铂钯行业研究系列报告：“铂”取大势，“钯”握微末（一）：铂金的脾性及产业链路

期货研究 二〇二四年度 国泰君安期货研究所 2024年03月25日 铂金的脾性及产业链路 ——铂钯行业研究系列报告：“铂”取大势，“钯”握微末（一） 王蓉期货投资咨询从业资格号：Z0002529wangrong013179@gtjas.com 刘雨萱（联系人）期货从业资格号：F03087751liuyuxuan023982@gtjas.com 张驰（联系人）期货从业资格号：F0311458zhangchi027856@gtjas.com 报告导读： 2024年两会发布了最新的《政府工作报告》，其中在“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力”部分中，提到要“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”，这再次使得市场目光聚焦在了氢能这个未来能源上。在制氢的过程中，最重要的技术之一就是用铂金混合其他物质制成的催化剂来制成氢气。 而在传统的内燃机车辆和当前混动车辆的排气管中，汽车尾气催化剂又是目前对铂金最大的需求项。作为一种连接人类能源选择的过去、现在与未来的金属，铂金逐渐受到各方关注，市场上也有诸多机构在不断加大对于铂金产业的研究力度。为对铂金的商品属性、历史由来、产品标准以及具象的产业链路做进一步的研究梳理，我们特此推出《铂钯行业研究系列报告：“铂”取大势，“钯”握微末》，以为投资者厘清当下市场的盲区。 铂金是金属中较为惰性的元素，在正常环境中，相对比较难与其他物质发生化学反应。铂金的供给主要分为两部分：原生铂金和再生铂金，各占铂金总供给的比例分别在80%和20%左右。 在铂金单质国际流通的过程中，主要以含量为99.95%的铂锭为主，世界上最主要的铂金现货交易中心为LPPM，最主要的铂金期货交易中心为NYMEX，我国金交所同样有铂金的现货交易以满足国内贸易及投资需求。而为了方便下游消费型企业直接投料生产，市场上同样流通着海绵铂。在质量标准上，我国对铂锭、海绵铂有着相对更加严格的规定。 铂金的产业链主要以铂金矿为最上游，铂金单质为上游，含有铂的催化剂为中游，主要下游为珠宝首饰、燃油汽车产业、铂金实物投资、氢产业链以及其他的工业用途。 目录 1.铂金及铂族金属的概念及物化性质：高密度、高熔点、优秀的催化剂3 2.铂金历史：发现于美洲，最早在欧美应用，LPPM主导现货，NYMEX主导期货4 3.铂金的流通产品与质量标准6 4.铂金的产业链路7 5.总结8 （正文） 1.铂金及铂族金属的概念及物化性质：高密度、高熔点、优秀的催化剂 铂（Pt，Platinum），俗称铂金、白金，是一种银白色的过渡金属1。地球上，铂金是一种产量、储量都极低的金属，多数情况下铂金与其他铂族金属相伴生，铂族金属包括了铂、钯、锇、铑、铱、钌等六种金属。在铂族金属中铂金的产量较高，2023年达到745.7万盎司（折合231.94吨），约占铂族金属总产量的38%，仅次于钯金的产量。从元素周期表上，可以看到与铂族金属相邻的同周期金属——锝、铼、金、银都有着相似的理化属性。 物理上，铂金具有高密度、高熔点、高沸点、具有良好的延展性等特性。室温下，铂以固态呈现，密度为21.45g/cm3，甚至高于黄金的密度（黄金密度19.3g/cm3）。在1个标准大气压下，铂金的熔点为1768.3℃，沸点为3825℃，在铂族金属中相对较低，但仍然高于大部分金属。莫氏硬度为3.5，也是铂族金属中最为柔软的。 化学上，铂族金属和金一起被称为惰性金属，指的是这些金属很难与其他物质发生化学反应，这也使得他们在经历了时间和外界环境的消磨后，仍然能保持闪耀的光泽。铂金是极佳的催化剂，在很多的化学反应中都有应用，如加氢反应和脱氢反应。当前，铂作为催化剂最受关注的两个领域分别是汽车尾气净化和氢燃料电池相关的反应。在作为尾气催化剂时，它可以使一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等有毒化合物与氧气结合，形成二氧化碳（CO2）、二氧化氮（NO2）等相对毒性更弱、对环境影响更小的气体。在市场流通方面，铂金主要以两种形态存在：一是铂金锭，常见于银行现货贵金属零售展柜中；另一种是海绵铂，这种形态是将铂金制成粉末状，以获得更大的表面积以促进物理、化学反应加速进行，主要用于工业中，可以从铂金精炼中获得，或者将铂金锭加工成粉末。 目前，世界上主要的铂金供给分为原生和再生两方面，原生铂金指的是从矿山中开采出矿石后，经过一系列冶炼、精炼等流程，生成铂金锭或者海绵铂。而再生铂金指的是从含有铂金的废品中进行回收，主要来源是汽车尾气催化剂和珠宝首饰。2023年，原生、再生铂金供给约占总供给的80%和20%。 图1：在元素周期表中与铂族金属相邻的其他金属同样有相似的理化属性 图2：铂族金属2023年产量对比（单位：万盎司） 资料来源：公开资料整理，国泰君安期货研究资料来源：庄信万丰，国泰君安期货研究 1过渡金属：指元素周期表中d区与ds区（d区元素包括周期系第ⅢB～ⅦB,Ⅷ族的元素，不包括镧系和锕系元素，ds区包括周期表第ⅠB～ⅡB族元素）的金属元素。一般来说，这一区域包括3到12一共十个族的元素，但不包括f区（周期表中58~71号元素叫做4f内过渡元素，90~103号元素叫做5f内过渡元素，它们都属于f区元素）的内过渡元素。 图3：铂锭形态图4：海绵铂形态 资料来源：LPPM，网络资料来源：百度百科 2.铂金历史：发现于美洲，最早在欧美应用，LPPM主导现货，NYMEX主导期 货 早在哥伦布发现美洲之前，铂金就在美洲大陆有使用记录，通常作为首饰被当地人佩戴。铂金首次被欧洲人记载于18世纪西班牙冒险家安东尼奥·乌略亚前往美洲的游记中，后被科学家具体描述并命名。到 了19世纪初，科学家在铂金矿的混合物溶液中，提取出了钯、铑、铱、锇2，至19世纪中，在俄罗斯的矿石中发现了最后一种铂族金属钌3。随着地质学家们的不断探索，目前已知的最大铂金矿位于南非的布什韦尔德复合体。 早期，铂金的主要用途在首饰，欧、美国家都曾兴起过铂金首饰热，使铂金成为了继金、银之后的另一种贵金属。随着铂金的各种理化特性被科学家发现，同时当时的人们对环保的需求逐渐上升，1975年汽车尾气催化器被发明出来。随后各国、各地区持续收紧汽车尾气排放的环保规定，这其中以欧洲最为严苛，欧洲的汽车产量又位居世界前列，使欧洲对铂金有较大的需求。 伴随世界各国对铂金及其他铂族金属的实物需求逐渐变多，且伦敦从18世纪开始一直是世界上最大的贵金属现货交易市场，1979年伦敦与苏黎世的头部贵金属贸易商们达成协议，统一了他们可以接受的作为良好交割品质的金属规格和来源，由此逐步演变发展出了迄今为止全球最重要的铂金现货交易市场——伦敦铂钯市场（LondonPlatinum&PalladiumMarket，简称LPPM）。 期货市场的发展与规范较现货市场来说更早。二战之后，美国成为世界第一大经济体，美国人民对铂金相关产品的需求快速增加。1950年代，铂金的供给短缺及随之而来的价格走高带来了投资铂金收益的显著提升，这吸引了投资者的青睐，而彼时全球铂金市场中的投资和对冲工具仅有俄罗斯于19世纪上半叶创造的铂币（一种金属货币）。铂金也是当时美国国内唯一不受政府价格控制的贵金属，因此，铂金投资也满足了投资机构配置铂金的需求。为了使得铂金投资工具更加多元化，1956年，纽约商品交易所（NewYorkMercantileExchange，简称NYMEX）上市了铂金期货，开始为国内及全球的铂金实体企业、大宗商品投资者提供期货交易工具。 20世纪70-80年代，随着日本战后经济复苏，汽车产业得到快速发展，日本对铂金的需求也随之显著 2资料来源：维基百科，https://en.wikipedia.org/wiki/Platinum_group 3资料来源：维基百科，https://en.wikipedia.org/wiki/Ruthenium 提升。与此同时，铂金价格再次出现剧烈波动，这对于日本实体产业而言，其生产经营平添诸多风险。作为铂金消费大国的产业基础、剧烈价格波动下催生的产业风险管理需求，以及寻求建立在国际贸易定价中的优势地位等多个因素综合驱动下，日本于1984年在东京商品交易所（TokyoCommodityExchange，简称TOCOM）上市了铂金期货合约，后因日本国内交易所的大整合，目前铂金期货在大阪交易所（OsakaExchange，简称OSE）进行交易。 目前全球最主要的铂金期货交易所是NYMEX，对比NYMEX和OSE两个交易所的铂金期货合约成交量与持仓量，可以看到，在1990年至2010年，OSE铂金期货合约的成交、持仓量经历了一波先升后降，于此同时NYMEX的期货合约总持仓、成交量低位震荡。2010年后，日本汽车产业逐渐衰落，全球铂金期货的交易中心也逐渐转向NYMEX。我国目前只有铂金的现货交易，主要在上海黄金交易所（简称金交所）。目前，金交所上市纯度99.95%的铂金锭可以进行市场交易。 图5：在厄瓜多尔埃斯梅拉德斯地区发现的铂合金首饰，这些首饰的出现时间早于哥伦布发现新大陆 资料来源：AHistoryofPlatinumanditsAlliedMetals4，国泰君安期货研究 4资料来源：McDonaldDonald,&HuntB.Leslie.(1982).AHistoryofPlatinumanditsAlliedMetals.18BedfordSquare,LondonWC1B3JN,England:EuropaPublicationsLimited. 图6：20世纪末，日本总持仓量开始见顶回落；NYMEX总持仓在2010年后持续抬升 图7：20世纪末，日本总成交量开始见顶回落；NYMEX总成交在2010年后持续抬升 资料来源：彭博，国泰君安期货研究资料来源：彭博，国泰君安期货研究 3.铂金的流通产品与质量标准 世界上主要的铂金现货交易由伦敦铂钯市场（LPPM）主导，LPPM要求交割品必须是铂金锭，对铂金纯度的要求为99.95%及以上，且单块重量在1-6千克之间，并在铂锭上标记相应信息，包括生产商标志、Pt或Platinum标识、独立编号、生产时间和铂锭重量等，以及要求铂锭表面光滑、无空洞、易拿取。而NYMEX与LPPM对交割品质量标准的不同主要在于铂锭的重量要求，NYMEX的质量标准在放宽后，可以接受45-192.904金衡盎司（1.40千克-6千克）的铂金锭。这使得LPPM和NYMEX的交割品在指定交割品牌重合的情况下，可以同时在两个市场进行流通。而OSE的交割品单位重量相对较小，仅为500克，远小于前两个市场要求。金交所目前的铂金现货交易中，铂金的质量要求只要符合LPPM、NYMEX、OSE这三个交易所的交割要求，就都符合金交所的铂金交割品质量要求。 而我国对铂锭产品的标准主要遵循国标GB/T37653-2019，值得注意的是，金交所采用的铂金交割品标准只对铂金含量做了要求，我国的国标则是对我国出产的铂金锭所含有的其他杂质含量也提出更加严格的要求，且对于其中蕴含的单一元素杂质和总杂质含量都有要求。国标对铂含量为99.9%、99.95%、99.99%的三种铂锭规定了4个重量规格：0.5、1、3、5千克。另外，国标对铂金锭的外观、包装等同样做出了详细要求。在杂质要求方面，杂质主要来自于与铂金伴生的金属和冶炼过程中可能添加的金属或杂质。可以看到，由于铂族金属与黄金在物理化学性质方面相近，因此对于铂族其他金属以及黄金的杂质容忍度相对较高。而对于其他金属杂质，容忍度相对更低，对于毒性较强的金属铅，容忍度是最低的。 图8：LPPM对铂金的交割要求图9：我国对铂锭的杂质要求 资料来源：LPPM，国泰君安期货研究资料来源：GB/T37653-2019，国泰君安期货研究 目前国际铂金期现货市场的交割品形态均为锭或板而非海绵/粉，主要由于锭在以下方面具有优势：其一，锭的运输和存放便利性优于海绵，海绵需要保持密封状态，放置在干燥、远离火源的地方，储存条件要求更高；其二，现货市场贸易以铂锭为主