易德资讯 |【转载】铱金资源是否足以支撑未来氢能经济的发展？

Yield Capital 水木易德投资今天

作者：Dawn Brooks

翻译：倪慧峰，曲艺

来源：英美资源

免责声明：本文仅供信息参考，不构成投资推荐或建议

长期以来，氢气一直被用作生产各种化学品和工业产品工艺中的原料气，但限制其广泛应用的因素之一是它通常源自于化石燃料。

随着廉价而且广泛可获得的可再生能源的充分利用，再经过电解水工艺就可以生产出成本颇具竞争力的零碳排放能源-“绿氢”，因此这种情况正在改变。这也使得氢气能够成为多个领域脱碳的先行推动者。

铱金在氢能经济中的主要角色是和铂金一起作为质子交换膜电解水制氢反应的催化剂。质子交换膜电解水制氢因其电流密度高，冷启动时间短是面向可再生能源生产“绿氢”的首选方法。电解是利用电能将水分子分解为氢气和氧气，其中氢气的用途十分广泛。

图1: 质子交换膜电解水制氢的基本原理图.

目前铱金在质子交换膜电解水制氢中的消费量如何？

根据德国贺利氏(参考链接)的最新统计，基于铱金在每吉瓦质子交换膜电解水制氢装置中的用量大约是1.5吨左右的涂敷量假设，我们认为目前铱金在质子交换膜电解水制氢领域的消费量为几百公斤。市场现有的供应可以轻松满足该需求。目前全球矿产铱金的年产量约为7吨，大部分来自南非（参见下图）。

图2:南非矿产铱金产量；

数据来源：南非政府统计数据

未来十年该领域铱金需求将会增长多少？

未来该领域铱金需求量主要取决于两方面的因素：质子交换膜电解槽的需求以及铱金的涂敷量。各个国家的政府越来越多地关注氢能和燃料电池技术。

对氢能技术的采用最初是由政府政策推动，其前提是需要多大的绿氢供应量来实现碳中和。在能源政策的制定中推广氢能与燃料电池技术的应用有助于建立可靠、高效及安全的能源体系，减少对环境的影响，发展低碳工业并创造就业机会。

许多国家的政府都公布了新增电解水制氢的产能目标。考虑到这些新增产能计划，2030年全球累计质子交换膜电解水制氢产能将达到35吉瓦是较为合理的预测，这也和美国能源经济与金融分析研究所2020年8月发布的预测保持一致。

质子交换膜电解槽中的铱金涂敷量是否在未来有可能大幅下降是影响需求预测的重要因素。市场参与者普遍认为这种情况将会发生，而且我们相信未来的涂敷量将远低于目前的水平。

那么下降幅度会有多大呢？德国贺利氏预计涂敷量将从目前水平下降90%，低至100公斤/吉瓦。来自研究机构E4tech的预测显示，在较低需求情景假设中的铱的涂敷量可能只有50公斤/吉瓦。

基于铂族金属涂敷量会从目前水平大幅下降的假设，我们预计到2030年，用于质子交换膜电解水制氢的铱金年需求量将达到1吨。矿产铱金每年的产量在7吨左右，因此原矿供应可以轻松满足需求。

更加长远的需求前景展望

预测几十年以后的需求总是有一定难度，尤其对于还处在商业化初期的质子交换膜电解水制氢技术更是如此。

不过，我们可以从广义上考虑这个问题。从很长一段时间来看，到2050年氢能与燃料电池技术的使用可能会极其普遍。绿氢在全球的应用非常广泛，很显然，如果质子交换膜电解水制氢产能大幅增长，铱的用量也会相应增加。

绿氢的潜在应用：

绿氢可以作为燃料燃烧为家庭烹饪和供暖提供能量。对现有基础设施做最小改变就可以将一部分天然气的需求转移到氢能领域，同时降低碳排放。
在高炉炼铁中绿氢可以作为焦煤的环境友好型替代品。目前全球有一些小型的商业化示范项目在运行。
绿氢也可以像电池一样提供储能功能，并为可再生能源如太阳能产生的未消纳电力提供理想的解决方案。一些国家已经将氢能储能融入了其电力网络。
绿氢也可以为燃料电池技术提供能量，而燃料电池的应用已经十分广泛。

图3: 氢能源应用

数据来源：中国氢能联盟-氢能平价之路

根据我们对以往各种催化剂系统中因涂敷技术进步而带来的贵金属载量下降的经验来看，长期来讲铱金的涂敷量可能会持续下降。如果以上假设成立，铱金用量将会降至50公斤/吉瓦以下。

铱金的传统应用有哪些？

图4: 铱金需求划分；

数据来源：英美资源市场分析

铱金主要应用于工业领域，主要包括电化学，电子和化工。除氢能应用外还有几个领域未来可能会带来需求增长。

其中之一就是铱金作为坩埚的原材料。铱坩埚可以用来加工很多晶体产品，包括应用于5G技术和医美行业等领域。SFA预计未来五年5G智能手机销售将快速增长，其市场渗透率将可能从2020年的低于20%上升至2025年的70%左右。中国信息通信技术研究院的数据显示今年1-4月中国市场的5G手机份额已经达到了70%以上。

另外一个潜在的市场需求增长点来自有机发光半导体(OLED)技术，其广泛应用于各种电子产品如电视和移动电话显示屏。预计用于OLED的铱基磷光材料需求前景广阔。

来自氯碱行业的铱金需求也可能会增加，这是对钛阳极和防腐电极需求增长的结果，这两种电极均使用铱金。