Abstrakt:Författaren analyserar produktions- och konsumtionssituationen för nålkoks i vårt land, utsikterna för dess tillämpning inom grafitelektroder och negativa elektrodmaterialindustrin, för att studera utvecklingsutmaningarna för oljenålkoks, inklusive brist på råvaruresurser, låg kvalitet, lång cykling och överkapacitet, utvärdering av tillämpningar, ökad produktsegmentering, forskning, tillämpning, prestandamått, såsom associationsstudier för att utveckla high-end-marknaden.
Beroende på de olika råvarukällorna kan nålkoks delas in i oljenålkoks och kolnålkoks. Oljenålkoks tillverkas huvudsakligen av FCC-slam genom raffinering, hydroavsvavling, fördröjd koksning och kalcinering. Processen är relativt komplex och har ett högt tekniskt innehåll. Nålkoks har egenskaper som hög kolhalt, låg svavelhalt, låg kvävehalt, låg askhalt och så vidare, och har enastående elektrokemiska och mekaniska egenskaper efter grafitisering. Det är ett slags anisotropiskt högkvalitativt kolmaterial med enkel grafitisering.
Nålkoks används huvudsakligen för ultrahögpresterande grafitelektroder och katodmaterial för litiumjonbatterier. Som strategiska mål för "koldioxidtopp" och "koldioxidneutralitet" fortsätter länderna att främja omvandlingen och uppgraderingen av järn- och stålindustrin och bilindustrins industriella strukturanpassning och främja tillämpningen av energibesparande, koldioxidsnål och grön miljöskyddsteknik. Detta främjar ståltillverkning i elektriska ljusbågsugnar och den snabba utvecklingen av nya energifordon. Efterfrågan på rå nålkoks växer också snabbt. I framtiden kommer den efterföljande industrin för nålkoks fortfarande att vara mycket välmående. Detta ämne analyserar tillämpningsstatus och utsikter för nålkoks i grafitelektrod- och anodmaterial och presenterar utmaningar och motåtgärder för en sund utveckling av nålkoksindustrin.
1. Analys av produktion och flödesriktning för nålkoks
1.1 Produktion av nålkoks
Produktionen av nålkoks är huvudsakligen koncentrerad till ett fåtal länder som Kina, USA, Storbritannien, Sydkorea och Japan. År 2011 var den globala produktionskapaciteten för nålkoks cirka 1200 kt/år, varav Kinas produktionskapacitet var 250 kt/år, och det fanns bara fyra kinesiska nålkokstillverkare. Enligt statistik från Sinfern Information kommer den globala produktionskapaciteten för nålkoks att öka till cirka 3250 kt/år år 2021, och produktionskapaciteten för nålkoks i Kina kommer att öka till cirka 2240 kt/år, vilket motsvarar 68,9 % av den globala produktionskapaciteten, och antalet kinesiska nålkokstillverkare kommer att öka till 21.
Tabell 1 visar produktionskapaciteten för de 10 största tillverkarna av nålkoks i världen, med en total produktionskapacitet på 2130 kt/år, vilket motsvarar 65,5 % av den globala produktionskapaciteten. Ur ett perspektiv av den globala produktionskapaciteten för nålkoksföretag är tillverkarna av oljeserie-nålkoks generellt sett relativt stora. Den genomsnittliga produktionskapaciteten för en enskild anläggning är 100 ~ 200 kt/år, medan produktionskapaciteten för kolserie-nålkoks endast är cirka 50 kT/år.
Under de närmaste åren kommer den globala produktionskapaciteten för nålkoks att fortsätta öka, men främst från Kina. Kinas planerade och under uppbyggnad kommande produktionskapacitet för nålkoks är cirka 430 kT/a, och överkapacitetssituationen förvärras ytterligare. Utanför Kina är nålkokskapaciteten i princip stabil, och Rysslands OMSK-raffinaderi planerar att bygga en nålkoksenhet på 38 kT/a år 2021.
Figur 1 visar produktionen av nålkoks i Kina under de senaste 5 åren. Som framgår av figur 1 har produktionen av nålkoks i Kina uppnått en explosionsartad tillväxt, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på 45 % på 5 år. År 2020 nådde den totala produktionen av nålkoks i Kina 517 kT, inklusive 176 kT kolserier och 341 kT oljeserier.
1.2 Import av nålkoks
Figur 2 visar importsituationen för nålkoks i Kina under de senaste 5 åren. Som framgår av figur 2 ökade importvolymen av nålkoks i Kina avsevärt före COVID-19-utbrottet och nådde 270 kT år 2019, en rekordnivå. År 2020, på grund av det höga priset på importerad nålkoks, minskad konkurrenskraft, stora hamnlager och det fortsatta utbrottet av epidemier i Europa och USA, var Kinas importvolym av nålkoks år 2020 endast 132 kT, en minskning med 51 % jämfört med föregående år. Enligt statistik var oljenålkoks 27,5 kT av den nålkoks som importerades 2020, en minskning med 82,93 % jämfört med föregående år. Nålkoks för kolmätning uppgick till 104,1 kt, 18,26 % mer än förra året. Den främsta anledningen är att sjötransporterna i Japan och Sydkorea påverkas mindre av epidemin. För det andra är priset på vissa produkter från Japan och Sydkorea lägre än för liknande produkter i Kina, och ordervolymen nedströms är stor.
1.3 Appliceringsriktning för nålkoks
Nålkoks är ett slags högkvalitativt kolmaterial som huvudsakligen används som råmaterial för produktion av ultrahögpresterande grafitelektroder och artificiella grafitanodmaterial. De viktigaste terminala tillämpningsområdena är ståltillverkning i elektriska ljusbågsugnar och kraftbatterier för nya energifordon.
FIG. 3 visar tillämpningstrenden för nålkoks i Kina under de senaste 5 åren. Grafitelektrod är det största tillämpningsområdet, och tillväxttakten för efterfrågan går in i en relativt flack fas, medan negativa elektrodmaterial fortsätter att växa snabbt. År 2020 var den totala förbrukningen av nålkoks i Kina (inklusive lagerförbrukning) 740 kT, varav 340 kT negativt material och 400 kT grafitelektrod förbrukades, vilket motsvarar 45 % av förbrukningen av negativt material.
2.1 Utveckling av eAF-ståltillverkning
Järn- och stålindustrin är en stor producent av koldioxidutsläpp i Kina. Det finns två huvudsakliga produktionsmetoder för järn och stål: masugn och ljusbågsugn. Bland dessa kan ståltillverkning med ljusbågsugn minska koldioxidutsläppen med 60 %, och kan återvinna stålskrotresurser och minska beroendet av import av järnmalm. Järn- och stålindustrin föreslog att ta ledningen i att uppnå målet om "koldioxidtopp" och "koldioxidneutralitet" senast 2025. Enligt den nationella järn- och stålindustripolitiken kommer det att finnas ett stort antal stålverk som ersätter konverter- och masugnsstål med ljusbågsugn.
År 2020 var Kinas råstålsproduktion 1054,4 miljoner ton, varav produktionen av ljusbågsugnar (EAAF) är cirka 96 miljoner ton, vilket endast motsvarar 9,1 % av den totala råstålet, jämfört med 18 % av världsgenomsnittet, 67 % av USA, 39 % av Europeiska unionen och 22 % av Japans EAF-stål, och det finns stort utrymme för framsteg. Enligt utkastet till "Guidance on Promoting high-quality development of Iron and Steel Industry" (Riktlinjer för att främja högkvalitativ utveckling av järn- och stålindustrin) som utfärdades av ministeriet för industri och informationsteknik den 31 december 2020 bör andelen eAF-stålsproduktion av den totala råstålsproduktionen ökas till 15 % ~ 20 % fram till 2025. Ökningen av eAF-stålproduktionen kommer att avsevärt öka efterfrågan på grafitelektroder med ultrahög effekt. Utvecklingstrenden för elektriska ljusbågsugnar för hushållsbruk är avancerad och storskalig, vilket leder till en större efterfrågan på grafitelektroder med stora specifikationer och ultrahög effekt.
2.2 Produktionsstatus för grafitelektrod
Grafitelektrod är en viktig förbrukningsvara för ståltillverkning av elektriska avgaser (eAF). Figur 4 visar produktionskapaciteten och produktionen av grafitelektroder i Kina under de senaste 5 åren. Produktionskapaciteten för grafitelektroder har ökat från 1050 kT/år år 2016 till 2200 kT/år år 2020, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på 15,94 %. Dessa fem år är en period av snabb tillväxt av grafitelektrodernas produktionskapacitet, och även en löpande cykel för snabb utveckling av grafitelektrodindustrin. Före 2017 var grafitelektrodindustrin en traditionell tillverkningsindustri med hög energiförbrukning och höga föroreningar, stora inhemska grafitelektrodföretag minskade produktionen, små och medelstora grafitelektrodföretag stod inför nedläggning, och även de internationella elektrodjättarna var tvungna att stoppa produktionen, sälja vidare och lämna verksamheten. År 2017, påverkat och drivet av den nationella administrativa politiken för obligatorisk eliminering av "golvstångsstål", steg priset på grafitelektroder i Kina kraftigt. Stimulerad av övervinster inledde grafitelektrodmarknaden en våg av kapacitetsåterupptagande och expansion.
År 2019 nådde produktionen av grafitelektroder i Kina en ny topp de senaste åren och uppgick till 1189 kT. År 2020 minskade produktionen av grafitelektroder till 1020 kT på grund av den minskade efterfrågan orsakad av epidemin. Men överlag har Kinas grafitelektrodindustri en allvarlig överkapacitet, och utnyttjandegraden minskade från 70 % år 2017 till 46 % år 2020, en ny låg kapacitetsutnyttjandegrad.
2.3 Efterfrågeanalys av nålkoks inom grafitelektrodindustrin
Utvecklingen av eAF-stål kommer att driva efterfrågan på grafitelektroder med ultrahög effekt. Det uppskattas att efterfrågan på grafitelektroder kommer att vara cirka 1300 kt år 2025, och efterfrågan på rå nålkoks kommer att vara cirka 450 kT. Eftersom oljebaserad nålkoks är bättre än kolbaserad nålkoks vid produktion av stora och ultrahögeffektiga grafitelektroder och skarvar, kommer andelen oljebaserad nålkoks av grafitelektrodernas efterfrågan på oljebaserad nålkoks att öka ytterligare, vilket kommer att uppta marknadsutrymmet för kolbaserad nålkoks.
Publiceringstid: 23 mars 2022