王新军，魏 豪，焦 建

（1.中国石油化工股份有限公司炼油事业部，北京 100728；2.中国石化炼油销售有限公司，上海 200050）

针状焦作为超高功率石墨电极、锂电负极材料和高端碳素制品的优质原料，在国防和民用工业中具有特殊的用途和重要意义。其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向。根据所使用的生产原料不同，可将针状焦分为油系和煤系两种，以石油渣油为原料生产的针状焦为油系针状焦，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系针状焦。影响针状焦质量的主要指标包括真密度、硫含量、氮含量、挥发分、灰分、热膨胀系数、电阻率、振实密度等。

1 国内外针状焦技术发展历程

1950年美国大湖炭素公司首先发明了石油系针状焦，1968年以后，在炭质中间相理论迅速发展的同时，该技术的应用研究也得到发展，油系针状焦实现工业化生产。由于石油加工向轻质化深度加工方向发展，石油系针状焦原料减少，加之20世纪70年代两次石油危机，使人们感到原料供应不稳定，基于此，日本等国重点研发煤系针状焦生产技术，1979年煤系针状焦实现工业化生产[1-6]。

我国对针状焦的研究始于20世纪70年代末80年代初。1979-1985年，中国石化石油化工科学研究院（简称石科院）先后完成了油系针状焦实验室内的试验、小试和中试，探明了成焦机理，确定了原料和焦化工艺，建立了相应的测试方法；1986-1993年，石科院完成了多项原料制备针状焦的实验研究。“六五”期间，国家发展和改革委员会大力支持针状焦的开发，油系针状焦在锦州石化和安庆石化进行工业性开发，煤系针状焦在鞍山沿海化工公司和山东兖矿科蓝煤焦化有限公司进行工业化开发。2021年中国石化在金陵石化、茂名石化的油系针状焦工业化生产装置相继投产，标志着中国石化在高端碳材料行业实现从无到有的突破。

2 针状焦市场供应分析

2.1 中国针状焦产能产量分析

从近5年中国针状焦产能来看，2018年以来中国针状焦产能逐年增长，截至2022年4月底，中国针状焦产能为263万吨/年，较2021年增加19万吨/年，其中油系针状焦产能为152万吨/年，占比达57.79%，煤系针状焦产能111万吨/年，占比42.21%。

2.1.1 中国油系针状焦产能产量分析

2021年中国油系针状焦总产能为145万吨/年（见表1）。生产企业共9家，主要分布在山东、辽宁等省，其中辽宁宝来生物能源有限公司产能为26万吨/年，占据首位；中国石化金陵分公司、中国石化茂名分公司、山东亿维新材料有限责任公司为新增企业，新增企业及原有企业扩能共新增产能为47万吨/年。

表1 2021年中国油系针状焦企业产能 万吨/年

2021年油系针状焦总产量为80.15万吨，市场占有率达到70%以上，受针状焦价格上行影响，企业生产积极性增加，叠加新装置出产品、下游需求面向好，针状焦开工率持续增加，油系针状焦保持高位运行，平均开工率55.28%。2022年1-4月油系针状焦产量28.60万吨，增幅为4.57%。

2.1.2 中国煤系针状焦产能产量分析

2021年中国煤系针状焦产能为99万吨/年（见表2），生产企业14家，除华南地区外均有分布，其中太原晟宏炭材料有限公司为2021年新增企业。

表2 2021年中国煤系针状焦企业产能 万吨/年

2021年中国煤系针状焦总产量为28.24万吨，较2020年增长26.98%，从产量来看，2021年中国煤系针状焦市场占有率为26%，市场开工持续保持低位运行。究其原因，其一是原料软沥青价格保持高位，煤系针状焦利润倒挂；其二是下游市场对油系针状焦偏好度较高；其三是2021年油系新增企业较多，产量增长较大，前期多低价销售，挤压煤系针状焦市场。2022年1-4月煤系针状焦产量11.11万吨，增幅为48.13%。

2.2 进口针状焦供应分析

2.2.1 进口油系针状焦分析

从近10年中国进口油系针状焦的数据（见图1）来看，2011-2014年中国油系针状焦的进口量持续走低，2015年以来负极材料需求量大幅增加，2017年取消地条钢，发展电炉钢，石墨电极需求量增加。而2020年受到新冠疫情及下游市场疲软影响，进口量下行。2021年中国油系针状焦进口量虽较2020年同期有所增长，但从近5年数据来看，仍处于相对低位。一方面，英国针状焦企业2-5月检修，日本某针状焦企业于5-6月停产检修两个月，到港量减少；另一方面，海外石墨电极需求旺盛，供不应求，另外中国国产针状焦质量提升，对进口针状焦资源有所补充。

图1 2011–2021年中国油系针状焦进口量对比

2021年中国油系针状焦进口量为10.12万吨，同比增长268.35%，其中，中国从英国进口油系针状焦8.17万吨，占进口总量的80.70%，较2020年同期增加305.78%，中国进口的英国油系针状焦用于负极材料和生产超高大规格石墨电极本体及接头。

2.2.2 进口煤系针状焦分析

从近10年中国煤系针状焦进口量（见图2）来看，进口针状焦总体以2016年作为分界线，2015年前受国内需求及价格弱势影响进口量逐年递减。2016年终端钢铁市场大力发展电炉钢，石墨电极需求日益增加，价格随之水涨船高，同时国内高端针状焦市场还在起步阶段，下游接头焦和部分超高功率大规格石墨电极主要依赖进口针状焦，使得针状焦进口量大幅增加。

图2 2011–2021年中国煤系针状焦进口量对比

2021年中国煤系针状焦进口量为12.43万吨，较2020年同期增加17.03%。其中从韩国进口6.39万吨，占进口总量的51.43%，较2020年同期增加0.70%；从日本进口5.98万吨，占进口总量的48.10%，较2020年同期增加40.04%。从海关统计数据来看，2021年进口量较2020年同期上涨，增幅为17.03%。主要原因为，日韩国家海运运输受疫情影响较小，且日韩部分产品价格较中国国产低，下游订单量较多。

3 针状焦市场需求分析

3.1 2021年中国针状焦表观消费量分析

2020-2021年中国针状焦表观消费量对比如表3所示。2021年中国针状焦表观消费量为127.94万吨，其中，国产针状焦为108.39万吨，进口22.55万吨，出口约3.00万吨。按用途来看，石墨电极约68.30万吨，负极材料约59.64万吨，分别占比53%和44%。考虑到市场库存因素，实际消费量低于表观消费量。

表3 2020-2021年中国针状焦表观消费量对比 万吨

从年度对比来看，2021年针状焦表观消费量较2020年同比增加88%，主要受到负极材料市场的拉动，2021年，中国锂电负极材料终端新能源汽车产销量同比增加2.2倍以上。

3.2 2021年石墨电极市场供需分析

据百川盈孚统计，2021年国内48家石墨电极企业2021年总产量约为100.92万吨，较2020年增加39.97%。其中，普通功率石墨电极总量13.16万吨，增幅19.53%；高功率石墨电极总量25.86万吨，较上年同期增幅45.12%；超高功率石墨电极总量61.90万吨，较上年同期增幅43.12%。

针状焦主要用于高功率石墨电极和超高功率石墨电极，按当前市场上超高功率石墨电极约平均含70%的针状焦、高功率石墨电极约平均含30%的针状焦计，2021年中国石墨电极对针状焦需求量约为52.11万吨，为近3年高点，具体见表4。

表4 2019-2021年中国石墨电极对针状焦需求量 万吨

从终端市场来看，2021年电炉钢开工阶段性高位是石墨电极需求良好的主因，春节后钢厂迅速进入复产状态，到3月中旬钢厂开工已攀升至60%左右，且2021年上半年，全球经济通货膨胀发展，对粗钢供不应求，钢厂利润支撑下开工率迅速提高。

下半年由于前期钢价大幅上涨，政府部门提出大宗商品“保供稳价”政策，钢价出现回落；另外，碳中和、碳达峰目标指引下，2021年下半年各省陆续出台政策压减粗钢产量，以转炉为主的部分钢厂生产受到限制。10月份电力资源供应紧张，各省限电、推涨电价政策陆续出台，电炉钢生产同步受限，且临近冬季，终端钢材市场淡季，下游需求不足亦限制钢厂开工，因此2021下半年钢厂开工表现为平稳下滑。

3.3 2021年负极材料市场需求分析

2013-2021年中国锂电负极材料产能产量情况如图3所示。2021年中国锂电负极材料市场整体产能依旧保持增长的趋势，锂电负极材料产能72万吨/年，较2020年增长34.83%。2021年总产量约60.00万吨，较2020年增加24.82万吨，涨幅71.32%。由于内蒙古地区限电及环保等因素的影响，原负极材料新建项目开始向电价同样优惠的四川、云南及贵州等地转移，2021年西南地区规划产能迅速提升至107万吨/年，头部大型负极材料企业均在四川布局新建产能，未来市场整体集中度将会进一步提高。

图3 2013-2021年中国锂电负极材料产能产量

针状焦主要用于中高端人造负极材料的生产，按2021年中国锂电负极材料产量来划分，人造石墨产量为50.30万吨，其中，中高端负极材料约35万吨，按照生产1吨中高端负极材料需要1.6～1.7吨的针状焦来计算，2021年全年锂电负极材料对针状焦的需求量约56万吨。

从终端市场来看，2021年我国新能源汽车产量达354.5万辆，市场占有率达到13.4%。其中，纯电动汽车产销分别为294.2万辆和291.6万辆，同比增长170%和160%。

4 中国针状焦市场预测及前景分析

4.1 2022-2024年中国针状焦市场供应预测

据百川盈孚统计，2022年中国针状焦计划新增产能为77.2万吨/年，若如期投产，2022年市场供应将保持增长，产能将超300万吨/年。从产量来看，考虑到企业检修、新装置投产情况和市场行情等因素，预计2022年中国针状焦产量约180万吨。2022-2024年中国针状焦计划新增产能分别为77.20，30.53，42.00万吨/年。预计2024年中国针状焦产能将达到393.73万吨/年，按近3年中国针状焦平均开工率60%计算，预计2024年中国针状焦产量将会接近236万吨。

4.2 2022-2024年中国针状焦市场需求预测

4.2.1 石墨电极市场预测

2022年随着部分老牌企业新增产能及新建企业产能陆续投产，石墨电极产能将达210.7万吨/年，到2024年预计总产能将增至234.2万吨/年，但考虑市场需求、价格及利润方面的因素，未必全部达产。

目前，中国石墨电极供应面临的一大难题仍是产能过剩，预计2022年中国石墨电极新增产能将达39万吨/年，若新建石墨电极企业能如期达产，将进一步加剧石墨电极市场产能过剩局面。但一方面，碳中和、碳达峰背景下，石墨电极下游钢厂生产必将受到限制，而新建电炉钢项目投产仍需时间，因此短期石墨电极下游需求不易有明显增涨，需求不足限制石墨电极价格，石墨电极企业生产积极性同步受到抑制。另外，目前负极材料市场交投火热，尤其负极石墨化工资源紧张，利润可观，部分石墨电极企业产能及个别新建石墨电极产能暂时转移至负极石墨化产能。

2022-2024年中国石墨电极新增产能以超高功率石墨电极为主，随着“双碳”政策对电炉短程炼钢的推进，预计未来3年超高功率石墨电极市场占有率将逐步提高，但受市场产能过剩的影响，预计未来3年中国石墨电极产能将保持平稳运行，到2024年中国石墨电极对针状焦需求量将达到65.5万吨。

4.2.2 锂电负极材料市场预测

2021年中国锂电负极材料新建项目进展迅速，新建及扩建项目快速增加，但是受到能评及环评指标的影响，同时“双碳”政策也导致国家对能耗指标的管控力度加大，因此短期内大批项目集中落地的可能性不大。主流大型负极材料企业新建及扩建产能有望在2022年落地，产能实现翻倍增长。主流大厂负极材料未来3年产能规划情况见表5。从当前已有规划负极材料新建项目预测，若所规划项目全部投产，预计2024年中国锂电负极材料产能将达到400万吨/年。

表5 主流大厂负极材料未来3年产能规划情况 万吨/年

当前全球动力电池市场加速推进，一方面新能源汽车成为当前全球市场关注的焦点，各国车企均在整合市场布局，而中国作为全球主要的动力电池生产基地对国外车企形成一定冲击，因此国外市场动力电池项目也在加速进行。随着国家对新能源汽车产业的大力扶持以及5G时代的到来，手机面临着大批量的更新换代，锂离子电池产量也将大幅增加，因此预计未来全球锂离子电池市场仍将保持高速增长的趋势。

2021年以来，随着“双碳”政策及内蒙古地区限电，头部企业加紧布局西南市场，扩张石墨化和负极材料产能，未来3年计划新增产能将会达到350万吨/年以上，负极材料原料市场需求热度不减，按照当前计划到2024年锂电负极材料将超过传统下游石墨电极成为针状焦的主要流向，预计2024年锂电负极材料对针状焦的需求量将达到130万吨，负极材料需求前景广阔。

5 中国针状焦市场发展前景分析

1）中国的针状焦生产技术发展进入关键阶段，在未来产能过剩的时代，市场竞争会越来越激烈，只有技术持续创新、产品迭代升级才能赢得客户，占领市场。

2）针状焦下游产业链产能倍增、原料市场供应不足的矛盾将更加突出，采购优质价廉的原料更是难上加难，生产成本会持续递增。针状焦生产成本更低、质量更优的企业将优势凸显。

3）为了促进高端锂电池负极材料的稳步发展，降低生产成本，负极材料厂家应建立自己的原料基地，开发定制高容量的特种微观结构焦炭，减少与石墨电极企业抢占资源的局面。

4）当前环保压力日益递增，中国的电钢将迎来重要的发展机遇期，新增电炉数量稳步增长。因此，大规格超高功率石墨电极仍是电极市场主流，国产针状焦必将抓住机遇，实现对进口接头焦产品的替代。

5）国产针状焦企业在生产过程及产品质量的精细化管理方面与国外相比还远远不够，要找到与日本针状焦企业在管理上的差距并实现突破，创新管理思路，国产针状焦产品终将比肩进口，引领行业。