เชิงนามธรรม:ผู้เขียนได้วิเคราะห์สถานการณ์การผลิตและการบริโภคถ่านโค้กเข็มในประเทศของเรา แนวโน้มของการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์และวัสดุอิเล็กโทรดลบ เพื่อศึกษาความท้าทายในการพัฒนาถ่านโค้กเข็มสำหรับน้ำมัน รวมถึงทรัพยากรวัตถุดิบที่มีไม่เพียงพอ คุณภาพไม่สูง การประเมินการใช้วงจรยาวและกำลังการผลิตเกิน เพิ่มการวิจัยการแบ่งส่วนผลิตภัณฑ์ การประยุกต์ใช้ การวัดประสิทธิภาพ เช่น การศึกษาความสัมพันธ์เพื่อพัฒนาตลาดระดับไฮเอนด์
ตามแหล่งที่มาของวัตถุดิบที่แตกต่างกัน โค้กเข็มสามารถแบ่งได้เป็นโค้กเข็มน้ำมันและโค้กเข็มถ่านหิน โค้กเข็มน้ำมันส่วนใหญ่ผลิตขึ้นจากสารละลาย FCC ผ่านการกลั่น การกำจัดซัลเฟอร์ด้วยไฮโดรไลเซชัน การโค้กแบบล่าช้า และการเผา กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อนและมีเนื้อหาทางเทคนิคสูง โค้กเข็มมีลักษณะของคาร์บอนสูง กำมะถันต่ำ ไนโตรเจนต่ำ เถ้าต่ำ และอื่นๆ และมีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าและทางกลที่โดดเด่นหลังจากการทำให้เป็นกราฟิไทเซชัน เป็นวัสดุคาร์บอนระดับไฮเอนด์แบบแอนไอโซทรอปิกชนิดหนึ่งที่สามารถทำให้เป็นกราฟิไทเซชันได้ง่าย
โค้กเข็มส่วนใหญ่ใช้ทำอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษและวัสดุแคโทดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากเป็นเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ของ "คาร์บอนพีค" "คาร์บอนเป็นกลาง" ประเทศต่างๆ จึงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงและการอัปเกรดโครงสร้างอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าและยานยนต์อย่างต่อเนื่อง และส่งเสริมการใช้คาร์บอนต่ำประหยัดพลังงานและเทคโนโลยีปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว เพื่อส่งเสริมการผลิตเหล็กด้วยเตาอาร์คไฟฟ้าและการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการโค้กเข็มดิบยังเติบโตอย่างรวดเร็ว ในอนาคต อุตสาหกรรมปลายน้ำของโค้กเข็มจะยังคงเจริญรุ่งเรืองอย่างมาก หัวข้อนี้วิเคราะห์สถานะการใช้งานและแนวโน้มของโค้กเข็มในอิเล็กโทรดกราไฟต์และวัสดุขั้วบวก และเสนอความท้าทายและมาตรการรับมือเพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมโค้กเข็มอย่างมีสุขภาพดี
1. การวิเคราะห์ทิศทางการผลิตและการไหลของถ่านโค้กเข็ม
1.1 การผลิตถ่านโค้กเข็ม
การผลิตโค้กเข็มส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในไม่กี่ประเทศ เช่น จีน สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร เกาหลีใต้ และญี่ปุ่น ในปี 2011 กำลังการผลิตโค้กเข็มทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 1,200 พันล้านตันต่อปี โดยกำลังการผลิตของจีนอยู่ที่ 250 พันล้านตันต่อปี และมีผู้ผลิตโค้กเข็มในจีนเพียงสี่รายเท่านั้น ภายในปี 2021 ตามสถิติของ Sinfern Information กำลังการผลิตโค้กเข็มทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 3,250 พันล้านตันต่อปี และกำลังการผลิตโค้กเข็มในจีนจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 2,240 พันล้านตันต่อปี คิดเป็น 68.9% ของกำลังการผลิตทั่วโลก และจำนวนผู้ผลิตโค้กเข็มในจีนจะเพิ่มขึ้นเป็น 21 ราย
ตารางที่ 1 แสดงกำลังการผลิตของผู้ผลิตโค้กเข็ม 10 อันดับแรกของโลก โดยมีกำลังการผลิตรวม 2,130 กิโลตัน/ปี คิดเป็น 65.5% ของกำลังการผลิตทั่วโลก จากมุมมองของกำลังการผลิตทั่วโลกของบริษัทโค้กเข็ม ผู้ผลิตโค้กเข็มแบบน้ำมันโดยทั่วไปจะมีขนาดค่อนข้างใหญ่ กำลังการผลิตเฉลี่ยของโรงงานเดียวอยู่ที่ 100 ~ 200 กิโลตัน/ปี ส่วนกำลังการผลิตโค้กเข็มแบบถ่านหินอยู่ที่ประมาณ 50 กิโลตัน/ปีเท่านั้น
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า กำลังการผลิตโค้กเข็มทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ส่วนใหญ่มาจากจีน กำลังการผลิตโค้กเข็มที่วางแผนและอยู่ระหว่างการก่อสร้างของจีนอยู่ที่ประมาณ 430,000 ตัน/ปี และสถานการณ์กำลังการผลิตส่วนเกินก็ยิ่งเลวร้ายลงไปอีก นอกประเทศจีน กำลังการผลิตโค้กเข็มค่อนข้างคงที่ โดยโรงกลั่น OMSK ของรัสเซียวางแผนที่จะสร้างหน่วยผลิตโค้กเข็มขนาด 38,000 ตัน/ปีในปี 2021
รูปที่ 1 แสดงปริมาณการผลิตถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา จากรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าการผลิตถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น 45% ใน 5 ปี ในปี 2020 ปริมาณการผลิตถ่านโค้กเข็มทั้งหมดในจีนอยู่ที่ 517,000 ตัน ซึ่งรวมถึงถ่านหิน 176,000 ตันและน้ำมัน 341,000 ตัน
1.2 การนำเข้าถ่านโค้กเข็ม
รูปที่ 2 แสดงสถานการณ์การนำเข้าถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 2 ก่อนการระบาดของ COVID-19 ปริมาณการนำเข้าถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยแตะระดับ 270,000 ตันในปี 2019 ซึ่งถือเป็นระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ ในปี 2020 เนื่องจากราคาถ่านโค้กเข็มที่นำเข้าสูง ความสามารถในการแข่งขันที่ลดลง สินค้าคงคลังในท่าเรือขนาดใหญ่ และการระบาดอย่างต่อเนื่องในยุโรปและสหรัฐอเมริกา ทำให้ปริมาณการนำเข้าถ่านโค้กเข็มของจีนในปี 2020 อยู่ที่เพียง 132,000 ตัน ลดลง 51% เมื่อเทียบเป็นรายปี ตามสถิติ ถ่านโค้กเข็มที่นำเข้าในปี 2020 อยู่ที่ 27.5,000 ตัน ลดลง 82.93% เมื่อเทียบเป็นรายปี เข็มวัดถ่านหินโค้ก 104.1kt เพิ่มขึ้น 18.26% จากปีก่อน สาเหตุหลักคือการขนส่งทางทะเลของญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ได้รับผลกระทบจากโรคระบาดน้อยกว่า ประการที่สอง ราคาของผลิตภัณฑ์บางรายการจากญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกันในจีน และปริมาณการสั่งซื้อขั้นปลายน้ำก็มีมาก
1.3 ทิศทางการใช้เข็มโค้ก
โค้กเข็มเป็นวัสดุคาร์บอนคุณภาพสูงชนิดหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษและวัสดุขั้วบวกกราไฟต์เทียม สาขาการใช้งานปลายทางที่สำคัญที่สุด ได้แก่ การผลิตเหล็กด้วยเตาอาร์กไฟฟ้าและแบตเตอรี่พลังงานสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
รูปที่ 3 แสดงแนวโน้มการใช้งานของถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา อิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นสาขาการใช้งานที่ใหญ่ที่สุด และอัตราการเติบโตของความต้องการเข้าสู่ระยะที่ค่อนข้างคงที่ ในขณะที่วัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว ในปี 2020 การบริโภคถ่านโค้กเข็มทั้งหมดในจีน (รวมถึงการบริโภคในสินค้าคงคลัง) อยู่ที่ 740kT โดยบริโภควัสดุเชิงลบ 340kT และอิเล็กโทรดกราไฟต์ 400kT คิดเป็น 45% ของการบริโภควัสดุเชิงลบ
2.1 การพัฒนาการผลิตเหล็กกล้าของ EAAF
อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ของการปล่อยคาร์บอนในประเทศจีน มีวิธีการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าหลักสองวิธี ได้แก่ เตาถลุงเหล็กและเตาเผาแบบอาร์กไฟฟ้า ในจำนวนนี้ การผลิตเหล็กด้วยเตาเผาแบบอาร์กไฟฟ้าสามารถลดการปล่อยคาร์บอนได้ 60% และสามารถรีไซเคิลทรัพยากรเหล็กเศษได้ และลดการพึ่งพาการนำเข้าแร่เหล็ก อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าเสนอที่จะเป็นผู้นำในการบรรลุเป้าหมายของ "จุดสูงสุดของคาร์บอน" และ "ความเป็นกลางของคาร์บอน" ภายในปี 2025 ภายใต้คำแนะนำของนโยบายอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าแห่งชาติ จะมีโรงงานเหล็กจำนวนมากที่จะแทนที่เหล็กแปลงและเตาถลุงเหล็กด้วยเตาเผาแบบอาร์กไฟฟ้า
ในปี 2020 ผลผลิตเหล็กดิบของจีนอยู่ที่ 1,054.4 ล้านตัน ซึ่งผลผลิตเหล็ก eAF อยู่ที่ประมาณ 96 ล้านตัน คิดเป็นเพียง 9.1% ของเหล็กดิบทั้งหมด เมื่อเทียบกับ 18% ของค่าเฉลี่ยทั่วโลก 67% ของสหรัฐอเมริกา 39% ของสหภาพยุโรป และ 22% ของเหล็ก EAF ของญี่ปุ่น ยังมีช่องว่างสำหรับความก้าวหน้าอีกมาก ตามร่าง "แนวทางส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าคุณภาพสูง" ที่ออกโดยกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม 2020 สัดส่วนของผลผลิตเหล็ก eAF ต่อผลผลิตเหล็กดิบทั้งหมดควรเพิ่มขึ้นเป็น 15% ~ 20% ภายในปี 2025 การเพิ่มขึ้นของผลผลิตเหล็ก eAF จะเพิ่มความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษอย่างมาก แนวโน้มการพัฒนาเตาเผาไฟฟ้าในประเทศเป็นแบบไฮเอนด์และขนาดใหญ่ ซึ่งส่งผลให้มีความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะและกำลังสูงพิเศษมากขึ้น
2.2 สถานะการผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟท์
อิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่จำเป็นสำหรับการผลิตเหล็ก eAF รูปที่ 4 แสดงกำลังการผลิตและผลผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟต์ในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟต์เพิ่มขึ้นจาก 1,050 กิโลตัน/เอเคอร์ในปี 2016 เป็น 2,200 กิโลตัน/เอเคอร์ในปี 2020 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น 15.94% ห้าปีนี้เป็นช่วงที่กำลังการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์เติบโตอย่างรวดเร็ว และยังเป็นวงจรการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์อีกด้วย ก่อนปี 2017 อุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นอุตสาหกรรมการผลิตแบบดั้งเดิมที่มีการใช้พลังงานสูงและมลพิษสูง ผู้ประกอบการอิเล็กโทรดกราไฟต์ในประเทศรายใหญ่ลดการผลิตลง ผู้ประกอบการอิเล็กโทรดกราไฟต์ขนาดเล็กและขนาดกลางต้องเผชิญกับการปิดกิจการ และแม้แต่ยักษ์ใหญ่ด้านอิเล็กโทรดระดับนานาชาติก็ต้องหยุดการผลิต ขายต่อ และออกจากตลาด ในปี 2017 ราคาของอิเล็กโทรดกราไฟต์ในจีนพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยได้รับอิทธิพลและขับเคลื่อนจากนโยบายการบริหารระดับชาติในการบังคับกำจัด "เหล็กแท่งพื้น" ตลาดอิเล็กโทรดกราไฟต์ได้รับแรงกระตุ้นจากกำไรส่วนเกิน จึงเกิดคลื่นของการกลับมาผลิตและขยายกำลังการผลิตอีกครั้ง
ในปี 2019 ผลผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟต์ในจีนแตะระดับสูงสุดใหม่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยแตะระดับ 1,189 กิโลตัน ในปี 2020 ผลผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟต์ลดลงเหลือ 1,020 กิโลตันเนื่องจากความต้องการที่ลดลงอันเนื่องมาจากโรคระบาด แต่โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์ของจีนมีกำลังการผลิตเกินอย่างร้ายแรง และอัตราการใช้กำลังการผลิตลดลงจาก 70% ในปี 2017 เหลือ 46% ในปี 2020 ซึ่งเป็นอัตราการใช้กำลังการผลิตที่ต่ำใหม่
2.3 การวิเคราะห์ความต้องการถ่านโค้กเข็มในอุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์
การพัฒนาเหล็ก eAF จะผลักดันความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษ คาดว่าความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์จะอยู่ที่ประมาณ 1,300 กิโลตันในปี 2025 และความต้องการโค้กเข็มดิบจะอยู่ที่ประมาณ 450 กิโลตัน เนื่องจากในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์และข้อต่อขนาดใหญ่และกำลังสูงพิเศษ โค้กเข็มที่ใช้ฐานน้ำมันดีกว่าโค้กเข็มที่ใช้ฐานถ่านหิน สัดส่วนความต้องการโค้กเข็มที่ใช้ฐานน้ำมันของอิเล็กโทรดกราไฟต์จะเพิ่มขึ้นอีก โดยครองพื้นที่ตลาดโค้กเข็มที่ใช้ฐานถ่านหิน
เวลาโพสต์ : 23 มี.ค. 2565