抽象的な：著者は、我が国のニードルコークスの生産と消費状況を分析し、その黒鉛電極と負極材料産業の展望における応用の見通しを分析し、原材料資源の不足、品質の低さ、長寿命、過剰生産能力などの石油ニードルコークスの開発課題を研究し、製品の細分化研究、応用、性能測定、関連研究などを増やしてハイエンド市場を開拓します。
ニードルコークスは、原料の供給源の違いにより、石油ニードルコークスと石炭ニードルコークスに分けられます。石油ニードルコークスは主にFCCスラリーを原料とし、精製、水素化脱硫、ディレードコーキング、焼成を経て製造されます。この工程は比較的複雑で、高度な技術を要します。ニードルコークスは、高炭素、低硫黄、低窒素、低灰分などの特性を有し、黒鉛化後の電気化学的特性と機械的特性に優れています。黒鉛化しやすい異方性の高級炭素材料です。
ニードルコークスは主に超高出力黒鉛電極やリチウムイオン電池の正極材料に用いられており、「カーボンピーク」、「カーボンニュートラル」戦略目標の下、各国は鉄鋼と自動車産業の転換・高度化を継続的に推進し、産業構造の調整、省エネ・低炭素・グリーン環境保護技術の応用を推進し、電炉製鋼と新エネルギー車の急速な発展を促進している。そのため、原料ニードルコークスの需要も急速に伸びている。将来的には、ニードルコークスの下流産業は依然として非常に繁栄するだろう。本稿では、ニードルコークスの黒鉛電極および陽極材料への応用状況と展望を分析し、ニードルコークス産業の健全な発展に向けた課題と対策を提示する。
1. ニードルコークスの製造と流れ方向の分析
1.1 ニードルコークスの製造
ニードルコークスの生産は、主に中国、米国、英国、韓国、日本などの一部の国に集中しています。2011年、世界のニードルコークスの生産能力は約1200kt/aで、そのうち中国の生産能力は250kt/aで、中国のニードルコークスメーカーはわずか4社でした。Sinfern Informationの統計によると、2021年までに世界のニードルコークスの生産能力は約3250kt/aに増加し、中国のニードルコークスの生産能力は約2240kt/aに増加して世界の生産能力の68.9%を占め、中国のニードルコークスメーカーは21社に増える見込みです。
表1は、世界トップ10のニードルコークスメーカーの生産能力を示しており、総生産能力は2130kt/aで、世界生産能力の65.5%を占めています。ニードルコークス企業の世界生産能力の観点から見ると、石油系ニードルコークスメーカーは一般的に比較的規模が大きく、単一工場の平均生産能力は100～200kt/aであるのに対し、石炭系ニードルコークスの生産能力は約50kT/aに過ぎません。
今後数年間、世界のニードルコークス生産能力は引き続き増加しますが、その主な牽引役は中国です。中国の計画中および建設中のニードルコークス生産能力は約43万トン/年であり、過剰生産能力の状況はさらに深刻化しています。中国以外では、ニードルコークス生産能力は概ね安定しており、ロシアのOMSK製油所は2021年に年間3万8千トンのニードルコークス生産設備を建設する予定です。
図1は、中国における最近5年間のニードルコークス生産量を示しています。図1からわかるように、中国のニードルコークス生産量は爆発的な成長を遂げており、5年間の年平均成長率は45%に達しています。2020年の中国のニードルコークス総生産量は517kTに達し、そのうち石炭系は176kT、石油系は341kTでした。
1.2 ニードルコークスの輸入
図2は、最近5年間の中国のニードルコークスの輸入状況を示している。図2からわかるように、COVID-19の発生前、中国のニードルコークスの輸入量は大幅に増加し、2019年には過去最高の27万トンに達した。2020年は、輸入ニードルコークスの価格高騰、競争力の低下、港湾在庫の過剰に加え、欧米での疫病の連続発生により、中国の2020年のニードルコークス輸入量はわずか13万2千トンで、前年比51%減にとどまった。統計によると、2020年に輸入されたニードルコークスのうち、石油用ニードルコークスは2万7千トンで、前年比82.93%減だった。石炭計量ニードルコークス104.1kt、前年比18.26%増。主な理由は日本と韓国の海上輸送が疫病の影響をあまり受けていないこと、第二に日本と韓国の一部製品の価格が中国の同種製品より低く、下流の注文量が多いこと。
1.3 ニードルコークスの適用方向
ニードルコークスは高級炭素材料の一種で、主に超高出力黒鉛電極や人造黒鉛陽極材の製造原料として用いられています。最も重要な末端応用分野は、電気炉製鋼と新エネルギー自動車用動力電池です。
図3は、中国におけるニードルコークスの過去5年間の応用動向を示している。黒鉛電極は最大の応用分野であり、需要の伸び率は比較的横ばい状態にある一方、負極材は引き続き急速な成長を続けている。2020年の中国のニードルコークス総消費量（在庫消費を含む）は74万トンで、そのうち負極材は34万トン、黒鉛電極は40万トンで、負極材消費量の45%を占めた。
2.1 eAF製鋼の発展
中国では、鉄鋼業界は炭素排出の大きな産業です。鉄鋼の主な生産方法は、高炉製鉄と電炉製鉄の2つです。このうち、電炉製鉄は炭素排出量を60%削減でき、スクラップ鋼資源のリサイクルと鉄鉱石輸入への依存度の低減を実現できます。鉄鋼業界は、2025年までに「カーボンピーク」と「カーボンニュートラル」の目標達成を主導することを提唱しています。国家鉄鋼産業政策の指導の下、多くの製鉄所が転炉製鋼と高炉製鋼を電炉製鋼に置き換える予定です。
2020年の中国の粗鋼生産量は10億5,440万トンで、そのうち電炉鋼の生産量は約9,600万トンで、粗鋼総量のわずか9.1％を占めるに過ぎない。世界平均の18％、米国の67％、欧州連合の39％、日本の電炉鋼の22％と比較すると、大きな進歩の余地がある。工業情報化部が2020年12月31日に公布した「鉄鋼産業の高品質な発展を促進するための指導案」によると、2025年までに粗鋼総生産量に占める電炉鋼の生産量の割合を15％～20％に高める必要がある。電炉鋼の生産量増加は、超高出力黒鉛電極の需要を大幅に増加させる。国内の電炉の開発傾向はハイエンド、大規模化しており、大型規格、超高出力黒鉛電極の需要がさらに高まっている。
2.2 グラファイト電極の生産状況
黒鉛電極は、eAF製鋼に不可欠な消耗品です。図4は、最近5年間の中国における黒鉛電極の生産能力と生産量を示しています。黒鉛電極の生産能力は、2016年の1050kT / aから2020年には2200kt / aに増加し、年平均成長率は15.94%でした。この5年間は、黒鉛電極の生産能力が急速に成長した時期であり、黒鉛電極産業が急速に発展するサイクルでもありました。2017年以前、黒鉛電極産業は、高エネルギー消費と高汚染の伝統的な製造業として、国内の大手黒鉛電極企業が生産を削減し、中小の黒鉛電極企業が閉鎖に直面し、国際的な電極大手でさえ生産を停止し、転売して撤退を余儀なくされました。2017年には、国の「棒鋼」強制廃止政策の影響と推進力を受けて、中国の黒鉛電極価格が急騰しました。超過利益に刺激され、グラファイト電極市場には生産能力の回復と拡大の波が押し寄せました。
2019年、中国の黒鉛電極生産量は1189kTに達し、近年の最高値を更新しました。2020年は、感染症流行による需要減退の影響で、黒鉛電極の生産量は1020kTに減少しました。しかし、全体として、中国の黒鉛電極産業は深刻な過剰生産能力を抱えており、稼働率は2017年の70%から2020年には46%に低下し、新たな低稼働率を記録しました。
2.3 黒鉛電極産業におけるニードルコークスの需要分析
電気炉鋼の発展は、超高出力黒鉛電極の需要を牽引するでしょう。2025年には黒鉛電極の需要は約130万トン、生ニードルコークスの需要は約45万トンに達すると予測されています。大型・超高出力黒鉛電極および継手の製造において、石油系ニードルコークスは石炭系ニードルコークスよりも優れているため、黒鉛電極需要における石油系ニードルコークスの割合はさらに高まり、石炭系ニードルコークスの市場占有率を高めると予想されます。
投稿日時: 2022年3月23日