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我国天然石墨行业供需、进出口现状及趋势 资源优势将向技术优势转变

一、行业概述

天然石墨,顾名思义就是自然界天然形成的石墨,一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。

石墨是碳元素的结晶矿物之一,具有耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能。由于石墨具有许多优良的性能,因此其被广泛应用于冶金、机械、电气、电子、电池、金刚石超硬材料、核工业、化工、轻工、纺织、军工、国防、航天及耐火材料等行业。

具体来看,天热石墨的应用领域主要如下:作耐火材料(镁碳砖、铝碳砖、坩锅及有关制品);炼钢(石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂);作导电材料(广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等,在电解金属镁、铝、钠时,电解槽的阳极也用石墨电极,生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料);作耐磨和润滑材料(在机械工业中常作润滑剂,石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂);作耐腐蚀材料(广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备);作铸造、翻砂、压模及高冶金材料;用于原子能工业和国防工业(最早作为减速剂用于原子反应堆中,现在国防工业中用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料)。

具体来看,天热石墨的应用领域主要如下:作耐火材料(镁碳砖、铝碳砖、坩锅及有关制品);炼钢(石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂);作导电材料(广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等,在电解金属镁、铝、钠时,电解槽的阳极也用石墨电极,生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料);作耐磨和润滑材料(在机械工业中常作润滑剂,石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂);作耐腐蚀材料(广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备);作铸造、翻砂、压模及高冶金材料;用于原子能工业和国防工业(最早作为减速剂用于原子反应堆中,现在国防工业中用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料)。

资料来源:观研天下整理

另外,天然石墨还可作防垢防锈材料(能防止锅炉结垢,涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈);作石墨烯(石墨烯的来源);作锂电池负极材料(目前锂离子电池应用中较为理想的负极材料,且天然石墨的改性研究已经取得了一定的进展,并已有商业化应用);作高导热石墨块(是一种理想的扩热材料,在发光二极管LED、中央处理器CPU、图形处理器GPU等功率型电子器件的扩热过程中有重要价值);作高导热石墨散热膜(例如众多知名手机品牌都是通过在后盖外壳内壁贴石墨薄膜的方式来实现平面均温,消除局部热点);作膨胀石墨与阻燃材料;作石墨密封材料(研究在恶劣工作条件下满足使用要求的高性能炭/石墨密封材料,这对支持我国航空、航天事业发展具有重要意义)

二、行业供应端

1、中国天然石墨储量全球占比排名第二,主要集中在黑龙江、内蒙古等地

根据观研报告网发布的《中国天然石墨行业发展趋势研究与未来投资分析报告2022-2029年)》显示,早在二十世纪三十年代,我国黑龙江鸡西柳毛、山东南墅石墨矿就开始了石墨的生产加工。当时选矿工艺流程简单,工人劳动条件差,生产率极低,年产量仅有几千吨。经过几十年的发展,于上世纪80年代初我国天然石墨工业逐渐形成了比较完整的生产、加工体系。此后我国天热石墨行业跌宕起伏发展,现如今我国已经成为世界上最大天然石墨生产国。根据数据显示,截至2021年底,全球天然石墨累计探明可开采储量为32480万吨,在已探明的储量中,石墨资源最丰富的国家是土耳其,储量约为9000万吨,全球占比约为27.7%;其次便是中国,约为7300万吨,占比约为22.48%。

早在二十世纪三十年代,我国黑龙江鸡西柳毛、山东南墅石墨矿就开始了石墨的生产加工。当时选矿工艺流程简单,工人劳动条件差,生产率极低,年产量仅有几千吨。经过几十年的发展,于上世纪80年代初我国天然石墨工业逐渐形成了比较完整的生产、加工体系。此后我国天热石墨行业跌宕起伏发展,现如今我国已经成为世界上最大天然石墨生产国。根据数据显示,截至2021年底,全球天然石墨累计探明可开采储量为32480万吨,在已探明的储量中,石墨资源最丰富的国家是土耳其,储量约为9000万吨,全球占比约为27.7%;其次便是中国,约为7300万吨,占比约为22.48%。

资料来源:公开资料整理

从我国天然石墨资源分布来看,其呈现东多西少之势。其中,大型晶质石墨矿床主要分布在黑龙江、内蒙古、山东、河南、四川等省份,其中黑龙江的晶质石墨矿石储量占比最大,约为47%;而内蒙古则是隐晶质石墨矿石储量占最大,占全国隐晶质石墨矿石储量的67%。

2、天然石墨产量变化相对平稳微晶石墨的产量逐渐提升

产量来看,当前我国已经成为全球范围内天然石墨产量最高的国家。根据国内天然石墨产量变化来看,近十年我国天然石墨产量变化校对较为平稳,一直围绕着70万吨上下小幅度波动,基本维持在60-80万吨之间。数据显示,2012年我国天然石墨产量约为75万吨;2013年到2015年其产量则稳定在78万吨左右;2016年到2020年,受到我国的环保政策限制,开采受限,天然石墨产量整体较2015年出现小幅下降,2020年其产量下降至65万吨左右;到2021年,随着我国天然石墨产量开始回升至73.5万吨左右,同比增长13.1%。

产量来看,当前我国已经成为全球范围内天然石墨产量最高的国家。根据国内天然石墨产量变化来看,近十年我国天然石墨产量变化校对较为平稳,一直围绕着70万吨上下小幅度波动,基本维持在60-80万吨之间。数据显示,2012年我国天然石墨产量约为75万吨;2013年到2015年其产量则稳定在78万吨左右;2016年到2020年,受到我国的环保政策限制,开采受限,天然石墨产量整体较2015年出现小幅下降,2020年其产量下降至65万吨左右;到2021年,随着我国天然石墨产量开始回升至73.5万吨左右,同比增长13.1%。

资料来源:公开资料整理

天然石墨产量构成来看,近年来,我国微晶石墨的产量占比在逐渐提升;晶质石墨产量占比则在逐渐下降。这主要因为微晶石墨其在高精尖领域应用更加广泛,在高纯各向同性石墨制品、GICS隐身材料、高分子复合材料、胶体石墨、高能电池正极导电剂、锂离子电池负极材料以及氧化石墨氟电池等领域均有应用需求。因此随着我国经济的发展,近些年微晶石墨的需求量正在逐渐加大,因此我国微晶石墨的产量占比在逐渐提升。数据显示,2016年我国微晶石墨产量占比约为12.31%;到2021年便增长至约44.03%。相比之下,晶质石墨产量占比已经从2016年的87.69%下降至2021年的55.97%。未来随着我国高科技术的发展,预计微晶石墨产量占比将继续扩大。

天然石墨产量构成来看,近年来,我国微晶石墨的产量占比在逐渐提升;晶质石墨产量占比则在逐渐下降。这主要因为微晶石墨其在高精尖领域应用更加广泛,在高纯各向同性石墨制品、GICS隐身材料、高分子复合材料、胶体石墨、高能电池正极导电剂、锂离子电池负极材料以及氧化石墨氟电池等领域均有应用需求。因此随着我国经济的发展,近些年微晶石墨的需求量正在逐渐加大,因此我国微晶石墨的产量占比在逐渐提升。数据显示,2016年我国微晶石墨产量占比约为12.31%;到2021年便增长至约44.03%。相比之下,晶质石墨产量占比已经从2016年的87.69%下降至2021年的55.97%。未来随着我国高科技术的发展,预计微晶石墨产量占比将继续扩大。

资料来源:观研天下整理

三、行业需求端

从上文行业概述中可以看出天然石墨应用非常广泛,因此近些年来,我国天然石墨整体需求受到天然石墨行业下游耐火材料、炼钢、导电材料等行业影响较大。2016年到2018年受到环保政策影响,国内炼钢、高冶金、化工等行业限产,因此天然石墨的需求也随之出现下滑,2018年我国天然石墨表观消费量下降至39.85万吨;近两年,随着国内炼钢、高冶金、化工领域落后产能的淘汰,产能的升级,以及电气、电子等行业的发展,我国天然石墨的表观消费量逐渐回升,截止至2021年我国天然石墨表观需求量为50.93万吨,较上一年同比增长16.3%。

从上文行业概述中可以看出天然石墨应用非常广泛,因此近些年来,我国天然石墨整体需求受到天然石墨行业下游耐火材料、炼钢、导电材料等行业影响较大。2016年到2018年受到环保政策影响,国内炼钢、高冶金、化工等行业限产,因此天然石墨的需求也随之出现下滑,2018年我国天然石墨表观消费量下降至39.85万吨;近两年,随着国内炼钢、高冶金、化工领域落后产能的淘汰,产能的升级,以及电气、电子等行业的发展,我国天然石墨的表观消费量逐渐回升,截止至2021年我国天然石墨表观需求量为50.93万吨,较上一年同比增长16.3%。

资料来源:观研天下整理

目前我国天然石墨的产业链还处在较为基础阶段,关于天然石墨的高附加值产品开发还有很大发展空间,未来高技术产业,如光伏、半导体材料、锂电池、燃料电池等领域将会是我国天然石墨消费的主要增长领域。因此,我国天然石墨行业有着较为良好的发展前景和巨大的潜在需求市场。

四、进出口现状

综合上述我国天然石墨供给端和需求端的产量及消费量来看,可以看出一直以来我国天然石墨的产量是远大于消费量的,因此我国也一直是天然石墨出口大国,且我国甚至引导着全球天然石墨生产的主流,对国际石墨市场供给起着举足轻重的作用。

2021年中国天然石墨进口数量为59788027千克,同比增长133%;天然石墨出口数量为285522454千克,同比增长20%。

2014-2021年我国天然石墨进出口量呈现波动变化趋势,但其出口量始终高于进口量。进口量来看,2019年受到国内天然石墨消费量大增影响,天然石墨进口量也达最高,增长至19.7万吨;2020年受到新冠疫情影响,全球航运受阻,再加上国际天然石墨价格飙升,使得我国天然石墨从2019年的19.7万吨迅速下降至2020年的2.57万吨,同比下降86.95%。

出口量来看,从2014年到2019年数据来看,我国天然石墨出口呈现三年一周期的周期性变化。2014-2016年中国天然石墨出口量连续三年下降;2017年中国天然石墨出口量结束了连续下降的趋势,迅速回升至34.24万吨;随后2017到2019年天然石墨出口量则又出现继续三年下降态势;2020年疫情影响使得出口量下降周期延续,2020年我国天然石墨出口量已经下降至23.79万吨,同比下降17.65%;直到2021年疫情的好转,我国天然石墨出口量开始回升至28.55万吨。

出口量来看,从2014年到2019年数据来看,我国天然石墨出口呈现三年一周期的周期性变化。2014-2016年中国天然石墨出口量连续三年下降;2017年中国天然石墨出口量结束了连续下降的趋势,迅速回升至34.24万吨;随后2017到2019年天然石墨出口量则又出现继续三年下降态势;2020年疫情影响使得出口量下降周期延续,2020年我国天然石墨出口量已经下降至23.79万吨,同比下降17.65%;直到2021年疫情的好转,我国天然石墨出口量开始回升至28.55万吨。

资料来源:中国海关总署

进出口金额来看,近六年来,我国天然石墨进出口金额整体呈现波动上升态势。2016年我国天然石墨进口金额约为18320619美元,出口金额约为227688776美元;到2021年,其进口金额便增长至38791690美元,出口金额增长至327138200美元。尽管我国天然石墨进出口金额均在增长,但贸易顺差额看,近六年来我国天然石墨的贸易顺差呈现扩大态势。2016年到2021年我国天然石墨贸易顺差额从209368157美元增长至了288346510美元。

进出口金额来看,近六年来,我国天然石墨进出口金额整体呈现波动上升态势。2016年我国天然石墨进口金额约为18320619美元,出口金额约为227688776美元;到2021年,其进口金额便增长至38791690美元,出口金额增长至327138200美元。尽管我国天然石墨进出口金额均在增长,但贸易顺差额看,近六年来我国天然石墨的贸易顺差呈现扩大态势。2016年到2021年我国天然石墨贸易顺差额从209368157美元增长至了288346510美元。

资料来源:中国海关总署、观研天下整理

五、行业发展趋势

总的来看,当前我国已经是天然石墨的生产、消费和出口大国。天然石墨作为我国的优势矿产资源之一,具有不可复制性和不可替代性。而且和天然石墨相比,人造石墨的用电能耗和碳排放较大;而天然石墨矿是在在高温高压等特殊地质条件下,自然形成的,结构呈层片状石墨晶型,后续在加工成天然石墨负极的时候,一般不涉及高温石墨化过程,能耗和碳排放的强度低很多,更契合国家政策的发展定位。

目前我国锂电负极材料仍以人造石墨为主导地位,市场占比大约为70%。所以国家“双碳”目标提出来以后,未来随着下游电池企业需求旺盛及碳中和政策驱动,天然石墨行业市场有着较大发展空间。日前,我国浙江碳一新能源有限责任公司投资30亿元人民币建设的10万吨天然石墨负极材料项目开工仪式在双鸭山市举行。该项目占地面积17公顷,项目建成达产后年产值预计可达50亿元以上。预计未来我国天然石墨行业供需将双双增长。

另外,当前我国的天然石墨产业链还不成熟,而天然石墨现已经成为当今高新技术发展必不可少的非金属材料,既是重要的战略资源又是不可再生的矿物资源。因此科学地利用和保护天然石墨资源,实现天然石墨的高价值开发与利用,开发高新技术产品,实现资源优势向技术优势转变将会是必然发展趋势。

未来随着“双碳”目标的持续落地以及新能源的发展,天然石墨行业的应用将以制备石墨烯、电池电极材料、膨胀石墨、氟化石墨和高纯石墨为主,行业高附加值的天然石墨产品所占比重将实现快速增长。(LQM)

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