Kokkuvõte:Autor analüüsib nõelkoksi tootmise ja tarbimise olukorda meie riigis, selle rakendamise väljavaateid grafiitelektroodide ja negatiivsete elektroodide materjalide tööstuses, et uurida õlinõelkoksi arendamise väljakutseid, sealhulgas tooraineressursside nappust, madalat kvaliteeti, pikka tsüklit ja ületootmisvõimsuse rakenduste hindamist, toote segmenteerimise uuringute, rakenduste ja tulemuslikkuse näitajate, näiteks assotsiatsiooniuuringute suurendamist tipptasemel turu arendamiseks.
Erinevate tooraineallikate järgi saab nõelkoksi jagada õlinõelkoksiks ja kivisöenõelkoksiks. Õlinõelkoksi valmistatakse peamiselt FCC suspensioonist rafineerimise, hüdrodesulfureerimise, aeglustatud koksimise ja kaltsineerimise teel. Protsess on suhteliselt keerukas ja kõrge tehnilise sisaldusega. Nõelkoksi omadused on kõrge süsiniku-, madala väävli-, madala lämmastiku- ja madala tuhasisaldusega ning pärast grafitiseerimist on sellel suurepärased elektrokeemilised ja mehaanilised omadused. See on anisotroopne ja kõrgekvaliteediline süsinikmaterjal, mida on lihtne grafitiseerida.
Nõelkoksi kasutatakse peamiselt ülivõimsate grafiitelektroodide ja liitiumioonakude katoodmaterjalide jaoks. „Süsinikutipu“ ja „süsinikuneutraalse“ strateegiliste eesmärkide saavutamiseks jätkavad riigid raua- ja terasetööstuse ning autotööstuse ümberkujundamise ja tööstusstruktuuri kohandamise ajakohastamise edendamist ning energiasäästliku, madala süsinikusisaldusega ja rohelise keskkonnakaitsetehnoloogia rakendamise edendamist, et edendada elektrikaarahjude terasetootmist ja uute energiasõidukite kiiret arengut. Nõudlus toornõelkoksi järele kasvab samuti kiiresti. Tulevikus on nõelkoksi järgnev tööstus endiselt väga edukas. See teema analüüsib nõelkoksi rakenduste staatust ja väljavaateid grafiitelektroodides ja anoodimaterjalides ning esitab väljakutsed ja vastumeetmed nõelkoksitööstuse tervislikuks arenguks.
1. Nõelkoksi tootmise ja voolusuuna analüüs
1.1 Nõelkoksi tootmine
Nõelkoksi tootmine on koondunud peamiselt vähestesse riikidesse, nagu Hiina, Ameerika Ühendriigid, Ühendkuningriik, Lõuna-Korea ja Jaapan. 2011. aastal oli nõelkoksi ülemaailmne tootmisvõimsus umbes 1200 kt/a, millest Hiina tootmisvõimsus oli 250 kt/a, ja Hiinas oli ainult neli nõelkoksi tootjat. Sinfern Informationi statistika kohaselt suureneb nõelkoksi ülemaailmne tootmisvõimsus 2021. aastaks umbes 3250 kt/a ja nõelkoksi tootmisvõimsus Hiinas umbes 2240 kt/a, moodustades 68,9% ülemaailmsest tootmisvõimsusest, ja Hiina nõelkoksi tootjate arv suureneb 21-ni.
Tabel 1 näitab maailma 10 suurima nõelkoksi tootja tootmisvõimsust, mille koguvõimsus on 2130 kt/a, mis moodustab 65,5% ülemaailmsest tootmisvõimsusest. Nõelkoksi ettevõtete ülemaailmse tootmisvõimsuse seisukohast on õliseeria nõelkoksi tootjad üldiselt suhteliselt suured, ühe tehase keskmine tootmisvõimsus on 100–200 kt/a, kivisöeseeria nõelkoksi tootmisvõimsus on vaid umbes 50 kt/a.
Järgnevatel aastatel jätkub ülemaailmne nõelkoksi tootmisvõimsuse kasv, kuid peamiselt Hiinast lähtuvalt. Hiina planeeritud ja ehitusjärgus nõelkoksi tootmisvõimsus on umbes 430 kt/a ning ületootmise olukord süveneb veelgi. Väljaspool Hiinat on nõelkoksi tootmisvõimsus põhimõtteliselt stabiilne, kusjuures Venemaa OMSK rafineerimistehas plaanib 2021. aastal ehitada 38 kt/a nõelkoksiüksuse.
Joonis 1 näitab nõelkoksi tootmist Hiinas viimase 5 aasta jooksul. Nagu jooniselt 1 näha, on nõelkoksi tootmine Hiinas saavutanud plahvatusliku kasvu, kusjuures aastane kasvumäär on 5 aasta jooksul olnud 45%. 2020. aastal ulatus nõelkoksi kogutoodang Hiinas 517 kT-ni, sealhulgas 176 kT kivisöe ja 341 kT nafta tootmisel.
1.2 Nõelkoksi import
Joonis 2 näitab nõelkoksi impordi olukorda Hiinas viimase 5 aasta jooksul. Nagu jooniselt 2 näha, suurenes nõelkoksi impordimaht Hiinas enne COVID-19 puhangut märkimisväärselt, ulatudes 2019. aastal rekordiliselt kõrge 270 kilotonnini. 2020. aastal oli Hiina nõelkoksi impordimaht 2020. aastal vaid 132 kilotonni imporditud nõelkoksi kõrge hinna, vähenenud konkurentsivõime, suurte sadamate varude ning Euroopas ja Ameerika Ühendriikides jätkuvate epideemiate puhangute tõttu, mis oli 51% väiksem kui aasta varem. Statistika kohaselt oli 2020. aastal imporditud nõelkoksis õli nõelkoksi 27,5 kilotonni, mis on 82,93% vähem kui aasta varem. Söe nõelkoksi kogus on 104,1 kt, mis on 18,26% rohkem kui eelmisel aastal. Peamine põhjus on see, et Jaapani ja Lõuna-Korea meretransporti mõjutab epideemia vähem, teiseks on mõnede Jaapanist ja Lõuna-Koreast pärit toodete hind madalam kui sarnastel toodetel Hiinas ning allavoolu tellimuste maht on suur.
1.3 Nõelkoksi pealekandmise suund
Nõelkoks on teatud tüüpi kõrgekvaliteediline süsinikmaterjal, mida kasutatakse peamiselt toorainena ülivõimsate grafiitelektroodide ja tehisgrafiidist anoodimaterjalide tootmisel. Kõige olulisemad lõppkasutusvaldkonnad on elektrikaarahjude terasetootmine ja uute energiaallikate akud.
JOONIS 3 näitab nõelkoksi rakendustrendi Hiinas viimase 5 aasta jooksul. Grafiitelektrood on suurim rakendusvaldkond ja nõudluse kasvutempo on suhteliselt ühtlane, samal ajal kui negatiivsete elektroodide materjalide nõudlus kasvab jätkuvalt kiiresti. 2020. aastal oli nõelkoksi kogutarbimine Hiinas (sh varude tarbimine) 740 kT, millest tarbiti 340 kT negatiivset materjali ja 400 kT grafiitelektroode, mis moodustas 45% negatiivse materjali tarbimisest.
2.1 eAF-terase tootmise areng
Raua- ja terasetööstus on Hiinas peamine süsinikdioksiidi heitkoguste tekitaja. Raua ja terase tootmiseks on kaks peamist meetodit: kõrgahjud ja elektrikaarahjud. Nende hulgas on elektrikaarahjude abil terasetootmine, mis vähendab süsinikdioksiidi heitkoguseid 60% võrra, võimaldab taaskasutada terasejäätmeid ja vähendada sõltuvust rauamaagi impordist. Raua- ja terasetööstus on teinud ettepaneku võtta juhtroll süsinikuheite tipptaseme ja süsinikuneutraalsuse eesmärkide saavutamisel 2025. aastaks. Riikliku raua- ja terasetööstuspoliitika juhtimisel luuakse suur hulk terasetehaseid, mis asendavad konverteri ja kõrgahju terase elektrikaarahjudega.
2020. aastal oli Hiina toorterase toodang 1054,4 miljonit tonni, millest eAF-terase toodang oli umbes 96 miljonit tonni, mis moodustas vaid 9,1% kogu toorterase toodangust, võrreldes 18%-ga maailma keskmisest, 67%-ga Ameerika Ühendriikidest, 39%-ga Euroopa Liidust ja 22%-ga Jaapani EAF-terase toodangust, seega on arenguruumi palju. Tööstus- ja infotehnoloogiaministeeriumi 31. detsembril 2020 avaldatud „Raua- ja terasetööstuse kvaliteetse arengu edendamise juhendi” eelnõu kohaselt peaks eAF-terase toodangu osakaal kogu toorterase toodangus 2025. aastaks suurenema 15–20%-ni. EAF-terase tootmise kasv suurendab oluliselt nõudlust ülikõrge võimsusega grafiitelektroodide järele. Kodumajapidamises kasutatavate elektrikaarahjude arengusuund on tipptasemel ja suuremahuline, mis tingib suurema nõudluse suure spetsifikatsiooniga ja ülikõrge võimsusega grafiitelektroodide järele.
2.2 Grafiitelektroodi tootmise staatus
Grafiitelektrood on eAF-terase tootmisel oluline tarbematerjal. Joonis 4 näitab grafiitelektroodide tootmisvõimsust ja toodangut Hiinas viimase viie aasta jooksul. Grafiitelektroodide tootmisvõimsus on suurenenud 1050 kT/a-lt 2016. aastal 2200 kT/a-ni 2020. aastal, kusjuures aastane kasvumäär on 15,94%. Need viis aastat on grafiitelektroodide tootmisvõimsuse kiire kasvu periood ja ka grafiitelektroodide tööstuse kiire arengu tsükkel. Enne 2017. aastat oli grafiitelektroodide tööstus traditsiooniline töötlev tööstusharu, millel oli suur energiatarbimine ja kõrge saaste, suured kodumaised grafiitelektroodide ettevõtted vähendasid tootmist, väikesed ja keskmise suurusega grafiitelektroodide ettevõtted seisid silmitsi sulgemisega ning isegi rahvusvahelised elektroodihiiglased on sunnitud tootmise lõpetama, edasi müüma ja turult lahkuma. 2017. aastal tõusis grafiitelektroodide hind Hiinas järsult, mida mõjutas ja ajendas riiklik halduspoliitika, mis nägi ette „põrandavarraste terase” kohustusliku kõrvaldamise. Liigse kasumi ergutusel algas grafiitelektroodide turul tootmisvõimsuse taastamise ja laiendamise laine.
2019. aastal saavutas grafiitelektroodide toodang Hiinas viimaste aastate uue kõrgtaseme, ulatudes 1189 kT-ni. 2020. aastal langes grafiitelektroodide toodang 1020 kT-ni epideemiast tingitud nõudluse vähenemise tõttu. Kuid üldiselt on Hiina grafiitelektrooditööstuses tõsine ületootmisvõimsus ning tootmisvõimsuse rakendusaste langes 70%-lt 2017. aastal 46%-le 2020. aastal, mis on uus madal tootmisvõimsuse rakendusaste.
2.3 Nõelkoksi nõudluse analüüs grafiitelektrooditööstuses
eAF-terase arendamine suurendab nõudlust ülikõrge võimsusega grafiitelektroodide järele. Hinnanguliselt on grafiitelektroodide nõudlus 2025. aastal umbes 1300 kt ja toornõelkoksi järele umbes 450 kt. Kuna suurte ja ülikõrge võimsusega grafiitelektroodide ja liitmike tootmisel on õlipõhine nõelkoks parem kui söepõhine nõelkoks, suureneb grafiitelektroodide nõudluse osakaal õlipõhise nõelkoksi järele veelgi, hõivates söepõhise nõelkoksi turuosa.
Postituse aeg: 23. märts 2022