Resumo:O autor analiza a situación da produción e o consumo de coque de agulla no noso país, as perspectivas da súa aplicación na industria de materiais de eléctrodos de grafito e eléctrodos negativos, para estudar os desafíos do desenvolvemento do coque de agulla de petróleo, incluíndo a escaseza de recursos de materias primas, a baixa calidade, os ciclos longos e a avaliación da aplicación de exceso de capacidade, aumentando a investigación de segmentación de produtos, a aplicación e as medidas de rendemento, como os estudos de asociación, para desenvolver un mercado de gama alta.
Segundo as diferentes fontes de materias primas, o coque de agulla pódese dividir en coque de agulla de petróleo e coque de agulla de carbón. O coque de agulla de petróleo fabrícase principalmente a partir de suspensións de FCC mediante refinado, hidrodesulfuración, coqueización retardada e calcinación. O proceso é relativamente complexo e ten un alto contido técnico. O coque de agulla ten as características de alto contido en carbono, baixo contido en xofre, baixo contido en nitróxeno, baixo contido en cinzas, etc., e ten excelentes propiedades electroquímicas e mecánicas despois da grafitización. É un tipo de material de carbono anisotrópico de alta gama con fácil grafitización.
O coque de agulla úsase principalmente para eléctrodos de grafito de ultra alta potencia e materiais catódicos de baterías de ións de litio. Como obxectivos estratéxicos do "pico de carbono" e a "neutralidade en carbono", os países continúan a promover a transformación e modernización da industria siderúrxica e automobilística, o axuste da estrutura industrial e a aplicación de tecnoloxía de protección ambiental ecolóxica e de aforro de enerxía, baixas emisións de carbono, para promover a fabricación de aceiro en fornos de arco eléctrico e o rápido desenvolvemento de vehículos de nova enerxía. A demanda de coque de agulla en bruto tamén está a crecer rapidamente. No futuro, a industria de transformación do coque de agulla seguirá sendo moi próspera. Este tema analiza o estado da aplicación e as perspectivas do coque de agulla en eléctrodos de grafito e materiais de ánodo, e propón os desafíos e as contramedidas para un desenvolvemento saudable da industria do coque de agulla.
1. Análise da produción e da dirección do fluxo de coque de agullas
1.1 Produción de coque de agullas
A produción de coque de agulla concéntrase principalmente nuns poucos países como China, Estados Unidos, Reino Unido, Corea do Sur e Xapón. En 2011, a capacidade de produción mundial de coque de agulla era duns 1200 kt/a, dos cales a capacidade de produción de China era de 250 kt/a, e só había catro fabricantes chineses de coque de agulla. Para 2021, segundo as estatísticas de Sinfern Information, a capacidade de produción mundial de coque de agulla aumentará a uns 3250 kt/a, e a capacidade de produción de coque de agulla en China aumentará a uns 2240 kt/a, o que representará o 68,9 % da capacidade de produción mundial, e o número de fabricantes chineses de coque de agulla aumentará a 21.
A táboa 1 mostra a capacidade de produción dos 10 principais fabricantes de coque de agulla do mundo, cunha capacidade de produción total de 2130 kt/a, o que representa o 65,5 % da capacidade de produción mundial. Desde a perspectiva da capacidade de produción mundial das empresas de coque de agulla, os fabricantes de coque de agulla en serie para petróleo xeralmente teñen unha escala relativamente grande, a capacidade de produción media dunha soa planta é de 100 ~ 200 kt/a, a capacidade de produción de coque de agulla en serie para carbón é só duns 50 kT/a.
Nos próximos anos, a capacidade mundial de produción de coque de agulla seguirá aumentando, pero principalmente procedente da China. A capacidade de produción de coque de agulla, prevista e en construción, da China é duns 430 kT/año, e a situación de exceso de capacidade agravase aínda máis. Fóra da China, a capacidade de coque de agulla é basicamente estable, e a refinería rusa OMSK planea construír unha unidade de coque de agulla de 38 kt/año en 2021.
A figura 1 mostra a produción de coque de agulla na China nos últimos 5 anos. Como se pode ver na figura 1, a produción de coque de agulla na China alcanzou un crecemento explosivo, cunha taxa de crecemento anual composta do 45 % en 5 anos. En 2020, a produción total de coque de agulla na China alcanzou as 517 kT, incluíndo 176 kT da serie do carbón e 341 kT da serie do petróleo.
1.2 Importación de coque de agullas
A figura 2 mostra a situación das importacións de coque de agulla na China nos últimos 5 anos. Como se pode ver na figura 2, antes do brote de COVID-19, o volume de importacións de coque de agulla na China aumentou significativamente, alcanzando as 270 kT en 2019, un récord. En 2020, debido ao alto prezo do coque de agulla importado, á diminución da competitividade, ao gran inventario portuario e ao continuo brote de epidemias en Europa e nos Estados Unidos, o volume de importacións de coque de agulla da China en 2020 foi só de 132 kt, un 51 % menos que o ano anterior. Segundo as estatísticas, no coque de agulla importado en 2020, o coque de agulla de petróleo foi de 27,5 kT, un 82,93 % menos que o ano anterior; Coque de agulla para medir carbón 104,1 kt, un 18,26 % máis que o ano pasado. A razón principal é que o transporte marítimo do Xapón e Corea do Sur está menos afectado pola epidemia. En segundo lugar, o prezo dalgúns produtos do Xapón e Corea do Sur é inferior ao de produtos similares na China e o volume de pedidos posteriores é grande.
1.3 Dirección de aplicación do coque de agulla
O coque de agulla é un tipo de material de carbono de alta gama que se emprega principalmente como materia prima para a produción de eléctrodos de grafito de potencia ultra alta e materiais para ánodos de grafito artificiais. Os campos de aplicación terminais máis importantes son a fabricación de aceiro para fornos de arco eléctrico e as baterías para vehículos de novas enerxías.
A FIGURA 3 mostra a tendencia de aplicación do coque de agulla na China nos últimos 5 anos. O eléctrodo de grafito é o maior campo de aplicación e a taxa de crecemento da demanda entra nunha fase relativamente plana, mentres que os materiais de eléctrodos negativos continúan a crecer rapidamente. En 2020, o consumo total de coque de agulla na China (incluído o consumo de inventario) foi de 740 kT, dos cales se consumiron 340 kT de material negativo e 400 kt de eléctrodo de grafito, o que representa o 45 % do consumo de material negativo.
2.1 Desenvolvemento da fabricación de aceiro eAF
A industria siderúrxica é unha das principais produtoras de emisións de carbono na China. Existen dous métodos principais de produción de ferro e aceiro: os altos fornos e os fornos de arco eléctricos. Entre eles, a fabricación de aceiro en fornos de arco eléctricos pode reducir as emisións de carbono nun 60 %, e pode realizar a reciclaxe dos recursos de chatarra de aceiro e reducir a dependencia da importación de mineral de ferro. A industria siderúrxica propuxo tomar a iniciativa para acadar o obxectivo do "pico de carbono" e a "neutralidade do carbono" para 2025. Baixo a orientación da política nacional da industria siderúrxica, haberá un gran número de plantas siderúrxicas para substituír o aceiro de conversión e altos fornos por fornos de arco eléctricos.
En 2020, a produción de aceiro bruto da China foi de 1054,4 millóns de toneladas, das cales a produción de aceiro de arco eléctrico (EAF) foi duns 96 millóns de toneladas, o que representa só o 9,1 % do total do aceiro bruto, en comparación co 18 % da media mundial, o 67 % dos Estados Unidos, o 39 % da Unión Europea e o 22 % do aceiro EAF do Xapón, polo que hai un gran marxe de progreso. Segundo o borrador de "Orientación para promover o desenvolvemento de alta calidade da industria siderúrxica" emitido polo Ministerio de Industria e Tecnoloxía da Información o 31 de decembro de 2020, a proporción da produción de aceiro EAF na produción total de aceiro bruto debería aumentarse ata o 15 % ~ 20 % para 2025. O aumento da produción de aceiro EAF aumentará significativamente a demanda de eléctrodos de grafito de potencia ultra alta. A tendencia de desenvolvemento dos fornos de arco eléctrico domésticos é de alta gama e a grande escala, o que supón unha maior demanda de eléctrodos de grafito de alta especificación e potencia ultra alta.
2.2 Estado da produción do eléctrodo de grafito
O eléctrodo de grafito é un consumible esencial para a fabricación de aceiro electródo de aire acondicionado (eAF). A figura 4 mostra a capacidade de produción e a produción de eléctrodos de grafito na China nos últimos 5 anos. A capacidade de produción de eléctrodos de grafito aumentou de 1050 kT/año en 2016 a 2200 kt/año en 2020, cunha taxa de crecemento anual composta do 15,94 %. Estes cinco anos son o período de rápido crecemento da capacidade de produción de eléctrodos de grafito e tamén o ciclo de desenvolvemento rápido da industria de eléctrodos de grafito. Antes de 2017, a industria de eléctrodos de grafito, como industria manufacturera tradicional con alto consumo de enerxía e alta contaminación, as grandes empresas nacionais de eléctrodos de grafito reducían a produción, as pequenas e medianas empresas de eléctrodos de grafito enfrontábanse ao peche e mesmo os xigantes internacionais dos eléctrodos tiveron que deter a produción, revender e saír. En 2017, influenciado e impulsado pola política administrativa nacional de eliminación obrigatoria do "aceiro de barra de chan", o prezo do eléctrodo de grafito na China aumentou drasticamente. Estimulado polo exceso de beneficios, o mercado de eléctrodos de grafito deu comezo a unha onda de recuperación e expansión da capacidade.
En 2019, a produción de eléctrodos de grafito na China alcanzou un novo máximo nos últimos anos, chegando aos 1189 kT. En 2020, a produción de eléctrodos de grafito diminuíu a 1020 kT debido á debilitación da demanda causada pola epidemia. Pero, en xeral, a industria chinesa de eléctrodos de grafito ten un grave exceso de capacidade e a taxa de utilización diminuíu do 70 % en 2017 ao 46 % en 2020, unha nova baixa taxa de utilización da capacidade.
2.3 Análise da demanda de coque de agulla na industria de eléctrodos de grafito
O desenvolvemento do aceiro eAF impulsará a demanda de eléctrodos de grafito de potencia ultra alta. Estímase que a demanda de eléctrodos de grafito será duns 1300 kt en 2025 e a demanda de coque de agulla en bruto será duns 450 kT. Debido a que na produción de eléctrodos e xuntas de grafito de gran tamaño e potencia ultra alta, o coque de agulla a base de petróleo é mellor que o coque de agulla a base de carbón, a proporción da demanda de eléctrodos de grafito de coque de agulla a base de petróleo aumentará aínda máis, ocupando o espazo de mercado do coque de agulla a base de carbón.
Data de publicación: 23 de marzo de 2022