国际可再生能源机构（IRENA）发布报告《能源转型的地缘政治：氢气因素》，对电解槽关键原材料供应提出预警。尽管相关矿物地质储量尚足，但需求激增与漫长的项目建设周期将导致市场收紧。若无法解决原材料瓶颈，制氢设备成本可能显著上升。
PEM电解槽面临严峻的铱供应挑战
在1.5°C温控情景下，全球电解槽需求预计将从目前的300兆瓦增至2050年的5,000吉瓦。相比依赖钢铁和镍等常规材料的碱性电解槽，聚合物电解质膜（PEM）及固体氧化物电解槽（SOE）面临更严重的资源约束。
铂和铱作为PEM电解槽的关键催化剂，属于全球稀缺且高碳排放金属。其供应高度集中于南非，该国提供了全球超70%的铂和85%以上的铱。目前尚无铱的有效替代品，现有供应量仅能支持每年部署3至7.5吉瓦PEM电解槽。然而，ITM Power、康明斯等企业已宣布合计超11吉瓦的年产能扩张计划，供需缺口风险加剧。
受供应瓶颈影响，铱价波动剧烈。2021年5月价格曾飙升至每盎司6,300美元高点，虽随后回落至4,000美元左右，但仍较两年前翻倍。由于铱是铂族金属的伴生副产品，分离成本高企导致供给缺乏弹性，只有价格突破特定阈值才能刺激增产。此外，铱在OLED屏幕制造、火花塞及医疗设备等领域亦有应用，进一步挤占了氢能产业的原料空间。
稀土依赖与技术替代路径
除贵金属外，SOE所需的钆、镧、铈等稀土金属同样存在供应链风险。该技术虽有望提升能效，但目前仍处于实验室阶段，且近95%的关键材料完全依赖中国供应。
研究指出，此类小众材料市场流动性差、短期弹性低，微小的供需变化即可引发价格巨幅波动。过去20年间，铂、钯、铱的价格波动幅度分别达4倍、15倍和70倍，这将直接冲击氢能产业链成本。
为应对危机，德国汉诺威莱布尼茨大学学者建议大幅降低PEM电解槽中铱催化剂用量，并建立回收基础设施。IRENA报告亦提及阴离子交换膜（AEM）电解槽，该技术不使用贵金属且膜成本较低，被视为潜在替代方案，但目前部署规模有限。
绿氢定义与技术路线聚焦
电解槽通过电流分解水分子制取氢气，由可再生能源供电时即为“绿氢”。PEM电解槽虽成本高于碱性设备，但动态响应快，更适合适配风光发电的波动性。
本报告优先关注技术成熟的制氢方法，未纳入天然气热解制青氢、核电制粉氢及生物质气化制氢等新兴路线。
来源：Recharge News