Astratto:L'autore analizza la situazione della produzione e del consumo di coke aghiforme nel nostro paese, le prospettive della sua applicazione nell'industria degli elettrodi di grafite e dei materiali per elettrodi negativi, studia le sfide dello sviluppo del coke aghiforme petrolifero, tra cui la scarsità di risorse di materie prime, la qualità non elevata, il ciclo lungo e la valutazione dell'applicazione della sovracapacità, incrementa la ricerca sulla segmentazione del prodotto, l'applicazione, le misure di prestazione, come studi associati per sviluppare il mercato di fascia alta.
In base alle 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 FCC attraverso processi di raffinazione, idrodesolforazione, cokizzazione ritardata e calcinazione. Il processo è relativamente complesso e presenta un elevato contenuto tecnico. Il coke aghiforme ha caratteristiche quali alto contenuto di carbonio, basso contenuto di zolfo, basso contenuto di azoto, basso contenuto di ceneri e così via, e possiede eccellenti proprietà elettrochimiche e meccaniche dopo la grafitizzazione. Si tratta di un materiale carbonioso anisotropo di alta gamma con facile grafitizzazione.
Il coke aghiforme viene utilizzato principalmente per elettrodi di grafite ad altissima potenza e materiali catodici per batterie agli ioni di litio. Nell'ambito degli obiettivi strategici di "picco di carbonio" e "neutralità carbonica", i paesi continuano a promuovere la trasformazione e l'ammodernamento della struttura industriale del settore siderurgico e automobilistico, nonché l'applicazione di tecnologie a basso impatto ambientale e a risparmio energetico, per incentivare la produzione di acciaio tramite forni ad arco elettrico e il rapido sviluppo dei veicoli a energia pulita. Di conseguenza, la domanda di coke aghiforme grezzo è in rapida crescita. In futuro, il settore a valle del coke aghiforme continuerà a prosperare. Questo studio analizza lo stato attuale e le prospettive di applicazione del coke aghiforme negli elettrodi di grafite e nei materiali anodici, e individua le sfide e le contromisure per un sano sviluppo del settore.
1. Analisi della produzione e della direzione del flusso del coke aghiforme
1.1 Produzione di coke d'ago
La produzione di coke aghiforme è principalmente concentrata 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/a, di cui 250 kt/a erano di proprietà della Cina, che contava solo quattro produttori. Secondo le statistiche di Sinfern Information, entro il 2021 la capacità produttiva globale di coke aghiforme aumenterà a circa 3250 kt/a, di cui circa 2240 kt/a saranno di proprietà della Cina, pari al 68,9% della capacità produttiva globale, e il numero di produttori cinesi di coke aghiforme salirà a 21.
La Tabella 1 mostra la capacità produttiva dei 10 principali produttori mondiali di coke aghiforme, con una capacità produttiva totale di 2130 kt/a, pari al 65,5% della capacità produttiva globale. Dal punto di vista della capacità produttiva globale delle imprese produttrici di coke aghiforme, i produttori di coke aghiforme derivato dal petrolio hanno generalmente una scala relativamente ampia, con una capacità produttiva media per singolo impianto di 100-200 kt/a, mentre la capacità produttiva del coke aghiforme derivato dal carbone è di sole 50 kT/a circa.
Nei prossimi anni, la capacità produttiva globale di coke aghiforme continuerà ad aumentare, principalmente in Cina. La capacità produttiva di coke aghiforme pianificata e in costruzione in Cina si aggira intorno alle 430.000 tonnellate all'anno, aggravando ulteriormente la situazione di sovraccapacità. Al di fuori della Cina, la capacità di produzione di coke aghiforme è sostanzialmente stabile, con la raffineria russa OMSK che prevede di costruire un impianto da 38.000 tonnellate all'anno 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 517.000 tonnellate, di cui 176.000 tonnellate derivate dal carbone e 341.000 tonnellate derivate dal petrolio.
1.2 Importazione di coke d'ago
La Figura 2 mostra la situazione delle importazioni di coke aghiforme in Cina negli ultimi 5 anni. Come si può osservare dalla Figura 2, prima dello scoppio della pandemia di COVID-19, il volume delle importazioni di coke aghiforme in Cina è aumentato significativamente, raggiungendo le 270.000 tonnellate nel 2019, un livello record. Nel 2020, a causa dell'alto prezzo del coke aghiforme importato, della minore competitività, delle grandi scorte portuali e della continua diffusione dell'epidemia in Europa e negli Stati Uniti, il volume delle importazioni cinesi di coke aghiforme nel 2020 è stato di sole 132.000 tonnellate, in calo del 51% rispetto all'anno precedente. Secondo le statistiche, nel coke aghiforme importato nel 2020, 27.500 tonnellate erano costituite da coke aghiforme oleoso, in calo dell'82,93% rispetto all'anno precedente. Le esportazioni di coke d'ago hanno raggiunto le 104,1 kt, il 18,26% in più rispetto all'anno scorso. La ragione principale è che il trasporto marittimo tra 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 materiale carbonioso di alta qualità, utilizzato principalmente come materia prima per la produzione di elettrodi di grafite ad altissima potenza e di anodi di grafite artificiale. I principali campi di applicazione sono la siderurgia in forni ad arco elettrico e le batterie per veicoli a energia alternativa.
La Figura 3 mostra l'andamento delle applicazioni del coke aghiforme in Cina negli ultimi 5 anni. Gli elettrodi di grafite rappresentano il principale campo di applicazione e il tasso di crescita della domanda si è stabilizzato, mentre i materiali per elettrodi negativi continuano a crescere rapidamente. Nel 2020, il consumo totale di coke aghiforme in Cina (compreso il consumo di magazzino) è stato di 740 kT, di cui 340 kT di materiale per elettrodi negativi e 400 kT di elettrodi di grafite, pari al 45% del consumo totale di materiale per elettrodi negativi.
2.1 Sviluppo della siderurgia con forno elettrico ad arco elettrico
L'industria siderurgica è una delle principali fonti di emissioni di carbonio in Cina. I due principali metodi di produzione di ferro e acciaio sono 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%, consentendo il riciclo delle risorse di rottami siderurgici e riducendo la dipendenza dalle importazioni di minerale di ferro. L'industria siderurgica si è posta l'obiettivo di assumere un ruolo guida nel raggiungimento 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 la produzione di acciaio tramite convertitori e altiforni con la produzione tramite forno ad arco elettrico.
Nel 2020, la produzione cinese di acciaio grezzo è stata di 1054,4 milioni di tonnellate, di cui circa 96 milioni di tonnellate provenienti da forni ad arco elettrico (eAF), pari solo al 9,1% della produzione totale di acciaio grezzo. Rispetto al 18% della media mondiale, al 67% degli Stati Uniti, al 39% dell'Unione Europea e al 22% del Giappone, vi è un ampio margine di miglioramento. Secondo la bozza di "Linee guida per la promozione di uno sviluppo di alta qualità dell'industria siderurgica", pubblicata dal Ministero dell'Industria e dell'Informatica il 31 dicembre 2020, la quota di produzione di acciaio eAF sul totale della produzione di acciaio grezzo dovrebbe essere aumentata al 15%-20% entro il 2025. L'aumento della produzione di acciaio eAF incrementerà significativamente la domanda di elettrodi di grafite ad altissima potenza. La tendenza di sviluppo dei forni ad arco elettrico in Cina è orientata verso la fascia alta e le grandi dimensioni, il che comporta una maggiore domanda di elettrodi di grafite di grandi dimensioni e ad altissima potenza.
2.2 Stato della produzione dell'elettrodo di grafite
L'elettrodo di grafite è un materiale di consumo essenziale per la produzione di acciaio tramite forno ad arco elettrico (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/a nel 2016 a 2200 kT/a nel 2020, con un tasso di crescita annuo composto del 15,94%. Questi cinque anni rappresentano il periodo di rapida crescita della capacità produttiva di elettrodi di grafite, nonché il ciclo di rapido sviluppo del settore. Prima del 2017, il settore degli elettrodi di grafite, in quanto industria manifatturiera tradizionale ad alto consumo energetico e ad alto inquinamento, ha visto le grandi imprese nazionali ridurre la produzione, le piccole e medie imprese del settore chiudere e persino i giganti internazionali degli elettrodi dover interrompere la produzione, rivendere o uscire dal mercato. Nel 2017, influenzato e spinto dalla politica amministrativa nazionale di eliminazione obbligatoria dell'"acciaio per barre di fondazione", il prezzo degli elettrodi di grafite in Cina è aumentato bruscamente. Stimolato dagli extra profitti, il mercato degli elettrodi di grafite ha dato il via a un'ondata di ripresa ed espansione della capacità produttiva.
Nel 2019, la produzione di elettrodi di grafite in Cina ha raggiunto un nuovo massimo degli ultimi anni, toccando le 1189 kT. Nel 2020, la produzione di elettrodi di grafite è diminuita a 1020 kT a causa dell'indebolimento della domanda causato dalla pandemia. Nel complesso, tuttavia, l'industria cinese degli elettrodi di grafite presenta una grave sovraccapacità e il tasso di utilizzo è sceso dal 70% nel 2017 al 46% nel 2020, un nuovo minimo storico.
2.3 Analisi della domanda di coke aghiforme nell'industria degli elettrodi di grafite
Lo sviluppo dell'acciaio eAF stimolerà la domanda di elettrodi di grafite ad altissima potenza. Si stima che la domanda di elettrodi di grafite raggiungerà circa 1300 kt nel 2025, mentre la domanda di coke aghiforme grezzo sarà di circa 450 kt. Poiché nella produzione di elettrodi e giunzioni di grafite di grandi dimensioni e ad altissima potenza, il coke aghiforme a base di petrolio è più performante del coke aghiforme a base di carbone, la quota di mercato del coke aghiforme a base di petrolio nella domanda di elettrodi di grafite aumenterà ulteriormente, conquistando quote di mercato a scapito del coke aghiforme a base di carbone.
Data di pubblicazione: 23 marzo 2022