Περίληψη:Ο συγγραφέας αναλύει την κατάσταση παραγωγής και κατανάλωσης οπτάνθρακα βελόνας στη χώρα μας, την προοπτική εφαρμογής του στη βιομηχανία ηλεκτροδίων γραφίτη και υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων, για να μελετήσει τις προκλήσεις ανάπτυξης οπτάνθρακα βελόνας πετρελαίου, συμπεριλαμβανομένων των ελλειμματικών πρώτων υλών, της μη υψηλής ποιότητας, του μακρού κύκλου και της πλεονάζουσας παραγωγικής ικανότητας, της αύξησης της έρευνας τμηματοποίησης προϊόντων, της εφαρμογής, των μέτρων απόδοσης, όπως οι μελέτες συσχέτισης, για την ανάπτυξη αγοράς υψηλής ποιότητας.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές πηγές πρώτων υλών, ο οπτάνθρακας με βελόνες μπορεί να χωριστεί σε οπτάνθρακα πετρελαίου και οπτάνθρακα άνθρακα. Ο οπτάνθρακας με βελόνες πετρελαίου παρασκευάζεται κυρίως από πολτό FCC μέσω διύλισης, υδροαποθείωσης, καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης και πύρωσης. Η διαδικασία είναι σχετικά πολύπλοκη και έχει υψηλό τεχνικό περιεχόμενο. Ο οπτάνθρακας με βελόνες έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο, χαμηλής περιεκτικότητας σε άζωτο, χαμηλής τέφρας κ.λπ. και έχει εξαιρετικές ηλεκτροχημικές και μηχανικές ιδιότητες μετά τη γραφιτοποίηση. Είναι ένα είδος ανισότροπου υλικού άνθρακα υψηλής ποιότητας με εύκολη γραφιτοποίηση.
Ο οπτάνθρακας βελόνας χρησιμοποιείται κυρίως για ηλεκτρόδια γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος και υλικά καθόδου μπαταριών ιόντων λιθίου. Ως στρατηγικοί στόχοι «κορυφής άνθρακα», «ουδέτερου άνθρακα», οι χώρες συνεχίζουν να προωθούν τον μετασχηματισμό και την αναβάθμιση της βιομηχανίας σιδήρου και χάλυβα και της αυτοκινητοβιομηχανίας, την προσαρμογή των βιομηχανικών δομών και την προώθηση της εφαρμογής τεχνολογίας εξοικονόμησης ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα και πράσινης προστασίας του περιβάλλοντος, για την προώθηση της χαλυβουργίας ηλεκτρικών κλιβάνων τόξου και την ταχεία ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων. Η ζήτηση για ακατέργαστο οπτάνθρακα βελόνας αυξάνεται επίσης ραγδαία. Στο μέλλον, η βιομηχανία οπτάνθρακα βελόνας θα εξακολουθεί να είναι ιδιαίτερα ευημερούσα. Αυτό το θέμα αναλύει την κατάσταση εφαρμογής και τις προοπτικές του οπτάνθρακα βελόνας σε υλικά ηλεκτροδίων γραφίτη και ανόδου και παρουσιάζει τις προκλήσεις και τα αντίμετρα για την υγιή ανάπτυξη της βιομηχανίας οπτάνθρακα βελόνας.
1. Ανάλυση της παραγωγής και της κατεύθυνσης ροής του βελονοειδούς οπτάνθρακα
1.1 Παραγωγή οπτάνθρακα από βελόνες
Η παραγωγή οπτάνθρακα με βελόνες συγκεντρώνεται κυρίως σε λίγες χώρες όπως η Κίνα, οι Ηνωμένες Πολιτείες, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Νότια Κορέα και η Ιαπωνία. Το 2011, η παγκόσμια παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες ήταν περίπου 1200kt/έτος, εκ των οποίων η παραγωγική ικανότητα της Κίνας ήταν 250kt/έτος, και υπήρχαν μόνο τέσσερις Κινέζοι κατασκευαστές οπτάνθρακα με βελόνες. Μέχρι το 2021, σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία της Sinfern Information, η παγκόσμια παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες θα αυξηθεί σε περίπου 3250kt/έτος, και η παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα θα αυξηθεί σε περίπου 2240kt/έτος, αντιπροσωπεύοντας το 68,9% της παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας, και ο αριθμός των Κινέζων κατασκευαστών οπτάνθρακα με βελόνες θα αυξηθεί σε 21.
Ο Πίνακας 1 δείχνει την παραγωγική ικανότητα των 10 κορυφαίων κατασκευαστών οπτάνθρακα με βελόνες στον κόσμο, με συνολική παραγωγική ικανότητα 2130kt/έτος, που αντιπροσωπεύει το 65,5% της παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας. Από την άποψη της παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας των επιχειρήσεων οπτάνθρακα με βελόνες, οι κατασκευαστές οπτάνθρακα με βελόνες σε σειρά πετρελαίου έχουν γενικά σχετικά μεγάλη κλίμακα, με τη μέση παραγωγική ικανότητα ενός μόνο εργοστασίου να είναι 100 ~ 200kt/έτος, ενώ η παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες σε σειρά άνθρακα είναι μόνο περίπου 50kT/έτος.
Τα επόμενα χρόνια, η παγκόσμια παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες θα συνεχίσει να αυξάνεται, κυρίως όμως από την Κίνα. Η προγραμματισμένη και υπό κατασκευή παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες της Κίνας είναι περίπου 430kT/έτος και η κατάσταση της πλεονάζουσας παραγωγικής ικανότητας επιδεινώνεται περαιτέρω. Εκτός Κίνας, η παραγωγική ικανότητα οπτάνθρακα με βελόνες είναι ουσιαστικά σταθερή, με το ρωσικό διυλιστήριο OMSK να σχεδιάζει να κατασκευάσει μια μονάδα οπτάνθρακα με βελόνες 38kt/έτος το 2021.
Το Σχήμα 1 δείχνει την παραγωγή οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα τα τελευταία 5 χρόνια. Όπως φαίνεται από το Σχήμα 1, η παραγωγή οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα έχει σημειώσει εκρηκτική ανάπτυξη, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 45% σε 5 χρόνια. Το 2020, η συνολική παραγωγή οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα έφτασε τους 517.000 τόνους, συμπεριλαμβανομένων 176.000 τόνων σειρών άνθρακα και 341.000 τόνων σειρών πετρελαίου.
1.2 Εισαγωγή οπτάνθρακα από βελόνες
Το Σχήμα 2 δείχνει την κατάσταση των εισαγωγών οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα τα τελευταία 5 χρόνια. Όπως φαίνεται από το Σχήμα 2, πριν από την έξαρση της COVID-19, ο όγκος των εισαγωγών οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα αυξήθηκε σημαντικά, φτάνοντας τους 270.000 τόνους το 2019, ένα ιστορικό υψηλό. Το 2020, λόγω της υψηλής τιμής του εισαγόμενου οπτάνθρακα με βελόνες, της μειωμένης ανταγωνιστικότητας, του μεγάλου αποθέματος στα λιμάνια και της συνεχούς έξαρσης επιδημιών στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες, ο όγκος εισαγωγών οπτάνθρακα με βελόνες στην Κίνα το 2020 ήταν μόνο 132.000 τόνοι, μειωμένος κατά 51% σε ετήσια βάση. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, στον οπτάνθρακα με βελόνες που εισήχθη το 2020, ο οπτάνθρακας με βελόνες πετρελαίου ήταν 27,5.000 τόνοι, μειωμένος κατά 82,93% σε ετήσια βάση. Ο οπτάνθρακας βελόνας μέτρησης άνθρακα 104,1kt, 18,26% περισσότερο από πέρυσι, ο κύριος λόγος είναι ότι οι θαλάσσιες μεταφορές της Ιαπωνίας και της Νότιας Κορέας επηρεάζονται λιγότερο από την επιδημία, δεύτερον, η τιμή ορισμένων προϊόντων από την Ιαπωνία και τη Νότια Κορέα είναι χαμηλότερη από αυτή παρόμοιων προϊόντων στην Κίνα και ο όγκος των παραγγελιών κατάντη είναι μεγάλος.
1.3 Κατεύθυνση εφαρμογής οπτάνθρακα βελόνας
Ο οπτάνθρακας βελόνας είναι ένα είδος υλικού άνθρακα υψηλής ποιότητας, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος και υλικών τεχνητής ανόδου γραφίτη. Τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογής τερματικών είναι η χαλυβουργία κλιβάνων ηλεκτρικού τόξου και οι μπαταρίες ισχύος για οχήματα νέας ενέργειας.
Το ΣΧ. 3 δείχνει την τάση εφαρμογής του βελονοειδούς κωκ στην Κίνα τα τελευταία 5 χρόνια. Το ηλεκτρόδιο γραφίτη είναι ο μεγαλύτερος τομέας εφαρμογής και ο ρυθμός αύξησης της ζήτησης εισέρχεται σε ένα σχετικά σταθερό στάδιο, ενώ τα υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων συνεχίζουν να αυξάνονται ραγδαία. Το 2020, η συνολική κατανάλωση βελονοειδούς κωκ στην Κίνα (συμπεριλαμβανομένης της κατανάλωσης αποθέματος) ήταν 740kT, εκ των οποίων καταναλώθηκαν 340kT αρνητικού υλικού και 400kt ηλεκτροδίου γραφίτη, αντιπροσωπεύοντας το 45% της κατανάλωσης αρνητικού υλικού.
2.1 Ανάπτυξη της χαλυβουργίας eAF
Η βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα αποτελεί σημαντικό παραγωγό εκπομπών άνθρακα στην Κίνα. Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι παραγωγής σιδήρου και χάλυβα: η υψικάμινος και η ηλεκτρική κάμινος τόξου. Μεταξύ αυτών, η χαλυβουργία με ηλεκτρική κάμινο τόξου μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα κατά 60% και μπορεί να πραγματοποιήσει την ανακύκλωση των πόρων από άχρηστο χάλυβα και να μειώσει την εξάρτηση από τις εισαγωγές σιδηρομεταλλεύματος. Η βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα πρότεινε να αναλάβει ηγετικό ρόλο στην επίτευξη του στόχου της «κορυφής άνθρακα» και της «ουδετερότητας άνθρακα» έως το 2025. Υπό την καθοδήγηση της εθνικής πολιτικής για τη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα, θα υπάρξει ένας μεγάλος αριθμός χαλυβουργικών μονάδων που θα αντικαταστήσουν τον χάλυβα μετατροπής και υψικαμίνου με ηλεκτρική κάμινο τόξου.
Το 2020, η παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα της Κίνας ανήλθε σε 1054,4 εκατομμύρια τόνους, εκ των οποίων η παραγωγή χάλυβα eAF είναι περίπου 96 εκατομμύρια τόνοι, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 9,1% του συνολικού ακατέργαστου χάλυβα, σε σύγκριση με το 18% του παγκόσμιου μέσου όρου, το 67% των Ηνωμένων Πολιτειών, το 39% της Ευρωπαϊκής Ένωσης και το 22% του χάλυβα EAF της Ιαπωνίας, υπάρχει μεγάλο περιθώριο βελτίωσης. Σύμφωνα με το προσχέδιο των «Οδηγιών για την Προώθηση της Ανάπτυξης Υψηλής Ποιότητας της Βιομηχανίας Σιδήρου και Χάλυβα» που εκδόθηκε από το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφοριών στις 31 Δεκεμβρίου 2020, το ποσοστό της παραγωγής χάλυβα eAF στη συνολική παραγωγή ακατέργαστου χάλυβα θα πρέπει να αυξηθεί στο 15% ~ 20% έως το 2025. Η αύξηση της παραγωγής χάλυβα eAF θα αυξήσει σημαντικά τη ζήτηση για ηλεκτρόδια γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος. Η τάση ανάπτυξης των εγχώριων κλιβάνων ηλεκτρικού τόξου είναι υψηλής ποιότητας και μεγάλης κλίμακας, γεγονός που υποδηλώνει μεγαλύτερη ζήτηση για ηλεκτρόδια γραφίτη μεγάλων προδιαγραφών και εξαιρετικά υψηλής ισχύος.
2.2 Κατάσταση παραγωγής ηλεκτροδίου γραφίτη
Το ηλεκτρόδιο γραφίτη είναι ένα απαραίτητο αναλώσιμο για την κατασκευή χάλυβα eAF. Το Σχήμα 4 δείχνει την παραγωγική ικανότητα και την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη στην Κίνα τα τελευταία 5 χρόνια. Η παραγωγική ικανότητα ηλεκτροδίων γραφίτη έχει αυξηθεί από 1050kT/έτος το 2016 σε 2200kt/έτος το 2020, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 15,94%. Αυτά τα πέντε χρόνια είναι η περίοδος ταχείας ανάπτυξης της παραγωγικής ικανότητας ηλεκτροδίων γραφίτη, καθώς και ο κύκλος λειτουργίας της ταχείας ανάπτυξης της βιομηχανίας ηλεκτροδίων γραφίτη. Πριν από το 2017, η βιομηχανία ηλεκτροδίων γραφίτη, ως παραδοσιακή μεταποιητική βιομηχανία με υψηλή κατανάλωση ενέργειας και υψηλή ρύπανση, μείωσε την παραγωγή μεγάλων εγχώριων επιχειρήσεων ηλεκτροδίων γραφίτη, οι μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις ηλεκτροδίων γραφίτη αντιμετώπιζαν κλείσιμο, και ακόμη και οι διεθνείς γίγαντες ηλεκτροδίων αναγκάστηκαν να σταματήσουν την παραγωγή, να μεταπωλήσουν και να αποχωρήσουν. Το 2017, επηρεασμένη και καθοδηγούμενη από την εθνική διοικητική πολιτική υποχρεωτικής κατάργησης του "χάλυβα δαπέδου", η τιμή του ηλεκτροδίου γραφίτη στην Κίνα αυξήθηκε απότομα. Υποκινούμενη από τα υπερβολικά κέρδη, η αγορά ηλεκτροδίων γραφίτη οδήγησε σε ένα κύμα επανεκκίνησης και επέκτασης της παραγωγικής ικανότητας.
Το 2019, η παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη στην Κίνα έφτασε σε νέο υψηλό των τελευταίων ετών, φτάνοντας τους 1189kT. Το 2020, η παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη μειώθηκε στους 1020kT λόγω της μειωμένης ζήτησης που προκλήθηκε από την επιδημία. Ωστόσο, συνολικά, η βιομηχανία ηλεκτροδίων γραφίτη της Κίνας παρουσιάζει σοβαρή πλεονάζουσα παραγωγική ικανότητα και το ποσοστό αξιοποίησης μειώθηκε από 70% το 2017 σε 46% το 2020, ένα νέο χαμηλό ποσοστό αξιοποίησης της παραγωγικής ικανότητας.
2.3 Ανάλυση ζήτησης βελονοειδούς κωκ στη βιομηχανία ηλεκτροδίων γραφίτη
Η ανάπτυξη του χάλυβα eAF θα οδηγήσει στη ζήτηση για ηλεκτρόδιο γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος. Εκτιμάται ότι η ζήτηση για ηλεκτρόδιο γραφίτη θα είναι περίπου 1300kt το 2025 και η ζήτηση για ακατέργαστο βελονωτό κοκ περίπου 450kT. Επειδή στην παραγωγή ηλεκτροδίων και συνδέσμων γραφίτη μεγάλου μεγέθους και εξαιρετικά υψηλής ισχύος, ο βελονωτός οπτάνθρακας με βάση το πετρέλαιο είναι καλύτερος από τον βελονωτό οπτάνθρακα με βάση τον άνθρακα, το ποσοστό της ζήτησης ηλεκτροδίων γραφίτη για βελονωτό οπτάνθρακα με βάση το πετρέλαιο θα αυξηθεί περαιτέρω, καταλαμβάνοντας τον χώρο της αγοράς του βελονωτού οπτάνθρακα με βάση τον άνθρακα.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Μαρτίου 2022