תַקצִיר:המחבר מנתח את מצב הייצור והצריכה של קוקה קולה מחטי במדינתנו, את סיכויי יישומו בתעשיית אלקטרודות גרפיט וחומרי אלקטרודה שלילית, כדי לחקור את אתגרי פיתוח קוקה קולה מחטי נפט, כולל מחסור במשאבי גלם, איכות נמוכה, מחזורי ייצור ארוכים ויכולת יתר, ולהגדיל את מחקר פילוח המוצר, יישומים ומדדי ביצועים, כגון מחקרי אסוציאציה לפיתוח שוק יוקרתי.
בהתאם למקורות השונים של חומרי הגלם, ניתן לחלק קוק מחט לקוק מחט נפט ולקוק מחט פחם. קוק מחט נפט מיוצר בעיקר מתרחיף FCC באמצעות זיקוק, הידרו-דה-סולפוריזציה, קוק מושהה וקלינצינציה. התהליך מורכב יחסית ובעל תוכן טכני גבוה. לקוק מחט מאפיינים של פחמן גבוה, גופרית נמוכה, חנקן נמוכה, אפר נמוך וכן הלאה, ויש לו תכונות אלקטרוכימיות ומכניות יוצאות דופן לאחר גרפיטיזציה. זהו סוג של חומר פחמן אניזוטרופי יוקרתי עם גרפיטיזציה קלה.
קוק מחט משמש בעיקר לחומרי אלקטרודה גרפיט בעלות הספק גבוה במיוחד וחומרי קתודה לסוללות ליתיום-יון. כמטרות אסטרטגיות של "שיא פחמן" ו"ניטרליות פחמן", מדינות ממשיכות לקדם את השינוי והשדרוג של תעשיית הברזל והפלדה והרכב, תוך קידום יישום של טכנולוגיות חסכוניות באנרגיה, דלת פחמן ופליטות ירוקות להגנת הסביבה, לקידום ייצור פלדה בכבשן קשת חשמלי ופיתוח מהיר של כלי רכב חדשים המונעים אנרגיה. הביקוש לקוק מחט גולמי גם הוא גדל במהירות. בעתיד, תעשיית הקוק המחט במורד הזרם עדיין תשגשג מאוד. נושא זה מנתח את מצב היישום והסיכויים של קוק מחט בחומר אלקטרודה ואנודה גרפיט, ומציג את האתגרים והצעדים הנגדיים לפיתוח בריא של תעשיית קוק המחט.
1. ניתוח ייצור וכיוון זרימה של קוק מחט
1.1 ייצור קוקה קולה מחט
ייצור קוק מחט מרוכז בעיקר במספר מצומצם של מדינות כמו סין, ארצות הברית, בריטניה, דרום קוריאה ויפן. בשנת 2011, כושר הייצור העולמי של קוק מחט היה כ-1200 קילו-טון לשנה, מתוכם כושר הייצור של סין היה 250 קילו-טון לשנה, והיו רק ארבעה יצרני קוק מחט סינים. עד שנת 2021, על פי נתוני Sinfern Information, כושר הייצור העולמי של קוק מחט יגדל לכ-3250 קילו-טון לשנה, וכושר הייצור של קוק מחט בסין יגדל לכ-2240 קילו-טון לשנה, המהווים 68.9% מכושר הייצור העולמי, ומספר יצרני קוק המחט הסינים יגדל ל-21.
טבלה 1 מציגה את כושר הייצור של 10 יצרני קוקה קולה המחט המובילים בעולם, עם כושר ייצור כולל של 2130 קילו-טון לשנה, המהווים 65.5% מכושר הייצור העולמי. מנקודת מבט של כושר הייצור העולמי של מפעלי קוקה קולה מחט, יצרני קוקה קולה מחט מסדרת נפט הם בדרך כלל בעלי קנה מידה גדול יחסית, כושר הייצור הממוצע של מפעל בודד הוא 100 ~ 200 קילו-טון לשנה, וקיבולת הייצור של קוקה קולה מחט מסדרת פחם היא רק כ-50 קילו-טון לשנה.
בשנים הקרובות, כושר הייצור העולמי של קוק מחט ימשיך לגדול, אך בעיקר מסין. כושר הייצור המתוכנן והנמצא בבנייה של סין של קוק מחט הוא כ-430 קילו-טון לשנה, ומצב עודף הקיבולת מחמיר עוד יותר. מחוץ לסין, כושר הייצור של קוק המחט יציב באופן מהותי, כאשר בית הזיקוק OMSK הרוסי מתכנן לבנות יחידת קוק מחט בהספק של 38 קילו-טון לשנה בשנת 2021.
איור 1 מציג את ייצור קוק המחט בסין בחמש השנים האחרונות. כפי שניתן לראות באיור 1, ייצור קוק המחט בסין השיג צמיחה מהירה, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר של 45% בחמש שנים. בשנת 2020, הייצור הכולל של קוק המחט בסין הגיע ל-517kT, כולל 176kT של סדרת פחם ו-341kT של סדרת נפט.
1.2 ייבוא קוקה קולה
איור 2 מציג את מצב היבוא של קוק מחט לסין בחמש השנים האחרונות. כפי שניתן לראות באיור 2, לפני התפרצות נגיף הקורונה, נפח היבוא של קוק מחט לסין גדל משמעותית, והגיע ל-270 קילו-טון בשנת 2019, שיא שיא. בשנת 2020, עקב המחיר הגבוה של קוק מחט מיובא, ירידה בתחרותיות, מלאי גדול בנמלים, ובנוסף להתפרצות מתמשכת של מגפות באירופה ובארצות הברית, נפח היבוא של קוק מחט לסין בשנת 2020 עמד על 132 קילו-טון בלבד, ירידה של 51% משנה לשנה. על פי נתונים סטטיסטיים, בקוק המחט שיובא בשנת 2020, קוק מחט נפט עמד על 27.5 קילו-טון, ירידה של 82.93% משנה לשנה; קוקה קולה מחטית למדידה פחמית 104.1kt, עלייה של 18.26% משנה שעברה, הסיבה העיקרית לכך היא שההובלה הימית של יפן ודרום קוריאה פחות מושפעת מהמגיפה, שנית, מחירם של מוצרים מסוימים מיפן ודרום קוריאה נמוך מזה של מוצרים דומים בסין, ונפח ההזמנות במורד הזרם גדול.
1.3 כיוון היישום של קוקה קולה מחט
קוק מחטים הוא סוג של חומר פחמן יוקרתי, המשמש בעיקר כחומר גלם לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה במיוחד וחומרי אנודה מלאכותיים של גרפיט. תחומי היישומים הסופיים החשובים ביותר הם ייצור פלדה בתנור קשת חשמלי וסוללות חשמל עבור כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה.
איור 3 מציג את מגמת היישום של קוק מחט בסין בחמש השנים האחרונות. אלקטרודת גרפיט היא תחום היישום הגדול ביותר, וקצב הצמיחה של הביקוש נכנס לשלב שטוח יחסית, בעוד שחומרי האלקטרודה השלילית ממשיכים לגדול במהירות. בשנת 2020, הצריכה הכוללת של קוק מחט בסין (כולל צריכת מלאי) הייתה 740kT, מתוכם נצרכו 340kT של חומר שלילי ו-400kT של אלקטרודת גרפיט, המהווים 45% מצריכת החומר השלילי.
2.1 פיתוח ייצור פלדה eAF
תעשיית הברזל והפלדה היא יצרנית מרכזית של פליטות פחמן בסין. ישנן שתי שיטות ייצור עיקריות של ברזל ופלדה: תנור התזה ותנור קשת חשמלי. ביניהן, ייצור פלדה בתנור קשת חשמלי יכול להפחית את פליטות הפחמן ב-60%, ויכול לממש מיחזור של משאבי גרוטאות פלדה ולהפחית את התלות ביבוא עפרות ברזל. תעשיית הברזל והפלדה הציעה להוביל את השגת היעד של "שיא פחמן" ו"נייטרליות פחמן" עד 2025. בהנחיית המדיניות הלאומית של תעשיית הברזל והפלדה, יהיה מספר רב של מפעלי פלדה שיחליפו פלדת ממירים ותנורי התזה בתנור קשת חשמלי.
בשנת 2020, תפוקת הפלדה הגולמית של סין הייתה 1054.4 מיליון טון, מתוכם תפוקת פלדת eAF היא כ-96 מיליון טון, המהווים רק 9.1% מכלל הפלדה הגולמית, בהשוואה ל-18% מהממוצע העולמי, 67% מארצות הברית, 39% מהאיחוד האירופי ו-22% מפלדת EAF של יפן, יש מקום רב להתקדמות. על פי טיוטת "ההנחיות לקידום פיתוח איכותי של תעשיית הברזל והפלדה" שפורסמה על ידי משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע ב-31 בדצמבר 2020, יש להגדיל את חלקה של תפוקת פלדת eAF מכלל תפוקת הפלדה הגולמית ל-15% ~ 20% עד 2025. העלייה בייצור פלדת eAF תגדיל משמעותית את הביקוש לאלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה במיוחד. מגמת הפיתוח של תנורי קשת חשמליים ביתיים היא יוקרתית ורחבת היקף, מה שמביא לביקוש גדול יותר לאלקטרודות גרפיט בעלות מפרט גדול והספק גבוה במיוחד.
2.2 סטטוס ייצור של אלקטרודת גרפיט
אלקטרודת גרפיט היא מוצר מתכלה חיוני לייצור פלדה מסוג eAF. איור 4 מציג את כושר הייצור והתפוקה של אלקטרודת גרפיט בסין בחמש השנים האחרונות. כושר הייצור של אלקטרודת גרפיט גדל מ-1050 קילו-טון לשנה בשנת 2016 ל-2200 קילו-טון לשנה בשנת 2020, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר של 15.94%. חמש שנים אלו הן תקופה של צמיחה מהירה של כושר ייצור אלקטרודות הגרפיט, וגם מחזור מתמשך של פיתוח מהיר של תעשיית אלקטרודות הגרפיט. לפני 2017, תעשיית אלקטרודות הגרפיט, כתעשיית ייצור מסורתית עם צריכת אנרגיה גבוהה וזיהום גבוה, מפעלי אלקטרודות גרפיט מקומיים גדולים הפחיתו את הייצור, מפעלי אלקטרודות גרפיט קטנים ובינוניים עמדו בפני סגירה, ואפילו ענקיות האלקטרודות הבינלאומיות נאלצו להפסיק את הייצור, למכור מחדש ולצאת. בשנת 2017, בהשפעת מדיניות מנהלית לאומית של ביטול חובה של "פלדת מוטות רצפה", מחיר אלקטרודת הגרפיט בסין עלה בחדות. בהתבסס על רווחים עודפים, שוק אלקטרודות הגרפיט הוביל לגל של חידוש כושר הייצור והרחבתו.
בשנת 2019, תפוקת אלקטרודות הגרפיט בסין הגיעה לשיא חדש בשנים האחרונות, והגיעה ל-1189kT. בשנת 2020, תפוקת אלקטרודות הגרפיט ירדה ל-1020kT עקב הביקוש הנמוך שנגרם עקב המגפה. אך באופן כללי, לתעשיית אלקטרודות הגרפיט בסין יש עודף כושר ייצור משמעותי, ושיעור הניצול ירד מ-70% בשנת 2017 ל-46% בשנת 2020, שיעור ניצול כושר ייצור נמוך חדש.
2.3 ניתוח ביקוש לקוק מחטים בתעשיית אלקטרודות הגרפיט
פיתוח פלדת eAF יניע את הביקוש לאלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה במיוחד. ההערכה היא שהביקוש לאלקטרודות גרפיט יעמוד על כ-1300 קילו-טון בשנת 2025, והביקוש לקוק מחט גולמי יעמוד על כ-450 קילו-טון. מכיוון שבייצור אלקטרודות גרפיט ומחברים גדולים ובעלי הספק גבוה במיוחד, קוק מחט על בסיס שמן עדיף על קוק מחט על בסיס פחם, שיעור הביקוש לקוק מחט על בסיס שמן בקרב אלקטרודות הגרפיט יגדל עוד יותר, ויתפוס את שטח השוק של קוק מחט על בסיס פחם.
זמן פרסום: 23 במרץ 2022