چکیده:نویسنده وضعیت تولید و مصرف کک سوزنی در کشور ما، چشم‌انداز کاربرد آن در صنعت الکترود گرافیتی و مواد الکترود منفی را بررسی می‌کند، چالش‌های توسعه کک سوزنی نفتی، از جمله کمبود منابع مواد اولیه، کیفیت پایین، چرخه طولانی و ارزیابی کاربرد بیش از حد ظرفیت، افزایش تحقیقات تقسیم‌بندی محصول، کاربرد، معیارهای عملکرد، مانند مطالعات ارتباط برای توسعه بازار کالاهای لوکس را بررسی می‌کند.
با توجه به منابع مختلف مواد اولیه، کک سوزنی را می‌توان به کک سوزنی نفتی و کک سوزنی زغال سنگ تقسیم کرد. کک سوزنی نفتی عمدتاً از دوغاب FCC از طریق پالایش، هیدرودسولفوریزاسیون، کک‌سازی تأخیری و کلسیناسیون ساخته می‌شود. این فرآیند نسبتاً پیچیده است و محتوای فنی بالایی دارد. کک سوزنی دارای ویژگی‌های کربن بالا، گوگرد کم، نیتروژن کم، خاکستر کم و غیره است و پس از گرافیتی شدن خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی برجسته‌ای دارد. این نوعی ماده کربنی ناهمسانگرد با کیفیت بالا است که به راحتی گرافیتی می‌شود.
کک سوزنی عمدتاً برای الکترود گرافیتی با توان فوق‌العاده بالا و مواد کاتدی باتری یون لیتیوم استفاده می‌شود. به عنوان اهداف استراتژیک "کربن پیک" و "کربن خنثی"، کشورها همچنان به ترویج تحول و ارتقاء صنعت آهن و فولاد و خودرو و تنظیم ساختار صنعتی و ترویج کاربرد فناوری‌های کم‌کربن و سبز برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ترویج فولادسازی کوره قوس الکتریکی و توسعه سریع وسایل نقلیه با انرژی جدید ادامه می‌دهند. تقاضا برای کک سوزنی خام نیز به سرعت در حال رشد است. در آینده، صنعت پایین‌دستی کک سوزنی همچنان بسیار پررونق خواهد بود. این موضوع وضعیت کاربرد و چشم‌انداز کک سوزنی در الکترود گرافیتی و مواد آند را تجزیه و تحلیل می‌کند و چالش‌ها و اقدامات متقابل برای توسعه سالم صنعت کک سوزنی را مطرح می‌کند.
۱. تحلیل تولید و جهت جریان کک سوزنی
۱.۱ تولید کک سوزنی
تولید کک سوزنی عمدتاً در چند کشور مانند چین، ایالات متحده، انگلستان، کره جنوبی و ژاپن متمرکز است. در سال ۲۰۱۱، ظرفیت تولید جهانی کک سوزنی حدود ۱۲۰۰ هزار تن در سال بود که از این تعداد، ظرفیت تولید چین ۲۵۰ هزار تن در سال بود و تنها چهار تولیدکننده کک سوزنی چینی وجود داشت. طبق آمار Sinfern Information، تا سال ۲۰۲۱، ظرفیت تولید جهانی کک سوزنی به حدود ۳۲۵۰ هزار تن در سال افزایش خواهد یافت و ظرفیت تولید کک سوزنی در چین به حدود ۲۲۴۰ هزار تن در سال افزایش خواهد یافت که ۶۸.۹ درصد از ظرفیت تولید جهانی را تشکیل می‌دهد و تعداد تولیدکنندگان کک سوزنی چینی به ۲۱ نفر افزایش خواهد یافت.
جدول ۱ ظرفیت تولید ۱۰ تولیدکننده برتر کک سوزنی در جهان را نشان می‌دهد که ظرفیت تولید کل آنها ۲۱۳۰ هزار تن در سال است که ۶۵.۵ درصد از ظرفیت تولید جهانی را تشکیل می‌دهد. از منظر ظرفیت تولید جهانی شرکت‌های کک سوزنی، تولیدکنندگان کک سوزنی سری نفتی عموماً مقیاس نسبتاً بزرگی دارند، میانگین ظرفیت تولید یک کارخانه ۱۰۰ تا ۲۰۰ هزار تن در سال است، ظرفیت تولید کک سوزنی سری زغال‌سنگ تنها حدود ۵۰ هزار تن در سال است.
در چند سال آینده، ظرفیت تولید کک سوزنی در جهان همچنان افزایش خواهد یافت، اما عمدتاً از چین. ظرفیت تولید کک سوزنی برنامه‌ریزی شده و در دست ساخت چین حدود ۴۳۰ هزار تن در سال است و وضعیت مازاد ظرفیت، اوضاع را وخیم‌تر می‌کند. در خارج از چین، ظرفیت کک سوزنی اساساً پایدار است و پالایشگاه OMSK روسیه قصد دارد در سال ۲۰۲۱ یک واحد کک سوزنی با ظرفیت ۳۸ هزار تن در سال بسازد.
شکل ۱ تولید کک سوزنی در چین را در ۵ سال اخیر نشان می‌دهد. همانطور که از شکل ۱ مشاهده می‌شود، تولید کک سوزنی در چین با نرخ رشد سالانه مرکب ۴۵ درصد در ۵ سال، رشد انفجاری داشته است. در سال ۲۰۲۰، کل تولید کک سوزنی در چین به ۵۱۷ هزار تن رسید که شامل ۱۷۶ هزار تن کک سری زغال‌سنگ و ۳۴۱ هزار تن کک سری نفت است.
۱.۲ واردات کک سوزنی
شکل ۲ وضعیت واردات کک سوزنی به چین را در ۵ سال اخیر نشان می‌دهد. همانطور که از شکل ۲ مشاهده می‌شود، قبل از شیوع کووید-۱۹، حجم واردات کک سوزنی به چین به طور قابل توجهی افزایش یافت و در سال ۲۰۱۹ به ۲۷۰ هزار تن رسید که یک رکورد بالا بود. در سال ۲۰۲۰، به دلیل قیمت بالای کک سوزنی وارداتی، کاهش رقابت‌پذیری، موجودی بالای بنادر و همچنین شیوع مداوم بیماری‌های همه‌گیر در اروپا و ایالات متحده، حجم واردات کک سوزنی چین در سال ۲۰۲۰ تنها ۱۳۲ هزار تن بود که نسبت به سال قبل ۵۱ درصد کاهش یافته است. طبق آمار، در کک سوزنی وارداتی در سال ۲۰۲۰، کک سوزنی نفتی ۲۷.۵ هزار تن بود که نسبت به سال قبل ۸۲.۹۳ درصد کاهش یافته است. کک سوزنی زغال سنگ به ۱۰۴.۱ هزار تن رسید که ۱۸.۲۶ درصد بیشتر از سال گذشته است. دلیل اصلی این است که حمل و نقل دریایی ژاپن و کره جنوبی کمتر تحت تأثیر این بیماری همه گیر قرار گرفته است، ثانیاً قیمت برخی از محصولات ژاپن و کره جنوبی کمتر از محصولات مشابه در چین است و حجم سفارشات پایین دستی زیاد است.
۱.۳ جهت کاربرد کک سوزنی
کک سوزنی نوعی ماده کربنی مرغوب است که عمدتاً به عنوان ماده اولیه برای تولید الکترود گرافیتی با توان فوق العاده بالا و مواد آند گرافیتی مصنوعی استفاده می‌شود. مهمترین زمینه‌های کاربرد نهایی آن، فولادسازی کوره قوس الکتریکی و باتری‌های مورد استفاده در خودروهای با انرژی نو است.
شکل ۳ روند کاربرد کک سوزنی در چین را در ۵ سال اخیر نشان می‌دهد. الکترود گرافیتی بزرگترین حوزه کاربرد است و نرخ رشد تقاضا وارد مرحله نسبتاً ثابتی می‌شود، در حالی که مواد الکترود منفی به سرعت در حال رشد هستند. در سال ۲۰۲۰، کل مصرف کک سوزنی در چین (شامل مصرف موجودی) ۷۴۰ هزار تن بود که از این مقدار ۳۴۰ هزار تن کک سوزنی و ۴۰۰ هزار تن الکترود گرافیتی مصرف شده است که ۴۵ درصد از مصرف مواد منفی را تشکیل می‌دهد.
۲.۱ توسعه فولادسازی به روش eAF
صنعت آهن و فولاد یکی از تولیدکنندگان اصلی انتشار کربن در چین است. دو روش اصلی تولید آهن و فولاد وجود دارد: کوره بلند و کوره قوس الکتریکی. در میان آنها، فولادسازی با کوره قوس الکتریکی می‌تواند انتشار کربن را تا 60 درصد کاهش دهد و می‌تواند بازیافت منابع فولاد قراضه را محقق کند و وابستگی به واردات سنگ آهن را کاهش دهد. صنعت آهن و فولاد پیشنهاد کرده است که تا سال 2025 در دستیابی به هدف «اوج کربن» و «خنثی‌سازی کربن» پیشگام باشد. تحت هدایت سیاست ملی صنعت آهن و فولاد، تعداد زیادی کارخانه فولاد برای جایگزینی فولاد مبدل و کوره بلند با کوره قوس الکتریکی وجود خواهد داشت.
در سال ۲۰۲۰، تولید فولاد خام چین ۱۰۵۴.۴ میلیون تن بود که از این میزان، تولید فولاد به روش کوره قوس الکتریکی حدود ۹۶ میلیون تن است که تنها ۹.۱ درصد از کل فولاد خام را تشکیل می‌دهد، در مقایسه با ۱۸ درصد از میانگین جهانی، ۶۷ درصد از ایالات متحده، ۳۹ درصد از اتحادیه اروپا و ۲۲ درصد از فولاد کوره قوس الکتریکی ژاپن، فضای زیادی برای پیشرفت وجود دارد. طبق پیش‌نویس «راهنمای ارتقای توسعه با کیفیت بالای صنعت آهن و فولاد» که توسط وزارت صنایع و فناوری اطلاعات در ۳۱ دسامبر ۲۰۲۰ صادر شد، سهم تولید فولاد به روش کوره قوس الکتریکی در کل تولید فولاد خام باید تا سال ۲۰۲۵ به ۱۵ تا ۲۰ درصد افزایش یابد. افزایش تولید فولاد به روش کوره قوس الکتریکی، تقاضا برای الکترودهای گرافیتی با توان فوق‌العاده بالا را به طور قابل توجهی افزایش خواهد داد. روند توسعه کوره قوس الکتریکی داخلی، پیشرفته و در مقیاس بزرگ است که تقاضای بیشتری را برای الکترود گرافیتی با مشخصات و توان فوق‌العاده بالا ایجاد می‌کند.
۲.۲ وضعیت تولید الکترود گرافیتی
الکترود گرافیتی یک ماده مصرفی ضروری برای فولادسازی به روش eAF است. شکل 4 ظرفیت تولید و خروجی الکترود گرافیتی در چین را در 5 سال اخیر نشان می‌دهد. ظرفیت تولید الکترود گرافیتی از 1050 هزار تن در سال 2016 به 2200 هزار تن در سال 2020 افزایش یافته است که نرخ رشد مرکب سالانه آن 15.94 درصد است. این پنج سال، دوره رشد سریع ظرفیت تولید الکترود گرافیتی و همچنین چرخه توسعه سریع صنعت الکترود گرافیتی است. قبل از سال 2017، صنعت الکترود گرافیتی به عنوان یک صنعت تولیدی سنتی با مصرف انرژی بالا و آلودگی بالا، تولید شرکت‌های بزرگ الکترود گرافیتی داخلی را کاهش داد، شرکت‌های کوچک و متوسط الکترود گرافیتی با تعطیلی مواجه شدند و حتی غول‌های الکترود بین‌المللی نیز مجبور به توقف تولید، فروش مجدد و خروج از بازار شدند. در سال 2017، تحت تأثیر و هدایت سیاست اداری ملی مبنی بر حذف اجباری "فولاد کف"، قیمت الکترود گرافیتی در چین به شدت افزایش یافت. بازار الکترود گرافیتی، که با سودهای مازاد تحریک شده بود، موجی از از سرگیری و گسترش ظرفیت را به همراه داشت.
در سال ۲۰۱۹، تولید الکترود گرافیتی در چین به رکورد جدیدی در سال‌های اخیر رسید و به ۱۱۸۹ هزار تن رسید. در سال ۲۰۲۰، به دلیل کاهش تقاضا ناشی از بیماری همه‌گیر، تولید الکترود گرافیتی به ۱۰۲۰ هزار تن کاهش یافت. اما در کل، صنعت الکترود گرافیتی چین با مازاد ظرفیت جدی مواجه است و نرخ بهره‌برداری از ۷۰ درصد در سال ۲۰۱۷ به ۴۶ درصد در سال ۲۰۲۰ کاهش یافته است که نرخ بهره‌برداری از ظرفیت پایین جدیدی را نشان می‌دهد.
۲.۳ تحلیل تقاضای کک سوزنی در صنعت الکترود گرافیتی
توسعه فولاد eAF تقاضا برای الکترود گرافیتی با قدرت فوق‌العاده بالا را افزایش خواهد داد. تخمین زده می‌شود که تقاضا برای الکترود گرافیتی در سال 2025 حدود 1300 هزار تن و تقاضا برای کک سوزنی خام حدود 450 هزار تن خواهد بود. از آنجا که در تولید الکترود و اتصالات گرافیتی با اندازه بزرگ و قدرت فوق‌العاده بالا، کک سوزنی پایه روغنی بهتر از کک سوزنی پایه زغال‌سنگ است، نسبت تقاضای الکترود گرافیتی برای کک سوزنی پایه روغنی بیشتر افزایش خواهد یافت و فضای بازار کک سوزنی پایه زغال‌سنگ را اشغال خواهد کرد.
زمان ارسال: ۲۳ مارس ۲۰۲۲