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(1)针状焦在下游领域的应用:
①石墨电极:
A、针状焦在石墨电极领域主要用于制造超高功率石墨电极:石墨电极是采用普通石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料,由电极本体和电极接头两部分组成。
石墨电极根据使用时功率和电流的不同,采用不同原材料和生产工艺生产,分为超高功率石墨电极、高功率石墨电极和普通功率石墨电极,所需要的骨料材料如下:
B、电弧炉炼钢的发展是影响石墨电极市场的关键因素:国内石墨电极下游主要系以电炉炼钢为主,2021年的下游消费结构具体分布如下:
数据统计:中金企信国际咨询
国内生产的石墨电极主要用于国内的钢铁行业,以及出口到俄罗斯、马来西亚、土耳其、欧盟国家以及日韩等电炉钢生产大国。不考虑出口部分,钢铁行业在国内石墨电极下游消费结构的占比在2021年高达74%。石墨电极在钢铁行业主要用于电弧炉炼钢过程,发挥的作用为:在耐受电弧炉内热梯度的前提下,传导电流并以电弧形式放电对废钢等炉料进行加热融化。
C、电弧炉炼钢工艺的优势:电弧炉炼钢(短流程炼钢)相比高炉、转炉炼钢(长流程炼钢)在建设成本、生产效率、环境保护等方面有明显优势。其中,长流程炼钢的炼钢原料为铁矿石、焦炭等矿石原料,关键设备是高炉和转炉;短流程炼钢的炼钢原料为废钢,关键设备是电弧炉。
同样是以废钢为原料,电弧炉炼钢相比中频感应炉炼钢,更能够冶炼出硫、磷含量低的优质钢。采用中频感应炉炼制的地条钢大多是低端普钢,因为中频感应炉不采用石墨电极,无法有效除去钢中硫、磷等有害杂质,且无法控制钢的成分。
②负极材料:
A、锂电池负极材料概况:锂电池负极材料主要分为碳材料与非碳材料两类,具体如下:
目前市场化应用程度最高、技术最成熟的为碳材料中的石墨类负极材料,其中人造石墨有较大规模的产业化应用。从产品出货结构来看,人造石墨产品占比持续提升。截至2021年,人造石墨类负极材料出货量占比约为84%,具体如下:
数据统计:中金企信国际咨询
人造石墨的原料包括石油焦和针状焦,沥青是粘结剂,是通过粉碎、造粒、分级、高温石墨化加工等过程制成。用针状焦制备的负极性能优于普通石油焦,具有高容量、高压实、高倍率且循环性能优异的特点,而石油焦因其价格较低,多用于中低端负极材料。所以,一般来说,低端负极使用石油焦,高端负极使用针状焦,中端负极按一定比例使用石油焦和针状焦。
天然石墨的加工性能好、比容量和压实密度较高,价格亦相对较低,但是其表面缺陷较多、与电解液相容性比较差,且易膨胀,循环寿命较差,较多应用于中低端消费电池市场。
非碳材料中,硅基负极材料是未来最可能大规模应用的新型负极材料之一,但是目前技术尚未成熟。相比碳负极材料,硅基负极材料在能量密度方面具备明显优势,但是因为膨胀较大、循环性能差、导电率较低等缺陷,目前尚无法单独使用,现阶段主要与石墨负极材料混合使用。
B、锂电池分为消费电池、动力电池和储能电池:锂电池按终端应用领域可分为消费电池、动力电池和储能电池。其中,消费电池主要用于手机、笔记本电脑和平板电脑等消费电子产品;动力电池应用主要为新能源汽车和电动自行车;储能电池主要用于移动基站电源、家庭储能和电网储能等。目前,动力电池和消费类电池的应用领域占据主流,储能电池的占比较低。根据中金企信国际咨询统计数据,2021年中国锂离子电池出货量达到327GWh,其中动力电池出货量约为226GWh,占锂离子电池出货量的69.1%;消费类锂电池和储能电池分别占锂离子电池出货量的16.2%和14.7%。
中金企信国际咨询公布的《2023-2029年针状焦市场发展战略规划分析及投资可行性评估预测报告》
(2)近些年针状焦的供求演变整体情况:
①2016年之前,国内针状焦供需两弱:2016年之前,国内针状焦市场的两大下游需求疲软导致了国内市场规模相对较小:电弧炉在我国炼钢行业的渗透率长期处于较低的水平;以电池需求为主的负极材料行业未开始大力发展。
②2017-2019年,受益于两大下游行业的发展,国内针状焦市场大力发展:2016年10月,工信部印发《钢铁工业调整升级规划(2016—2020年)》,明确要求全面取缔生产“地条钢”的中频炉、工频炉产能,并依法严肃查处“地条钢”生产企业,包括采用中频炉、工频炉进行炼钢的企业,炼钢行业转向电弧炉炼钢工艺,刺激了高功率和超高功率石墨电极的需求。同时,我国新能源汽车产业、储能产业、消费电子产业的发展刺激了负极材料的需求。针状焦作为高功率和超高功率石墨电极以及锂电池负极材料的重要原材料,其国内市场在2017~2018年两年迅速爆发,其行业利润水平迅速增强。
2018年,较高的利润水平吸引了大量企业投产,针状焦产能迅速扩张,导致低端产能过剩局面逐渐显现,但高端产能(比如超高功率石墨电极本体和接头用针状焦)依然处于供不应求的状况,主要依赖于进口。
③2020年上半年,国内针状焦市场受新冠肺炎疫情影响而处于供需失衡的状态:2020年上半年,针状焦下游需求受国内外新冠疫情的影响而萎缩,但针状焦产能持续增加,加剧了针状焦供需关系的失衡。
④2020年下半年至今,新冠肺炎疫情影响逐渐减弱,需求不断增长:自2020下半年开始,随着国内新冠疫情整体得到控制,同时,随着针状焦下游石墨电极、负极材料需求的不断提高,特别是下游负极材料厂商的大幅扩产,针状焦厂商尤其是油系针状焦厂商也开始大幅扩产,导致2021年针状焦的产能和产量均大幅增加。油系和煤系针状焦2020年以来的产能和产量情况如下:
数据统计:中金企信国际咨询
(3)2017-2021年中国针状焦行业的下游消费结构:针状焦行业下游主要包括锂电池负极和石墨电极两大领域,随着新能源汽车等不断推广,锂电池负极需求量不断增加,在针状焦行业的下游消费占比不断提升,具体情况如下图所示:
数据统计:中金企信国际咨询
受国家打击“地条钢”、鼓励电弧炉炼钢等政策驱动,我国2017年以来石墨电极产量逐渐增加,其中2020年略有下降,主要是受疫情因素影响。我国石墨电极产量由2017年的55.29万吨增加至2021年的100.89万吨,年均复合增速达到16.23%,2022年1-6月为45.70万吨,同比减少10.57%,具体产量情况如下:
数据统计:中金企信国际咨询
我国2017年以来锂电池需求量快速增长,负极材料产量亦大幅增加,由2017年的18.30万吨增加至2021年的65.77万吨,年均复合增速达到37.69%,2022年1-6月为50.27万吨,同比增加56.07%,具体情况如下:
数据统计:中金企信国际咨询
(4)2017-2021年我国针状焦行业的供给情况:受下游需求不断增加的驱动,我国针状焦行业2017-2021年的产量不断扩大,由2017年的15.12万吨增加至2021年的108.39万吨,年均复合增速达到63.63%,2022年1-6月为67.11万吨,同比增加21.86%,具体情况如下:
数据统计:中金企信国际咨询
(5)针状焦未来的需求情况:
①石墨电极:
A、石墨电极行业竞争格局:截至2021年底,从产能角度统计,石墨电极行业的竞争格局如下:
数据统计:中金企信国际咨询
其中,方大炭素、辽宁丹炭、湖南明大、吉林炭素、中州炭素、扬帆碳素、大同宇林德、辽宁鸿达等是公司客户。公司是国内石墨电极行业的重要供应商。
B、双碳背景下电弧炉炼钢具有较好发展前景:从政策面看,在当前碳中和、碳达峰的大背景下,国家政策支持电弧炉炼钢行业,因为短流程电弧炉炼钢工艺直接消除了许多造成污染的环节,因而有利于促进钢铁行业的节能降碳。2022年1月20日,工信部、国家发改委和生态环境部联合发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》提出,到2025年,我国电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至15%以上。
从渗透率看,中国的电弧炉炼钢市场具有较大的提升空间。根据国际回收局(BIR)统计,中国2019年的电炉钢比(电炉钢产量在总产钢量中所占的比例)约10.4%,远低于世界平均水平29.0%,距离2025年15%的目标比例亦有较大差距。
C、超高功率石墨电极用针状焦的需求有望持续提升:石墨电极分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和超高功率石墨电极,其中超高功率石墨电极适用于大型超高功率电弧炉,冶炼周期比普通功率电弧炉缩短25%,能够有效减少单位钢铁的耗电量和碳排放,有利于提高生产效率,在“双碳”战略背景下,是国家重点鼓励发展的方向。目前新建电弧炉配套使用的亦基本系超高功率石墨电极。
超高功率石墨电极用针状焦将受益于超高功率石墨电极的发展。中国是全球最大的石墨电极生产国,但产品以低端为主,在高技术含量、高附加值的大规格超高功率石墨电极上的全球市场占有率较低,远不如海外巨头。并且,国家产业政策明确支持超高功率电弧炉的发展,而超高功率石墨电极作为电弧炉的主要材料之一,其需求量会持续向好。近年来,我国超高功率石墨电极产量呈现增长的趋势,在行业总产量中的占比持续提高,具体如下:
数据统计:中金企信国际咨询
不同规格型号的石墨电极原料主要构成如下:
超高功率石墨电极使用的针状焦量相对较大,公司针状焦将受益于超高功率石墨电极的发展。
②负极材料:
A、负极材料行业集中度高,且头部企业均是公司的客户:我国的负极材料产业在世界范围内占有重要的地位。中金企信国际咨询统计数据显示:中国负极材料出货量在全球的占比由2020年的77.7%提高到2021年的86.1%。国内负极材料行业集中度较高,主要供应商为贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、凯金新能源等,具体如下:
数据统计:中金企信国际咨询
其中,2021年国内负极材料排名前五的企业均为公司客户。
B、负极材料行业下游具有较好的发展前景:负极材料的应用领域主要包括新能源汽车、消费电子和储能等领域。随着各国新能源汽车政策加码,节能减排期限接近,新能源汽车渗透率将快速提升,动力电池用负极材料出货量未来有望保持高速增长。并且,新能源汽车对续航里程的要求不断提高,有利于高能量密度负极材料用针状焦的发展。具体到各国:按照国内《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,到2025年我国新能源汽车销量占比约20%左右;2021年8月初,美国白宫官网发布消息称,美国总统拜登设定了美国到2030年电动汽车销量占比达50%的目标;欧洲丰厚的电动车购置补贴和税费减免,带动了新能源汽车销量的快速提升,促进了车企电动化的转型。
消费电子的电池需求量有望稳步增长。消费电池主要用于手机、笔记本电脑和平板电脑等消费电子产品,以及可穿戴设备、AR/VR设备、无人机等新兴消费电子领域。未来,随着5G等技术的发展,智能手机产品的更新换代将带来换机需求的增强,可穿戴设备、AR/VR设备、无人机等新兴消费电子领域将逐渐兴起。
政策支持储能行业的发展,因而带动储能电池的需求增长。2021年7月,国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出:到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。储能电池系统具备削峰填谷、负荷调节的功能,能够有效提高发电效率、降低用电成本,在推动能源领域碳达峰,碳中和过程中能够发挥显著作用。
C、负极材料厂商大幅扩建产能,针状焦需求旺盛:负极材料厂商近些年大幅扩建产能以满足下游中高端动力锂电池的市场需求,带动了针状焦需求的大幅增长,具体如下:
数据统计:中金企信国际咨询
(6)行业利润水平的变动趋势及变动原因:针状焦行业的供需情况对针状焦行业利润水平有显著影响。自2017年上半年开始,下游石墨电极需求因电弧炉炼钢行业被政策支持鼓励而明显增加,而针状焦供给难以迅速跟上,导致针状焦产品处于供不应求的状态,市场价格不断攀高,针状焦行业处于一个较高的利润水平;随着针状焦行业新增产能涌入,针状焦市场价格开始下滑,导致针状焦行业的利润水平开始下降;2020年上半年,需求端受国内新冠疫情影响而缩减,导致针状焦市场价格持续下滑,2020年的针状焦行业利润水平处于一个较低的位置;自2020下半年开始,随着国内新冠疫情整体得到控制,同时下游石墨电极、新能源负极材料尤其是新能源负极材料的需求不断提高,针状焦的销售价格回暖,针状焦的利润水平开始攀升。
成本因素对针状焦行业利润水平有一定的影响。油系针状焦的原材料主要为含芳烃的石油类重质油,采购价格与大宗商品原油具有一定的相关性。针状焦两大下游应用领域具有较大的发展空间:石墨电极行业,特别是超高功率石墨电极领域,将受益于双碳背景下电弧炉炼钢需求的持续提升,而针状焦是超高功率石墨电极的主要原材料;负极材料行业将受益于动力电池、消费电池和储能电池的发展以及负极材料厂商大幅扩建产能的现状,而针状焦是高能量密度负极材料的重要原材料。未来,随着针状焦市场需求的不断增加以及工艺技术的不断完善,行业利润水平有望维持一定的水平。