一、石墨電極到底是什么?核心特性決定不可替代性
石墨電極是由石墨、粘結(jié)劑等原料經(jīng)混合、成型、焙燒、石墨化等多道工藝制成的導(dǎo)電材料,核心作用是在高溫環(huán)境下傳導(dǎo)電流、產(chǎn)生電弧,實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。但它能成為工業(yè)剛需,關(guān)鍵在于三大“硬特性”:
極端耐高溫:可穩(wěn)定承受2500℃以上高溫,遠(yuǎn)超普通金屬電極的耐受極限,這也是它能適配電弧爐煉鋼、單晶硅拉晶等高溫工藝的核心原因;
優(yōu)異導(dǎo)電性:電阻率可低至5.5μΩ·m以下(高端產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)),電流傳導(dǎo)損耗小,能顯著提升工業(yè)生產(chǎn)效率;
穩(wěn)定化學(xué)性能:常溫下不與多數(shù)酸堿反應(yīng),高溫下抗熱震性強,可支撐數(shù)千次循環(huán)使用(比如鋰電池負(fù)極的石墨材料)。
很多人把“石墨電極”和“鋰電池石墨負(fù)極”混為一談。兩者核心原料都是石墨,但用途和工藝差異極大——前者是工業(yè)導(dǎo)電的“大件耗材”(規(guī)格從Φ300mm到Φ700mm以上),后者是電池儲能的“微觀材料”(粒度以微米計),但本質(zhì)上都受益于石墨材料的核心特性。
二、石墨電極的應(yīng)用邊界正在拓寬
1. 鋼鐵行業(yè):綠色轉(zhuǎn)型的“剛需耗材”
在“雙碳”政策推動下,鋼鐵行業(yè)正從“長流程煉鋼”(高爐煉鐵+轉(zhuǎn)爐煉鋼)向“短流程煉鋼”(電弧爐煉鋼)轉(zhuǎn)型——后者碳排放僅為前者的1/3,而電弧爐煉鋼的核心核心就是石墨電極。
數(shù)據(jù)顯示,2024年國內(nèi)電爐鋼比例已提升至10.7%,預(yù)計2025年將突破15%,直接帶動石墨電極消耗量達(dá)78.6萬噸,同比增長9.3%。某大型鋼企的實踐數(shù)據(jù)更直觀:采用Φ600mm高端石墨電極后,冶煉時間縮短20%,單位電耗降低15%,噸鋼成本直接減少80元。
短流程煉鋼的電爐功率正持續(xù)升級(從50MVA提升至150MVA以上),對石墨電極的規(guī)格(Φ700mm以上)和性能(抗折強度≥12MPa)要求越來越高,這也導(dǎo)致高端產(chǎn)品的供需缺口持續(xù)擴大。
2. 新能源行業(yè):儲能爆發(fā)的“隱形支撐”
鋰電池負(fù)極材料制備:石墨是當(dāng)前鋰電池負(fù)極的主流材料(占比超90%),憑借372mAh/g的穩(wěn)定理論比容量,支撐電池數(shù)千次充放電循環(huán)。而高純度石墨負(fù)極的生產(chǎn),離不開石墨電極的電化學(xué)加工——它能精準(zhǔn)控制石墨粉的粒度分布,保障電池容量穩(wěn)定性。2026年國內(nèi)負(fù)極材料需求預(yù)計達(dá)370萬噸,增速超30%,將直接帶動石墨電極需求增長;
光伏單晶硅拉晶:單晶硅拉晶爐需要高溫環(huán)境(1400℃以上),石墨電極作為加熱系統(tǒng)核心,能實現(xiàn)±5℃的精準(zhǔn)控溫,保障晶棒生長速率穩(wěn)定,成品率提升10%以上。隨著光伏裝機量持續(xù)增長,這一領(lǐng)域的需求也在穩(wěn)步攀升。
3. 多元延伸場景:從環(huán)保到科研的“跨界應(yīng)用”
石墨電極還在環(huán)保(電鍍廢水處理,重金屬離子回收效率提升3倍)、半導(dǎo)體(等離子體刻蝕機電極)、科研(光譜分析設(shè)備發(fā)熱體)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,應(yīng)用邊界持續(xù)拓寬。
三、高端缺口30%,低端內(nèi)卷嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)性矛盾突出
雖然需求持續(xù)增長,但國內(nèi)石墨電極行業(yè)仍面臨“高端依賴進(jìn)口、低端同質(zhì)化內(nèi)卷”的結(jié)構(gòu)性矛盾,這也是當(dāng)前行業(yè)最核心的痛點:
從供給端看,2024年國內(nèi)石墨電極總產(chǎn)能約120萬噸,但其中高端高功率(HP)、超高功率(UHP)電極的有效產(chǎn)能僅35萬噸,占比不足29.2%;而2024年國內(nèi)高端產(chǎn)品需求量達(dá)41.3萬噸,供需缺口12.7萬噸,對外依存度超30%。反觀低端市場(Φ450mm以下產(chǎn)品),產(chǎn)能利用率長期低于65%,價格較2020年下滑18.6%,部分企業(yè)陷入“開工即虧損”的困境。
核心瓶頸主要有兩個:一是原料短缺,高端石墨電極的核心原料是優(yōu)質(zhì)針狀焦,2024年國內(nèi)有效產(chǎn)能不足28萬噸,缺口達(dá)13萬噸,進(jìn)口依賴度31.7%;二是技術(shù)滯后,行業(yè)平均研發(fā)強度僅2.1%,遠(yuǎn)低于國際先進(jìn)水平(4.5%以上),關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口,導(dǎo)致高端產(chǎn)品良品率低、上市周期長(國內(nèi)22.4個月 vs 國際10-12個月)。
四、3大方向重構(gòu)行業(yè)格局,頭部企業(yè)將持續(xù)受益
綠色化轉(zhuǎn)型加速:政策對能耗和碳排放的約束持續(xù)收緊,要求2025年前單位產(chǎn)品綜合能耗下降10%,固體廢物綜合利用率超80%。頭部企業(yè)正加速布局綠電直供、廢電極再生系統(tǒng),推動碳足跡下降,不符合標(biāo)準(zhǔn)的中小產(chǎn)能將加速退出;
垂直整合成為核心競爭力:原料自給能力將決定企業(yè)盈利穩(wěn)定性,像百川股份這樣實現(xiàn)“針狀焦—負(fù)極材料(石墨化)”一體化生產(chǎn)的企業(yè),能有效平抑原料價格波動,降低成本,在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。2026年百川股份10萬噸一體化產(chǎn)能將全面釋放,受益于新能源需求增長;
行業(yè)集中度持續(xù)提升:預(yù)計到2030年,行業(yè)CR5將從當(dāng)前的48%提升至65%,具備高端產(chǎn)品研發(fā)能力、原料自主可控、綠色生產(chǎn)資質(zhì)的頭部企業(yè)(如方大炭素、吉林炭素等),將占據(jù)70%以上的高端市場份額,市場規(guī)模有望突破60億元。
石墨電極的價值,從來不止于“煉鋼耗材”——它是鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的“剛需載體”,是新能源儲能爆發(fā)的“隱形基石”。當(dāng)前行業(yè)的結(jié)構(gòu)性矛盾,本質(zhì)上是技術(shù)升級與產(chǎn)能迭代的必經(jīng)階段,而這也恰恰為頭部企業(yè)和投資者提供了機遇。