【行业观点】展望2023年:铱的回收和节约

发表时间:2022-11-21 09:33

文章来源:Pemedianetwork | 翻译:世界铂金投资协会


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铱主要是作为铂金或镍矿开采的次要副产品生产的。

尽管铱供应的短缺引发了人们对质子交换膜(PEM)电解槽扩张受限的担忧,但在其他行业中,回收这种金属并进行二次利用的做法已经非常普遍。
越来越多的支持和投资在助力高速发展的氢工业。英国的低碳氢产能已经从5吉瓦翻倍增加到2030年的10吉瓦。今年9月,欧盟委员会主席Ursula von der Leyen在其年度国情咨文中宣布了"氢气银行"的计划,该计划将能够投资30亿欧元(31亿美元)以弥补氢能发展投资缺口,连接未来的供需。
质子交换膜(PEM)电解是一种用于生产电解氢或"绿色"氢的技术。质子交换膜电解槽的核心是使用催化剂涂层膜(CCMs),在电流的作用下将水分解成氧和氢。为了使反应发生,阳极使用了铱基催化剂,而阴极使用了铂基催化剂。这些铂族金属(PGMs)因其在电解槽系统中的活性和稳定性而成为理想选择。目前还没有合适的替代物能够在质子交换膜(PEM)电池的高压、酸性条件下可靠地工作。
铂族金属(尤其是铱)的关键作用引发了人们对供应前景的担忧,以及是否有足够的铱来支持质子交换膜产能的充分扩大以生产电解氢。一些评论家认为铱的需求量远远超过了供应量,还将铱的供应描绘成一个不可逾越的挑战。然而,这些担忧是错误的。如果我们能有效地使用原材料并进行回收,我们就能在现有的供应范围内实现目标产能的增长。
破解铱的谬论
与其他大宗商品相比,铱的市场规模非常小,因此人们对其供应动态不甚了解也就不足为奇了。在南部非洲,特别是南非和津巴布韦,铱主要是作为铂金开采的次级副产品生产的,这两个国家每年开采的铱占全球铱开采量的95%。这些南部非洲的业务由大型且声誉良好的上市公司拥有。剩下5%左右的铱主要是俄罗斯和加拿大的镍矿开采的微量副产品。没有矿商会单独开采铱,但只要在开采铂金,就会继续生产铱。
围绕铱的主要谬论是,没有足够的铱来支持质子交换膜(PEM)电解技术的发展,但这是在假设铱的使用强度不会改变的情况下提出的。如果聚焦目前的技术,每吉瓦电解槽容量大约需要400公斤的铱。为了在实现净零目标方面取得足够的进展,全球首席执行官领导的氢能委员会预计,假设质子交换膜的市场份额为40个百分点,到2030年质子交换膜(PEM)的产能将需要增加到约80-100吉瓦。如果我们将目前的技术用于所有这些产能,在未来八年内我们将需要30-40吨铱。考虑到每年只有7-8吨的铱被开采利用,这是一个极具挑战性的要求,更不用说与其他行业争夺这种金属的可能性。到2040年和2050年,进一步提高产能达到所需的水平可能会显得难以实现。
这些预测是错误的,因为它们没有考虑到节约利用,即减少每吉瓦产能所需的铱的数量;也没考虑到回收利用,对于使用铂族金属的相对较新的技术来说,这两种情况都是必然的。迄今为止,我们在其他使用铂族金属的技术中看到了这种趋势。例如,在汽油和柴油车的催化转化器中使用铂族金属一直是可持续的,但只有在金属使用效率大大提高和回收利用的情况下才能持续,这是由这些金属的价值所驱动的。
批评者认为,铱不能被回收利用,因为很少有回收的或次级的铱被退回到市场上出售。但是,相当数量的铱经常被回收利用。在我们称之为"闭环"的回收过程中,这种金属通常在同一应用中被重复使用。市场上看不到这种回收,因为金属价值仍归原始所有者所有,但它显著减少了这些行业需要购买的原生铱的数量。庄信万丰(Johnson Matthey)是世界上最大的次级铂族金属回收商,擅长高效回收和提炼包括铱在内的铂族金属,使其达到高纯度,从而可以实现重复使用。我们将继续投资于该领域的研究和技术。
为了尽可能地延长铱的用途,我们需要节约使用这一金属。这将使我们能够最大限度地利用每克铱并重复使用,从而获得最大的收益。节约需要创新,特别是在配制更有效的催化剂、更有效的薄膜以及调整它们组装成催化剂涂层膜(CCMs)的方式方面。例如,如果每吉瓦所需的铱减少75%,这将意味着到2030年只需要8-10吨铱就能完成目标水平的质子交换膜产能,从现在到2030年约能达到10-20%的供应量。毫无疑问,我们的目标是尽可能多地减少这一数量级。如果催化剂涂层膜(CCMs)的效率也得到提高,不仅每吉瓦使用的铱更少,而且每吉瓦的产能可以生产更多的氢气,真正实现了原材料使用效率的最大化。
铱的供应是有限的,这将不可避免地构成一个潜在的限制,但我们处于一个很好的位置来驾驭这一挑战,使它不会限制氢的增长。关注供应链中这一宝贵元素的效率和循环性将支持氢气在我们净零排放过程中发挥宝贵作用。(来源:Pemedianetwork)
翻译:世界铂金投资协会


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