鋰電負(fù)極石墨化產(chǎn)業(yè)專題分析

鋰電負(fù)極石墨化產(chǎn)業(yè)專題分析一、

石墨化是什么？石墨化是人造石墨關(guān)鍵工序。石墨化加工最初起源于碳素制品行業(yè)，是生產(chǎn)石墨電極的必備工序，市場(chǎng)上存在諸多專業(yè)的石

墨化加工企業(yè)；另一方面，碳材料經(jīng)石墨化加工后用于負(fù)極材料制備。石墨化生產(chǎn)的基本原理是：在一個(gè)密閉的爐窯內(nèi)，通

過(guò)石墨電極向爐窯內(nèi)的電阻料通電，在爐窯的核心區(qū)形成電弧及電流，使核心區(qū)的溫度達(dá)到

2400℃以上，在高溫條件下，

碳原子由熱力學(xué)上不穩(wěn)定的二維無(wú)序重疊排列轉(zhuǎn)變?yōu)槿S有序重疊排列，獲得石墨高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、耐腐蝕、耐摩擦等的性

能，是人造石墨必備工序之一。石墨化加工工藝過(guò)程包括清爐、裝爐、通電、冷卻、卸爐等步驟，單次生產(chǎn)周期一般在

15-30

天，其中通電時(shí)間一般

2-3

天，而冷卻過(guò)程花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。每組石墨化爐中一般有一臺(tái)處于通電狀態(tài)，其他幾臺(tái)爐分別處于裝爐、冷卻、卸爐操作中，

以提升生產(chǎn)效率。石墨化通電環(huán)節(jié)中無(wú)固定升溫方式，需要根據(jù)原材料產(chǎn)地、石墨化爐容量、成品特性決定加工曲線送電圖；

煅燒升降溫的過(guò)程沒(méi)有邏輯性公式，加工中上層電阻料看不到任何反應(yīng)且無(wú)法返工，因此依賴于各廠商的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累。通

電環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品良率和電耗水平有較大影響，經(jīng)驗(yàn)豐富的廠商有一定的成本優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)坩堝工藝能耗較高。目前石墨化環(huán)節(jié)普遍采用艾奇遜石墨化爐，該工藝屬于間歇式直流電間接加熱，將待加工的負(fù)極材

料裝填于圓柱形或方形的石墨坩堝中，再將坩堝擺放于爐內(nèi)進(jìn)行加熱，同時(shí)需在坩堝間填充石油焦作為導(dǎo)電材料及保溫料，

使?fàn)t內(nèi)構(gòu)成電流回路。其技術(shù)路線成熟，裝料、吸料工序復(fù)雜程度及爐內(nèi)坩堝擺放精度要求適中，可操作性較強(qiáng)；但艾奇遜

石墨化爐的本身能耗較高，只有

30%的電能被用于制品石墨化，并且還伴隨著有害氣體的排放，過(guò)程中消耗大量的輔料，

有較高的成本壓力。廂式爐提升單爐裝爐量，降低電耗和輔料用量。廂式爐以艾奇遜石墨化爐為基礎(chǔ)，在爐內(nèi)設(shè)置炭板箱體，相當(dāng)于坩堝尺寸放

大，利用箱體及物料發(fā)熱，其本質(zhì)是通過(guò)增加單爐裝爐量提高爐內(nèi)空間的使用效率，同時(shí)降低保溫電阻料的用量，降低耗電量和原材料成本、提升企業(yè)盈利能力。根據(jù)璞泰來(lái)定增回復(fù)函的披露，興豐廂式爐工藝單爐裝爐量是傳統(tǒng)坩堝工藝的兩倍，

而總耗電量?jī)H增加約

10%，產(chǎn)品單位耗電量降低

40%-50%；廂體之間無(wú)需添加保溫電阻料，僅需保留廂體四周與爐壁之間

的保溫材料。廂式爐工藝的壁壘體現(xiàn)在：1）廂式爐工藝對(duì)石墨化工藝掌握程度及技術(shù)優(yōu)化水平要求較高，廂板拼接過(guò)程精度較高，裝料吸料操作難度加大，加熱過(guò)

程需更加精確地控制送電曲線及溫度測(cè)量；與坩堝工藝相比，廂式爐生產(chǎn)的產(chǎn)品穩(wěn)定性有所欠缺，對(duì)負(fù)極廠商提出了更高的

工藝控制要求。因此廂式爐提高了負(fù)極行業(yè)的技術(shù)壁壘。2）石墨化加工過(guò)程中，不同客戶、不同型號(hào)的產(chǎn)品對(duì)石墨化加工的要求不同，單爐單次加工過(guò)程中僅能裝填同一加工要求

的產(chǎn)品。廂式爐裝填方式下，單爐容積較大，產(chǎn)品調(diào)整靈活性較低，適用于單一客戶和產(chǎn)品體量較大的項(xiàng)目，因此利好具備

客戶體量?jī)?yōu)勢(shì)的一線廠商。廂式爐有望成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。由于廂式爐技術(shù)壁壘較高，行業(yè)內(nèi)僅有少數(shù)頭部企業(yè)掌握并規(guī)?；褂脦綘t工藝。在頭部

企業(yè)的布局和引領(lǐng)下，廂式爐工藝已占

20%以上的市占率，應(yīng)用不斷加速，有望成為行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。我們認(rèn)為在負(fù)極

價(jià)格長(zhǎng)期趨勢(shì)向下的背景下，石墨化工藝的改進(jìn)將成為企業(yè)降本的有力措施之一，一線企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和客戶

優(yōu)勢(shì)，有望逐漸拉開(kāi)與二三線企業(yè)的盈利差距。二、

石墨化產(chǎn)能有多少？根據(jù)鑫欏鋰電統(tǒng)計(jì)，2020年國(guó)內(nèi)石墨化產(chǎn)能約為

70萬(wàn)噸，而負(fù)極材料產(chǎn)量?jī)H為

46萬(wàn)噸，石墨化產(chǎn)能較為寬裕。目前國(guó)內(nèi)

石墨化產(chǎn)能超過(guò)

80萬(wàn)噸，即

2021年新增產(chǎn)能僅

10萬(wàn)噸左右，但今年前

8月國(guó)內(nèi)負(fù)極產(chǎn)量已達(dá)到

43萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)

115%，

接近

20

年全年水平，全年負(fù)極產(chǎn)量預(yù)計(jì)超過(guò)

70

萬(wàn)噸。電費(fèi)占石墨化生產(chǎn)成本較高，因此石墨化產(chǎn)能一般選擇工商業(yè)電費(fèi)

較低的地區(qū)，國(guó)內(nèi)

40%-50%的石墨化產(chǎn)能分布在內(nèi)蒙，若考慮到雙控和限電背景下以內(nèi)蒙為代表的多地實(shí)際產(chǎn)量收縮，21

年石墨化已出現(xiàn)短缺。行業(yè)內(nèi)石墨化廠家主要分為三類：1）傳統(tǒng)的負(fù)極企業(yè)自配石墨化產(chǎn)能，隨著一體化趨勢(shì)的加深，未來(lái)負(fù)極企業(yè)自建的石墨化產(chǎn)能占比將持續(xù)提升；2）跨界負(fù)極和石墨化的企業(yè)，動(dòng)力電池行業(yè)的快速增長(zhǎng)吸引了包括易成新能、山河智能、杰瑞股份等公司布局負(fù)極業(yè)務(wù)，

部分跨界企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)包括石油開(kāi)采、石墨電極生產(chǎn)等，具有一定的業(yè)務(wù)協(xié)同性和相關(guān)性；3）第三方加工廠，產(chǎn)能較大的獨(dú)立第三方一般與負(fù)極大廠有較深入的綁定，例如瑞盛目前主要供給璞泰來(lái)、杉杉和貝特瑞

三家頭部企業(yè)，天全福鞍與貝特瑞合資負(fù)極公司并保證石墨化的供應(yīng)，杉杉參股蒙集等；除此之外，還有眾多的萬(wàn)噸級(jí)別以

下的石墨化小廠。根據(jù)第三方數(shù)據(jù)和我們對(duì)主要企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃統(tǒng)計(jì)，我們預(yù)計(jì)

2022/2023

年國(guó)內(nèi)石墨化產(chǎn)能分別為

111、156萬(wàn)噸，同比增

長(zhǎng)

35%、41%。三、

雙控限電對(duì)石墨化的影響？21

年能耗雙控形式較為嚴(yán)峻?！笆晃濉币詠?lái)，中國(guó)開(kāi)始加大對(duì)能源消耗控制問(wèn)題的重視，制定了能耗強(qiáng)度的約束性指標(biāo)；

“十二五”規(guī)劃首次提出能源消費(fèi)總量控制的要求，正式開(kāi)始實(shí)施雙控考核。2018年開(kāi)始，能耗強(qiáng)度年降目標(biāo)均維持在

3%

左右，但

2019實(shí)際降幅僅

2.6%，2020年僅下降

0.1%，能耗控制任務(wù)的形勢(shì)較為嚴(yán)峻。21年

8月，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)了2021

年上半年各地區(qū)能耗雙控目標(biāo)完成情況晴雨表，在降低能耗強(qiáng)度方面，今年上半年

9

個(gè)省區(qū)觸一級(jí)預(yù)警，10

個(gè)省份的能

耗強(qiáng)度達(dá)二級(jí)預(yù)警，不及半數(shù)省區(qū)能耗強(qiáng)度降低進(jìn)展總體順利；文件還要求，對(duì)能耗強(qiáng)度降低為一級(jí)預(yù)警的省區(qū)，2021

年

暫停“兩高”項(xiàng)目節(jié)能審查。根據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計(jì)，上半年一級(jí)和二級(jí)預(yù)警地區(qū)對(duì)應(yīng)石墨化產(chǎn)能達(dá)

35.7

萬(wàn)噸，占全國(guó)總產(chǎn)能

的

43%，這些地區(qū)下半年面臨更大的雙控壓力，限電或?yàn)樽钪苯佑行У姆绞?，可能?duì)石墨化的生產(chǎn)造成進(jìn)一步的擾動(dòng)。燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)有序放開(kāi)，高耗能企業(yè)電價(jià)浮動(dòng)范圍不受限。國(guó)家發(fā)改委于

21

年

10

月印發(fā)關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電

上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的通知，明確有序放開(kāi)全部燃煤發(fā)電電量上網(wǎng)電價(jià)并擴(kuò)大市場(chǎng)交易電價(jià)上下浮動(dòng)范圍，將燃煤發(fā)電市

場(chǎng)交易價(jià)格浮動(dòng)范圍由現(xiàn)行的上浮不超過(guò)

10%、下浮原則上不超過(guò)

15%，擴(kuò)大為上下浮動(dòng)原則上均不超過(guò)

20%，高耗能企

業(yè)市場(chǎng)交易電價(jià)不受上浮

20%限制，高能耗企業(yè)的用電成本將進(jìn)一步抬升。內(nèi)蒙電價(jià)新政出臺(tái)，負(fù)極行業(yè)未享受政策優(yōu)待。21

年

3

月，鄂爾多斯市康巴什區(qū)發(fā)改委發(fā)布內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展改革委工

信廳關(guān)于調(diào)整部分行業(yè)電價(jià)政策和電力市場(chǎng)交易政策的通知，將符合產(chǎn)業(yè)政策的大數(shù)據(jù)中心、光伏新材料及應(yīng)用、稀土新

材料及應(yīng)用、半導(dǎo)體材料、新能源汽車充電站、5G基站、電供熱等設(shè)施用電列入優(yōu)先交易范圍，而藍(lán)寶石、碳纖維、石墨

電極等行業(yè)用電不再執(zhí)行優(yōu)先電力交易政策；7月，內(nèi)蒙工業(yè)和信息化廳發(fā)布關(guān)于明確蒙西地區(qū)電力交易市場(chǎng)價(jià)格浮動(dòng)上

限并調(diào)整部分行業(yè)市場(chǎng)交易政策相關(guān)事宜的通知，明確表示“未列入優(yōu)先交易范圍的電力用戶，包括目前仍執(zhí)行過(guò)渡交易

政策的藍(lán)寶石、石墨電極、化成箔、鋰離子電池負(fù)極材料、碳素、陶瓷等行業(yè)電力用戶，2021

年

8

月開(kāi)始不再參與火電企

業(yè)掛牌交易，可以根據(jù)企業(yè)用電量情況選擇參與相應(yīng)的協(xié)商或競(jìng)價(jià)交易；2022

年

1

月起，上述行業(yè)電力用戶不再參與新能

源發(fā)電企業(yè)交易”。同時(shí)蒙西地區(qū)開(kāi)始執(zhí)行高峰期限電要求，限電時(shí)間為每天晚上

7點(diǎn)至

10點(diǎn)，并嚴(yán)格控制企業(yè)的限電時(shí)間。雙控限電背景下石墨化產(chǎn)能釋放受到約束，企業(yè)用電成本上升。雙控限電政策對(duì)于石墨化的影響主要體現(xiàn)在：1）

影響存量石墨化的開(kāi)工率。21

年上半年，內(nèi)蒙地區(qū)的能耗雙控和環(huán)保等因素疊加，負(fù)極石墨化主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)能最多僅能釋

放

85%左右，個(gè)別月份更是被壓縮至

70%。目前內(nèi)蒙普遍實(shí)施限電

10%-30%，尤其在石墨化產(chǎn)能云集的烏蘭察布地區(qū)，7

月份開(kāi)始企業(yè)普遍限電

30%左右。在政策的收緊下，存量石墨化產(chǎn)能的開(kāi)工率預(yù)計(jì)將持續(xù)承壓，但頭部負(fù)極企業(yè)可以通過(guò)

產(chǎn)線的調(diào)整和工藝的改進(jìn)降低單位產(chǎn)品的耗電量，從而保證負(fù)極出貨的穩(wěn)定，受到的影響相對(duì)有限。2）

影響新建項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度。一般新建項(xiàng)目的能評(píng)需要省級(jí)政府批準(zhǔn)，能評(píng)方面審批周期拉長(zhǎng)和通過(guò)難度的加大將影響

新項(xiàng)目的建設(shè)和投產(chǎn)進(jìn)度。目前烏蘭察布和四川的部分新建石墨化項(xiàng)目的審批受到影響，企業(yè)拿到能評(píng)的時(shí)間存在一定不確定性。3）

影響企業(yè)的生產(chǎn)成本。國(guó)家發(fā)改委和內(nèi)蒙的最新電價(jià)政策將導(dǎo)致石墨化企業(yè)購(gòu)電成本升高，下半年以來(lái)內(nèi)蒙的負(fù)極和

石墨化企業(yè)電費(fèi)普遍上漲

20%-30%。根據(jù)測(cè)算，電價(jià)每上漲

0.1元/kWh，將增加石墨化生產(chǎn)成本

1000元/噸左右，石墨化

和負(fù)極企業(yè)紛紛提價(jià)以消化電價(jià)成本的上漲壓力。四、

未來(lái)兩年石墨化會(huì)很缺么？預(yù)計(jì)

22年石墨化產(chǎn)能將出現(xiàn)硬缺口，23年接近緊平衡。為了測(cè)算石墨化供需缺口，我們假設(shè)未來(lái)兩年內(nèi)蒙地區(qū)的開(kāi)工率為

70-80%，非內(nèi)蒙地區(qū)的開(kāi)工率為

80-90%，負(fù)極產(chǎn)量與實(shí)際需求的比例在

1.2-1.5

之間，人造石墨產(chǎn)量占比

80-90%，石墨

化收率

90%左右?？梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論：22年石墨化產(chǎn)能將出現(xiàn)硬缺口，23年由于負(fù)極企業(yè)的一體化項(xiàng)目陸續(xù)建成投產(chǎn)以及

跨界企業(yè)產(chǎn)能的投放，內(nèi)蒙地區(qū)石墨化產(chǎn)能占全國(guó)的比例顯著下降，石墨化產(chǎn)能缺口有望縮窄，但預(yù)計(jì)仍然維持緊平衡的

狀態(tài)。五、

石墨化價(jià)格漲了多少？從

2010年至

2021年，除去

17~18和

20~21年這兩段價(jià)格上漲期以外，國(guó)內(nèi)負(fù)極石墨化價(jià)格基本在下降通道，從

2010年

的高點(diǎn)近

3

萬(wàn)元/噸下降至期間低點(diǎn)1.3

萬(wàn)元/噸左右，價(jià)格變化主要是市場(chǎng)供需情況演繹。2020

年

Q4開(kāi)始：限電阻礙產(chǎn)能釋放，價(jià)格持續(xù)反彈。2020年負(fù)極石墨化新增產(chǎn)能有限，自

2020

年四季度負(fù)極材料需求

開(kāi)始大幅上漲后，石墨化產(chǎn)能短期出現(xiàn)供給缺口。盡管負(fù)極大廠和在產(chǎn)石墨化企業(yè)持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，但一方面因建設(shè)周期較長(zhǎng)，另

外一方面在全國(guó)能耗管控的高壓下，今年以來(lái)國(guó)內(nèi)負(fù)極材料石墨化始終處于緊張狀態(tài)，價(jià)格從

20

年最低點(diǎn)的

1.25

萬(wàn)元/噸

持續(xù)上漲，目前主流成交價(jià)格在

2.2

萬(wàn)元/噸以上，部分中小廠家價(jià)格更是高達(dá)

2.2-2.5萬(wàn)元/噸，最高漲幅已經(jīng)翻倍。2018Q4-2020Q3：石墨化產(chǎn)能釋放，價(jià)格震蕩下跌。石墨化價(jià)格的上漲使得石墨化外協(xié)廠商紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，同時(shí)也加快了

負(fù)極企業(yè)自建石墨化產(chǎn)能的步伐。從

2018年四季度開(kāi)始，隨著市場(chǎng)上新增石墨化加工產(chǎn)能逐漸釋放，負(fù)極材料石墨化加工

價(jià)格開(kāi)始下跌。

2019年之后，新增石墨化有效產(chǎn)能不斷加入，同時(shí)國(guó)內(nèi)新能源汽車需求不及預(yù)期，導(dǎo)致石墨化加工價(jià)格開(kāi)

始出現(xiàn)明顯下滑。從各家負(fù)極企業(yè)披露的數(shù)據(jù)也可以看出，2018

年普遍為石墨化加工價(jià)格高點(diǎn)。2017Q3-2018Q3：價(jià)格快速上漲并維持高位。2017

年三季度開(kāi)始，石墨化加工費(fèi)經(jīng)歷了一輪快速上漲，價(jià)格從

17

年上半

年的

1.5-1.7萬(wàn)元左右上漲至

2.2-2.4萬(wàn)元，漲幅在

40%以上，主要受到幾個(gè)因素的刺激：1）2016-2017

年國(guó)內(nèi)新能源汽車

維持高速增長(zhǎng)，同時(shí)達(dá)到了一定的規(guī)模體量，有效拉動(dòng)鋰電池負(fù)極材料需求；2）2017

年下半年環(huán)保管制趨嚴(yán)導(dǎo)致石墨化

加工有效產(chǎn)能釋放受影響；3）國(guó)家取締地條煉鋼導(dǎo)致石墨電極需求大幅增加，石墨電極市場(chǎng)價(jià)格上漲導(dǎo)致石墨化產(chǎn)能分流，

因而負(fù)極石墨化加工產(chǎn)能緊缺、價(jià)格持續(xù)快速上揚(yáng)。2017年以前：價(jià)格穩(wěn)定下降。2017年以前，負(fù)極材料廠商的石墨化加工環(huán)節(jié)基本采取委外加工的方式，主要由于石墨化投

資較大，石墨化電阻料廢料的處置需要穩(wěn)定的鋼廠、鋁廠客戶資源，專業(yè)性較強(qiáng)。國(guó)內(nèi)鋰電負(fù)極材料企業(yè)僅貝特瑞和杉杉股

份自建了部分石墨化加工產(chǎn)線，且仍有大量石墨化加工以委托加工方式開(kāi)展。根據(jù)鑫欏鋰電統(tǒng)計(jì)，2016

年國(guó)內(nèi)石墨化加工

費(fèi)均價(jià)在

1.5-2

萬(wàn)元，較

2011

年下降約

40%，總體呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)。六、

石墨化漲價(jià)對(duì)負(fù)極企業(yè)盈利的影響？復(fù)盤歷史：原材料漲價(jià)周期中負(fù)極毛利率普遍受損。2017-2018

年在上游焦類和石墨化加工費(fèi)全面上漲的助推下，負(fù)極出現(xiàn)

了少有的漲價(jià)行情，各家企業(yè)負(fù)極均價(jià)普遍在

18年創(chuàng)下近年來(lái)新高，但毛利率較

17

年普遍下滑；19年原材料價(jià)格回落之

后，負(fù)極均價(jià)普遍下降，但毛利率回升。中科電氣和貝特瑞

18

年毛利率逆勢(shì)提升，前者通過(guò)收購(gòu)格瑞特將石墨化自供率由

0

提升至約

50%，同時(shí)高端人造石墨出貨比例增加，共同促進(jìn)盈利能力提升；后者天然石墨占比較大，成本端受到影響相對(duì)

較小，并且人造石墨部分石墨化自供比例超過(guò)

50%。總體而言，在不考慮焦類和石墨化自供率變化的情況下，負(fù)極價(jià)格的

上漲無(wú)法完全覆蓋成本的增加而導(dǎo)致毛利率受損，焦類和石墨化價(jià)格與負(fù)極整體毛利率呈反相關(guān)。今年以來(lái)負(fù)極價(jià)格上漲幅度整體有限。根據(jù)鑫欏鋰電統(tǒng)計(jì)，從

2020

年以來(lái)，負(fù)極原材料價(jià)格上漲幅度在

50%-200%。但

21

年以來(lái)負(fù)極材料價(jià)格整體上漲幅度僅為

10%左右，并且海外客戶的價(jià)格基本平穩(wěn)，整體上漲幅度有限。21年下半年企業(yè)盈利普遍承壓，22年頭部企業(yè)盈利或改善。為了估算限電和原材料漲價(jià)對(duì)負(fù)極企業(yè)盈利的影響，考慮行業(yè)

內(nèi)典型企業(yè)，我們假設(shè)：1H21/