เชิงนามธรรม:ผู้เขียนวิเคราะห์สถานการณ์การผลิตและการบริโภคถ่านโค้กชนิดเข็มในประเทศของเรา แนวโน้มการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุอิเล็กโทรดกราไฟต์และอิเล็กโทรดขั้วลบ ศึกษาความท้าทายในการพัฒนาถ่านโค้กชนิดเข็ม ซึ่งรวมถึงการขาดแคลนวัตถุดิบ คุณภาพไม่สูง วงจรการใช้งานยาวนาน และการประเมินการใช้งานเกินกำลังการผลิต เพิ่มการวิจัยเกี่ยวกับการแบ่งกลุ่มผลิตภัณฑ์ การประยุกต์ใช้ การวัดประสิทธิภาพ และการศึกษาความสัมพันธ์ต่างๆ เพื่อพัฒนาตลาดระดับสูง
ตามแหล่งวัตถุดิบที่แตกต่างกัน เข็มโค้กสามารถแบ่งออกเป็นเข็มโค้กน้ำมันและเข็มโค้กถ่านหิน เข็มโค้กน้ำมันส่วนใหญ่ผลิตจากสารละลาย FCC ผ่านกระบวนการกลั่น การกำจัดกำมะถันด้วยไฮโดรเจน การโค้กแบบหน่วงเวลา และการเผา กระบวนการค่อนข้างซับซ้อนและมีเนื้อหาทางเทคนิคสูง เข็มโค้กมีลักษณะเด่นคือมีคาร์บอนสูง กำมะถันต่ำ ไนโตรเจนต่ำ เถ้าต่ำ และอื่นๆ และมีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าและเชิงกลที่โดดเด่นหลังจากกระบวนการกราไฟต์ เป็นวัสดุคาร์บอนคุณภาพสูงแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่สามารถทำกราไฟต์ได้ง่าย
เข็มโค้กส่วนใหญ่ใช้สำหรับอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษ และวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ภายใต้เป้าหมายเชิงกลยุทธ์ “จุดสูงสุดของคาร์บอน” และ “ความเป็นกลางทางคาร์บอน” ประเทศต่างๆ ยังคงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าและยานยนต์ การปรับโครงสร้างอุตสาหกรรม และส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน คาร์บอนต่ำ และการรักษาสิ่งแวดล้อมสีเขียว เพื่อส่งเสริมการผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้าและการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการวัตถุดิบเข็มโค้กจึงเติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน ในอนาคต อุตสาหกรรมปลายน้ำของเข็มโค้กจะยังคงเจริญรุ่งเรืองอย่างมาก บทความนี้วิเคราะห์สถานะการใช้งานและแนวโน้มของเข็มโค้กในวัสดุอิเล็กโทรดกราไฟต์และแอโนด และเสนอความท้าทายและมาตรการรับมือเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมเข็มโค้ก
1. การวิเคราะห์กระบวนการผลิตและทิศทางการไหลของถ่านโค้กเข็ม
1.1 การผลิตถ่านโค้กเข็ม
การผลิตเข็มโค้กส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในไม่กี่ประเทศ เช่น จีน สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร เกาหลีใต้ และญี่ปุ่น ในปี 2554 กำลังการผลิตเข็มโค้กทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 1,200 กิโลตันต่อปี โดยจีนมีกำลังการผลิต 250 กิโลตันต่อปี และมีผู้ผลิตเข็มโค้กในจีนเพียงสี่รายเท่านั้น แต่จากสถิติของ Sinfern Information ในปี 2564 กำลังการผลิตเข็มโค้กทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 3,250 กิโลตันต่อปี และกำลังการผลิตเข็มโค้กในจีนจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 2,240 กิโลตันต่อปี คิดเป็น 68.9% ของกำลังการผลิตทั่วโลก และจำนวนผู้ผลิตเข็มโค้กในจีนจะเพิ่มขึ้นเป็น 21 ราย
ตารางที่ 1 แสดงกำลังการผลิตของผู้ผลิตเข็มโค้ก 10 อันดับแรกของโลก โดยมีกำลังการผลิตรวม 2,130 กิโลตันต่อปี คิดเป็น 65.5% ของกำลังการผลิตทั่วโลก จากมุมมองของกำลังการผลิตเข็มโค้กทั่วโลก ผู้ผลิตเข็มโค้กประเภทน้ำมันโดยทั่วไปมีขนาดค่อนข้างใหญ่ กำลังการผลิตเฉลี่ยของโรงงานแต่ละแห่งอยู่ที่ 100-200 กิโลตันต่อปี ในขณะที่กำลังการผลิตเข็มโค้กประเภทถ่านหินมีเพียงประมาณ 50 กิโลตันต่อปี
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า กำลังการผลิตเข็มโค้กทั่วโลกจะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ส่วนใหญ่มาจากประเทศจีน กำลังการผลิตเข็มโค้กที่วางแผนไว้และอยู่ระหว่างการก่อสร้างของจีนอยู่ที่ประมาณ 430,000 ตันต่อปี และสถานการณ์กำลังการผลิตล้นตลาดก็ยิ่งทวีความรุนแรงขึ้น นอกประเทศจีน กำลังการผลิตเข็มโค้กโดยพื้นฐานแล้วค่อนข้างคงที่ โดยโรงกลั่น OMSK ของรัสเซียวางแผนที่จะสร้างหน่วยผลิตเข็มโค้กขนาด 38,000 ตันต่อปีในปี 2021
ภาพที่ 1 แสดงปริมาณการผลิตเข็มโค้กในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา ดังที่เห็นได้จากภาพที่ 1 การผลิตเข็มโค้กในประเทศจีนมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นอยู่ที่ 45% ในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา ในปี 2020 ปริมาณการผลิตเข็มโค้กทั้งหมดในประเทศจีนสูงถึง 517 กิโลตัน แบ่งเป็นชนิดที่ได้จากถ่านหิน 176 กิโลตัน และชนิดที่ได้จากน้ำมัน 341 กิโลตัน
1.2 การนำเข้าถ่านโค้กชนิดเข็ม
รูปที่ 2 แสดงสถานการณ์การนำเข้าเข็มโค้กในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 2 ก่อนการระบาดของโควิด-19 ปริมาณการนำเข้าเข็มโค้กในประเทศจีนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยแตะระดับ 270 กิโลตันในปี 2019 ซึ่งเป็นระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ ในปี 2020 เนื่องจากราคาเข็มโค้กนำเข้าที่สูงขึ้น ความสามารถในการแข่งขันที่ลดลง สินค้าคงคลังที่ท่าเรือจำนวนมาก และการระบาดของโรคในยุโรปและสหรัฐอเมริกาอย่างต่อเนื่อง ทำให้ปริมาณการนำเข้าเข็มโค้กของจีนในปี 2020 เหลือเพียง 132 กิโลตัน ลดลง 51% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า จากสถิติพบว่า ในจำนวนเข็มโค้กที่นำเข้าในปี 2020 นั้น เข็มโค้กสำหรับน้ำมันมีปริมาณ 27.5 กิโลตัน ลดลง 82.93% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า ปริมาณถ่านหินโค้กชนิดเข็ม 104.1 กิโลตัน เพิ่มขึ้น 18.26% จากปีที่แล้ว สาเหตุหลักมาจากการขนส่งทางทะเลระหว่างญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ได้รับผลกระทบจากการระบาดของโรคน้อยกว่า และประการที่สอง ราคาสินค้าบางรายการจากญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ต่ำกว่าสินค้าประเภทเดียวกันในประเทศจีน รวมถึงปริมาณคำสั่งซื้อจากตลาดปลายน้ำมีจำนวนมาก
1.3 ทิศทางการใช้งานของเข็มโค้ก
ถ่านโค้กชนิดเข็มเป็นวัสดุคาร์บอนคุณภาพสูงชนิดหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษและวัสดุแอโนดกราไฟต์สังเคราะห์ โดยการใช้งานที่สำคัญที่สุดคือ การผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้า และแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่
รูปที่ 3 แสดงแนวโน้มการใช้งานของถ่านโค้กเข็มในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา อิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นสาขาการใช้งานที่ใหญ่ที่สุด และอัตราการเติบโตของความต้องการเข้าสู่ช่วงที่ค่อนข้างคงที่ ในขณะที่วัสดุอิเล็กโทรดขั้วลบยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว ในปี 2020 ปริมาณการใช้ถ่านโค้กเข็มทั้งหมดในประเทศจีน (รวมถึงการบริโภคสินค้าคงคลัง) อยู่ที่ 740 กิโลตัน โดย 340 กิโลตันถูกใช้ไปกับวัสดุขั้วลบ และ 400 กิโลตันถูกใช้ไปกับอิเล็กโทรดกราไฟต์ คิดเป็น 45% ของการบริโภควัสดุขั้วลบทั้งหมด
2.1 การพัฒนาการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาหลอมไฟฟ้า
อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าเป็นแหล่งปล่อยก๊าซคาร์บอนที่สำคัญในประเทศจีน วิธีการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าหลักๆ มีสองวิธี ได้แก่ เตาหลอมเหล็กและเตาหลอมไฟฟ้า ในจำนวนนี้ การผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้าสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ถึง 60% และยังสามารถนำเศษเหล็กกลับมาใช้ใหม่ ลดการพึ่งพาการนำเข้าแร่เหล็กได้ อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าได้เสนอตัวเป็นผู้นำในการบรรลุเป้าหมาย “จุดสูงสุดของการปล่อยก๊าซคาร์บอน” และ “ความเป็นกลางทางคาร์บอน” ภายในปี 2025 ภายใต้การชี้นำของนโยบายอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าแห่งชาติ จะมีการเปลี่ยนโรงงานเหล็กจำนวนมากจากการผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมเหล็กแบบดั้งเดิมและเตาหลอมเหล็กแบบธรรมดา มาเป็นการผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้า
ในปี 2020 ผลผลิตเหล็กดิบของจีนอยู่ที่ 1,054.4 ล้านตัน โดยผลผลิตเหล็กจากเตาหลอมไฟฟ้า (eAF) อยู่ที่ประมาณ 96 ล้านตัน คิดเป็นเพียง 9.1% ของผลผลิตเหล็กดิบทั้งหมด เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยทั่วโลกที่ 18% สหรัฐอเมริกาที่ 67% สหภาพยุโรปที่ 39% และญี่ปุ่นที่ 22% จึงยังมีโอกาสพัฒนาอีกมาก ตามร่าง "แนวทางการส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าคุณภาพสูง" ที่กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศออกเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม 2020 สัดส่วนผลผลิตเหล็กจากเตาหลอมไฟฟ้า (eAF) ในผลผลิตเหล็กดิบทั้งหมดควรเพิ่มขึ้นเป็น 15% - 20% ภายในปี 2025 การเพิ่มขึ้นของการผลิตเหล็กจากเตาหลอมไฟฟ้า (eAF) จะเพิ่มความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษอย่างมีนัยสำคัญ แนวโน้มการพัฒนาเตาหลอมไฟฟ้าในประเทศคือระดับสูงและขนาดใหญ่ ซึ่งส่งผลให้มีความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์ขนาดใหญ่และกำลังสูงพิเศษเพิ่มมากขึ้น
2.2 สถานะการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์
อิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่จำเป็นสำหรับการผลิตเหล็กด้วยเตาหลอมไฟฟ้า (eAF) รูปที่ 4 แสดงกำลังการผลิตและผลผลิตของอิเล็กโทรดกราไฟต์ในประเทศจีนในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์เพิ่มขึ้นจาก 1,050 กิโลตันต่อปีในปี 2016 เป็น 2,200 กิโลตันต่อปีในปี 2020 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 15.94% ห้าปีนี้เป็นช่วงเวลาของการเติบโตอย่างรวดเร็วของกำลังการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ และยังเป็นช่วงของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์ด้วย ก่อนปี 2017 อุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นอุตสาหกรรมการผลิตแบบดั้งเดิมที่มีการใช้พลังงานสูงและก่อให้เกิดมลพิษสูง ทำให้บริษัทขนาดใหญ่ในประเทศลดการผลิต บริษัทขนาดเล็กและขนาดกลางต้องปิดตัวลง และแม้แต่บริษัทยักษ์ใหญ่ระดับนานาชาติก็ต้องหยุดการผลิต ขายต่อ และถอนตัวออกไป ในปี 2017 ด้วยอิทธิพลและแรงผลักดันจากนโยบายการบริหารของประเทศที่บังคับให้ยกเลิก "เหล็กเส้นพื้น" ราคาอิเล็กโทรดกราไฟต์ในประเทศจีนจึงพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก ด้วยแรงกระตุ้นจากกำไรที่สูงเกินคาด ตลาดอิเล็กโทรดกราไฟต์จึงก่อให้เกิดกระแสการกลับมาผลิตและขยายกำลังการผลิตอย่างรวดเร็ว
ในปี 2019 ผลผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ในประเทศจีนแตะระดับสูงสุดในรอบหลายปี โดยแตะระดับ 1,189 กิโลตัน แต่ในปี 2020 ผลผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ลดลงเหลือ 1,020 กิโลตัน เนื่องจากความต้องการที่ลดลงอันเนื่องมาจากการระบาดของโรค อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์ของจีนมีกำลังการผลิตเกินความต้องการอย่างมาก และอัตราการใช้กำลังการผลิตลดลงจาก 70% ในปี 2017 เหลือ 46% ในปี 2020 ซึ่งเป็นอัตราการใช้กำลังการผลิตที่ต่ำที่สุดเป็นประวัติการณ์
2.3 การวิเคราะห์ความต้องการถ่านโค้กเข็มในอุตสาหกรรมอิเล็กโทรดกราไฟต์
การพัฒนาเหล็กกล้าด้วยเตาหลอมไฟฟ้า (eAF) จะผลักดันความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษ คาดการณ์ว่าความต้องการอิเล็กโทรดกราไฟต์จะอยู่ที่ประมาณ 1,300 กิโลตันในปี 2025 และความต้องการถ่านโค้กดิบจะอยู่ที่ประมาณ 450 กิโลตัน เนื่องจากในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ขนาดใหญ่และกำลังสูงพิเศษ รวมถึงข้อต่อต่างๆ ถ่านโค้กที่ผลิตจากน้ำมันมีประสิทธิภาพดีกว่าถ่านโค้กที่ผลิตจากถ่านหิน ดังนั้นสัดส่วนความต้องการถ่านโค้กที่ผลิตจากน้ำมันสำหรับอิเล็กโทรดกราไฟต์จึงจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และจะเข้ามาแย่งส่วนแบ่งการตลาดจากถ่านโค้กที่ผลิตจากถ่านหิน
วันที่โพสต์: 23 มีนาคม 2022