM燃料电池中使用铂族金属的商业考量燃料电池的商业应用与电解槽的商业应用有着相似的考量，关键在于系统生命周期内的运营成本。以重型车辆或长途卡车为例，其总拥有成本（TCO）的计算包括车辆初始价格、燃料成本、维护费用、保险费用、过路费、税费等。目前，燃料电池电动重型车辆的生产成本远高于同类柴油动力车辆。然而，与传统燃料相比，氢气的高昂价格对总拥有成本的影响要大得多。在PEM燃料电池中使用铂，使其能够在车辆所需的可变负载下以高耐久性和高效率运行。由于PEM燃料电池中铂含量的减少可能会带来耐久性损失、效率更快下降或运行条件灵活性受限等问题，因此，美国能源部等政府机构或欧盟氢能计划战略研究与创新议程（SRIA）路线图的发展目标，允许重型车辆应用中的铂含量远高于同类乘用车，因为消费市场对重型车辆购置成本比总拥有成本更为敏感。6实际负荷下限调节比的值取决于制造商，但根据经验，商用设备的负荷下限调节比按以下顺序递减：无铂族金属的碱性电第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非初期所需的较高资第2章尽管铂族金属稀缺且昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的，而非初期所需的较高资本支出远小于效率提高和寿命延长所铂族金属在未来氢能的作用图10展示了加油站氢气价格、每百公里耗氢量（单位：千克）、燃料电池系统成本以及不同铂负载对总拥有成本的影响。由于铂的使用对效率和寿命有积极影响，且其对总拥有成本的影响远大于铂负载量的变化，因此显而易见，将铂减少到乘用车中可能达到的水平，或柴油车尾气催化剂中目前使用的水平，并不是燃料电池汽车成本竞争性部署中的首要任务。新型低负载催化剂正在研发和工业化，但贵金属的节约并不会以降低性能和耐用性为代价。氢动力长途卡车推广的主要障碍在于加氢站氢气价格过高。这些例子表明，铂族金属主要用于通过提高效率来提升商业可行性。商业运营技术的选择总是基于具体用例，并重点关注效率和长期稳定性。基于这一关注点，使用铂族金属技术不仅合乎情理，而且若忽略其使用，则将适得其反。铂族金属在氢能领域的成本与效率贡献11氢气价格4€/kg10€/kg7€/kg氢气消耗量6.1kg/100km8.3kg/100km7kg/100km燃料电池系统的成本50€/kW525€/kW170€/kW铂载量0.19g/kW0.34g/kW0.27g/kW图10：对于一辆搭载300千瓦燃料电池系统的长途燃料电池卡车，其总拥有成本如何受氢气价格、氢气消耗量、燃料电池系统成本及铂载量变化影响的比较分析。数据基于H.Basma等人对2030年燃料电池卡车的ICCT分析7。假设铂价为40美元/克，并采用与乘用车、最先进重型载货车载荷以及2016年美国能源部重型载货车载荷目标相对应的载荷情况，我们加入了铂载量的影响。第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满为氢能应用供应铂族金属对于该行业而言并非新议题。事实上，铂族金属的应用不仅限于单一领域或行业，其材料供应链已经成熟，且运行规模庞大。这与电池或光伏等其他绿色能源技术形成了鲜明对比，因为对于这些新技术而言，关键原材料供应链需要从零开始建立。铂族金属的稳定供应是许多成熟行业和经济可行性的核心所在。这些行业成功依赖于已建立的、完全一体化的贵金属公司，这些公司为可持续的铂族金属供应链提供了三大支柱：1)进行铂族金属交易以确保获得所需数量2)产品和技术开发3)回收，作为铂族金属行业成熟循环经济的一随着氢能行业生产能力的提升，日益增长的贵金属需求得到了现有供应基础设施的满足。要了解贵金属行业如何应对新应用的出现，需要了解铂族金属当前的供需状况。铂族金属的来源和主要供应。必须认识到，地质条件限制了单一铂族金属的供应。由于大多数铂族金属都伴生在相邻的矿体中，因此在开采特定金属时，必须考虑其他伴生材料。图11展示了南非开采矿石中六种具有商业价值的贵金属的平均比例，即所谓的“6Ebasket”。铂和钯在矿体组成中占大多数，其次是较为稀有的铑、钌和铱。10.6%10.6%钌2.7%铱7.1%铑49.3%铂28.6%钯1.7%金该组合大致对应于不同矿业公司所开采各类矿体的平均组成8。第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满铂族金属在未来氢能的作用在贵金属精炼过程中，矿石中的颗粒和贵金属会通过一系列高度专业化的化学工艺进行分离（图12）。在这个多步骤的过程中，部分步骤由采矿作业直接完成，而最终提炼成可用的成品则由贵金属公司负责。一些贵金属公司――如贺利氏贵金属获得了伦敦金银协会（LMBA）的认证，该协会负责制定良好的交割标准，监督全球贵金属场外交易市场，并提供相关指导方针以确保贵金属的负责任采购――旨在解决洗钱和侵犯人权等问题。这样，贵金属机构便能确保从贵金属产品的精炼、交易到回收的整个价值链的高品质和合规标准。沉淀采矿与矿石富集沉淀沉淀离子交换沉淀采矿溶解富集熔炼贱金属精炼采矿溶解沉淀纯化与沉淀纯化与沉淀纯化与沉淀纯化与沉淀分子识别技术蒸馏水解纯化与沉淀溶解与离子交换钴粉钴粉镍粉或镍团块贵金属精炼镍粉或镍团块图12：采矿和精炼作业在工业级铂族金属生产中的作用。矿山开采矿石，然后经过选矿、磨矿和精炼，基础金属冶炼厂从中提取出铜、镍和钴。富含贵金属的精矿随后经过多步处理，进一步纯化，并分别对金和铂族金属进行精炼。相比之下，从采矿中回收铂的典型时长为6-8周，钯为8-9周，铱为12-15周。来源：ImpalaPlatinum第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满仅南非的矿藏就占全球已知铂族金属资源的70%以上，其中最大和第二大的铂族金属矿藏分别位于南非东北部和邻国津巴布韦。因此，南非在铂族金属供应中占据主导地位，而美国、加拿大和俄罗斯的矿山对世界市场的贡献则相对较小（见图13）。只有钯金能够从南部非洲以外地区大量获取，因为它也与镍和铜硫化物矿床伴生，因此作为某些镍矿开采作业的有价值副产品而被开采。然而，总体而言，不同铂族金属的开采量紧密相关，这可能会限制单一铂族金属因其高度特定且独特的工业用途和需求而具备的供应灵活性。对于氢能行业而言，这意味着通过采矿获得的铱的数量不能简单地随着需求的增加而增加。只有当对主要材料铂和钯的需求增加时，采矿作业中可获得的铱才会增加。贵金属公司商业模式的一个4%72%5%2%9%2%81%4%72%5%2%9%2%81% 36%195.8吨4%5%171.07吨29.5吨8.4吨12%9%9%8%南非津巴布韦俄罗斯北美洲其他主要供应国，而钯也是镍矿开采的副产品8。44%7%90%重要部分是应对这些挑战，并确保将各种铂族金属高效分配到不同的新兴和成熟工业应用中。高效的采购、交易以及金属回收解决方案的产品开发和创新，对于平衡流动性不足的市场起着至关重要的作用。第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满铂族金属在未来氢能的作用对铂族金属的需求及其工业用途。净市场需求回收供应量/开环回收矿产供应量(矿山和库存调整)闭环回收总回收量图14：铂族金属的总需求量，即各行业每年所需的材料，以及这些材料的来源。在成熟产业中，很大一部分资源是通过闭环回收获得的，即回收材料在回收和再制造过程中不会改变所有者。无法通过闭环回收获得（即用户尚未拥有）的材料，是需要在市场上满足的净需求。市场上交易的铂族金属主要来源于采矿和开环回收，即未被原所有者使用而出售到市场的回收材料。铂族金属的最大用户群体是化工、汽车和电子行净市场需求回收供应量/开环回收矿产供应量(矿山和库存调整)闭环回收总回收量图14：铂族金属的总需求量，即各行业每年所需的材料，以及这些材料的来源。在成熟产业中，很大一部分资源是通过闭环回收获得的，即回收材料在回收和再制造过程中不会改变所有者。无法通过闭环回收获得（即用户尚未拥有）的材料，是需要在市场上满足的净需求。市场上交易的铂族金属主要来源于采矿和开环回收，即未被原所有者使用而出售到市场的回收材料。铂族金属交易铂和钯是在大宗商品市场上交易的，而储量较少的铱和钌则是在场外交易市场进行交易的。贺利氏贵金属公司与SFA铂族金属交易铂和钯是在大宗商品市场上交易的，而储量较少的铱和钌则是在场外交易市场进行交易的。贺利氏贵金属公司与SFAOxford通过其年度出版物价格以及价格、供需波动原因的发展提供了见解和透明度。第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满14.2%1.2%14.2%1.2%4.4%17.8%1.4%15.3%0.3%31.9%1.0%82.9%12.6%5.6%6.3%8.9%4.8%37.0%电化学其他24.8%氢32.3%30.1%电子医疗工业氢汽车珠宝化工汽车19.3%217.1吨47.7%26.25吨278.8吨8.4吨各行业的净需求图15展示了不同行业对铂、铱、钌和钯的净需求。图16更详细地展示了当前对各种铂族金属的总体需求中，氢经济所占份额的比较。尤其是对于铂和钯而言，氢能行业的需求目前相对较小，到2024年，其需求量在其他行业中所占的比例将低于1%。各行业的净需求氢能行业使用量占净需求的百分比氢能行业使用量占净需求的百分比图图15：2024年不同行业对铂、铱、钌和钯的净需求。铱5.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0钌铂钯铂和钯也是储量最丰富的铂族金属，与其他铂族图16：2024年氢能行业在铂、铱、钌和钯总净需求中所占的份额11。对于钌，尤其是铱，2024年氢能行业在总图16：2024年氢能行业在铂、铱、钌和钯总净需求中所占的份额11。第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前第3章铂族金属广泛应用氢能行业仅占当前几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其年度总需求的贵金属交易用于满铂族金属在未来氢能的作用不断发展的氢能行业对市场带来的挑战然而，铱需求的增加可能会严重扰乱其他行业。医疗行业处境尤为不利，因其无法回收利用原材料，且对价格上涨非常敏感，以致价格波动可能使某些医疗应用不再具备实施可行性。铱的供需管理是一项挑战，它不仅影响氢能行业，也波及其他行业。在氢经济中，对铱的节约利用将保护其他行业的生存能力。显然，氢能行业日益增长的需求需要满足一系列不同可用量、不同传统行业需求以及不同交易结不断发展的氢能行业对市场带来的挑战然而，铱需求的增加可能会严重扰乱其他行业。医疗行业处境尤为不利，因其无法回收利用原材料，且对价格上涨非常敏感，以致价格波动可能使某些医疗应用不再具备实施可行性。铱的供需管理是一项挑战，它不仅影响氢能行业，也波及其他行业。在氢经济中，对铱的节约利用将保护其他行业的生存能力。对氢能行业需求增长影响最大的材料是铱。在电解槽产能提升的过程中，需要管理好氢能行业的铱供应。现有的低负载催化剂技术能够实现铱的节约，但考虑到降低铱载量对LCOH（见上文）的影响较小，过去几年在已安装系统中并未将其作为优先选项。基于同样的商业考量，铱需求的增加不会在短期或中期内阻止氢能行业的扩张。事实上，铱价可能因需求增长而供应紧张导致上涨，而氢能行业是最有能力消化这种价格上涨的领域。结论结论铂族金属在未来氢能的作用铂族金属在未来氢能的作用铂族金属在氢能产业中的应用已近乎普及，贵金属行业已准备好为氢能经济的持续发展提供支持。铂族金属被广泛应用于多种技术领域，并贯穿于绿氢的生产、运输和使用的整个链条。因此，绿氢设备制造并不意味着要放弃像PEM水电解这类技术。氢经济的韧性意味着以最高效的方式提供氢气，并在不干扰其他行业供应的前提下，从现有的竞争性原材料供应链中获利。工程、采购与施工（EPC）公司和氢气生产商应专注于提高其设施的效率和降低氢气的平准化成本，以构建具有成本竞争力的绿氢供应体系。氢气设备生产商在扩大生产能力方面投入了大量资金。他们的下一步是具有战略意义的：为了保持相关性并确保未来规模扩大，现在需要考虑将铱的节约与更好的性能相结合的新一代在商用燃料电池应用以及化工行业中，绿氢应用已证明了其技术可行性。随着业务案例的日益稳定，他们现在应该从战略角度出发，专注于提高系统的效率，以降低其生命周期成本。贵金属行业需要通过交易和产品创新来确保铂族金属供应的稳定性，这意味着所有共同开采的铂族金属的供需都要保持稳定。所有使用铂族金属的行业都需要考虑通过多元化的需求来提供稳定的供应。政策制定者需双管齐下――既要采取监管效果最积极的措施，也要避免有害行为：无需