Абстрактный:Автор анализирует ситуацию с производством и потреблением игольчатого кокса в нашей стране, перспективы его применения в производстве графитовых электродов и материалов для отрицательных электродов, изучает проблемы развития отрасли игольчатого кокса, включая дефицит сырьевых ресурсов, низкое качество, длительный цикл эксплуатации и избыточную мощность, проводит исследования по сегментации продукции, ее применению, показателям производительности и таким образом разрабатывает ассоциативные исследования для развития рынка высокотехнологичной продукции.
В зависимости от источника сырья игольчатый кокс можно разделить на нефтяной и игольчатый кокс и угольный игольчатый кокс. Нефтяной игольчатый кокс в основном получают из шлама каталитического коксования методом рафинирования, гидродесульфуризации, замедленного коксования и кальцинирования. Этот процесс относительно сложен и требует высокой технологической сложности. Игольчатый кокс обладает такими характеристиками, как высокое содержание углерода, низкое содержание серы, азота, золы и т.д., а также выдающимися электрохимическими и механическими свойствами после графитизации. Это анизотропный высококачественный углеродистый материал, легко поддающийся графитизации.
Игольчатый кокс в основном используется для производства сверхмощных графитовых электродов и катодных материалов для литий-ионных батарей. В рамках стратегических целей «углеродного пика» и «углеродной нейтральности» страны продолжают продвигать трансформацию и модернизацию промышленной структуры металлургической и автомобильной промышленности, а также внедрять энергосберегающие, низкоуглеродные и экологически чистые технологии, стимулировать развитие электродуговой металлургии и быстрое развитие электромобилей. Спрос на сырой игольчатый кокс также быстро растет. В будущем перерабатывающая промышленность, использующая игольчатый кокс, будет по-прежнему процветать. В данной работе анализируется текущее состояние и перспективы применения игольчатого кокса в графитовых электродах и анодных материалах, а также предлагаются проблемы и меры для здорового развития отрасли игольчатого кокса.
1. Анализ производства и направления потока игольчатого кокса.
1.1 Производство игольчатого кокса
Производство игольчатого кокса в основном сосредоточено в нескольких странах, таких как Китай, США, Великобритания, Южная Корея и Япония. В 2011 году мировая производственная мощность игольчатого кокса составляла около 1200 тыс. тонн в год, из которых 250 тыс. тонн в год приходилось на Китай, и в Китае насчитывалось всего четыре производителя игольчатого кокса. По статистике Sinfern Information, к 2021 году мировая производственная мощность игольчатого кокса увеличится примерно до 3250 тыс. тонн в год, а производственная мощность игольчатого кокса в Китае вырастет примерно до 2240 тыс. тонн в год, что составит 68,9% от мировой производственной мощности, и число китайских производителей игольчатого кокса увеличится до 21.
В таблице 1 показаны производственные мощности 10 крупнейших мировых производителей игольчатого кокса, общая производственная мощность которых составляет 2130 тыс. тонн в год, что составляет 65,5% от общемировой производственной мощности. С точки зрения мировой производственной мощности предприятий по производству игольчатого кокса, производители игольчатого кокса для нефтяной промышленности, как правило, имеют относительно большие масштабы, средняя производственная мощность одного завода составляет 100–200 тыс. тонн в год, а производственная мощность игольчатого кокса для угольной промышленности составляет всего около 50 тыс. тонн в год.
В ближайшие несколько лет мировые мощности по производству игольчатого кокса будут продолжать расти, но в основном за счет Китая. Планируемые и строящиеся мощности по производству игольчатого кокса в Китае составляют около 430 тыс. тонн в год, и ситуация с избытком мощностей еще больше усугубляется. За пределами Китая мощности по производству игольчатого кокса в основном стабильны: российский ОМС планирует построить установку по производству игольчатого кокса мощностью 38 тыс. тонн в год в 2021 году.
На рисунке 1 показано производство игольчатого кокса в Китае за последние 5 лет. Как видно из рисунка 1, производство игольчатого кокса в Китае достигло взрывного роста, со среднегодовым темпом роста в 45% за 5 лет. В 2020 году общий объем производства игольчатого кокса в Китае достиг 517 тыс. тонн, включая 176 тыс. тонн угольной продукции и 341 тыс. тонн нефтяной продукции.
1.2 Импорт игольчатого кокса
На рисунке 2 показана ситуация с импортом игольчатого кокса в Китай за последние 5 лет. Как видно из рисунка 2, до начала пандемии COVID-19 объем импорта игольчатого кокса в Китай значительно увеличился, достигнув рекордного уровня в 270 тыс. тонн в 2019 году. В 2020 году из-за высокой цены на импортный игольчатый кокс, снижения конкурентоспособности, больших портовых запасов и наложения продолжающихся эпидемий в Европе и США объем импорта игольчатого кокса в Китай в 2020 году составил всего 132 тыс. тонн, что на 51% меньше, чем годом ранее. Согласно статистике, из общего объема импорта игольчатого кокса в 2020 году нефтяной игольчатый кокс составил 27,5 тыс. тонн, что на 82,93% меньше, чем годом ранее. Объем производства игольчатого кокса составил 104,1 тыс. тонн, что на 18,26% больше, чем в прошлом году. Основная причина заключается в том, что морские перевозки из Японии и Южной Кореи меньше пострадали от эпидемии, а также в том, что цены на некоторые товары из Японии и Южной Кореи ниже, чем на аналогичные товары в Китае, и объемы заказов от конечных потребителей велики.
1.3 Направление нанесения игольчатого кокса
Игольчатый кокс — это высококачественный углеродистый материал, который в основном используется в качестве сырья для производства сверхмощных графитовых электродов и искусственных графитовых анодов. Наиболее важными областями его конечного применения являются электродуговые металлургические заводы и силовые батареи для электромобилей.
На рис. 3 показана динамика применения игольчатого кокса в Китае за последние 5 лет. Графитовый электрод является крупнейшей областью применения, и темпы роста спроса вступают в относительно стабильную фазу, в то время как спрос на материалы для отрицательных электродов продолжает быстро расти. В 2020 году общее потребление игольчатого кокса в Китае (включая запасы) составило 740 тыс. тонн, из которых 340 тыс. тонн приходилось на материалы для отрицательных электродов и 400 тыс. тонн на графитовые электроды, что составляет 45% от потребления материалов для отрицательных электродов.
2.1 Развитие электродуговой металлургии
Металлургическая промышленность является одним из основных источников выбросов углекислого газа в Китае. Существует два основных метода производства железа и стали: доменное и электродуговое литье. При этом электродуговое литье позволяет сократить выбросы углекислого газа на 60%, а также реализовать переработку стального лома и снизить зависимость от импорта железной руды. Металлургическая промышленность поставила перед собой цель достичь «углеродного пика» и «углеродной нейтральности» к 2025 году. В соответствии с национальной политикой в области металлургической промышленности, планируется замена конвертерного и доменного литья на электродуговое литье на большом количестве металлургических заводов.
В 2020 году объем производства нерафинированной стали в Китае составил 1054,4 млн тонн, из которых около 96 млн тонн приходится на сталь, произведенную в электродуговых печах (ЭДП), что составляет всего 9,1% от общего объема производства нерафинированной стали. По сравнению со среднемировым показателем в 18%, США (67%), Европейским союзом (39%) и Японией (22%), существует большой потенциал для дальнейшего развития. Согласно проекту «Руководства по содействию высококачественному развитию металлургической промышленности», опубликованному Министерством промышленности и информационных технологий 31 декабря 2020 года, доля стали, произведенной в ЭДП, в общем объеме производства нерафинированной стали должна быть увеличена до 15–20% к 2025 году. Увеличение производства стали в ЭДП значительно повысит спрос на графитовые электроды сверхвысокой мощности. Тенденция развития отечественных электродуговых печей — это высокотехнологичное и крупномасштабное производство, что обуславливает рост спроса на графитовые электроды больших размеров и сверхвысокой мощности.
2.2 Состояние производства графитового электрода
Графитовый электрод является важнейшим расходным материалом для производства стали в электродуговых печах. На рисунке 4 показаны производственные мощности и объемы выпуска графитовых электродов в Китае за последние 5 лет. Производственные мощности графитовых электродов увеличились с 1050 тыс. тонн в год в 2016 году до 2200 тыс. тонн в год в 2020 году, при среднегодовом темпе роста 15,94%. Эти пять лет являются периодом быстрого роста производственных мощностей графитовых электродов, а также циклом быстрого развития графитовой электродной промышленности. До 2017 года графитовая электродная промышленность, как традиционная обрабатывающая промышленность с высоким энергопотреблением и высоким уровнем загрязнения, привела к сокращению производства крупными отечественными предприятиями, к закрытию малых и средних предприятий, а также к прекращению производства, перепродаже и уходу с рынка международных электродных гигантов. В 2017 году, под влиянием и под воздействием государственной политики обязательного исключения «стержневой стали для перекрытий», цены на графитовые электроды в Китае резко выросли. Под влиянием сверхприбылей рынок графитовых электродов дал толчок к возобновлению и расширению производственных мощностей.
В 2019 году объем производства графитовых электродов в Китае достиг нового максимума за последние годы, составив 1189 тыс. тонн. В 2020 году объем производства графитовых электродов снизился до 1020 тыс. тонн из-за ослабления спроса, вызванного эпидемией. Но в целом, китайская отрасль производства графитовых электродов имеет серьезный избыток мощностей, а коэффициент использования снизился с 70% в 2017 году до 46% в 2020 году, достигнув нового низкого уровня.
2.3 Анализ спроса на игольчатый кокс в отрасли производства графитовых электродов
Развитие производства стали для электродуговых печей приведет к росту спроса на сверхмощные графитовые электроды. По оценкам, к 2025 году спрос на графитовые электроды составит около 1300 тыс. тонн, а спрос на игольчатый кокс — около 450 тыс. тонн. Поскольку в производстве крупногабаритных и сверхмощных графитовых электродов и соединений игольчатый кокс на нефтяной основе превосходит игольчатый кокс на угольной основе, доля игольчатого кокса на нефтяной основе в спросе на графитовые электроды будет еще больше расти, занимая рыночную нишу игольчатого кокса на угольной основе.
Дата публикации: 23 марта 2022 г.