Tóm tắt:Tác giả phân tích tình hình sản xuất và tiêu thụ than cốc kim ở nước ta, triển vọng ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp vật liệu điện cực than chì và điện cực âm, để nghiên cứu những thách thức phát triển than cốc dầu, bao gồm cả nguồn nguyên liệu thô đang thiếu hụt, chất lượng không cao, chu kỳ dài và đánh giá ứng dụng dư thừa, tăng cường nghiên cứu phân khúc sản phẩm, ứng dụng, đo lường hiệu suất, chẳng hạn như nghiên cứu hiệp hội để phát triển thị trường cao cấp.
Theo các nguồn nguyên liệu thô khác nhau, than cốc kim có thể được chia thành than cốc kim dầu và than cốc kim than. Than cốc kim dầu chủ yếu được làm từ bùn FCC thông qua quá trình tinh chế, khử lưu huỳnh bằng hydro, luyện cốc chậm và nung. Quá trình này tương đối phức tạp và có hàm lượng kỹ thuật cao. Than cốc kim có các đặc tính của carbon cao, lưu huỳnh thấp, nitơ thấp, tro thấp, v.v. và có các đặc tính cơ học và điện hóa vượt trội sau quá trình than chì hóa. Nó là một loại vật liệu carbon cao cấp dị hướng với khả năng đồ họa hóa dễ dàng.
Than cốc kim chủ yếu được sử dụng cho điện cực than chì công suất cực cao và vật liệu cực âm của pin lithium ion, làm mục tiêu chiến lược “đỉnh carbon”, “trung hòa carbon”, các nước tiếp tục thúc đẩy chuyển đổi và nâng cấp ngành công nghiệp sắt thép và ô tô điều chỉnh và thúc đẩy ứng dụng công nghệ bảo vệ môi trường xanh và carbon thấp tiết kiệm năng lượng, thúc đẩy sản xuất thép lò hồ quang điện và phát triển nhanh chóng các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Nhu cầu về than cốc thô cũng tăng nhanh. Trong tương lai, ngành công nghiệp hạ nguồn than cốc vẫn sẽ rất thịnh vượng. Chủ đề này phân tích hiện trạng và triển vọng ứng dụng của than cốc kim trong vật liệu điện cực than chì và cực dương, đồng thời đưa ra những thách thức và biện pháp đối phó để phát triển lành mạnh ngành công nghiệp than cốc kim.
1. Phân tích quá trình sản xuất và hướng dòng chảy của cốc kim
1.1 Sản xuất than cốc kim
Việc sản xuất than cốc chủ yếu tập trung ở một số nước như Trung Quốc, Hoa Kỳ, Anh, Hàn Quốc và Nhật Bản. Năm 2011, năng lực sản xuất than cốc kim toàn cầu là khoảng 1200kt/a, trong đó năng lực sản xuất của Trung Quốc là 250kt/a và chỉ có 4 nhà sản xuất than cốc kim của Trung Quốc. Đến năm 2021, theo thống kê của Sinfern Information, năng lực sản xuất than cốc kim toàn cầu sẽ tăng lên khoảng 3250kt/a, và năng lực sản xuất than cốc kim tại Trung Quốc sẽ tăng lên khoảng 2240kt/a, chiếm 68,9% sản lượng toàn cầu. năng lực sản xuất và số lượng nhà sản xuất than cốc kim của Trung Quốc sẽ tăng lên 21.
Bảng 1 thể hiện năng lực sản xuất của 10 nhà sản xuất than cốc hàng đầu thế giới, với tổng công suất sản xuất là 2130kt/a, chiếm 65,5% năng lực sản xuất toàn cầu. Từ góc độ năng lực sản xuất toàn cầu của các doanh nghiệp than cốc kim, các nhà sản xuất than cốc kim loạt dầu thường có quy mô tương đối lớn, công suất sản xuất trung bình của một nhà máy là 100 ~ 200kt/a, năng lực sản xuất than cốc kim loạt than chỉ khoảng 50kT / Một.
Trong vài năm tới, năng lực sản xuất than cốc toàn cầu sẽ tiếp tục tăng, nhưng chủ yếu đến từ Trung Quốc. Công suất sản xuất than cốc kim theo kế hoạch và đang được xây dựng của Trung Quốc là khoảng 430kT / a, và tình trạng dư thừa công suất càng trở nên trầm trọng hơn. Bên ngoài Trung Quốc, công suất than cốc kim về cơ bản ổn định, với nhà máy lọc dầu OMSK của Nga có kế hoạch xây dựng một đơn vị than cốc kim 38kt/tấn vào năm 2021.
Hình 1 cho thấy sản lượng than cốc kim ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây. Như có thể thấy trong Hình 1, sản xuất than cốc kim ở Trung Quốc đã đạt được mức tăng trưởng bùng nổ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 45% trong 5 năm. Năm 2020, tổng sản lượng than cốc kim ở Trung Quốc đạt 517kT, bao gồm 176kT loạt than và 341kT loạt dầu.
1.2 Nhập khẩu than cốc
Hình 2 thể hiện tình hình nhập khẩu than cốc của Trung Quốc trong 5 năm gần đây. Có thể thấy trong Hình 2, trước khi bùng phát COVID-19, lượng nhập khẩu than cốc kim ở Trung Quốc đã tăng đáng kể, đạt 270kT vào năm 2019, mức cao kỷ lục. Năm 2020, do giá than cốc nhập khẩu cao, sức cạnh tranh giảm, tồn kho tại cảng lớn, cộng thêm dịch bệnh bùng phát liên tục ở châu Âu và Mỹ, lượng nhập khẩu than cốc kim của Trung Quốc năm 2020 chỉ đạt 132kt, giảm 51%. năm này qua năm khác. Theo thống kê, trong than cốc kim nhập khẩu năm 2020, than cốc dầu là 27,5kT, giảm 82,93% so với cùng kỳ năm ngoái; Than cốc kim 104,1kt, tăng 18,26% so với năm ngoái, nguyên nhân chính là do vận tải biển của Nhật Bản và Hàn Quốc ít bị ảnh hưởng bởi dịch bệnh, thứ hai là giá một số sản phẩm từ Nhật Bản và Hàn Quốc thấp hơn mức đó các sản phẩm tương tự ở Trung Quốc và lượng đặt hàng ở hạ nguồn rất lớn.
1.3 Hướng ứng dụng của cốc kim
Than cốc kim là một loại vật liệu carbon cao cấp, chủ yếu được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất điện cực than chì công suất cực cao và vật liệu cực dương than chì nhân tạo. Các lĩnh vực ứng dụng thiết bị đầu cuối quan trọng nhất là sản xuất thép bằng lò điện hồ quang và pin điện cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới.
QUẢ SUNG. Hình 3 cho thấy xu hướng ứng dụng than cốc kim ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây. Điện cực than chì là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất và tốc độ tăng trưởng của nhu cầu bước vào giai đoạn tương đối bằng phẳng, trong khi vật liệu điện cực âm tiếp tục phát triển nhanh chóng. Năm 2020, tổng lượng tiêu thụ than cốc ở Trung Quốc (bao gồm cả lượng tiêu thụ hàng tồn kho) là 740kT, trong đó tiêu thụ 340kT vật liệu âm và 400kt điện cực than chì, chiếm 45% lượng tiêu thụ vật liệu âm.
2.1 Phát triển sản xuất thép eAF
Ngành công nghiệp sắt thép là ngành sản xuất ra lượng khí thải carbon lớn nhất ở Trung Quốc. Có hai phương pháp sản xuất sắt thép chính: lò cao và lò hồ quang điện. Trong số đó, sản xuất thép bằng lò hồ quang điện có thể giảm 60% lượng khí thải carbon, đồng thời có thể tái chế tài nguyên thép phế liệu và giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu quặng sắt. Ngành sắt thép đề xuất đi đầu đạt mục tiêu “đỉnh carbon” và “trung hòa carbon” vào năm 2025. Dưới sự chỉ đạo của chính sách công nghiệp sắt thép quốc gia, sẽ có một số lượng lớn các nhà máy thép thay thế chuyển đổi và thép lò cao với lò hồ quang điện.
Năm 2020, sản lượng thép thô của Trung Quốc là 1054,4 triệu tấn, trong đó sản lượng thép eAF khoảng 96 triệu tấn, chỉ chiếm 9,1% tổng lượng thép thô, so với 18% mức trung bình thế giới, 67% của Hoa Kỳ, 39 % của Liên minh Châu Âu và 22% thép EAF của Nhật Bản, còn rất nhiều cơ hội để phát triển. Theo dự thảo “Hướng dẫn thúc đẩy phát triển ngành sắt thép chất lượng cao” do Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin ban hành ngày 31/12/2020, tỷ trọng sản lượng thép eAF trong tổng sản lượng thép thô cần tăng lên 15 % ~ 20% vào năm 2025. Sự gia tăng sản xuất thép eAF sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu về điện cực than chì công suất cực cao. Xu hướng phát triển của lò hồ quang điện trong nước là cao cấp và quy mô lớn, điều này đặt ra nhu cầu lớn hơn về thông số kỹ thuật lớn và điện cực than chì công suất cực cao.
2.2 Tình trạng sản xuất điện cực than chì
Điện cực than chì là vật liệu tiêu hao thiết yếu cho quá trình sản xuất thép eAF. Hình 4 cho thấy năng lực sản xuất và sản lượng điện cực than chì ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây. Năng lực sản xuất điện cực than chì đã tăng từ 1050kT/a năm 2016 lên 2200kt/a vào năm 2020, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 15,94%. Năm năm này là thời kỳ năng lực sản xuất điện cực than chì tăng trưởng nhanh chóng và cũng là chu kỳ phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp điện cực than chì. Trước năm 2017, ngành công nghiệp điện cực than chì là ngành sản xuất truyền thống với mức tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm cao, các doanh nghiệp điện cực than chì lớn trong nước giảm sản xuất, các doanh nghiệp điện cực than chì vừa và nhỏ phải đối mặt với việc đóng cửa, và thậm chí cả những gã khổng lồ về điện cực quốc tế cũng phải ngừng sản xuất, bán lại và thoát ra. Năm 2017, chịu ảnh hưởng và thúc đẩy bởi chính sách hành chính quốc gia về việc bắt buộc loại bỏ “thép thanh sàn”, giá điện cực than chì ở Trung Quốc đã tăng mạnh. Được kích thích bởi lợi nhuận vượt mức, thị trường điện cực than chì đã mở ra một làn sóng khôi phục và mở rộng công suất.
Năm 2019, sản lượng điện cực than chì ở Trung Quốc đạt mức cao mới trong những năm gần đây, đạt 1189kT. Năm 2020, sản lượng điện cực than chì giảm xuống 1020kT do nhu cầu suy yếu do dịch bệnh. Nhưng nhìn chung, ngành công nghiệp điện cực than chì của Trung Quốc đang dư thừa công suất nghiêm trọng và tỷ lệ sử dụng giảm từ 70% năm 2017 xuống 46% vào năm 2020, một tỷ lệ sử dụng công suất thấp mới.
2.3 Phân tích nhu cầu than cốc trong ngành điện cực than chì
Sự phát triển của thép eAF sẽ thúc đẩy nhu cầu về điện cực than chì công suất cực cao. Người ta ước tính rằng nhu cầu về điện cực than chì sẽ vào khoảng 1300kt vào năm 2025, và nhu cầu về than cốc thô sẽ vào khoảng 450kT. Bởi vì trong quá trình sản xuất than cốc và điện cực than chì kích thước lớn và công suất cực cao, than cốc kim gốc dầu tốt hơn than cốc kim gốc than, nên tỷ lệ nhu cầu của điện cực than chì đối với than cốc kim gốc dầu sẽ tăng hơn nữa, chiếm lĩnh thị trường không gian thị trường của than cốc làm từ than.
Thời gian đăng: 23-03-2022