Abstrakti:Kirjoittaja analysoi neulakoksin tuotanto- ja kulutustilannetta maassamme, sen sovellusmahdollisuuksia grafiittielektrodi- ja negatiivisten elektrodien materiaaliteollisuudessa, tutkiakseen öljyneulakoksin kehityshaasteita, mukaan lukien raaka-aineresurssien niukkuus, heikko laatu, pitkä sykli ja ylikapasiteettisovellusten arviointi, tuotesegmentointitutkimuksen, sovellusten ja suorituskykymittareiden, kuten assosiaatiotutkimusten, lisääminen huippumarkkinoiden kehittämiseksi.
Raaka-aineiden lähteiden mukaan neulakoksi voidaan jakaa öljyneulakoksiin ja kivihiilenkoksiin. Öljyneulakoksi valmistetaan pääasiassa FCC-lietteestä jalostuksen, rikinpoiston, viivästetyn koksauksen ja kalsinoinnin avulla. Prosessi on suhteellisen monimutkainen ja tekninen sisältö on korkea. Neulakoksin ominaisuuksia ovat korkea hiilipitoisuus, alhainen rikkipitoisuus, alhainen typpipitoisuus ja alhainen tuhkapitoisuus, ja sillä on erinomaiset sähkökemialliset ja mekaaniset ominaisuudet grafitoinnin jälkeen. Se on anisotrooppinen ja helposti grafitoituva high-end-hiilimateriaali.
Neulakoksia käytetään pääasiassa erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien ja litiumioniakkujen katodimateriaalien valmistuksessa. "Hiilihuipun" ja "hiilineutraalin" strategisten tavoitteiden mukaisesti maat jatkavat rauta- ja terästeollisuuden sekä autoteollisuuden muutosten ja teollisuusrakenteiden parantamisen edistämistä sekä energiansäästöön, vähähiiliseen ja vihreään ympäristönsuojeluteknologiaan liittyvien toimenpiteiden edistämistä sähkökaariuunien teräksenvalmistuksen ja uusien energianlähteiden nopean kehityksen edistämiseksi. Raaka-neulakoksiin liittyvä kysyntä kasvaa myös nopeasti. Neulakoksiin liittyvän loppupään teollisuus on tulevaisuudessa edelleen erittäin menestyvä. Tässä aiheessa analysoidaan neulakoksin käyttötilannetta ja -näkymiä grafiittielektrodi- ja anodimateriaaleissa ja esitetään haasteita ja vastatoimia neulakoksiteollisuuden terveelle kehitykselle.
1. Neulakoksin tuotannon ja virtaussuunnan analyysi
1.1 Neulakoksin tuotanto
Neulakoksin tuotanto keskittyy pääasiassa muutamiin maihin, kuten Kiinaan, Yhdysvaltoihin, Isoon-Britanniaan, Etelä-Koreaan ja Japaniin. Vuonna 2011 neulakoksin maailmanlaajuinen tuotantokapasiteetti oli noin 1 200 kt/v, josta Kiinan tuotantokapasiteetti oli 250 kt/v, ja kiinalaisia neulakoksin valmistajia oli vain neljä. Sinfern Informationin tilastojen mukaan neulakoksin maailmanlaajuinen tuotantokapasiteetti kasvaa vuoteen 2021 mennessä noin 3 250 kt/v ja neulakoksin tuotantokapasiteetti Kiinassa noin 2 240 kt/v, mikä on 68,9 % maailman tuotantokapasiteetista, ja kiinalaisten neulakoksin valmistajien määrä kasvaa 21:een.
Taulukossa 1 on esitetty maailman kymmenen suurimman neulakoksin valmistajan tuotantokapasiteetti, jonka kokonaistuotantokapasiteetti on 2 130 kt/v, mikä on 65,5 % maailmanlaajuisesta tuotantokapasiteetista. Neulakoksiyritysten maailmanlaajuisen tuotantokapasiteetin näkökulmasta öljypohjaisten neulakoksin valmistajilla on yleensä suhteellisen suuri mittakaava, yksittäisen tehtaan keskimääräinen tuotantokapasiteetti on 100–200 kt/v, kun taas hiilipohjaisten neulakoksin tuotantokapasiteetti on vain noin 50 kt/v.
Lähivuosina maailmanlaajuinen neulakoksin tuotantokapasiteetti tulee kasvamaan edelleen, mutta pääasiassa Kiinassa. Kiinan suunniteltu ja rakenteilla oleva neulakoksin tuotantokapasiteetti on noin 430 kt/a, ja ylikapasiteettitilanne pahenee entisestään. Kiinan ulkopuolella neulakoksin kapasiteetti on pääosin vakaa, ja Venäjän OMSK:n jalostamo suunnittelee rakentavansa 38 kt/a neulakoksiyksikön vuonna 2021.
Kuvio 1 esittää neulakoksin tuotantoa Kiinassa viimeisten viiden vuoden aikana. Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä, neulakoksin tuotanto Kiinassa on kasvanut räjähdysmäisesti, ja sen vuotuinen kasvuvauhti on ollut 45 % viidessä vuodessa. Vuonna 2020 neulakoksin kokonaistuotanto Kiinassa oli 517 kt, josta 176 kt oli hiilituotantoa ja 341 kt öljytuotantoa.
1.2 Neulakoksin tuonti
Kuvio 2 esittää neulakoksin tuontitilannetta Kiinassa viimeisten viiden vuoden aikana. Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, ennen COVID-19-epidemiaa neulakoksin tuontimäärä Kiinaan kasvoi merkittävästi ja saavutti ennätyksellisen 270 kilotonnia vuonna 2019. Vuonna 2020 Kiinan neulakoksin tuontimäärä vuonna 2020 oli vain 132 kilotonnia, mikä on 51 % vähemmän kuin edellisenä vuonna, johtuen maahantuotujen neulakoksin korkeasta hinnasta, heikentyneestä kilpailukyvystä, suurista satamien varastoista ja Euroopassa ja Yhdysvalloissa jatkuvista epidemioiden puhkeamisesta. Tilastojen mukaan vuonna 2020 tuodusta neulakoksista öljyneulakoksin määrä oli 27,5 kilotonnia, mikä on 82,93 % vähemmän kuin edellisenä vuonna. Hiilen neulakoksimäärä 104,1 kt, 18,26 % enemmän kuin viime vuonna. Tärkein syy tähän on se, että epidemia vaikuttaa vähemmän Japanin ja Etelä-Korean meriliikenteeseen. Toiseksi joidenkin Japanista ja Etelä-Koreasta tulevien tuotteiden hinta on alhaisempi kuin vastaavien tuotteiden Kiinassa, ja loppupään tilausmäärä on suuri.
1.3 Neulakoksin levityssuunta
Neulakoksi on eräänlainen korkealaatuinen hiilimateriaali, jota käytetään pääasiassa raaka-aineena erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien ja keinotekoisten grafiittianodimateriaalien valmistuksessa. Tärkeimmät päätesovellusalueet ovat teräksen valmistus valokaariuuneissa ja uusien energialähteiden akkujen valmistus.
KUVA 3 esittää neulakoksin käyttötrendiä Kiinassa viimeisten viiden vuoden aikana. Grafiittielektrodi on suurin sovellusalue, ja kysynnän kasvuvauhti on suhteellisen tasaisessa vaiheessa, kun taas negatiivisten elektrodimateriaalien kysyntä kasvaa edelleen nopeasti. Vuonna 2020 neulakoksin kokonaiskulutus Kiinassa (mukaan lukien varastojen kulutus) oli 740 kt, josta negatiivista materiaalia kulutettiin 340 kt ja grafiittielektrodia 400 kt, mikä on 45 % negatiivisen materiaalin kulutuksesta.
2.1 eAF-teräksenvalmistuksen kehitys
Rauta- ja terästeollisuus on merkittävä hiilidioksidipäästöjen tuottaja Kiinassa. Rautaa ja terästä valmistetaan kahdella pääasiallisella tavalla: masuunilla ja sähkökaariuunilla. Näistä sähkökaariuunissa tapahtuva teräksen valmistus voi vähentää hiilidioksidipäästöjä 60 %, ja se mahdollistaa romuteräsresurssien kierrätyksen ja vähentää riippuvuutta rautamalmin tuonnista. Rauta- ja terästeollisuus on aikonut ottaa johtoaseman "hiilihuipun" ja "hiilineutraaliuden" tavoitteiden saavuttamisessa vuoteen 2025 mennessä. Kansallisen rauta- ja terästeollisuuspolitiikan ohjauksessa suuri määrä terästehtaita korvaa konvertteri- ja masuuniteräksen sähkökaariuunilla.
Vuonna 2020 Kiinan raakateräksen tuotanto oli 1 054,4 miljoonaa tonnia, josta elektronikaariuuniteräksen tuotanto oli noin 96 miljoonaa tonnia, mikä on vain 9,1 % raakateräksen kokonaistuotannosta. Maailman keskiarvo on 18 %, Yhdysvaltojen 67 %, Euroopan unionin 39 % ja Japanin 22 %. Kehityksen varaa on paljon. Teollisuus- ja tietotekniikkaministeriön 31. joulukuuta 2020 julkaiseman "Rauta- ja terästeollisuuden korkealaatuisen kehityksen edistämistä koskevien ohjeiden" luonnoksen mukaan elektronikaariuuniteräksen tuotannon osuutta raakateräksen kokonaistuotannosta tulisi nostaa 15–20 prosenttiin vuoteen 2025 mennessä. Elektronikaariuuniteräksen tuotannon kasvu lisää merkittävästi erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien kysyntää. Kotimaisten sähkökaariuunien kehitystrendi on huippuluokan ja laajamittainen, mikä lisää kysyntää suurille eritelmille ja erittäin tehokkaille grafiittielektrodeille.
2.2 Grafiittielektrodin tuotantotila
Grafiittielektrodi on olennainen kulutusmateriaali eAF-teräksen valmistuksessa. Kuva 4 esittää grafiittielektrodien tuotantokapasiteettia ja tuotantoa Kiinassa viimeisten viiden vuoden aikana. Grafiittielektrodien tuotantokapasiteetti on kasvanut 1050 kt/a vuonna 2016 2200 kt/a vuonna 2020, ja vuotuinen kasvuvauhti on 15,94 %. Nämä viisi vuotta ovat grafiittielektrodien tuotantokapasiteetin nopean kasvun ja grafiittielektroditeollisuuden nopean kehityksen aikaa. Ennen vuotta 2017 grafiittielektroditeollisuus oli perinteinen valmistusteollisuudenala, jolla oli korkea energiankulutus ja paljon saasteita. Suuret kotimaiset grafiittielektrodiyritykset vähensivät tuotantoaan, pienet ja keskisuuret grafiittielektrodiyritykset olivat joutuneet lopettamaan toimintansa, myymään tuotteitaan ja poistumaan markkinoilta. Vuonna 2017 grafiittielektrodin hinta Kiinassa nousi jyrkästi kansallisen hallinnollisen politiikan vaikutuksesta ja sen ajamana, joka koski "lattiapalkkiteräksen" pakollista poistamista. Ylimääräisten voittojen vauhdittamana grafiittielektrodimarkkinoilla käynnistyi kapasiteetin uudelleenkäynnistyksen ja laajentumisen aalto.
Vuonna 2019 grafiittielektrodien tuotanto Kiinassa saavutti uuden ennätyksen viime vuosina ja oli 1189 kilotonnin. Vuonna 2020 grafiittielektrodien tuotanto laski 1020 kilotonnin tasolle epidemian aiheuttaman kysynnän heikkenemisen vuoksi. Kokonaisuudessaan Kiinan grafiittielektroditeollisuudella on kuitenkin vakava ylikapasiteetti, ja käyttöaste laski 70 prosentista vuonna 2017 46 prosenttiin vuonna 2020, mikä on uusi alhainen kapasiteetin käyttöaste.
2.3 Neulakoksin kysyntäanalyysi grafiittielektroditeollisuudessa
Elektronisen neulakoksin (eAF) kehitys tulee lisäämään erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien kysyntää. Grafiittielektrodien kysynnän arvioidaan olevan noin 1 300 kt vuonna 2025 ja raakaneulakoksin kysynnän noin 450 kt. Koska öljypohjainen neulakoksi on parempi vaihtoehto suurten ja erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien ja liitosten tuotannossa kuin hiilipohjainen neulakoksi, öljypohjaisen neulakoksin osuus grafiittielektrodien kysynnästä kasvaa entisestään, mikä valtaa hiilipohjaisen neulakoksin markkinatilan.
Julkaisun aika: 23.3.2022