תַקצִיר:המחבר מנתח את מצב הייצור והצריכה של קוקי מחט בארצנו, את הסיכוי ליישומו בתעשיית אלקטרודות גרפיט וחומרי אלקטרודות שליליות, כדי לחקור את אתגרי פיתוח קוקי מחט שמן, כולל משאבי חומרי הגלם נמצאים במחסור, האיכות הוא לא גבוה, מחזור ארוך ויכולת יתר הערכת יישומים, להגדיל את פילוח המוצר מחקר, יישום, מדדי ביצועים, כגון מחקרים איגוד לפיתוח שוק high-end.
על פי המקורות השונים של חומרי גלם, קוק מחט ניתן לחלק לקוק מחט שמן וקולה מחט פחם.קוקס מחט שמן עשוי בעיקר מתרחית FCC באמצעות זיקוק, הסרת גופרית, בישול מושהה והסתיידות.התהליך מורכב יחסית ובעל תוכן טכני גבוה.לקוק מחט יש מאפיינים של פחמן גבוה, דל גופרית, חנקן נמוך, אפר נמוך וכן הלאה, ויש לו תכונות אלקטרוכימיות ומכניות יוצאות דופן לאחר גרפיטציה.זהו סוג של חומר פחמן יוקרתי אניסוטרופי עם גרפיטיזציה קלה.
קוקה מחט משמשת בעיקר לאלקטרודת גרפיט אולטרה-גבוהה וחומרי קתודה של סוללת ליתיום יון, כיעדים אסטרטגיים "שיא פחמן", "נייטרלי פחמן", מדינות ממשיכות לקדם את השינוי והשדרוג של תעשיית הברזל והפלדה ותעשיית הרכב של המבנה התעשייתי. התאמה וקידום היישום של חיסכון באנרגיה נמוך בפחמן וטכנולוגיה להגנת סביבה ירוקה, כדי לקדם את ייצור הפלדה של תנור קשת חשמלי ופיתוח מהיר של רכבי אנרגיה חדשים, הביקוש לקולה מחט גולמית גדל גם הוא במהירות.בעתיד, התעשייה במורד הזרם של קולה מחט עדיין תהיה משגשגת מאוד.נושא זה מנתח את מצב היישום והסיכוי של קוקי מחט באלקטרודה ואנודה גרפיט, ומציג את האתגרים ואמצעי הנגד לפיתוח בריא של תעשיית קוק המחט.
1. ניתוח ייצור וכיוון זרימה של קוקה מחט
1.1 ייצור קוקה מחט
הייצור של קולה מחט מרוכז בעיקר בכמה מדינות כמו סין, ארצות הברית, בריטניה, דרום קוריאה ויפן.בשנת 2011, כושר הייצור העולמי של קולה מחט היה כ-1200k/a, מתוכם כושר הייצור של סין היה 250k/a, והיו רק ארבעה יצרני קוק מחטים סיניים.עד 2021, על פי הסטטיסטיקה של סינפרן אינפורמציה, כושר הייצור העולמי של קוק מחט יגדל לכ-3250 קט/א, וכושר הייצור של קוק מחט בסין יגדל לכ- 2240 קט/א, שמהווה 68.9% מהכלל העולמי כושר הייצור, ומספר יצרני קולה מחטים סיניים יגדל ל-21.
טבלה 1 מציגה את כושר הייצור של 10 יצרני הקוקס המובילים בעולם, עם כושר ייצור כולל של 2130k/a, המהווה 65.5% מכושר הייצור העולמי.מנקודת המבט של כושר הייצור העולמי של מפעלי קולה מחטים, ליצרני קולה מחט מסדרת נפט יש בדרך כלל קנה מידה גדול יחסית, כושר הייצור הממוצע של מפעל בודד הוא 100 ~ 200k/a, כושר ייצור מחט קולה מסדרת פחם הוא רק כ-50kT / א.
בשנים הקרובות, כושר הייצור העולמי של קוקה מחט ימשיך לגדול, אך בעיקר מסין.קיבולת ייצור הקוקס בסין המתוכננת ובבנייה היא כ-430kT/a, ומצב קיבולת היתר מחמיר עוד יותר.מחוץ לסין, קיבולת הקוקס למחט יציבה ביסודה, כאשר בית הזיקוק הרוסי OMSK מתכנן לבנות יחידת קוק של 38 קראט למחט ב-2021.
איור 1 מציג את הייצור של קולה מחט בסין ב-5 השנים האחרונות.כפי שניתן לראות מאיור 1, ייצור קולה מחט בסין השיג צמיחה נפיצה, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 45% ב-5 שנים.בשנת 2020, סך הייצור של קולה מחט בסין הגיע ל-517kT, כולל 176kT של סדרות פחם ו-341kT של סדרות נפט.
1.2 יבוא קולה מחט
איור 2 מציג את מצב היבוא של קולה מחט בסין ב-5 השנים האחרונות.כפי שניתן לראות מאיור 2, לפני התפרצות ה-COVID-19, נפח היבוא של קולה מחט בסין גדל באופן משמעותי, והגיע ל-270kT בשנת 2019, שיא שיא.בשנת 2020, בשל המחיר הגבוה של קוק מחט מיובא, ירידה בתחרותיות, מלאי נמלים גדול, ובשל התפרצות מתמשכת של מגיפות באירופה ובארצות הברית, נפח היבוא של סין של קוקה מחט ב-2020 היה רק 132k, ירידה של 51% שנה אחרי שנה.על פי הסטטיסטיקה, בקוקס המחט שיובאו בשנת 2020, קוקה מחט שמן היה 27.5kT, ירידה של 82.93% משנה לשנה;פחם מדד קולה מחט 104.1קט, 18.26% יותר משנה שעברה, הסיבה העיקרית היא שהתחבורה הימית של יפן ודרום קוריאה מושפעת פחות מהמגיפה, שנית, המחיר של חלק מהמוצרים מיפן ודרום קוריאה נמוך מזה של מוצרים דומים בסין, ונפח ההזמנות במורד הזרם גדול.
1.3 כיוון היישום של קולה מחט
קוקה מחט היא מעין חומר פחמן יוקרתי, המשמש בעיקר כחומר גלם לייצור אלקטרודות גרפיט בעוצמה גבוהה וחומרי אנודה מלאכותיים של גרפיט.תחומי היישום החשובים ביותר לטרמינלים הם ייצור פלדה של תנורי קשת חשמליים וסוללות חשמל עבור רכבי אנרגיה חדשים.
תאנה.3 מציג את מגמת היישום של קולה מחט בסין ב-5 השנים האחרונות.אלקטרודת גרפיט היא תחום היישום הגדול ביותר, וקצב הגידול של הביקוש נכנס לשלב שטוח יחסית, בעוד חומרי האלקטרודות השליליות ממשיכים לגדול במהירות.בשנת 2020, הצריכה הכוללת של קולה מחט בסין (כולל צריכת מלאי) הייתה 740kT, מתוכם נצרכו 340kT של חומר שלילי ו-400kT של אלקטרודה גרפיט, המהווים 45% מצריכת החומר השלילי.
2.1 פיתוח של ייצור פלדה eAF
תעשיית הברזל והפלדה היא יצרנית גדולה של פליטת פחמן בסין.ישנן שתי שיטות ייצור עיקריות של ברזל ופלדה: תנור פיצוץ ותנור קשת חשמלי.ביניהם, ייצור פלדה של כבשני קשת חשמלי יכול להפחית את פליטת הפחמן ב-60%, ויכול לממש מיחזור של משאבי גרוטאות פלדה ולהפחית את התלות ביבוא עפרות ברזל.תעשיית הברזל והפלדה הציעה להוביל בהשגת היעד של "שיא פחמן" ו"ניטרליות פחמן" עד 2025. בהנחיית המדיניות הלאומית של תעשיית הברזל והפלדה, יהיו מספר רב של מפעלי פלדה להחלפה ממיר ותנור פיצוץ פלדה עם תנור קשת חשמלי.
בשנת 2020, תפוקת הפלדה הגולמית של סין היא 1054.4 מ"ט, מתוכם התפוקה של פלדת eAF היא כ-96 מ"ט, המהווה רק 9.1% מסך הפלדה הגולמית, בהשוואה ל-18% מהממוצע העולמי, 67% מארצות הברית, 39 אחוז מהאיחוד האירופי, ו-22% מפלדת EAF של יפן, יש מקום גדול להתקדמות.על פי טיוטת "הנחיה לקידום פיתוח איכותי של תעשיית הברזל והפלדה" שהוציא משרד התעשייה וטכנולוגיות המידע ב-31 בדצמבר 2020, יש להגדיל את החלק של תפוקת הפלדה eAF בסך תפוקת הפלדה הגולמית ל-15 % ~ 20% עד 2025. הגידול בייצור פלדת eAF תגדיל באופן משמעותי את הביקוש לאלקטרודות גרפיט בעוצמה גבוהה במיוחד.מגמת הפיתוח של תנור קשת חשמלי ביתי היא מתקדמת ובקנה מידה גדול, מה שמציב דרישה גדולה יותר למפרט גדול ואלקטרודת גרפיט בעלת הספק גבוה במיוחד.
2.2 מצב ייצור של אלקטרודת גרפיט
אלקטרודת גרפיט היא חומר מתכלה חיוני לייצור פלדה eAF.איור 4 מציג את כושר הייצור והתפוקה של אלקטרודת גרפיט בסין ב-5 השנים האחרונות.כושר הייצור של אלקטרודת גרפיט גדל מ-1050kT/a ב-2016 ל-2200kt/a ב-2020, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 15.94%.חמש השנים הללו הן התקופה של צמיחה מהירה של כושר ייצור אלקטרודות גרפיט, וגם מחזור הריצה של התפתחות מהירה של תעשיית אלקטרודות גרפיט.לפני 2017, תעשיית אלקטרודות גרפיט כתעשיית ייצור מסורתית עם צריכת אנרגיה גבוהה וזיהום גבוה, מפעלי אלקטרודות גרפיט מקומיים גדולים מפחיתים את הייצור, מפעלי אלקטרודות גרפיט קטנים ובינוניים עומדים בפני סגירה, ואפילו ענקיות האלקטרודות הבינלאומיות צריכות להפסיק את הייצור, למכור ולצאת.בשנת 2017, בהשפעה ומונעת מהמדיניות המנהלית הלאומית של חיסול חובה של "פלדת מוט רצפה", מחיר אלקטרודת גרפיט בסין עלה בחדות.שוק אלקטרודות הגרפיט, מעורר על ידי עודף רווחים, הוביל גל של חידוש והרחבת קיבולת.
בשנת 2019, התפוקה של אלקטרודת גרפיט בסין הגיעה לשיא חדש בשנים האחרונות, והגיעה ל-1189kT.בשנת 2020, התפוקה של אלקטרודת גרפיט ירדה ל-1020kT עקב הביקוש המוחלש שנגרם על ידי המגיפה.אבל בסך הכל, לתעשיית אלקטרודות הגרפיט בסין יש קיבולת יתר רצינית, ושיעור הניצול ירד מ-70% ב-2017 ל-46% ב-2020, שיעור ניצול קיבולת נמוך חדש.
2.3 ניתוח ביקוש של קוק מחט בתעשיית אלקטרודות גרפיט
הפיתוח של פלדת eAF יניע את הביקוש לאלקטרודת גרפיט בעוצמה גבוהה במיוחד.ההערכה היא כי הביקוש לאלקטרודת גרפיט יעמוד על כ-1300k ב-2025, והביקוש לקוק מחט גולמי יהיה כ-450kT.מכיוון שבייצור של אלקטרודה ומפרקים גרפיטים בגודל גדול ובעל הספק גבוה במיוחד, קוק מחט על בסיס שמן עדיף על קוקס מחט על בסיס פחם, שיעור הביקוש של אלקטרודת גרפיט לקוקס מחט על בסיס שמן יגדל עוד יותר, ותפוס את שטח שוק של קולה מחט על בסיס פחם.
זמן פרסום: 23-3-2022