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報告摘要

一、鉑是燃料電池“心臟”

鉑:催化效能突出,工業金屬和貴金屬兼具的鉑族貴金屬。鉑元素符號Pt,俗稱鉑金,是銀白色的硬質金屬,屬於鉑族貴金屬(包括鈀、鉑、釕、銠、錸、銥六元素,簡稱PGE)的 一種。它具有熔點高(1772℃),延展性好,導電導熱效能佳,密度大(21.5克/立方厘米,高於黃金)等特點。此外,鉑 金屬化學性質不活潑,不溶於鹽酸、硫酸和鹼,在空氣和潮溼的環境中保持穩定。鉑催化特徵尤為顯著,在工業和汽車領域中備受關注。 按產品形態,鉑主要有鉑錠、海綿鉑和鉑粒,其中海綿鉑比表面積大,對氣體的吸收能力強。 鉑兼具工業金屬和貴金屬雙重身份,在汽車、工業領域主要作為催化劑,同時由於貴金屬特徵,也可以作為首飾的原料和投資品。

鉑是燃料電池“心臟”。鉑產業鏈上游為礦石採選,目前全球含鉑礦石以地下開採為主(佔比超80%),經過選礦後,礦石轉變為品位更高的精礦;在熔 煉環節,精礦在1500℃加熱爐中加熱,之後在轉爐中除硫,生成鉑族金屬含量大幅提升的中間物質鋶;熔鍊產品在精煉廠透過萃取提純得到高純度的鉑金屬。鉑金屬及加工品可應用於汽車、工業、首飾和投資等下游領域。

燃料電池催化劑包括鉑基催化劑和無鉑催化劑,而無鉑催化劑主要有其他貴金屬催化劑、其他無鉑基催化劑,其中無鉑催化劑在電流密度、催化活性和穩定性與鉑基催化劑存在較大差距,因此,目前最常用的商用催化劑以鉑碳(Pt/C)為代表的鉑基催化劑。 鉑碳催化劑透過將鉑奈米顆粒負載在碳載體上,提高鉑利用效率,延長催化劑使用壽命。

二、鉑資源較稀缺,區域分佈集中

全球鉑金屬稀少,以共生礦為主。鉑是比黃金還稀少的貴金屬,在92種自然資源中排名第 72位,美國地質調查局(USGS)預計全球鉑族金屬資源量約十餘萬噸。在儲量方面,根據USGS, 2019年全球包含鉑在內鉑族金屬的儲量僅6.9萬噸,按鉑含量約46%比 率測算,全球鉑的儲量約為3.2萬噸。 自然界中鉑金很少以單一金屬的形式出現,通常和其他鉑族金屬(以鈀為主)以及基本金屬中的銅、鎳、鉻等共生。 根據鉑礦的岩石型別、共生金屬、地質特徵等,可將鉑礦床分為岩漿型、熱液型、火山岩塊狀硫化物型和外生型四 類。

鉑資源分佈高度集中,南非地位舉足輕重。全球鉑族金屬資源分佈十分不均衡,根據USGS,目前全球鉑 族金屬儲量主要分佈在南非和俄羅斯,2019年上述兩國分別約佔全球儲量的91%和6%,其他國家鉑族金屬儲量佔比則很小。與資源分佈相應,全球鉑族金屬產量區域的集中度也很高,資源大國南非和俄羅斯分別約佔全球鉑族金屬產量的 71%和12%。從企業層面看,全球鉑金屬生產基本集中在前十大廠商中, 除俄羅斯鎳業、辛巴威新達控股和巴西淡水河谷,其他七大產商皆為南非廠商。這些南非鉑礦產商在全球鉑金屬產量份額超過80%。

鉑供給格局:礦產鉑為主,回收鉑是重要補充。全球鉑供給基本穩定,除2014年受主產國南非罷工的影響外, 2013年以來,保持在240~260噸之間。分來源看,礦產鉑是主要的供給主體,2019年約佔全球鉑供給的75%;回收鉑是重要補充,約佔2019年全球鉑供給的24%;而庫存的變化影 響則較小。 在回收鉑中,汽車尾氣催化劑回收率較高,是全球回收鉑主 要來源,2019年份額約為75%;此次是鉑金首飾,約佔2019 年全球回收鉑的24%。

中國鉑資源少、稟賦較低。中國鉑資源較為緊缺,根據自然資源部,我國鉑族金屬探明資源量為401噸,我們測算在全球鉑族金屬資源量佔比僅約0.4%。 目前我國鉑族金屬礦除了金川含鉑銅鎳礦床外(但該礦鉑族金屬品位低)外,大部分礦床品位低、規模小。且中國鉑族金屬礦大多為銅鎳型礦床(約佔中國鉑族金屬資源的95%),多以銅鎳伴生礦的形式出現。 區域分佈看,目前我國鉑族金屬資源主要分佈在西部的甘肅金川、新疆喀拉通克、黃山、攀西-滇中地區, 以及東北的赤柏松 等地區。

中國鉑產品高度依賴進口。由於鉑族金屬資源少,中國鉑的採選及冶煉行業較為薄弱,鉑及相關產品呈大量淨進口,對外依賴程度高。 2019年中國進口鉑71.4噸,出口鉑2噸,超90%鉑產品 需求依賴進口。 從進口來源看,中國鉑產品進口主要來自全球鉑主產國 南非和俄羅斯,它們約佔中國當年進口鉑數量的56%和 9%,其他鉑產品進口來自日本、德國、英國、美國等發達國家。

三、燃料電池驅動增長,降低單位用量及提升回收率至關重要

鉑消費基本穩定,汽車尾氣催化劑是最大下游。全球鉑消費的下游主要有汽車(主要作為汽車尾氣催化劑)、首飾、工業和投資四大領域,其中汽車、首飾和工業佔比較大, 分別佔2019年全球鉑消費量的35%、25%和25%。鉑的工業細分領域廣泛,主要是化工、石化、電子、玻璃、醫療等。 儘管各領域需求有所波動,近年全球鉑總體消費基本穩定,維持在240~260噸左右。

西歐和中國是鉑需求前兩大市場,結構分化。不包括投資需求,全球鉑的實物需求主要集中西歐、中國、北美和日本,其中西歐和中國是前兩大市場,各約佔全球鉑實物消費的25%。 從領域看,由於各國產業結構差異,鉑實物需求的具體分佈分 化。環保要求較高的西歐、北美、日本均以汽車為最大下游; 而在中國由於對鉑金首飾的偏好以及工業生產能力,首飾和工業的佔比遠高於其他國家。

未來需求聚焦汽車,氫燃料電池最值得關注。由於鉑傳統工業領域趨於成熟以及鉑金首飾接受度相對較低, 預計這兩個領域需求增長空間不大。目前鉑族金屬在汽車應用主要作為尾氣催化劑,其中鉑常用於柴油車尾氣催化劑。 由於柴油車環保劣勢以及歐洲消費者因2015年大眾柴油車排放資料造假事件,柴油車消費意願降低。2017年以來,全球汽車領域鉑消費量略有下降。

燃料電池汽車將成為新能源汽車的重要構成。燃料電池汽車被全球主要的國家視為戰略產業。日本、美國、歐盟紛紛出臺政策,制定了燃料電池汽車中遠期的發展目標。 在中國,燃料電池汽車一直是新能源汽車的重要方向,在新能源 汽車發展規劃中均有提及。2020年9月釋出的《關於開展燃料電池示範應用通知》中提出對符合條件的城市群開展燃料電池核心技術產業化攻關和示範應用;2020年10月釋出的《新能源汽車產業發展規劃(2021~2035年)》將燃料電池汽車和純電動汽車、插電混合動力汽車並列為新能源汽車發展的“三縱”。

燃料電池推動鉑需求增長,短中期資源約束並不明顯。短中期維度,我們主要基於以下條件對鉑的需求做測算: (1)新能源汽車以及氫燃料電池汽車在新能源汽車佔比持續提升; (2)燃料電池汽車鉑的單位帶電量鉑用量持續下降,單車帶電量逐步提升; (3)部分柴油車被燃料電池汽車替代,柴油車鉑的需求逐步下降; (4)其他領域鉑的需求基本穩定。 我們預計2025年前由於燃料電池滲透率低,對全球鉑的需求影響較小。2025年及以後儘管傳統汽車領域需求趨弱,但隨著燃 料電池汽車較快增長,汽車領域鉑的需求將保持增長。我們預計全球鉑的需求將從2019年的260噸提高到2030年的306噸,年複合增速為1.5%;汽車在鉑消費佔比將從2019年的35%提高到2030年的43%。 由此可見,儘管鉑資源較為稀少,但短中期資源約束並不明顯。

四、國外公司領先,中國企業追趕

歐美公司燃料電池催化劑領先。燃料電池汽車鉑催化劑要求具有高活性、鉑不溶出、載體材料不易被氧化的特點,對鉑以及催化劑的載體材料均有較高的要求。 日本和歐美燃料電池鉑催化劑處於較高的水平,並實現了規模化生產,代表性企業有豐田(下屬公司CATALER科特拉)、田中貴金屬(Tanaka)、莊信萬豐(Johnson Matthey)、優美科(UMICORE)等,其中田中貴金屬在燃料電池催化劑規模和技 術領先。 中國燃料電池核心材料和國際先進水平仍存在較大差距,影響了中國燃料電池整體表現。目前中國鉑催化劑單位用量普遍在 0.4g/KW,且規模化生產水平仍有待提高。國內主要的鉑催化劑研發生產公司主要有貴研鉑業、中科科創、喜馬拉雅光電等。

相關企業分析(詳見報告原文)

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