Astratto:L'autore analizza la situazione della produzione e del consumo di coke aghiforme nel nostro Paese, le prospettive della sua applicazione nel settore dei materiali per elettrodi di grafite e per elettrodi negativi, per studiare le sfide dello sviluppo del coke aghiforme petrolifero, tra cui la scarsità di risorse di materie prime, la qualità non elevata, la valutazione delle applicazioni a ciclo lungo e sovracapacità, l'aumento della segmentazione del prodotto, la ricerca sull'applicazione, le misure delle prestazioni, come gli studi di associazione per sviluppare un mercato di fascia alta.
A seconda delle diverse fonti di materie prime, il coke aghiforme può essere suddiviso in coke aghiforme di petrolio e coke aghiforme di carbone. Il coke aghiforme di petrolio è prodotto principalmente da fanghi di carbone fossile (FCC) mediante raffinazione, idrodesolforazione, coking ritardato e calcinazione. Il processo è relativamente complesso e ha un elevato contenuto tecnico. Il coke aghiforme presenta le seguenti caratteristiche: alto tenore di carbonio, basso tenore di zolfo, basso tenore di azoto, basso tenore di ceneri, ecc., e possiede eccellenti proprietà elettrochimiche e meccaniche dopo la grafitizzazione. Si tratta di un materiale ad alto tenore di carbonio anisotropico di alta qualità, facilmente grafitizzabile.
Il coke aghiforme viene utilizzato principalmente per elettrodi di grafite ad altissima potenza e materiali catodici per batterie agli ioni di litio. In linea con gli obiettivi strategici di "carbon peak" e "carbon neutral", i paesi continuano a promuovere la trasformazione e l'ammodernamento dell'industria siderurgica e automobilistica, adeguando le strutture industriali e promuovendo l'applicazione di tecnologie di risparmio energetico, basse emissioni di carbonio e protezione ambientale ecologica, per promuovere la produzione di acciaio con forno ad arco elettrico e il rapido sviluppo di veicoli a nuova energia. Anche la domanda di coke aghiforme grezzo è in rapida crescita. In futuro, l'industria a valle del coke aghiforme continuerà a prosperare. Questo argomento analizza lo stato e le prospettive di applicazione del coke aghiforme negli elettrodi di grafite e nei materiali anodici e presenta le sfide e le contromisure per un sano sviluppo dell'industria del coke aghiforme.
1. Analisi della produzione e della direzione del flusso del coke aghiforme
1.1 Produzione di coke aghiforme
La produzione di coke aghiforme è concentrata principalmente in pochi paesi come Cina, Stati Uniti, Regno Unito, Corea del Sud e Giappone. Nel 2011, la capacità produttiva globale di coke aghiforme era di circa 1200 kt/anno, di cui 250 kt/anno in Cina, con solo quattro produttori cinesi di coke aghiforme. Entro il 2021, secondo le statistiche di Sinfern Information, la capacità produttiva globale di coke aghiforme aumenterà a circa 3250 kt/anno, mentre la capacità produttiva di coke aghiforme in Cina aumenterà a circa 2240 kt/anno, rappresentando il 68,9% della capacità produttiva globale, e il numero di produttori cinesi di coke aghiforme aumenterà a 21.
La Tabella 1 mostra la capacità produttiva dei 10 principali produttori di coke aghiforme al mondo, con una capacità produttiva totale di 2130 kt/anno, pari al 65,5% della capacità produttiva globale. Dal punto di vista della capacità produttiva globale delle imprese di coke aghiforme, i produttori di coke aghiforme da petrolio hanno generalmente una scala relativamente ampia, con una capacità produttiva media di un singolo impianto di 100-200 kt/anno, mentre la capacità produttiva di coke aghiforme da carbone è di sole 50 kt/anno circa.
Nei prossimi anni, la capacità produttiva globale di coke aghiforme continuerà ad aumentare, principalmente in Cina. La capacità produttiva di coke aghiforme cinese, pianificata e in costruzione, è di circa 430 kt/a, e la situazione di sovraccapacità si sta ulteriormente aggravando. Al di fuori della Cina, la capacità di coke aghiforme è sostanzialmente stabile, con la raffineria russa OMSK che prevede di costruire un'unità di coke aghiforme da 38 kt/a nel 2021.
La Figura 1 mostra la produzione di coke aghiforme in Cina negli ultimi 5 anni. Come si può osservare dalla Figura 1, la produzione di coke aghiforme in Cina ha registrato una crescita esponenziale, con un tasso di crescita annuo composto del 45% in 5 anni. Nel 2020, la produzione totale di coke aghiforme in Cina ha raggiunto le 517 kT, di cui 176 kT da carbone e 341 kT da petrolio.
1.2 Importazione di coke aghiforme
La Figura 2 mostra la situazione delle importazioni di coke aghiforme in Cina negli ultimi 5 anni. Come si può vedere dalla Figura 2, prima dello scoppio del COVID-19, il volume delle importazioni di coke aghiforme in Cina è aumentato significativamente, raggiungendo 270 kT nel 2019, un livello record. Nel 2020, a causa dell'elevato prezzo del coke aghiforme importato, della ridotta competitività, dell'elevato inventario portuale e, a ciò, del continuo scoppio di epidemie in Europa e negli Stati Uniti, il volume delle importazioni di coke aghiforme dalla Cina nel 2020 è stato di sole 132 kT, in calo del 51% su base annua. Secondo le statistiche, nel 2020, il coke aghiforme importato dal petrolio è stato di 27,5 kT, in calo dell'82,93% su base annua; Il carbone misura 104,1 kt di coke ad aghi, il 18,26% in più rispetto all'anno scorso, il motivo principale è che il trasporto marittimo di Giappone e Corea del Sud è stato meno colpito dall'epidemia, in secondo luogo, il prezzo di alcuni prodotti provenienti da Giappone e Corea del Sud è inferiore a quello di prodotti simili in Cina, e il volume degli ordini a valle è elevato.
1.3 Direzione di applicazione del coke ad ago
Il coke aghiforme è un tipo di materiale carbonioso di alta qualità, utilizzato principalmente come materia prima per la produzione di elettrodi in grafite ad altissima potenza e di materiali anodici in grafite artificiale. I principali campi di applicazione finali sono la produzione di acciaio tramite forno elettrico ad arco e le batterie per veicoli a energia rinnovabile.
La FIG. 3 mostra l'andamento delle applicazioni del coke ad aghi in Cina negli ultimi 5 anni. L'elettrodo di grafite rappresenta il principale campo di applicazione e il tasso di crescita della domanda è relativamente stabile, mentre i materiali per elettrodi negativi continuano a crescere rapidamente. Nel 2020, il consumo totale di coke ad aghi in Cina (incluso il consumo di scorte) è stato di 740 kT, di cui 340 kT di materiale negativo e 400 kT di elettrodi di grafite, pari al 45% del consumo di materiale negativo.
2.1 Sviluppo della produzione di acciaio eAF
L'industria siderurgica è una delle principali fonti di emissioni di carbonio in Cina. Esistono due principali metodi di produzione di ferro e acciaio: l'altoforno e il forno ad arco elettrico. Tra questi, la produzione di acciaio tramite forno ad arco elettrico può ridurre le emissioni di carbonio del 60% e può realizzare il riciclo dei rottami di acciaio, riducendo così la dipendenza dalle importazioni di minerale di ferro. L'industria siderurgica si propone di assumere un ruolo guida nel raggiungimento dell'obiettivo del "picco di carbonio" e della "neutralità carbonica" entro il 2025. Sotto la guida della politica nazionale per l'industria siderurgica, un gran numero di acciaierie sostituirà l'acciaio da convertitore e da altoforno con quello da forno ad arco elettrico.
Nel 2020, la produzione cinese di acciaio grezzo è stata di 1.054,4 milioni di tonnellate, di cui circa 96 milioni di tonnellate di acciaio eAF, che rappresentano solo il 9,1% dell'acciaio grezzo totale, rispetto al 18% della media mondiale, al 67% degli Stati Uniti, al 39% dell'Unione Europea e al 22% dell'acciaio EAF giapponese; vi è ampio margine di progresso. Secondo la bozza di "Linee guida per la promozione dello sviluppo di alta qualità dell'industria siderurgica" pubblicata dal Ministero dell'Industria e dell'Informazione Tecnologica il 31 dicembre 2020, la quota di produzione di acciaio eAF sulla produzione totale di acciaio grezzo dovrebbe aumentare al 15% ~ 20% entro il 2025. L'aumento della produzione di acciaio eAF aumenterà significativamente la domanda di elettrodi di grafite ad altissima potenza. La tendenza allo sviluppo dei forni ad arco elettrico domestici è di fascia alta e su larga scala, il che comporta una maggiore domanda di elettrodi di grafite di grandi specifiche e ad altissima potenza.
2.2 Stato di produzione dell'elettrodo di grafite
L'elettrodo di grafite è un materiale di consumo essenziale per la produzione di acciaio eAF. La Figura 4 mostra la capacità produttiva e la produzione di elettrodi di grafite in Cina negli ultimi 5 anni. La capacità produttiva di elettrodi di grafite è aumentata da 1050 kT/anno nel 2016 a 2200 kT/anno nel 2020, con un tasso di crescita annuo composto del 15,94%. Questi cinque anni rappresentano un periodo di rapida crescita della capacità produttiva di elettrodi di grafite e anche un ciclo continuo di rapido sviluppo dell'industria degli elettrodi di grafite. Prima del 2017, l'industria degli elettrodi di grafite, essendo un settore manifatturiero tradizionale con elevati consumi energetici e un elevato inquinamento, ha ridotto la produzione delle grandi aziende nazionali produttrici di elettrodi di grafite, ha chiuso i battenti delle piccole e medie imprese e persino i colossi internazionali hanno dovuto interrompere la produzione, rivendere e abbandonare il mercato. Nel 2017, influenzato e spinto dalla politica amministrativa nazionale di eliminazione obbligatoria dell'"acciaio da sbarre", il prezzo degli elettrodi di grafite in Cina è aumentato drasticamente. Grazie agli utili in eccesso, il mercato degli elettrodi di grafite ha avviato un'ondata di ripresa ed espansione della capacità produttiva.
Nel 2019, la produzione di elettrodi di grafite in Cina ha raggiunto un nuovo massimo storico, raggiungendo le 1189 kT. Nel 2020, la produzione di elettrodi di grafite è scesa a 1020 kT a causa della flessione della domanda causata dall'epidemia. Tuttavia, nel complesso, l'industria cinese degli elettrodi di grafite presenta una grave sovraccapacità produttiva e il tasso di utilizzo è sceso dal 70% del 2017 al 46% del 2020, un nuovo basso tasso di utilizzo della capacità produttiva.
2.3 Analisi della domanda di coke ad ago nell'industria degli elettrodi di grafite
Lo sviluppo dell'acciaio eAF alimenterà la domanda di elettrodi di grafite ad altissima potenza. Si stima che la domanda di elettrodi di grafite sarà di circa 1300 kt nel 2025, mentre quella di coke aghiforme grezzo sarà di circa 450 kt. Poiché nella produzione di elettrodi e giunti di grafite di grandi dimensioni e ad altissima potenza, il coke aghiforme derivato da petrolio è migliore del coke aghiforme derivato da carbone, la quota di coke aghiforme derivato da petrolio nella domanda di elettrodi di grafite aumenterà ulteriormente, occupando lo spazio di mercato del coke aghiforme derivato da carbone.
Data di pubblicazione: 23 marzo 2022