中國針狀焦市場發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

王新軍，魏 豪，焦 建

（1.中國石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728；2.中國石化煉油銷售有限公司，上海 200050）

針狀焦作為超高功率石墨電極、鋰電負(fù)極材料和高端碳素制品的優(yōu)質(zhì)原料，在國防和民用工業(yè)中具有特殊的用途和重要意義。其外觀為銀灰色、有金屬光澤的多孔固體，其結(jié)構(gòu)具有明顯流動紋理，孔大而少且略呈橢圓形，顆粒有較大的長寬比，有如纖維狀或針狀的紋理走向。根據(jù)所使用的生產(chǎn)原料不同，可將針狀焦分為油系和煤系兩種，以石油渣油為原料生產(chǎn)的針狀焦為油系針狀焦，以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產(chǎn)的針狀焦為煤系針狀焦。影響針狀焦質(zhì)量的主要指標(biāo)包括真密度、硫含量、氮含量、揮發(fā)分、灰分、熱膨脹系數(shù)、電阻率、振實密度等。

1 國內(nèi)外針狀焦技術(shù)發(fā)展歷程

1950年美國大湖炭素公司首先發(fā)明了石油系針狀焦，1968年以后，在炭質(zhì)中間相理論迅速發(fā)展的同時，該技術(shù)的應(yīng)用研究也得到發(fā)展，油系針狀焦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。由于石油加工向輕質(zhì)化深度加工方向發(fā)展，石油系針狀焦原料減少，加之20世紀(jì)70年代兩次石油危機(jī)，使人們感到原料供應(yīng)不穩(wěn)定，基于此，日本等國重點(diǎn)研發(fā)煤系針狀焦生產(chǎn)技術(shù)，1979年煤系針狀焦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)[1-6]。

我國對針狀焦的研究始于20世紀(jì)70年代末80年代初。1979-1985年，中國石化石油化工科學(xué)研究院（簡稱石科院）先后完成了油系針狀焦實驗室內(nèi)的試驗、小試和中試，探明了成焦機(jī)理，確定了原料和焦化工藝，建立了相應(yīng)的測試方法；1986-1993年，石科院完成了多項原料制備針狀焦的實驗研究?！傲濉逼陂g，國家發(fā)展和改革委員會大力支持針狀焦的開發(fā)，油系針狀焦在錦州石化和安慶石化進(jìn)行工業(yè)性開發(fā)，煤系針狀焦在鞍山沿海化工公司和山東兗礦科藍(lán)煤焦化有限公司進(jìn)行工業(yè)化開發(fā)。2021年中國石化在金陵石化、茂名石化的油系針狀焦工業(yè)化生產(chǎn)裝置相繼投產(chǎn)，標(biāo)志著中國石化在高端碳材料行業(yè)實現(xiàn)從無到有的突破。

2 針狀焦市場供應(yīng)分析

2.1 中國針狀焦產(chǎn)能產(chǎn)量分析

從近5年中國針狀焦產(chǎn)能來看，2018年以來中國針狀焦產(chǎn)能逐年增長，截至2022年4月底，中國針狀焦產(chǎn)能為263萬噸/年，較2021年增加19萬噸/年，其中油系針狀焦產(chǎn)能為152萬噸/年，占比達(dá)57.79%，煤系針狀焦產(chǎn)能111萬噸/年，占比42.21%。

2.1.1 中國油系針狀焦產(chǎn)能產(chǎn)量分析

2021年中國油系針狀焦總產(chǎn)能為145萬噸/年（見表1）。生產(chǎn)企業(yè)共9家，主要分布在山東、遼寧等省，其中遼寧寶來生物能源有限公司產(chǎn)能為26萬噸/年，占據(jù)首位；中國石化金陵分公司、中國石化茂名分公司、山東億維新材料有限責(zé)任公司為新增企業(yè)，新增企業(yè)及原有企業(yè)擴(kuò)能共新增產(chǎn)能為47萬噸/年。

表1 2021年中國油系針狀焦企業(yè)產(chǎn)能 萬噸/年

2021年油系針狀焦總產(chǎn)量為80.15萬噸，市場占有率達(dá)到70%以上，受針狀焦價格上行影響，企業(yè)生產(chǎn)積極性增加，疊加新裝置出產(chǎn)品、下游需求面向好，針狀焦開工率持續(xù)增加，油系針狀焦保持高位運(yùn)行，平均開工率55.28%。2022年1-4月油系針狀焦產(chǎn)量28.60萬噸，增幅為4.57%。

2.1.2 中國煤系針狀焦產(chǎn)能產(chǎn)量分析

2021年中國煤系針狀焦產(chǎn)能為99萬噸/年（見表2），生產(chǎn)企業(yè)14家，除華南地區(qū)外均有分布，其中太原晟宏炭材料有限公司為2021年新增企業(yè)。

表2 2021年中國煤系針狀焦企業(yè)產(chǎn)能 萬噸/年

2021年中國煤系針狀焦總產(chǎn)量為28.24萬噸，較2020年增長26.98%，從產(chǎn)量來看，2021年中國煤系針狀焦市場占有率為26%，市場開工持續(xù)保持低位運(yùn)行。究其原因，其一是原料軟瀝青價格保持高位，煤系針狀焦利潤倒掛；其二是下游市場對油系針狀焦偏好度較高；其三是2021年油系新增企業(yè)較多，產(chǎn)量增長較大，前期多低價銷售，擠壓煤系針狀焦市場。2022年1-4月煤系針狀焦產(chǎn)量11.11萬噸，增幅為48.13%。

2.2 進(jìn)口針狀焦供應(yīng)分析

2.2.1 進(jìn)口油系針狀焦分析

從近10年中國進(jìn)口油系針狀焦的數(shù)據(jù)（見圖1）來看，2011-2014年中國油系針狀焦的進(jìn)口量持續(xù)走低，2015年以來負(fù)極材料需求量大幅增加，2017年取消地條鋼，發(fā)展電爐鋼，石墨電極需求量增加。而2020年受到新冠疫情及下游市場疲軟影響，進(jìn)口量下行。2021年中國油系針狀焦進(jìn)口量雖較2020年同期有所增長，但從近5年數(shù)據(jù)來看，仍處于相對低位。一方面，英國針狀焦企業(yè)2-5月檢修，日本某針狀焦企業(yè)于5-6月停產(chǎn)檢修兩個月，到港量減少；另一方面，海外石墨電極需求旺盛，供不應(yīng)求，另外中國國產(chǎn)針狀焦質(zhì)量提升，對進(jìn)口針狀焦資源有所補(bǔ)充。

圖1 2011–2021年中國油系針狀焦進(jìn)口量對比

2021年中國油系針狀焦進(jìn)口量為10.12萬噸，同比增長268.35%，其中，中國從英國進(jìn)口油系針狀焦8.17萬噸，占進(jìn)口總量的80.70%，較2020年同期增加305.78%，中國進(jìn)口的英國油系針狀焦用于負(fù)極材料和生產(chǎn)超高大規(guī)格石墨電極本體及接頭。

2.2.2 進(jìn)口煤系針狀焦分析

從近10年中國煤系針狀焦進(jìn)口量（見圖2）來看，進(jìn)口針狀焦總體以2016年作為分界線，2015年前受國內(nèi)需求及價格弱勢影響進(jìn)口量逐年遞減。2016年終端鋼鐵市場大力發(fā)展電爐鋼，石墨電極需求日益增加，價格隨之水漲船高，同時國內(nèi)高端針狀焦市場還在起步階段，下游接頭焦和部分超高功率大規(guī)格石墨電極主要依賴進(jìn)口針狀焦，使得針狀焦進(jìn)口量大幅增加。

圖2 2011–2021年中國煤系針狀焦進(jìn)口量對比

2021年中國煤系針狀焦進(jìn)口量為12.43萬噸，較2020年同期增加17.03%。其中從韓國進(jìn)口6.39萬噸，占進(jìn)口總量的51.43%，較2020年同期增加0.70%；從日本進(jìn)口5.98萬噸，占進(jìn)口總量的48.10%，較2020年同期增加40.04%。從海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，2021年進(jìn)口量較2020年同期上漲，增幅為17.03%。主要原因為，日韓國家海運(yùn)運(yùn)輸受疫情影響較小，且日韓部分產(chǎn)品價格較中國國產(chǎn)低，下游訂單量較多。

3 針狀焦市場需求分析

3.1 2021年中國針狀焦表觀消費(fèi)量分析

2020-2021年中國針狀焦表觀消費(fèi)量對比如表3所示。2021年中國針狀焦表觀消費(fèi)量為127.94萬噸，其中，國產(chǎn)針狀焦為108.39萬噸，進(jìn)口22.55萬噸，出口約3.00萬噸。按用途來看，石墨電極約68.30萬噸，負(fù)極材料約59.64萬噸，分別占比53%和44%?？紤]到市場庫存因素，實際消費(fèi)量低于表觀消費(fèi)量。

表3 2020-2021年中國針狀焦表觀消費(fèi)量對比 萬噸

從年度對比來看，2021年針狀焦表觀消費(fèi)量較2020年同比增加88%，主要受到負(fù)極材料市場的拉動，2021年，中國鋰電負(fù)極材料終端新能源汽車產(chǎn)銷量同比增加2.2倍以上。

3.2 2021年石墨電極市場供需分析

據(jù)百川盈孚統(tǒng)計，2021年國內(nèi)48家石墨電極企業(yè)2021年總產(chǎn)量約為100.92萬噸，較2020年增加39.97%。其中，普通功率石墨電極總量13.16萬噸，增幅19.53%；高功率石墨電極總量25.86萬噸，較上年同期增幅45.12%；超高功率石墨電極總量61.90萬噸，較上年同期增幅43.12%。

針狀焦主要用于高功率石墨電極和超高功率石墨電極，按當(dāng)前市場上超高功率石墨電極約平均含70%的針狀焦、高功率石墨電極約平均含30%的針狀焦計，2021年中國石墨電極對針狀焦需求量約為52.11萬噸，為近3年高點(diǎn)，具體見表4。

表4 2019-2021年中國石墨電極對針狀焦需求量 萬噸

從終端市場來看，2021年電爐鋼開工階段性高位是石墨電極需求良好的主因，春節(jié)后鋼廠迅速進(jìn)入復(fù)產(chǎn)狀態(tài)，到3月中旬鋼廠開工已攀升至60%左右，且2021年上半年，全球經(jīng)濟(jì)通貨膨脹發(fā)展，對粗鋼供不應(yīng)求，鋼廠利潤支撐下開工率迅速提高。

下半年由于前期鋼價大幅上漲，政府部門提出大宗商品“保供穩(wěn)價”政策，鋼價出現(xiàn)回落；另外，碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)指引下，2021年下半年各省陸續(xù)出臺政策壓減粗鋼產(chǎn)量，以轉(zhuǎn)爐為主的部分鋼廠生產(chǎn)受到限制。10月份電力資源供應(yīng)緊張，各省限電、推漲電價政策陸續(xù)出臺，電爐鋼生產(chǎn)同步受限，且臨近冬季，終端鋼材市場淡季，下游需求不足亦限制鋼廠開工，因此2021下半年鋼廠開工表現(xiàn)為平穩(wěn)下滑。

3.3 2021年負(fù)極材料市場需求分析

2013-2021年中國鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能產(chǎn)量情況如圖3所示。2021年中國鋰電負(fù)極材料市場整體產(chǎn)能依舊保持增長的趨勢，鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能72萬噸/年，較2020年增長34.83%。2021年總產(chǎn)量約60.00萬噸，較2020年增加24.82萬噸，漲幅71.32%。由于內(nèi)蒙古地區(qū)限電及環(huán)保等因素的影響，原負(fù)極材料新建項目開始向電價同樣優(yōu)惠的四川、云南及貴州等地轉(zhuǎn)移，2021年西南地區(qū)規(guī)劃產(chǎn)能迅速提升至107萬噸/年，頭部大型負(fù)極材料企業(yè)均在四川布局新建產(chǎn)能，未來市場整體集中度將會進(jìn)一步提高。

圖3 2013-2021年中國鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能產(chǎn)量

針狀焦主要用于中高端人造負(fù)極材料的生產(chǎn)，按2021年中國鋰電負(fù)極材料產(chǎn)量來劃分，人造石墨產(chǎn)量為50.30萬噸，其中，中高端負(fù)極材料約35萬噸，按照生產(chǎn)1噸中高端負(fù)極材料需要1.6～1.7噸的針狀焦來計算，2021年全年鋰電負(fù)極材料對針狀焦的需求量約56萬噸。

從終端市場來看，2021年我國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)354.5萬輛，市場占有率達(dá)到13.4%。其中，純電動汽車產(chǎn)銷分別為294.2萬輛和291.6萬輛，同比增長170%和160%。

4 中國針狀焦市場預(yù)測及前景分析

4.1 2022-2024年中國針狀焦市場供應(yīng)預(yù)測

據(jù)百川盈孚統(tǒng)計，2022年中國針狀焦計劃新增產(chǎn)能為77.2萬噸/年，若如期投產(chǎn)，2022年市場供應(yīng)將保持增長，產(chǎn)能將超300萬噸/年。從產(chǎn)量來看，考慮到企業(yè)檢修、新裝置投產(chǎn)情況和市場行情等因素，預(yù)計2022年中國針狀焦產(chǎn)量約180萬噸。2022-2024年中國針狀焦計劃新增產(chǎn)能分別為77.20，30.53，42.00萬噸/年。預(yù)計2024年中國針狀焦產(chǎn)能將達(dá)到393.73萬噸/年，按近3年中國針狀焦平均開工率60%計算，預(yù)計2024年中國針狀焦產(chǎn)量將會接近236萬噸。

4.2 2022-2024年中國針狀焦市場需求預(yù)測

4.2.1 石墨電極市場預(yù)測

2022年隨著部分老牌企業(yè)新增產(chǎn)能及新建企業(yè)產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)，石墨電極產(chǎn)能將達(dá)210.7萬噸/年，到2024年預(yù)計總產(chǎn)能將增至234.2萬噸/年，但考慮市場需求、價格及利潤方面的因素，未必全部達(dá)產(chǎn)。

目前，中國石墨電極供應(yīng)面臨的一大難題仍是產(chǎn)能過剩，預(yù)計2022年中國石墨電極新增產(chǎn)能將達(dá)39萬噸/年，若新建石墨電極企業(yè)能如期達(dá)產(chǎn)，將進(jìn)一步加劇石墨電極市場產(chǎn)能過剩局面。但一方面，碳中和、碳達(dá)峰背景下，石墨電極下游鋼廠生產(chǎn)必將受到限制，而新建電爐鋼項目投產(chǎn)仍需時間，因此短期石墨電極下游需求不易有明顯增漲，需求不足限制石墨電極價格，石墨電極企業(yè)生產(chǎn)積極性同步受到抑制。另外，目前負(fù)極材料市場交投火熱，尤其負(fù)極石墨化工資源緊張，利潤可觀，部分石墨電極企業(yè)產(chǎn)能及個別新建石墨電極產(chǎn)能暫時轉(zhuǎn)移至負(fù)極石墨化產(chǎn)能。

2022-2024年中國石墨電極新增產(chǎn)能以超高功率石墨電極為主，隨著“雙碳”政策對電爐短程煉鋼的推進(jìn)，預(yù)計未來3年超高功率石墨電極市場占有率將逐步提高，但受市場產(chǎn)能過剩的影響，預(yù)計未來3年中國石墨電極產(chǎn)能將保持平穩(wěn)運(yùn)行，到2024年中國石墨電極對針狀焦需求量將達(dá)到65.5萬噸。

4.2.2 鋰電負(fù)極材料市場預(yù)測

2021年中國鋰電負(fù)極材料新建項目進(jìn)展迅速，新建及擴(kuò)建項目快速增加，但是受到能評及環(huán)評指標(biāo)的影響，同時“雙碳”政策也導(dǎo)致國家對能耗指標(biāo)的管控力度加大，因此短期內(nèi)大批項目集中落地的可能性不大。主流大型負(fù)極材料企業(yè)新建及擴(kuò)建產(chǎn)能有望在2022年落地，產(chǎn)能實現(xiàn)翻倍增長。主流大廠負(fù)極材料未來3年產(chǎn)能規(guī)劃情況見表5。從當(dāng)前已有規(guī)劃負(fù)極材料新建項目預(yù)測，若所規(guī)劃項目全部投產(chǎn)，預(yù)計2024年中國鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能將達(dá)到400萬噸/年。

表5 主流大廠負(fù)極材料未來3年產(chǎn)能規(guī)劃情況 萬噸/年

當(dāng)前全球動力電池市場加速推進(jìn)，一方面新能源汽車成為當(dāng)前全球市場關(guān)注的焦點(diǎn)，各國車企均在整合市場布局，而中國作為全球主要的動力電池生產(chǎn)基地對國外車企形成一定沖擊，因此國外市場動力電池項目也在加速進(jìn)行。隨著國家對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力扶持以及5G時代的到來，手機(jī)面臨著大批量的更新?lián)Q代，鋰離子電池產(chǎn)量也將大幅增加，因此預(yù)計未來全球鋰離子電池市場仍將保持高速增長的趨勢。

2021年以來，隨著“雙碳”政策及內(nèi)蒙古地區(qū)限電，頭部企業(yè)加緊布局西南市場，擴(kuò)張石墨化和負(fù)極材料產(chǎn)能，未來3年計劃新增產(chǎn)能將會達(dá)到350萬噸/年以上，負(fù)極材料原料市場需求熱度不減，按照當(dāng)前計劃到2024年鋰電負(fù)極材料將超過傳統(tǒng)下游石墨電極成為針狀焦的主要流向，預(yù)計2024年鋰電負(fù)極材料對針狀焦的需求量將達(dá)到130萬噸，負(fù)極材料需求前景廣闊。

5 中國針狀焦市場發(fā)展前景分析

1）中國的針狀焦生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵階段，在未來產(chǎn)能過剩的時代，市場競爭會越來越激烈，只有技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、產(chǎn)品迭代升級才能贏得客戶，占領(lǐng)市場。

2）針狀焦下游產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能倍增、原料市場供應(yīng)不足的矛盾將更加突出，采購優(yōu)質(zhì)價廉的原料更是難上加難，生產(chǎn)成本會持續(xù)遞增。針狀焦生產(chǎn)成本更低、質(zhì)量更優(yōu)的企業(yè)將優(yōu)勢凸顯。

3）為了促進(jìn)高端鋰電池負(fù)極材料的穩(wěn)步發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，負(fù)極材料廠家應(yīng)建立自己的原料基地，開發(fā)定制高容量的特種微觀結(jié)構(gòu)焦炭，減少與石墨電極企業(yè)搶占資源的局面。

4）當(dāng)前環(huán)保壓力日益遞增，中國的電鋼將迎來重要的發(fā)展機(jī)遇期，新增電爐數(shù)量穩(wěn)步增長。因此，大規(guī)格超高功率石墨電極仍是電極市場主流，國產(chǎn)針狀焦必將抓住機(jī)遇，實現(xiàn)對進(jìn)口接頭焦產(chǎn)品的替代。

5）國產(chǎn)針狀焦企業(yè)在生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量的精細(xì)化管理方面與國外相比還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要找到與日本針狀焦企業(yè)在管理上的差距并實現(xiàn)突破，創(chuàng)新管理思路，國產(chǎn)針狀焦產(chǎn)品終將比肩進(jìn)口，引領(lǐng)行業(yè)。