Nadelkoks-Industriekettenanalyse und Marktentwicklungsmaßnahmen

Abstrakt:Der Autor analysiert die Produktions- und Verbrauchssituation von Nadelkoks in unserem Land, die Aussichten für seine Anwendung in der Graphitelektroden- und Negativelektrodenmaterialindustrie, untersucht die Herausforderungen bei der Entwicklung von Ölnadelkoks, einschließlich der Rohstoffknappheit, der schlechten Qualität, der langen Zyklen und der Anwendungsbewertung bei Überkapazitäten, verstärkt die Produktsegmentierungsforschung, Anwendung, Leistungsindikatoren und ähnliche Studien zur Entwicklung eines High-End-Marktes.
Je nach Rohstoffquelle wird Nadelkoks in Ölnadelkoks und Kohlenadelkoks unterteilt. Ölnadelkoks wird hauptsächlich aus FCC-Schlamm durch Raffination, Hydrodesulfurierung, Delayed Coking und Kalzinierung hergestellt. Der Prozess ist relativ komplex und technisch anspruchsvoll. Nadelkoks zeichnet sich durch einen hohen Kohlenstoff-, Schwefel-, Stickstoff- und Aschegehalt aus und weist nach der Graphitierung hervorragende elektrochemische und mechanische Eigenschaften auf. Es handelt sich um ein anisotropes, hochwertiges Kohlenstoffmaterial, das sich leicht graphitieren lässt.
Nadelkoks wird hauptsächlich für Graphitelektroden mit ultrahoher Leistung und Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Im Rahmen der strategischen Ziele „Kohlenstoff-Spitzenwert“ und „Kohlenstoffneutralität“ fördern Länder weiterhin die Transformation und Modernisierung der Eisen- und Stahlindustrie sowie die Anpassung der Industriestruktur und den Einsatz energiesparender, kohlenstoffarmer und umweltfreundlicher Technologien. Die Stahlerzeugung in Lichtbogenöfen und die rasante Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben werden vorangetrieben. Die Nachfrage nach Rohnadelkoks wächst ebenfalls rasant. Die nachgelagerte Nadelkoksindustrie wird auch in Zukunft sehr florieren. Dieses Thema analysiert den Anwendungsstatus und die Aussichten von Nadelkoks in Graphitelektroden und Anodenmaterial und stellt Herausforderungen und Gegenmaßnahmen für eine gesunde Entwicklung der Nadelkoksindustrie vor.

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1. Analyse der Produktion und Fließrichtung von Nadelkoks
1.1 Herstellung von Nadelkoks
Die Produktion von Nadelkoks konzentriert sich hauptsächlich auf wenige Länder wie China, die USA, Großbritannien, Südkorea und Japan. Im Jahr 2011 betrug die weltweite Produktionskapazität für Nadelkoks etwa 1.200 kt/a, davon 250 kt/a in China. Es gab nur vier chinesische Nadelkokshersteller. Laut Statistiken von Sinfern Information wird die weltweite Produktionskapazität für Nadelkoks bis 2021 auf etwa 3.250 kt/a steigen, die Produktionskapazität Chinas auf etwa 2.240 kt/a, was 68,9 % der weltweiten Produktionskapazität entspricht. Die Zahl der chinesischen Nadelkokshersteller wird sich auf 21 erhöhen.
Tabelle 1 zeigt die Produktionskapazität der zehn weltweit größten Nadelkokshersteller. Die Gesamtproduktionskapazität beträgt 2130 kt/a, was 65,5 % der weltweiten Produktionskapazität entspricht. Betrachtet man die globale Produktionskapazität von Nadelkoksunternehmen, so sind die Hersteller von Öl-Nadelkoks im Allgemeinen relativ groß. Die durchschnittliche Produktionskapazität einer einzelnen Anlage beträgt 100 bis 200 kt/a, die Produktionskapazität von Kohle-Nadelkoks beträgt nur etwa 50 kt/a.

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In den nächsten Jahren wird die weltweite Nadelkoksproduktionskapazität weiter steigen, vor allem aber in China. Die geplante und im Bau befindliche Nadelkoksproduktionskapazität Chinas liegt bei rund 430 kT/a, und die Überkapazitäten verschärfen sich weiter. Außerhalb Chinas ist die Nadelkokskapazität grundsätzlich stabil. Die russische Raffinerie OMSK plant 2021 den Bau einer Nadelkoksanlage mit einer Kapazität von 38 kT/a.
Abbildung 1 zeigt die Nadelkoksproduktion in China in den letzten fünf Jahren. Wie aus Abbildung 1 ersichtlich, hat die Nadelkoksproduktion in China ein explosives Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 45 % in fünf Jahren verzeichnet. Im Jahr 2020 erreichte die Gesamtproduktion von Nadelkoks in China 517.000 Tonnen, davon 176.000 Tonnen Kohle und 341.000 Tonnen Öl.

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1.2 Import von Nadelkoks
Abbildung 2 zeigt die Importsituation von Nadelkoks in China in den letzten fünf Jahren. Wie aus Abbildung 2 ersichtlich, stieg Chinas Importvolumen von Nadelkoks vor dem Ausbruch von COVID-19 erheblich an und erreichte 2019 mit 270.000 Tonnen einen Rekordwert. Im Jahr 2020 betrug Chinas Importvolumen von Nadelkoks aufgrund des hohen Preises für importierten Nadelkoks, der verringerten Wettbewerbsfähigkeit, großer Hafenbestände und überlagert durch den anhaltenden Ausbruch von Epidemien in Europa und den USA im Jahr 2020 nur 132.000 Tonnen, ein Rückgang von 51 % gegenüber dem Vorjahr. Laut Statistik betrug der Anteil des im Jahr 2020 importierten Nadelkokses an Ölnadelkoks 27,5.000 Tonnen, ein Rückgang von 82,93 % gegenüber dem Vorjahr. Die Menge an Nadelkoks beträgt 104,1 kt, 18,26 % mehr als im letzten Jahr. Der Hauptgrund dafür ist, dass der Seeverkehr in Japan und Südkorea weniger von der Epidemie betroffen ist. Zweitens sind die Preise einiger Produkte aus Japan und Südkorea niedriger als die ähnlicher Produkte in China und das Auftragsvolumen ist groß.

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1.3 Anwendungsrichtung von Nadelkoks
Nadelkoks ist ein hochwertiges Kohlenstoffmaterial, das hauptsächlich als Rohstoff für die Herstellung von Graphitelektroden mit ultrahoher Leistung und Anodenmaterialien aus künstlichem Graphit verwendet wird. Die wichtigsten Anwendungsgebiete für Terminals sind die Stahlerzeugung in Lichtbogenöfen und die Verwendung von Batterien für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik.
Abb. 3 zeigt die Anwendungsentwicklung von Nadelkoks in China in den letzten fünf Jahren. Graphitelektroden sind das größte Anwendungsgebiet, und die Nachfrage wächst relativ flach, während negative Elektrodenmaterialien weiterhin schnell wachsen. Im Jahr 2020 betrug der Gesamtverbrauch an Nadelkoks in China (einschließlich Lagerverbrauch) 740 kT, davon 340 kT negatives Material und 400 kT Graphitelektroden, was 45 % des Verbrauchs an negativem Material entspricht.

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2. Anwendung und Perspektiven von Nadelkoks in der Graphitelektrodenindustrie
2.1 Entwicklung der Elektrolysestahlerzeugung
Die Eisen- und Stahlindustrie ist ein Hauptproduzent von CO2-Emissionen in China. Zur Herstellung von Eisen und Stahl werden hauptsächlich zwei Verfahren eingesetzt: Hochofen und Elektrolichtbogenofen. Die Stahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen kann die CO2-Emissionen um 60 % senken, das Recycling von Stahlschrott ermöglichen und die Abhängigkeit von Eisenerzimporten verringern. Die Eisen- und Stahlindustrie hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 die CO2-Emissionen zu senken und die CO2-Neutralität zu erreichen. Im Rahmen der nationalen Politik der Eisen- und Stahlindustrie werden zahlreiche Stahlwerke Konverter- und Hochofenstahl durch Elektrolichtbogenöfen ersetzen.
Im Jahr 2020 betrug die Rohstahlproduktion Chinas 1.054,4 Millionen Tonnen. Davon entfielen etwa 96 Millionen Tonnen auf Elektrolichtbogenstahl, was nur 9,1 % der gesamten Rohstahlproduktion ausmacht. Im Vergleich dazu liegt der weltweite Durchschnitt bei 18 %, der US-Durchschnitt bei 67 %, der EU bei 39 % und der japanische Durchschnitt bei 22 %. Es besteht also noch viel Raum für Verbesserungen. Laut dem Entwurf der „Richtlinien zur Förderung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung der Eisen- und Stahlindustrie“, der am 31. Dezember 2020 vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegeben wurde, soll der Anteil der Elektrolichtbogenstahlproduktion an der gesamten Rohstahlproduktion bis 2025 auf 15–20 % gesteigert werden. Mit der Steigerung der Elektrolichtbogenstahlproduktion steigt auch die Nachfrage nach Graphitelektroden mit ultrahoher Leistung deutlich. Der Entwicklungstrend bei inländischen Lichtbogenöfen geht in Richtung High-End und Großserie, was eine größere Nachfrage nach Graphitelektroden mit großen Spezifikationen und ultrahoher Leistung mit sich bringt.
2.2 Produktionsstatus der Graphitelektrode
Graphitelektroden sind ein wichtiger Verbrauchsstoff für die Elektrolysestahlherstellung. Abbildung 4 zeigt die Produktionskapazität und den Ausstoß von Graphitelektroden in China in den letzten fünf Jahren. Die Produktionskapazität für Graphitelektroden ist von 1.050 kT/a im Jahr 2016 auf 2.200 kt/a im Jahr 2020 gestiegen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 15,94 %. Diese fünf Jahre waren eine Zeit des schnellen Wachstums der Produktionskapazität für Graphitelektroden und auch eine Phase der rasanten Entwicklung der Graphitelektrodenindustrie. Vor 2017 war die Graphitelektrodenindustrie ein traditioneller Fertigungszweig mit hohem Energieverbrauch und starker Umweltverschmutzung. Große inländische Graphitelektrodenunternehmen drosselten ihre Produktion, kleine und mittelgroße Graphitelektrodenunternehmen standen vor der Schließung und selbst die internationalen Elektrodengiganten mussten die Produktion einstellen, den Weiterverkauf einstellen und den Markt verlassen. Im Jahr 2017 stieg der Preis für Graphitelektroden in China stark an, beeinflusst und getrieben von der nationalen Verwaltungspolitik der obligatorischen Abschaffung von „Bodenstabstahl“. Angeregt durch übermäßige Gewinne kam es auf dem Graphitelektrodenmarkt zu einer Welle der Kapazitätswiederaufnahme und -erweiterung.微信图片_20220323113505

Im Jahr 2019 erreichte die Graphitelektrodenproduktion in China mit 1189 kT einen neuen Jahreshöchststand. Im Jahr 2020 sank die Graphitelektrodenproduktion aufgrund der durch die Epidemie bedingten Nachfrageschwäche auf 1020 kT. Insgesamt weist die chinesische Graphitelektrodenindustrie jedoch erhebliche Überkapazitäten auf, und die Auslastung sank von 70 % im Jahr 2017 auf 46 % im Jahr 2020 – ein neuer Tiefstand.
2.3 Bedarfsanalyse von Nadelkoks in der Graphitelektrodenindustrie
Die Entwicklung von Elektrolysestahl wird die Nachfrage nach ultrahochleistungsfähigen Graphitelektroden ankurbeln. Schätzungsweise wird der Bedarf an Graphitelektroden im Jahr 2025 bei etwa 1300 kt liegen, der Bedarf an Rohnadelkoks bei etwa 450 kt. Da sich ölbasierter Nadelkoks bei der Herstellung von großen und ultrahochleistungsfähigen Graphitelektroden und -verbindungen besser eignet als kohlebasierter Nadelkoks, wird der Anteil ölbasierter Nadelkokse am Bedarf an Graphitelektroden weiter steigen und den Markt für kohlebasierte Nadelkokse verdrängen.


Veröffentlichungszeit: 23. März 2022