Resum:L'autor analitza la situació de la producció i el consum de coc d'agulla al nostre país, les perspectives de la seva aplicació en la indústria de materials d'elèctrodes de grafit i elèctrodes negatius, per estudiar els reptes del desenvolupament del coc d'agulla de petroli, incloent-hi l'escassetat de matèries primeres, la qualitat no alta, l'avaluació de l'aplicació de cicles llargs i sobrecapacitat, augmentant la investigació de segmentació de productes, l'aplicació, les mesures de rendiment, com ara els estudis d'associació per desenvolupar un mercat d'alta gamma.
Segons les diferents fonts de matèries primeres, el coc d'agulla es pot dividir en coc d'agulla de petroli i coc d'agulla de carbó. El coc d'agulla de petroli es fabrica principalment a partir de fangs de FCC mitjançant refinació, hidrodesulfuració, cocció retardada i calcinació. El procés és relativament complex i té un alt contingut tècnic. El coc d'agulla té les característiques d'alt contingut en carboni, baix contingut en sofre, baix contingut en nitrogen, baix contingut en cendres, etc., i té propietats electroquímiques i mecàniques excel·lents després de la grafitització. És un tipus de material de carboni anisotròpic d'alta gamma amb fàcil grafitització.
El coc d'agulla s'utilitza principalment per a elèctrodes de grafit d'ultra alta potència i materials de càtode de bateries d'ions de liti. Com a objectius estratègics del "pic de carboni" i la "neutrivitat en carboni", els països continuen promovent la transformació i la modernització de la indústria siderúrgica i automobilística, l'ajust de l'estructura industrial i promovent l'aplicació de tecnologies de protecció del medi ambient ecològiques i baixes emissions de carboni, per promoure la fabricació d'acer en forns d'arc elèctric i el ràpid desenvolupament de vehicles de nova energia. La demanda de coc d'agulla en brut també està creixent ràpidament. En el futur, la indústria descendent del coc d'agulla continuarà sent molt pròspera. Aquest tema analitza l'estat de l'aplicació i les perspectives del coc d'agulla en materials d'elèctrodes i ànodes de grafit, i presenta els reptes i les contramesures per al desenvolupament saludable de la indústria del coc d'agulla.
1. Anàlisi de la producció i la direcció del flux de coc d'agulla
1.1 Producció de coc d'agulla
La producció de coc d'agulla es concentra principalment en uns quants països com la Xina, els Estats Units, el Regne Unit, Corea del Sud i el Japó. El 2011, la capacitat de producció mundial de coc d'agulla era d'uns 1200 kt/a, dels quals la capacitat de producció de la Xina era de 250 kt/a, i només hi havia quatre fabricants xinesos de coc d'agulla. El 2021, segons les estadístiques de Sinfern Information, la capacitat de producció mundial de coc d'agulla augmentarà a uns 3250 kt/a, i la capacitat de producció de coc d'agulla a la Xina augmentarà a uns 2240 kt/a, representant el 68,9% de la capacitat de producció mundial, i el nombre de fabricants xinesos de coc d'agulla augmentarà a 21.
La Taula 1 mostra la capacitat de producció dels 10 principals fabricants de coc d'agulla del món, amb una capacitat de producció total de 2130 kt/a, que representa el 65,5% de la capacitat de producció mundial. Des de la perspectiva de la capacitat de producció mundial de les empreses de coc d'agulla, els fabricants de coc d'agulla en sèrie de petroli generalment tenen una escala relativament gran, la capacitat de producció mitjana d'una sola planta és de 100 ~ 200 kt/a, la capacitat de producció de coc d'agulla en sèrie de carbó és només d'uns 50 kT/a.
En els propers anys, la capacitat de producció mundial de coc d'agulla continuarà augmentant, però principalment de la Xina. La capacitat de producció de coc d'agulla planificada i en construcció de la Xina és d'uns 430 kT/a, i la situació de sobrecapacitat s'agreuja encara més. Fora de la Xina, la capacitat de coc d'agulla és bàsicament estable, i la refineria russa OMSK té previst construir una unitat de coc d'agulla de 38 kt/a el 2021.
La figura 1 mostra la producció de coc d'agulla a la Xina en els darrers 5 anys. Com es pot veure a la figura 1, la producció de coc d'agulla a la Xina ha aconseguit un creixement explosiu, amb una taxa de creixement anual composta del 45% en 5 anys. El 2020, la producció total de coc d'agulla a la Xina va arribar a les 517 kT, incloent-hi 176 kT de la sèrie del carbó i 341 kT de la sèrie del petroli.
1.2 Importació de coc d'agulla
La figura 2 mostra la situació de les importacions de coc d'agulla a la Xina en els darrers 5 anys. Com es pot veure a la figura 2, abans del brot de COVID-19, el volum d'importació de coc d'agulla a la Xina va augmentar significativament, arribant a les 270 kT el 2019, un rècord. El 2020, a causa de l'alt preu del coc d'agulla importat, la disminució de la competitivitat, el gran inventari portuari i el brot continu d'epidèmies a Europa i els Estats Units, el volum d'importació de coc d'agulla de la Xina el 2020 va ser només de 132 kt, un 51% menys interanual. Segons les estadístiques, en el coc d'agulla importat el 2020, el coc d'agulla de petroli va ser de 27,5 kT, un 82,93% menys interanual; Coc d'agulla de mesura de carbó 104,1 kt, un 18,26% més que l'any passat, la raó principal és que el transport marítim del Japó i Corea del Sud està menys afectat per l'epidèmia, en segon lloc, el preu d'alguns productes del Japó i Corea del Sud és inferior al de productes similars a la Xina, i el volum de comandes posteriors és gran.
1.3 Direcció d'aplicació del coc d'agulla
El coc d'agulla és un tipus de material de carboni d'alta gamma, que s'utilitza principalment com a matèria primera per a la producció d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència i materials d'ànode de grafit artificial. Els camps d'aplicació terminal més importants són la fabricació d'acer per a forns d'arc elèctric i les bateries d'energia per a vehicles de nova energia.
La FIG. 3 mostra la tendència d'aplicació del coc d'agulla a la Xina en els darrers 5 anys. L'elèctrode de grafit és el camp d'aplicació més gran i la taxa de creixement de la demanda entra en una fase relativament plana, mentre que els materials d'elèctrodes negatius continuen creixent ràpidament. El 2020, el consum total de coc d'agulla a la Xina (inclòs el consum d'inventari) va ser de 740 kT, dels quals es van consumir 340 kT de material negatiu i 400 kt d'elèctrode de grafit, cosa que representa el 45% del consum de material negatiu.
2.1 Desenvolupament de la fabricació d'acer eAF
La indústria siderúrgica és una de les principals productores d'emissions de carboni a la Xina. Hi ha dos mètodes principals de producció de ferro i acer: l'alt forn i el forn d'arc elèctric. Entre ells, la fabricació d'acer en forn d'arc elèctric pot reduir les emissions de carboni en un 60%, i pot aconseguir el reciclatge de recursos de ferralla i reduir la dependència de la importació de mineral de ferro. La indústria siderúrgica es va proposar liderar l'assoliment de l'objectiu del "pic de carboni" i la "neutralitat del carboni" per al 2025. Sota la direcció de la política nacional de la indústria siderúrgica, hi haurà un gran nombre de plantes siderúrgiques per substituir l'acer del convertidor i de l'alt forn per forns d'arc elèctric.
El 2020, la producció d'acer cru de la Xina va ser de 1054,4 milions de tones, de les quals la producció d'acer EAF va ser d'uns 96 milions de tones, cosa que representa només el 9,1% de l'acer cru total, en comparació amb el 18% de la mitjana mundial, el 67% dels Estats Units, el 39% de la Unió Europea i el 22% de l'acer EAF del Japó, cosa que significa que hi ha un gran marge de progrés. Segons l'esborrany de "Directrius per promoure el desenvolupament d'alta qualitat de la indústria siderúrgica" publicat pel Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació el 31 de desembre de 2020, la proporció de la producció d'acer EAF en la producció total d'acer cru s'hauria d'augmentar fins al 15% ~ 20% el 2025. L'augment de la producció d'acer EAF augmentarà significativament la demanda d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència. La tendència de desenvolupament dels forns d'arc elèctric domèstics és d'alta gamma i gran escala, cosa que genera una major demanda d'elèctrodes de grafit de gran especificació i ultra alta potència.
2.2 Estat de producció de l'elèctrode de grafit
L'elèctrode de grafit és un consumible essencial per a la fabricació d'acer eAF. La figura 4 mostra la capacitat de producció i la producció d'elèctrodes de grafit a la Xina en els darrers 5 anys. La capacitat de producció d'elèctrodes de grafit ha augmentat de 1050 kT/a el 2016 a 2200 kt/a el 2020, amb una taxa de creixement anual composta del 15,94%. Aquests cinc anys són el període de ràpid creixement de la capacitat de producció d'elèctrodes de grafit, i també el cicle de desenvolupament ràpid de la indústria d'elèctrodes de grafit. Abans del 2017, la indústria d'elèctrodes de grafit, com a indústria manufacturera tradicional amb un alt consum d'energia i una alta contaminació, les grans empreses nacionals d'elèctrodes de grafit van reduir la producció, les petites i mitjanes empreses d'elèctrodes de grafit es van enfrontar al tancament, i fins i tot els gegants internacionals dels elèctrodes van haver d'aturar la producció, revendre i marxar. El 2017, influenciat i impulsat per la política administrativa nacional d'eliminació obligatòria de "l'acer de barra de terra", el preu de l'elèctrode de grafit a la Xina va augmentar bruscament. Estimulat per l'excés de beneficis, el mercat d'elèctrodes de grafit va marcar el començament d'una onada de represa i expansió de la capacitat.
El 2019, la producció d'elèctrodes de grafit a la Xina va assolir un nou màxim en els darrers anys, arribant a 1189 kT. El 2020, la producció d'elèctrodes de grafit va disminuir a 1020 kT a causa de la debilitat de la demanda causada per l'epidèmia. Però en general, la indústria xinesa d'elèctrodes de grafit té un greu excés de capacitat, i la taxa d'utilització va disminuir del 70% el 2017 al 46% el 2020, una nova taxa d'utilització de la capacitat baixa.
2.3 Anàlisi de la demanda de coc d'agulla a la indústria d'elèctrodes de grafit
El desenvolupament de l'acer eAF impulsarà la demanda d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència. S'estima que la demanda d'elèctrodes de grafit serà d'uns 1300 kt el 2025, i la demanda de coc d'agulla cru serà d'uns 450 kT. Com que en la producció d'elèctrodes i juntes de grafit de gran mida i ultra alta potència, el coc d'agulla a base de petroli és millor que el coc d'agulla a base de carbó, la proporció de la demanda d'elèctrodes de grafit de coc d'agulla a base de petroli augmentarà encara més, ocupant l'espai de mercat del coc d'agulla a base de carbó.
Data de publicació: 23 de març de 2022