未雨绸缪应对我国氢能产业铂金属供应风险

2023-12-29 00:00:00梁鹏
中国经贸导刊 2023年10期

随着以燃料电池为代表的氢能开发利用技术取得重大突破,氢能在交通、储能、发电、工业等领域的应用加速展开,有力推动氢能产业快速发展。铂是中短期唯一具备规模化生产能力的燃料电池催化剂材料,不仅可以对氢气进行催化反应发电来实现汽车等产业链下游应用,还可以在该逆反应中利用电能对水进行催化分解来实现产业链上游制氢,在整个氢能经济中扮演着承上启下至关重要的角色。中国已成为全球最大的氢燃料电池商用车生产国。目前国内铂金属资源95%以上依赖进口,一旦海外铂金属市场出现波动,下游产业将陷入资源不足的境地。

一、我国铂资源供需形势及市场分析

铂资源供应不容乐观。我国铂金属资源极度贫乏,且以伴生铂族金属矿为主,目前储量仅为400吨左右,全球占比0.58%。主要分布在甘肃、云南、四川、黑龙江等少部分地区,矿石品位低,年产量仅为2—3吨。近十年来我国铂金属年均需求量约为70吨,95%以上的铂资源依赖进口,南非、日本、俄罗斯是主要进口来源地,其中自南非进口超过60%。工业循环利用是保障全球铂资源供应的另一重要途径。2019年全球铂需求中工业铂需求比重最大,约为52.7%,而我国铂需求中首饰铂需求比重最大,约为52.19%,汽车产业铂需求仅占7.09%。国内铂资源主要以饰品形式进入居民消费环节,结构错位使得铂资源难以大量循环利用。

国际市场议价能力弱。长期以来,国际矿业资源市场一直都是美国等发达国家主导,这些国家左右着全球矿业资源交易活动,在生产标准、贸易规则、定价机制和结算体系方面拥有绝对话语权,铂金情形更为明显。目前全球铂族金属储量6.9万吨,铂矿分布极为集中,南非、俄罗斯、加拿大、美国四国储量占全球总储量99%,其中南非单国储量占全球储量超过90%,且供应了全球超过70%的铂产量。英美铂业、因帕拉铂业等西方跨国矿业巨头和国际资本集团已牢牢掌控海外铂矿资源。全球加工制造方面,铂族金属产品的制造商包括德国贺利氏、英国庄信万丰、比利时优美科、德国巴斯夫及日本田中贵金属等,占据铂制品行业主要份额,垄断着燃料电池和汽车尾气催化剂、铂资源回收和循环利用等关键技术和市场。

供需缺口将不断加大。我国铂金属需求量整体呈现快速增长的趋势,消费量由2000年的37.5吨增加到2014年的77.6吨。随着首饰行业需求的减少,近年来基本稳定在年均70吨左右。氢燃料电池汽车快速发展将成为未来铂金属需求增长的新动力之一。预计到2035年,我国氢燃料电池汽车将达到100万辆,将进一步催生约39吨铂金需求(据英国可再生能源咨询机构E4tech测算数据,假设每辆商用车的平均功率为150千瓦,铂载量的上限水平为0.26克/千瓦)。与此同时,质子交换膜(PEM)电解水制氢作为氢气制取的重要方式,对铂金的潜在需求还将随着未来风电光伏大发展不断释放。我国目前尚未有可再生能源电解水制氢规划,参考欧盟氢能战略,若我国与欧盟步伐基本一致,保守估计到2035年,我国可再生能源电解水制氢能力将超过4万兆瓦(欧盟规划2030年达到4万兆瓦),将催生超过5吨的铂金属需求(据E4tech测算数据,假定电解槽铂载量为0.13克/千瓦)。在氢能产业发展铂需求增量基础上,综合中国地质调查局发展研究中心对首饰行业、汽车尾气净化、玻璃等其他行业部门未来铂需求量估算,预计2025年和2030年铂需求量分别约为105吨和115吨。

二、主要发达经济体对铂资源供应动作频频

美国、欧盟、日本等主要发达经济体很早就意识到低排放技术和产品中所使用的铂金属重要性,已陆续将铂金属列入本国关键矿产清单。随着美国、日本、德国等主要发达国家纷纷将氢能上升到国家战略,以及《巴黎协定》全面实施,全球氢能产业铂金属增量需求将成为铂金属需求市场的下一个爆发点,发达经济体围绕铂金属等关键资源的博弈将日趋激烈。

美国划定关键矿产资源朋友圈。经贸摩擦以来,美国朝野两党基本就关键矿物将是中美科技竞争的一个重要砝码达成共识,力图确保关键矿物安全可靠供应,引发新一轮关键矿产资源战略竞争。2017年,美国白宫发布《关于确保关键矿物安全和可靠供应的联邦战略》,旨在推进关键矿产供应链转型和加强与盟国合作,强调保障美国关键矿产稳定供给。2018年2月,美国内政部发布《关键矿产清单(草案)》,列出了美国对外依存度高且对美经济发展和国家安全至关重要的35种关键矿产。2019年9月,美国国务院提出“能源资源治理倡议”(ERGI),刚果(金)、赞比亚等9个国家响应,组建“十大矿业国家大联盟”。该倡议提出“美国将分享采矿经验帮助这些国家发现和开发锂、铜和钴等矿产,减少世界在高科技材料方面对中国依赖”。2020年以来,美国国务院积极邀请欧盟加入ERGI确保电池、风能、太阳能等关键金属的供应链安全,未来还将包括更多的新兴经济体以及日本等能源需求强劲的国家。若南非成为新成员,可能直接威胁到中国氢能产业铂金属供应安全。

日本强化铂金属储备和贸易控制力。日本有色、贵金属极端贫乏,基本依赖进口,政府一方面通过实施战略物资储备直接增加矿产资源以备不时之需,另一方面通过支持日本公司跨国矿业经营(包括各种直接和间接的财政、金融、税收和技术、信息服务等手段),间接进行全球资源再分配。2006年发布的《国家能源资源战略新规划》新增了铂、铟以及稀土等稀有金属战略物资,铂由此成为了国家战略储备矿产。据联合国商品贸易统计数据库(UN Comtrade)海关代码7110(铂,未锻造、半制成或粉末状)数据初步统计,近五年来日本年平均进口约140吨,占全球铂矿产量一半以上,形成了较大隐性社会存量和产业发展的资源优势。与此同时,日本氢燃料电池研发、生产、消费世界领先,丰田、本田等控制着氢燃料电池的关键技术和生产线,依托强大科技实力,稳固了涵盖铂金属资源、铂中间品等的全产业链贸易通道。

欧盟加入全球关键矿产资源争夺。近年来,欧盟逐渐形成本地区关键金属生产能力已被“掏空”的共识,并归咎于以中国为首对手的低价不当竞争。2017年成立“欧盟电池联盟”,旨在促进欧洲电池产业发展,摆脱欧洲汽车工业对亚洲锂电池的依赖。2020年欧盟委员会提出了一项新的原材料战略,为落实该战略连续出台了《关键原材料行动计划》《2020年关键原材料清单》《2030年和2050年战略技术和行业关键原材料展望研究》三个文件,旨在减少欧洲对第三国的依赖使供应多样化。根据该战略,欧盟正在筹建一个更广泛的“欧洲原材料联盟”以满足可再生能源、国防和航天对关键原材料和金属资源的需求。与此同时,欧盟通过实施“地平线2020”科技计划支持关键金属研究和创新,包括新的采矿和加工技术、替代和回收利用技术,防止欧盟对化石燃料的依赖在关键原材料上重演。

三、提升我国铂金属资源供应保障能力建议

一是强化氢能源与铂金属资源协同发展。尽快将铂金属补充列入《国家战略性矿产目录》。建议由国家发展改革委牵头,建立铂金国家储备机制,利用当前铂金属价格相对低迷的有利时期,推行国家储备和民间储备相结合,运用财政、金融等手段,鼓励企业储备,以防止国际市场的突变。同时,建立氢能—铂金属资源供应链安全综合监测预警体系,结合氢能产业发展,全方位加强铂金属矿产资源开采、生产、贸易和回收等信息的收集力度,加强对关键矿产供应链安全的监测、分析、预警和预判。

二是积极参与铂族金属国际治理。在铂金属市场,我国是全球第一大需求国,南非和俄罗斯是全球最主要的铂族金属资源国和生产国,我国应当充分利用金砖国家合作机制,加强与南非、俄罗斯在铂族金属资源获取方面的合作,以保障我国铂族金属资源的供应安全。在双边、多边贸易谈判中,增加战略性矿产资源的谈判内容,提出中国版《能源资源治理倡议》,突出绿色能源转型所需的铂金属等关键矿产资源全球治理中国方案。此外,我国也可考虑参与“欧盟原材料联盟”。该机制虽然由欧盟主导,但是其坚持多边主义和绿色发展理念与我国较为契合,通过投资和贸易上的互惠互利,整合各主体的利益诉求,共同应对美国单边主义挑战。

三是多措并举打通国内铂金属大循环堵点。强化科技创新,加快铂基合金催化剂关键原材料替代技术研发,以降低燃料电池催化剂中的铂含量,积极开展依托优势矿产(或非高度集中矿产)的非铂基替代催化材料预研。挖掘循环利用潜力,积极引导铂金需求从首饰向工业领域迁移,优化需求结构,制定关于铂族金属回收的税收等优惠政策,鼓励企业特别是汽车生产企业和催化剂生产企业加强对铂族金属的二次回收。加强共伴生铂族金属资源综合勘查。铜镍硫化物型矿床是目前及今后较长时间内中国最主要的铂族金属矿产供应来源,应提升新疆、青海、四川、甘肃等省(区)铜镍矿床的勘查力度,冶炼回收铜镍硫化物矿床中共伴生的铂族元素,更好做到资源综合利用。

(作者单位:中国国际经济交流中心)