金屬“銥”行業(yè)分析
瑞鵬資產(chǎn) 蔣欣娣
銥是稀有金屬,具有熔點(diǎn)高(2454℃)、密度大(22.56g/cm3)、抗腐蝕性強(qiáng)和催化活性高等優(yōu)良性質(zhì),廣泛用于合金、醫(yī)藥、化工、電子和電化學(xué)等領(lǐng)域,成為各種高科技行業(yè)的關(guān)鍵因素。然而,銥在地殼中的儲(chǔ)量十分匱乏,年產(chǎn)量極其有限。近兩年,質(zhì)子交換膜(PEM)電解制氫技術(shù)的高速發(fā)展引發(fā)了人們對(duì)該技術(shù)的必要金屬“銥”產(chǎn)生了高度關(guān)注,但是業(yè)界普遍擔(dān)憂銥的稀缺性會(huì)使供應(yīng)遠(yuǎn)不及需求,從而導(dǎo)致銥價(jià)格飛漲,極大制約PEM電解槽的擴(kuò)張。
本文通過分析銥產(chǎn)業(yè)鏈中的資源供給情況和工業(yè)需求情況,結(jié)合銥的歷史價(jià)格情況,對(duì)銥的未來(lái)價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。
一、銥的產(chǎn)業(yè)鏈介紹
銥金屬產(chǎn)業(yè)上游端為礦石的開采,后經(jīng)提煉分離為鉑族金屬精礦;中游端為純銥的提煉、銥制品的加工,以及銥廢料的回收后再提煉;在下游端,純銥和銥制品主要應(yīng)用于化工、電子、電化學(xué)領(lǐng)域,涉及汽車行業(yè)、燃料電池、電子設(shè)備、醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)。
圖1-1 銥產(chǎn)業(yè)鏈圖示
(一)上游——銥的開采
1.銥的自然分布情況
銥是地球上最稀缺的元素之一,其平均地殼含量約為0.003ppb(十億分之一),常與鉑系元素(PGM:鉑Pt、鈀Pd、鋨Os、銥Ir、釕Ru、銠Rh)一起分散于沖積礦床和砂積礦床的各種礦石中。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局報(bào)告,截至2021年底,全球已探明鉑族金屬總儲(chǔ)量約為7.0萬(wàn)噸,我國(guó)已探明鉑族金屬資源儲(chǔ)量?jī)H為87.69噸,不足全球總儲(chǔ)量的0.13%。其中,銠、銥、鋨、釕屬于稀有鉑族金屬,約占鉑、鈀的10%,銥在稀有鉑族金屬中的占比約為16%,推算其在所有鉑族金屬中的占比約為1.45%。
除目前已探明的礦山以外,地下儲(chǔ)藏銥資源較為豐富。根據(jù)鉑族金屬資源儲(chǔ)量可以推算出全球銥儲(chǔ)量為1000噸左右(推算過程如表1-1所示)。但是,因?yàn)殂炇倾K和鈀開采的副產(chǎn)品,所以完全為了銥而開采礦山是不太可能。
表1-1 全球鉑族金屬儲(chǔ)量及銥儲(chǔ)量
數(shù)據(jù)來(lái)源:美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì);《銥資源應(yīng)用現(xiàn)狀及市場(chǎng)分析》,張金池等
2.銥的開采
銥通常以鉑族金屬的形式存在,主要與鉑、鈀等元素結(jié)合形成鉑礦石,因此,銥的開采產(chǎn)量取決于鉑、鈀的產(chǎn)量。開采鉑礦石的過程包括地質(zhì)勘探、開采和選礦等步驟。在開采過程中,鉑礦石通常被破碎和磨粉,并通過浮選或磁選等物理方法將鉑礦石與其他雜質(zhì)分離。
目前已勘探到的PGM礦床在地理上集中在南非、俄羅斯、美國(guó)、津巴布韋和加拿大五個(gè)國(guó)家,其中,70%鉑、35%鈀的開采量在南非,45%鈀的開采量在俄羅斯。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)礦產(chǎn)年報(bào),銥的生產(chǎn)集中在南非,占全球市場(chǎng)的85%,2014-2022年產(chǎn)量均值為7.2噸。
數(shù)據(jù)來(lái)源:美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)
(二)中游——銥的提煉與回收
1.銥的提煉
從鉑礦石中提取精煉銥通常要在溶液體系中進(jìn)行,且分離難度比較大。首先一般采用氯銥酸銨反復(fù)沉淀法,同時(shí)根據(jù)原料性質(zhì)需要結(jié)合硫化法、亞硝酸鈉配合法、溶劑萃取法、離子交換法等分離銥溶液中的貴賤金屬雜質(zhì),獲得銥絡(luò)合物溶液((NH4)3IrCl6)。接著將分離出的銥溶液進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)處理,將其放在強(qiáng)酸介質(zhì)中加熱氧化為(NH4)2IrCl6,(NH4)3IrCl6和(NH4)2IrCl6在氯化銨溶液中溶解度差異較大,(NH4)2IrCl6溶解度較小形成黑色結(jié)晶。最后將純(NH4)2IrCl6煅燒制得金屬銥粉。銥金屬可以進(jìn)一步精煉和加工,制備成銥制品,如銥合金、銥催化劑等。
圖1-3 鉑族礦石開采及鉑族金屬提煉過程
資料來(lái)源:英美資源集團(tuán)(Anglo American)2023年綜合報(bào)告
2.銥的二次回收
銥的儲(chǔ)量稀少、價(jià)格昂貴。銥在加工或者使用過程中會(huì)產(chǎn)生含銥廢料,從二次資源中回收銥可以實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用,緩解供需矛盾。
含銥廢料來(lái)源:1)銥金屬和銥合金廢料。包括廢銥坩堝、耐高溫涂層材料、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞點(diǎn)火電極等,多為被其他元素污染的合金,或者斷裂、報(bào)廢的元器件等。
2)含銥催化劑。近些年來(lái),Ir-Pt、Ir-Rh、Pt-S-nIr、Ir-Sn等復(fù)合納米催化劑被逐漸開發(fā),并用于催化甲酸、乙醇、氨的氧化。催化劑與氣流中的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng),或者表面積炭遮蓋了活性中心使其不能發(fā)揮作用,導(dǎo)致催化劑失活,在使用過程和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含銥廢料。
3)含銥有機(jī)廢液。銥有機(jī)化合物應(yīng)用廣泛,甲醇羰基化制醋酸的催化劑醋酸銥、化學(xué)氣相沉積法制作鍍層保護(hù)材料的乙酰丙酮銥、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)領(lǐng)域的磷光銥配合物等。銥的有機(jī)配合物合成產(chǎn)率不高,在生產(chǎn)過程中會(huì)有大量的含銥有機(jī)廢料[2]。
銥和釕的回收幾乎屬于閉環(huán)回收(即金屬通常在同一應(yīng)用中被重復(fù)使用,回收流程見圖1-4),工業(yè)消費(fèi)者在整個(gè)精煉和再制造過程中保留對(duì)金屬的所有權(quán),因此在市場(chǎng)中幾乎看不到銥的回收。莊信萬(wàn)豐(Johnson Matthey)是世界上最大的次級(jí)鉑族金屬回收商,擅長(zhǎng)高效回收和提煉包括銥在內(nèi)的鉑族金屬,使其達(dá)到高純度,從而可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。
圖1-4 鉑族金屬閉環(huán)回收流程
圖片來(lái)源:2023年莊信萬(wàn)豐鉑族金屬市場(chǎng)報(bào)告
關(guān)于銥資源回收的技術(shù),大型回收商未對(duì)此公開,根據(jù)現(xiàn)有研究文獻(xiàn)整理,主要回收方法有經(jīng)典沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法等,實(shí)驗(yàn)總回收率達(dá)到70%-99%(回收技術(shù)相關(guān)信息如表1-2所示)。但是,考慮到銥廢料來(lái)源廣泛、回收成本較高、回收精煉技術(shù)要求高等現(xiàn)實(shí)因素,實(shí)際回收率并不會(huì)很高,未來(lái)銥需求的提高將會(huì)加強(qiáng)人們對(duì)銥廢料回收技術(shù)的重視。
表1-2 銥二次資源回收技術(shù)分析表
資料來(lái)源:《銥的資源、應(yīng)用及回收利用研究進(jìn)展》,李紅梅等
(三)下游——銥的應(yīng)用
銥的應(yīng)用領(lǐng)域主要有化工、電子和電化學(xué)等。過去10年里,全球銥工業(yè)需求量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)(如圖1-5所示),2016年和2017年達(dá)到最高需求量8.5噸/年,其原因?yàn)?span style=";padding: 0px;max-width: 100%;overflow-wrap: break-word !important;box-sizing: border-box !important">電子行業(yè)和電氣化學(xué)行業(yè)對(duì)銥的需求量擴(kuò)大。2020-2022年受新冠疫情的影響,銥工業(yè)需求量有所下降;2023年全球銥工業(yè)需求量有所回升,為7.4噸/年。
數(shù)據(jù)來(lái)源:莊信萬(wàn)豐(Johnson Matthey)
1.化工領(lǐng)域
2014-2023年,銥在化工領(lǐng)域的需求量維持在0.7-0.9噸,預(yù)計(jì)近10年基本保持穩(wěn)定。
1)銥催化劑。銥催化劑是化工領(lǐng)域的重要催化劑,主要用于醋酸合成(甲醇羰基合成法Cativa工藝),還有烯烴氫化、烷基化、烯烴環(huán)化、酰胺還原、芳香醛羰基還原等有機(jī)反應(yīng)。其中,Cativa醋酸合成工藝一種通過甲醇羰基化制備乙酸的方法,其以金屬銥作主要催化劑(一般是復(fù)合物[Ir(CO)2I2]﹣),并可加入一部分錸、釕和鋨等作助催化劑,在180℃左右、3MPa(G)下發(fā)生生成醋酸。該方法具有反應(yīng)溫和,產(chǎn)品選擇性高,體系中含水量低,催化劑穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、用量少,副產(chǎn)物丙酸少,綜合能耗低,精餾區(qū)設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn),成為醋酸制備主流方法。工廠一旦選定工藝進(jìn)入建設(shè)階段,幾乎不可能再切換工藝路線,因此醋酸行業(yè)的穩(wěn)定使得其在很長(zhǎng)的一段時(shí)期對(duì)銥的需求影響有限,銥需求基本保持穩(wěn)定。
表1-3 2010—2020年全球醋酸生產(chǎn)情況
數(shù)據(jù)來(lái)源:《2020年國(guó)內(nèi)外醋酸供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析》,賈亮
2)銥納米催化劑/銥納米酶。近年來(lái),開發(fā)的銥納米催化劑可用于制備生物活性分子,如抗癌藥物、抗病毒藥物等。相比于其它金屬納米材料,銥納米材料在相同的制備條件下更容易得到尺寸相對(duì)較小且穩(wěn)定性好的納米顆粒和團(tuán)簇,使其有更高的催化活性。銥納米材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的類酶催化性質(zhì),目前人們對(duì)于銥納米酶的應(yīng)用和催化機(jī)理研究還處于初期階段,對(duì)金屬銥的需求量并不大,隨著人們對(duì)銥納米酶認(rèn)識(shí)的不斷深化,未來(lái)銥納米酶將在傳感、癌癥治療、污染控制、抗氧化作用等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用[5]。
2.電子領(lǐng)域
在電子領(lǐng)域,銥主要用于制備銥坩堝、合成有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器所用的銥配合物。除此之外,銥合金還用于心臟起搏器、熱電偶、電阻器、飛機(jī)引擎、指南針軸承和多孔噴絲板中。近10年間,銥在電子領(lǐng)域的需求量呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì),2015-2017年對(duì)銥的需求量較大,系OLED商業(yè)化成熟(例如2017年iPhoneX采用OLED屏幕)對(duì)銥的需求量擴(kuò)大,2018年后銥需求量穩(wěn)定于1.1-1.5噸/年,隨著銥坩堝和有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體(OLED)的需求發(fā)展,預(yù)計(jì)未來(lái)10年對(duì)金屬銥的需求會(huì)有所增長(zhǎng),但考慮到銥坩堝回收技術(shù)的提升,金屬銥的未來(lái)需求增長(zhǎng)幅度不會(huì)很大。
1)銥坩堝。銥具有非常高的熔點(diǎn),是所有元素中熔點(diǎn)第二高的,僅次于鎢,因此被作為坩堝的原材料。銥坩堝具有出色的耐高溫性能,可以在高達(dá)2000攝氏度以上的環(huán)境中穩(wěn)定工作,在冶金、陶瓷、玻璃等行業(yè),銥坩堝被用于熔煉、燒結(jié)等各種高溫處理工藝,除此之外銥坩堝還可以用來(lái)加工很多晶體產(chǎn)品,包括應(yīng)用于5G技術(shù)和醫(yī)美行業(yè)等領(lǐng)域。雖然銥坩堝的原材料稀有、制造加工難度高,但是銥坩堝耐用性高、能夠回收再利用,且目前已經(jīng)開始逐步使用其他金屬材料替代部分銥,因此預(yù)計(jì)未來(lái)10年對(duì)金屬銥的需求不會(huì)大幅增長(zhǎng),甚至有望降低。
2)有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體(OLED)。銥在電子領(lǐng)域另一個(gè)潛在的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)自有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體(OLED)技術(shù)。發(fā)光材料是OLED的關(guān)鍵,其中磷光銥(III)配合物憑借效率高、結(jié)構(gòu)易修飾、顏色可調(diào)節(jié)等優(yōu)勢(shì),在眾多發(fā)光材料中脫穎而出,該配合物以金屬銥為發(fā)光核,通過改變配體的種類和結(jié)構(gòu)即對(duì)配體進(jìn)行修飾以調(diào)節(jié)發(fā)光波長(zhǎng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)整材料的發(fā)光顏色,實(shí)現(xiàn)器件的全彩色顯示。OLED廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品,如:電視和移動(dòng)電話顯示屏;車載顯示屏、儀表盤和車內(nèi)照明燈;數(shù)字廣告屏;飛機(jī)座艙顯示、導(dǎo)航系統(tǒng)和頭盔顯示器等等。預(yù)計(jì)用于OLED的銥基磷光材料需求前景廣闊,銥需求增加。
3.電化學(xué)領(lǐng)域
銥在電化學(xué)領(lǐng)域的需求量較為穩(wěn)定,平均為2.35噸/年,2020-2023年穩(wěn)定維持在2噸/年。未來(lái)10年,隨著全球清潔能源的需求規(guī)模擴(kuò)大,PEM電解水制備綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,對(duì)銥的需求量會(huì)激增,后續(xù)會(huì)隨著制氫效率的提高、其他金屬替代等各種原因逐步降低對(duì)銥的需求量,直至供需平衡。
1)電極(氯堿電極、水處理電極、銅箔生產(chǎn)中的電極等)。銥是一種性能優(yōu)異的電極涂層,在高電位下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,因此,銥涂層廣泛用在氯堿工業(yè)生產(chǎn)氯和燒堿、船舶壓載水處理以及電解銅箔等領(lǐng)域(其中銥做陽(yáng)極涂層)。在船舶制造中,陽(yáng)極板電銥?zāi)軌蛴行У乇Wo(hù)船體不被海水侵蝕,延長(zhǎng)船體的使用壽命;銅箔的傳統(tǒng)應(yīng)用是印刷電路板,鋰電池和純電車的興起將推動(dòng)行業(yè)對(duì)銅箔和銥的需求。長(zhǎng)期來(lái)看,該領(lǐng)域有較好的前景,但是銥涂層使用壽命較長(zhǎng),且有部分領(lǐng)域可以采用其他鉑系金屬對(duì)銥進(jìn)行替代,因此對(duì)銥的需求量不會(huì)大幅變化。
2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞。火花塞是一種引擎內(nèi)部的部件,其主要作用是在燃燒室內(nèi)引起火花,使混合氣體點(diǎn)燃,從而讓引擎運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。近年來(lái),隨著新發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)火花塞的壽命要求提高,對(duì)火花塞側(cè)電極材質(zhì)提出了要求,誕生了雙鉑金、銥鉑金和雙銥金的火花塞。銥因其具有高硬度,可以使其在火花塞上做的更細(xì),細(xì)的電極使點(diǎn)火更為集中,能量更強(qiáng),火花塞路線更穩(wěn)固,有效的提升燃燒的效力和效度。目前銥金火花塞是所有火花塞中的高端產(chǎn)品,價(jià)格往往比鉑金火花塞高,一般都使用在高檔轎車上,因此對(duì)銥金的需求量并不是很大。
3)質(zhì)子交換膜PEM電解水制氫。質(zhì)子交換膜電解水(PEMWE)制氫因其電流密度高、冷啟動(dòng)時(shí)間短,是面向可再生能源生產(chǎn)“綠氫”的首選方法。PEMWE需要大量的貴金屬催化劑來(lái)加速陽(yáng)極緩慢的析氧反應(yīng)(OER),銥及其衍生的氧化物被認(rèn)為是唯一可行的催化劑,可以同時(shí)滿足實(shí)際應(yīng)用的活性和穩(wěn)定性需求。目前,銥負(fù)載量是擴(kuò)大質(zhì)子交換膜電解槽的潛在瓶頸,PEM電解槽每兆瓦需要約700克(24.7盎司)的銥,占PEM電解槽成本的8.1%。未來(lái)該領(lǐng)域?qū)饘巽灥男枨罅恐饕Q于兩方面的因素:質(zhì)子交換膜電解槽的需求以及銥的涂敷量。
第一,質(zhì)子交換膜電解槽的需求。根據(jù)氫能委員會(huì)的數(shù)據(jù),2022年電解槽的容量增長(zhǎng)了30%,達(dá)到了0.170GW,總?cè)萘窟_(dá)到了0.7GW。氫能的勢(shì)頭仍然強(qiáng)勁,國(guó)際能源署APS承諾基于所有宣布的國(guó)家減少排放目標(biāo),預(yù)測(cè)PEMWE產(chǎn)能將從2022年的0.30W增加到2030年的80GW,到2050年為580GW;國(guó)際能源署的2050年零凈碳排放量NZE預(yù)測(cè),到2030年,PEMWE產(chǎn)能將增長(zhǎng)到220GW,到2050年將增長(zhǎng)到1130GW;氫氣委員會(huì)則預(yù)測(cè)2050年P(guān)EMWE產(chǎn)能將增長(zhǎng)到1550GW。根據(jù)測(cè)量,2023年1GW的質(zhì)子交換膜PEM電解槽產(chǎn)能需要大約0.4噸的銥,如果PEMWE產(chǎn)能增長(zhǎng)以預(yù)期的速度持續(xù),那么銥的供應(yīng)量將出現(xiàn)嚴(yán)重短缺。
圖1-6 全球PEMWE產(chǎn)能預(yù)測(cè)
注:根據(jù)IEA APS(綠線)、IEA NZE(紅線)和氫氣委員會(huì)(藍(lán)線)的數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)全球PEMWE能力。
圖片來(lái)源:《Perspectives on current and future iridium demand and iridium oxide catalysts for PEM water electrolysis》,Mark Clapp等。
第二,質(zhì)子交換膜電解槽中的銥涂敷量。目前質(zhì)子交換膜電解槽中的銥涂敷量為400kg/GW,降低銥涂敷量需要多方共同進(jìn)步,包括使用活性更高的催化劑、更高效的質(zhì)子膜,更有效的催化劑涂敷方式等,以最大限度地提高銥的使用效率。減少PEM電解槽每吉瓦功率所需的銥催化劑用量已經(jīng)開始推廣,并且100kg/GW的催化劑已接近上市,莊信萬(wàn)豐公司預(yù)測(cè)到2030年載銥量減少至80kg/GW是可行的,研究機(jī)構(gòu)E4tech的預(yù)測(cè)顯示,在較低需求情景假設(shè)中的銥涂敷量可能只有50kg/GW,賀利氏公司則表示下一代技術(shù)的目標(biāo)是將銥用量進(jìn)一步降低到30kg/GW,預(yù)計(jì)在2050年實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。以氫燃料電池的發(fā)展為例,鉑族金屬的使用量已從1991年的約3g/kW減少到2005年的1.1g/kW,乃至目前的0.14-0.2g/kW,在30年間減少了一個(gè)數(shù)量級(jí),因此,基于鉑族金屬涂敷量大幅降低的歷史經(jīng)驗(yàn),以及銥供給的稀缺性,將促使相關(guān)研究的深入探索,銥涂敷量有望在2030年至2050年逐步降低,從而實(shí)現(xiàn)金屬銥的供需平衡。
二、銥的價(jià)格及供需分析
(一)銥的歷史價(jià)格
近15年(2009年3月-2024年3月)銥的國(guó)際平均價(jià)格走勢(shì)如圖2-1所示。2010-2011年,發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的應(yīng)用爆發(fā),銥價(jià)格小幅上漲至1000美元/盎司;2015-2016年,4G移動(dòng)技術(shù)的推出引發(fā)了對(duì)電子行業(yè)晶體材料的需求,從而刺激了用于晶體生長(zhǎng)的銥坩堝需求增長(zhǎng),從2017年起,銥價(jià)格開始緩慢上升,2020年末達(dá)到1973.84美元/盎司;2020年后,一方面受疫情影響,導(dǎo)致全球銥供應(yīng)量下降,另一方面,汽車電動(dòng)化快速發(fā)展,鋰離子電池需求大幅提高,刺激電解銅箔產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張,推動(dòng)對(duì)銥的需求,銥價(jià)格在2021年5月達(dá)到6300美元/盎司的最高值;2022-2024年,銥價(jià)格在4500美元/盎司上下波動(dòng)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:莊信萬(wàn)豐(Johnson Matthey)
(二)銥的供給與需求預(yù)測(cè)
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局礦產(chǎn)年鑒,銥礦產(chǎn)量2014年為5.18噸,2015年-2022年均產(chǎn)量為7.5噸,與銥的總需求量基本平衡(全球銥金屬供需量如圖2-2所示)。2016-2018年OLED和電動(dòng)汽車行業(yè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致銥需求高于銥供給,銥價(jià)格從2017年起開始逐步上升。2020-2022年受新冠疫情的影響,全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢,對(duì)銥的需求量有所降低,2022年,南非最大的兩家鉑族金屬生產(chǎn)商Anglo American Platinum和Impala Platinum都進(jìn)行了熔爐大修,限制了冶煉能力,受暴雨、設(shè)備短缺和社區(qū)抗議的影響,南非鉑系金屬采礦量都有所下降。
需求端來(lái)看,2023年各行業(yè)從疫情疲軟狀態(tài)逐步恢復(fù),預(yù)計(jì)未來(lái)10年電動(dòng)汽車行業(yè)和PEMWE行業(yè)對(duì)銥的需求量較大,考慮到各國(guó)對(duì)綠色清潔能源的重視,PEMWE行業(yè)中對(duì)銥的需求量將會(huì)對(duì)銥價(jià)格產(chǎn)生重大影響。因?yàn)殂瀮r(jià)格明顯高于其他鉑系金屬,所以已經(jīng)有行業(yè)開始探索其他金屬對(duì)銥的替代研究,據(jù)報(bào)道,汽車(例如火花塞)和電子(例如坩堝)行業(yè)已經(jīng)開始替代部分銥,據(jù)世界鉑金投資協(xié)會(huì)WPIC估計(jì),到2030年,現(xiàn)有銥需求的20%將被替代,到2040年將達(dá)到30%,在未來(lái)十年內(nèi),每年釋放銥供應(yīng)達(dá)4.5萬(wàn)盎司至6.7萬(wàn)盎司。因此,這些行業(yè)被替代的銥需求將會(huì)在一定程度上緩解PEMWE行業(yè)的銥需求量。
供給端來(lái)看,銥的產(chǎn)量依賴于鉑和鈀的產(chǎn)量,銥的價(jià)格彈性較小,因此鉑和鈀的產(chǎn)量將會(huì)影響到銥的價(jià)格。2024年,南非鉑金供應(yīng)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)5%,鈀金和銠金的供應(yīng)量預(yù)計(jì)也將出現(xiàn)小幅增長(zhǎng),此外,部分礦商擴(kuò)建了礦區(qū),并優(yōu)化了工廠,以去除生產(chǎn)瓶頸,因此,預(yù)計(jì)未來(lái)10年鉑族金屬產(chǎn)量將會(huì)穩(wěn)定增長(zhǎng)。此外,銥廢料的閉環(huán)回收也獲得日益重視,盡可能地確保銥材料的再利用和回收來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)性,例如,美國(guó)清潔氫能路線圖計(jì)劃在2030年代實(shí)現(xiàn)電解槽裝置中鉑族金屬99%回收率的目標(biāo)。因此,銥廢料的閉環(huán)回收將成為銥供應(yīng)的重要來(lái)源。
圖2-3 銥的供應(yīng)量及PEMWE的銥需求量預(yù)測(cè)
資料來(lái)源:世界鉑金投資協(xié)會(huì)(WPIC)
(三)銥的價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè)
根據(jù)前文對(duì)銥的供給預(yù)測(cè)和各領(lǐng)域?qū)︺灥男枨箢A(yù)測(cè),本研究預(yù)測(cè)近10年時(shí)間里銥的價(jià)格將會(huì)快速上升,長(zhǎng)期來(lái)看,隨著銥回收技術(shù)的成熟、PEMWE銥涂敷量的降低、其他行業(yè)銥金屬替代量的提高以及銥礦采集和提煉技術(shù)的成熟,銥的價(jià)格將逐步下降,并趨于平穩(wěn)。圖2-4是對(duì)銥未來(lái)價(jià)格的預(yù)測(cè)區(qū)間。
圖2-4 銥價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè)圖