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为应对碳中和转型中绿氢技术对关键原材料（CRM）的进口依赖问题，研究人员聚焦欧洲 PEM 电解槽和燃料电池价值链，通过文献综述、文档分析及 29 场专家访谈，识别 18 项驱动因素与 14 项障碍，提出限制含铂族金属废物出口等政策建议，为欧盟资源安全提供路径参考。
全球向碳中和经济转型的浪潮中，能源系统的深度脱碳面临着可再生能源存储与稳定性的棘手难题。绿色氢气作为一种理想的能源载体，既能为难以减排的工业 sector 提供动力，又能解决能源存储问题，被视为实现碳中和的核心要素之一。然而，绿氢的生产与应用高度依赖电解槽（electrolysers）和燃料电池（fuel cells, FCH）等关键技术，而这些技术的制造却离不开铂族金属（platinum-group metals, PGMs）等进口关键原材料（critical raw materials, CRM）。欧盟作为绿氢技术发展的重要区域，其 90% 以上的 PGMs 依赖进口，供应链风险、地缘政治因素及缺乏有效替代品等问题，使其资源安全面临严峻挑战。在此背景下，如何通过循环经济策略提升氢技术价值链的资源韧性，成为欧盟乃至全球可持续发展的关键议题。
为破解这一难题，来自国外研究机构的研究人员针对欧洲质子交换膜（proton exchange membrane, PEM）电解槽和燃料电池价值链的循环性展开深入研究。该项研究成果发表在《Ecological Economics》，旨在通过分析循环经济策略在氢技术中的应用潜力，为欧盟构建自主可控的资源供应链提供理论与政策支持。
研究人员采用定性案例研究方法，综合文献综述、行业文档分析及 29 场跨领域专家访谈（涵盖材料供应商、设备制造商、政策机构、回收企业等），系统梳理了氢技术价值链的现状，识别出影响循环性的关键驱动因素与障碍。研究过程中，重点聚焦 PGMs（尤其是铂和铱）在价值链中的流动，结合 “驱动 - 障碍框架”，从文化、监管、经济、技术四个维度解析循环经济策略落地的复杂生态。
研究方法
- 文献与文档分析：梳理欧盟绿氢政策、CRM 法规及行业报告，构建氢技术价值链的基础框架，识别关键材料流与政策节点。
- 专家访谈：通过半结构化访谈（时长 40-90 分钟），与 29 位来自工业界、学术界、政策界的专家深入探讨循环性实践的现状与挑战，访谈内容经迭代编码后归入驱动 / 障碍框架。
- 价值链建模：基于 “9R 框架” 简化分析，聚焦 “减少（reduce）、再利用（re-use）、修复（repair）、回收（recycle）” 四种核心策略，绘制包含原材料开采至报废处理的全链条循环潜力图。
研究结果
4.1 氢技术价值链的循环性现状
PEM 电解槽和燃料电池的价值链涵盖原材料开采、组件制造、系统集成、应用及报废处理等环节。PGMs 主要用于催化剂涂层，其高成本与供应链集中化（全球 80% 的铂产自南非）导致技术成本波动大。当前，“减少” 策略（如降低 PGMs 负载）已取得显著进展，部分燃料电池的铂含量十年内减半，但 “再利用”“修复” 策略因技术复杂性和知识产权壁垒应用有限。“回收” 虽技术可行（PGMs 回收率可达 50-80%），但受限于报废设备数量不足和经济规模，尚未形成闭环。
4.2 循环性的驱动因素与障碍
- 驱动因素（18 项）：
监管层面，欧盟《关键原材料法案》（CRM Act）要求 2030 年实现 25% 的 CRM 回收目标，为循环经济提供政策推力；经济层面，PGMs 价格波动（如铱价十年涨超 500%）倒逼企业探索回收路径；技术层面，模块化设计与数字化追踪技术（如产品护照）提升了组件的可修复性与可回收性。
- 障碍因素（14 项）：
文化层面，行业短期主义倾向（聚焦规模化生产而非报废管理）和知识产权壁垒阻碍合作；经济层面，氢生产成本主要依赖能源价格，削弱企业对材料循环的投入意愿；技术层面，催化剂涂层与膜材料的协同回收技术尚未成熟，制约 PGMs 的高效提取。
研究结论与讨论
研究提出三项针对性政策建议：
- 限制含 PGMs 废物出口：参照《废弃电子电气设备指令》（WEEE Directive），禁止欧盟境内含 PGMs 的报废设备出口，强制要求在欧盟境内回收，以保障本土材料供应。
- 设定铱专项回收目标：鉴于铱作为铂矿副产品的供应刚性，建议将其回收目标提升至高于 CRM Act 规定的 25%，以匹配 PEM 电解槽的未来需求。
- 推行生态设计标准：要求所有 FCH 设备遵循可拆卸设计原则，便于维修与材料分离，降低循环成本。
这些建议通过 “监管驱动 - 经济传导 - 技术响应” 的逻辑链，可有效破解当前障碍。例如，禁止废物出口能快速积累回收原料，形成规模效应，降低回收成本；生态设计标准则从产品源头提升循环可行性，与欧盟《可持续产品生态设计法规》（Ecodesign for Sustainable Products Regulation）形成政策协同。
该研究首次系统揭示了氢技术价值链循环性的多维动态，为欧盟落实 “开放战略自主”（open strategic autonomy）目标提供了行动路线图。其意义不仅限于氢领域，更为其他依赖 CRM 的战略产业（如锂电池、光伏）提供了 “循环经济 - 资源安全” 的分析范式。未来研究可进一步跟踪政策实施效果，探索跨行业的材料共享机制，为全球低碳转型中的资源治理提供更普适的解决方案。
