Abstracto:El autor analiza la situación de producción y consumo de coque de aguja en nuestro país, las perspectivas de su aplicación en la industria de materiales para electrodos de grafito y electrodos negativos, y estudia los desafíos del desarrollo del coque de aguja de petróleo, incluyendo la escasez de recursos de materia prima, la baja calidad, la evaluación de aplicaciones de ciclo largo y sobrecapacidad, y el aumento de la investigación de segmentación de productos, la aplicación, las medidas de rendimiento, como los estudios de asociación para desarrollar un mercado de alta gama.
Según las distintas fuentes de materia prima, el coque de aguja se puede dividir en coque de aguja de petróleo y coque de aguja de carbón. El coque de aguja de petróleo se obtiene principalmente a partir de lodos de FCC mediante refinación, hidrodesulfuración, coquización retardada y calcinación. El proceso es relativamente complejo y tiene un alto contenido técnico. El coque de aguja se caracteriza por su alto contenido de carbono, bajo contenido de azufre, nitrógeno y cenizas, entre otros, y posee excelentes propiedades electroquímicas y mecánicas tras la grafitización. Se trata de un material de carbono anisotrópico de alta gama con fácil grafitización.
El coque de aguja se utiliza principalmente para electrodos de grafito de ultra alta potencia y materiales catódicos para baterías de iones de litio. Como parte de los objetivos estratégicos de "pico de carbono" y "neutralidad de carbono", los países continúan impulsando la transformación y modernización de la industria siderúrgica y automotriz, así como el ajuste de la estructura industrial y la aplicación de tecnologías de ahorro de energía, bajas emisiones de carbono y protección ambiental, impulsando la producción de acero en hornos de arco eléctrico y el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía. La demanda de coque de aguja en bruto también está creciendo rápidamente. En el futuro, la industria derivada del coque de aguja seguirá siendo altamente próspera. Este artículo analiza el estado actual y las perspectivas de aplicación del coque de aguja en electrodos de grafito y materiales de ánodo, y plantea los desafíos y las contramedidas para el desarrollo saludable de la industria del coque de aguja.
1. Análisis de la producción y la dirección del flujo del coque de aguja
1.1 Producción de coque de aguja
La producción de coque de aguja se concentra principalmente en unos pocos países como China, Estados Unidos, Reino Unido, Corea del Sur y Japón. En 2011, la capacidad de producción mundial de coque de aguja era de aproximadamente 1200 kt/año, de los cuales 250 kt/año correspondían a China, y solo existían cuatro fabricantes chinos de coque de aguja. Según las estadísticas de Sinfern Information, para 2021 la capacidad de producción mundial de coque de aguja aumentará a aproximadamente 3250 kt/año, y la capacidad de producción de coque de aguja en China aumentará a aproximadamente 2240 kt/año, lo que representa el 68,9% de la capacidad de producción mundial, y el número de fabricantes chinos de coque de aguja aumentará a 21.
La Tabla 1 muestra la capacidad de producción de los 10 principales fabricantes de coque de aguja del mundo, con una capacidad total de 2130 kt/año, lo que representa el 65,5% de la capacidad de producción mundial. Desde la perspectiva de la capacidad de producción mundial de las empresas de coque de aguja, los fabricantes de coque de aguja de la serie del petróleo generalmente tienen una escala relativamente grande, la capacidad de producción promedio de una sola planta es de 100 a 200 kt/año, mientras que la capacidad de producción de coque de aguja de la serie del carbón es de solo alrededor de 50 kt/año.
En los próximos años, la capacidad de producción mundial de coque de aguja seguirá aumentando, principalmente en China. La capacidad de producción de coque de aguja planificada y en construcción en China ronda los 430.000 toneladas anuales, lo que agrava aún más la situación de sobrecapacidad. Fuera de China, la capacidad de producción de coque de aguja se mantiene prácticamente estable, y la refinería rusa OMSK planea construir una unidad de coque de aguja de 38.000 toneladas anuales en 2021.
La Figura 1 muestra la producción de coque de aguja en China durante los últimos 5 años. Como se puede observar en la Figura 1, la producción de coque de aguja en China ha experimentado un crecimiento explosivo, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 45 % en 5 años. En 2020, la producción total de coque de aguja en China alcanzó las 517 kT, incluyendo 176 kT de la serie del carbón y 341 kT de la serie del petróleo.
1.2 Importación de coque de aguja
La Figura 2 muestra la situación de importación de coque de aguja en China en los últimos 5 años. Como se puede ver en la Figura 2, antes del brote de COVID-19, el volumen de importación de coque de aguja en China aumentó significativamente, alcanzando 270 kT en 2019, un máximo histórico. En 2020, debido al alto precio del coque de aguja importado, la disminución de la competitividad, el gran inventario portuario y superpuesto por el brote continuo de epidemias en Europa y Estados Unidos, el volumen de importación de coque de aguja de China en 2020 fue de solo 132 kT, una disminución del 51% interanual. Según las estadísticas, en el coque de aguja importado en 2020, el coque de aguja de petróleo fue de 27,5 kT, una disminución del 82,93% interanual; La producción de coque de aguja de carbón alcanzó los 104,1 kt, un 18,26 % más que el año pasado. La razón principal es que el transporte marítimo de Japón y Corea del Sur se ha visto menos afectado por la epidemia; en segundo lugar, el precio de algunos productos procedentes de Japón y Corea del Sur es inferior al de productos similares en China; y el volumen de pedidos de los sectores posteriores es elevado.
1.3 Dirección de aplicación del coque de aguja
El coque de aguja es un material de carbono de alta gama que se utiliza principalmente como materia prima para la producción de electrodos de grafito de ultra alta potencia y ánodos de grafito artificial. Sus principales aplicaciones finales son la siderurgia en hornos de arco eléctrico y las baterías para vehículos de nueva energía.
La figura 3 muestra la tendencia de aplicación del coque de aguja en China durante los últimos 5 años. El electrodo de grafito es el principal campo de aplicación, y la tasa de crecimiento de la demanda se encuentra en una fase relativamente plana, mientras que los materiales para electrodos negativos continúan creciendo rápidamente. En 2020, el consumo total de coque de aguja en China (incluido el consumo de existencias) fue de 740 kT, de las cuales 340 kT correspondieron a material para electrodos negativos y 400 kT a electrodos de grafito, lo que representa el 45 % del consumo total de material para electrodos negativos.
2.1 Desarrollo de la producción de acero en horno de arco eléctrico
La industria siderúrgica es una de las principales generadoras de emisiones de carbono en China. Existen dos métodos principales de producción de hierro y acero: el alto horno y el horno de arco eléctrico. De estos, la producción de acero mediante horno de arco eléctrico puede reducir las emisiones de carbono en un 60%, además de permitir el reciclaje de chatarra y disminuir la dependencia de la importación de mineral de hierro. La industria siderúrgica se propuso liderar el logro del objetivo de "pico de carbono" y "neutralidad de carbono" para 2025. Bajo la guía de la política nacional para la industria siderúrgica, un gran número de plantas siderúrgicas sustituirán la producción de acero mediante convertidor y alto horno por la producción mediante horno de arco eléctrico.
En 2020, la producción de acero bruto de China fue de 1054,4 millones de toneladas, de las cuales la producción de acero eAF fue de aproximadamente 96 millones de toneladas, lo que representa solo el 9,1% del total de acero bruto, en comparación con el 18% del promedio mundial, el 67% de Estados Unidos, el 39% de la Unión Europea y el 22% del acero EAF de Japón, lo que indica un amplio margen de mejora. Según el borrador de la "Guía para la promoción del desarrollo de alta calidad de la industria siderúrgica" publicado por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información el 31 de diciembre de 2020, la proporción de la producción de acero eAF en la producción total de acero bruto debería incrementarse a entre el 15% y el 20% para 2025. El aumento de la producción de acero eAF incrementará significativamente la demanda de electrodos de grafito de ultra alta potencia. La tendencia de desarrollo de los hornos de arco eléctrico nacionales es hacia la alta gama y la gran escala, lo que plantea una mayor demanda de electrodos de grafito de alta especificación y ultra alta potencia.
2.2 Estado de producción del electrodo de grafito
El electrodo de grafito es un consumible esencial para la producción de acero en hornos de arco eléctrico (eAF). La Figura 4 muestra la capacidad de producción y el rendimiento del electrodo de grafito en China durante los últimos cinco años. La capacidad de producción de electrodo de grafito aumentó de 1050 kT/año en 2016 a 2200 kT/año en 2020, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 15,94 %. Estos cinco años representan un período de rápido crecimiento de la capacidad de producción de electrodo de grafito, así como un ciclo de rápido desarrollo de la industria. Antes de 2017, la industria del electrodo de grafito, como industria manufacturera tradicional con alto consumo energético y alta contaminación, vio cómo las grandes empresas nacionales reducían su producción, las pequeñas y medianas empresas se enfrentaban al cierre, e incluso los gigantes internacionales del sector se veían obligados a detener la producción, revender y abandonar el mercado. En 2017, influenciado e impulsado por la política administrativa nacional de eliminación obligatoria del acero para barras de piso, el precio del electrodo de grafito en China aumentó drásticamente. Estimulado por los beneficios extraordinarios, el mercado del electrodo de grafito experimentó una ola de reanudación y expansión de la capacidad productiva.
En 2019, la producción de electrodos de grafito en China alcanzó un nuevo máximo histórico, llegando a 1189 kT. En 2020, la producción disminuyó a 1020 kT debido a la menor demanda provocada por la pandemia. Sin embargo, en general, la industria china de electrodos de grafito presenta un grave exceso de capacidad, y la tasa de utilización se redujo del 70 % en 2017 al 46 % en 2020, un nuevo mínimo histórico.
2.3 Análisis de la demanda de coque de aguja en la industria de electrodos de grafito
El desarrollo del acero eAF impulsará la demanda de electrodos de grafito de ultra alta potencia. Se estima que la demanda de electrodos de grafito alcanzará aproximadamente las 1300 kt en 2025, mientras que la demanda de coque de aguja en bruto será de unas 450 kt. Dado que en la producción de electrodos de grafito de gran tamaño y ultra alta potencia, el coque de aguja derivado del petróleo es superior al derivado del carbón, la proporción de la demanda de electrodos de grafito que corresponde a coque de aguja derivado del petróleo aumentará aún más, ocupando así el mercado del coque de aguja derivado del carbón.
Fecha de publicación: 23 de marzo de 2022