文章来源:IOL | 作者:Jonathan Butler
翻译:世界铂金投资协会
照片上是奥地利甘珀恩(Gampern)的地质氢气储存设施 “地下储存太阳能”的电解装置的一部分。图源:法新社,发布日期:2023年7月26日
铂族金属(PGMs)和氢几乎是密不可分的——无论在工业应用中生产、运输或使用氢,铂族金属通常都会涉及其中。
因此,当世界应对脱碳、保障能源安全以及发展下一代高价值制造业的三重挑战之际,铂族金属表现出了巨大的发展潜力。
特别是铂、铱和钌独特的化学和物理性质,使它们非常适合大规模低碳制氢的催化反应,并将氢转化回能源,用于广泛的终端用途。
为了应对气候变化,并在2050年之前实现二氧化碳净零排放,国际可再生能源署(IRENA)估计,到本十年末,全球可再生能源的部署量需要增加约3.5倍。简而言之,这意味着能源结构中的可再生电力的比例将大大增加。
由于可再生能源是间歇性的,有时电力需求会超过其供应产量,正如我们从南非的情况中了解到,这可能会导致电网不稳定,并采取诸如限电等缓解措施。
这就是电网平衡发挥作用的地方——在电力充足的时候,它可以使电解槽将水分解为氢气和氧气。所产生的可再生绿氢可以储存起来,当电网需要额外电力供应时加以利用——只需将氢气与氧气在燃料电池中结合,就可以再次产生电力。
含铂族金属的质子交换膜水电解技术是一种在大规模范围内平衡可再生能源的优越技术。同时在电解槽的阴极上使用铂涂层和在阳极上使用铱涂层可以使电解槽快速启动和停止,提供高耐用性,并且可以扩大到几千兆瓦的规模。
由可再生能源电解产生的绿氢也可以作为零碳运输燃料, - 这对那些难以脱碳的部门尤其重要,例如不适合使用电池的重型卡车,以及由于对高能量密度燃料有着强烈需求而面临挑战的海事和航空领域。
氢能也可以用于生产零碳排放的热能和电能,例如燃料电池,并生产零碳排放的氢气作为其他难以脱碳的行业(如炼钢和造氨)的原料。
从长期来看更重要的是,当绿氢与从碳密集型工业中捕获的二氧化碳结合时,我们就拥有了整个化学价值链的基石。因此,生产零碳石化产品为铂族金属提供了巨大的机会,无论是在绿氢的生产中,还是作为许多其他增值产品的催化剂。
使用铂族金属进行大规模的绿氢生产已经在进行中,氢能委员会最近显示,截至2023年1月,大约有2500万吨的可再生氢项目正在为2030年做准备。鉴于美国政府最近宣布每生产1公斤低碳氢就提供3美元(约53兰特)的税收抵免,绿氢生产的增长将进一步加速,并将逐步接近其7500万吨的目标,氢能委员会表示这是在本十年末实现净零排放所需要的。
铂族金属不仅只在氢的生产方面做出重大贡献。绿氢需要储存和运输。要大规模使用它的最有前景的方法是使用铂族金属作为催化剂将氢储存在传统广泛使用的化学品中,包括有机溶剂和氨,然后将氢释放到有需要的地方。像Hydrogenious、Chiyoda和Amogy这样的公司在这些新型氢储存解决方案中处于领先地位,这些解决方案都使用了铂族金属。
铂族金属需求不可或缺的来源,也是多年来被广泛关注的目标,无疑是用于燃料电池中的铂(和钌),这些燃料电池主要用于汽车,也用于固定式发电。燃料电池重型卡车,叉车等细分市场运输工具,以及日益增长的乘用车部署,都已实现了商业化应用,带来了大量的铂金需求。
根据三菱的预测,到2030年,每年在各种氢应用中使用的铂族金属将接近100万盎司。这将有助于推动铂、铱和钌市场在未来进入短缺状态。
因此,如果铂族金属和氢要为我们实现净零排放和能源安全的社会目标做出贡献,它们面临的挑战就在于要确保有足够的铂族金属供应。这可以通过提高回收、减少催化剂单位载量、以及用更便宜的铂族金属、围栏供应和对冲金属价格来重新设计催化剂。
这样一来,我们可以为铂族金属行业建立一个新的长期可持续发展的需求基础,并发挥铂族金属和氢在脱碳和价值创造中的重要作用。(来源:IOL)
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