黒鉛（グラファイト）サプライチェーンの仕組み：採掘、加工、中国の支配力、そして電池と鉄鋼の分断

黒鉛サプライチェーンの定義
黒鉛サプライチェーンには、ほとんど交わることのない2つの並行する経路が存在します。それは、天然黒鉛（フレーク状、脈状、または鱗片状の鉱石として採掘）と、人工黒鉛（石油コークスから製造）です。天然黒鉛は、電池アノード材料となるために、高度な精製および成形工程を経て加工されます。人工黒鉛は、電気炉（EAF）を用いた製鋼に使用される電極となります。中国は世界の天然黒鉛の65%以上を生産し、電池グレードの材料に必要な重要な加工工程を支配しています。2023年10月、中国は黒鉛に対する輸出規制を導入し、黒鉛の戦略的重要性を認識していることを示しました。

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目次

1. 黒鉛の2つの種類：天然と人工
2. 天然黒鉛の採掘：中国、モザンビーク、マダガスカル、ブラジル
3. 電池用アノードサプライチェーン：フレークから球状精製黒鉛へ
4. 中国による黒鉛の輸出規制（2023年10月）
5. 電極用黒鉛：EAF製鋼における需要
6. 黒鉛の物理的な輸送方法：バラ積み貨物船とコンテナ
7. 黒鉛の価格決定方法：PRAと先物取引所の不在
8. サプライチェーンのリスクと西側諸国の多角化への取り組み
9. よくある質問（FAQ）
10. 主要なポイント

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黒鉛の2つの種類：天然と人工

黒鉛は炭素の結晶体であり、ダイヤモンドや石炭と同じ元素から構成されていますが、その分子構造は大きく異なります。黒鉛が持つ層状の六角形構造により、電気伝導性、潤滑性、耐熱性、そしてリチウムイオンをインターカレーションする能力（電池機能に不可欠）といった独自の特性が生まれます。

市場は、根本的に異なる2つの生産ルートに分かれています。

天然黒鉛は、地質学的堆積物から採掘されます。主に以下の3つの形態で産出されます。
– フレーク黒鉛： 変成岩に含まれる薄い平板状の結晶性黒鉛。電池用途において最も価値が高く、重要な形態です。採掘原鉱濃縮物において、炭素含有量は通常90〜97%です。
– 脈状黒鉛（塊状黒鉛）： 主にスリランカの脈状鉱床で見られる高純度の結晶性黒鉛。天然の純度が非常に高い（90〜99%）ですが、生産量は限られています。
– 土状黒鉛： 結晶性の低い黒鉛で、炭素含有量は60〜80%です。品質は最も低く、ブレーキライニング、鉛筆、潤滑剤に使用されますが、電池には適していません。

人工黒鉛は採掘ではなく製造されるものです。石油コークスやコールタールピッチを「黒鉛化」と呼ばれる工程で超高温（2,500〜3,000°C）に加熱して生産されます。この温度で、無秩序な炭素原子が結晶性の黒鉛構造へと再配列されます。人工黒鉛は、極めて高い純度を制御可能であるため、EAF電極や一部の高性能電池用途で好まれる材料です。

天然黒鉛と人工黒鉛の市場は、電池（どちらもアノードに使用される）において交差しますが、製鋼分野では完全に分かれています（EAF電極のサイズと純度の要件を満たせるのは人工黒鉛のみです）。

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天然黒鉛の採掘：中国、モザンビーク、マダガスカル、ブラジル

国名	世界の天然黒鉛生産シェア	主要な事業
中国	約65-70%	黒竜江省、内モンゴル自治区、四川省など複数の省
モザンビーク	約10-12%	Syrah Resources (Balama鉱山)、Magnis Resources
マダガスカル	約6-8%	NextSource Materials、Imerys
ブラジル	約6-8%	Nacional Grafit、AMG Advanced Metallurgical Group
ロシア	約2-3%	シベリア各地の事業

中国の支配力は、単なる採掘量にとどまらず、より深く構造的なものです。中国は、原料となるフレーク黒鉛を電池グレードの材料に変換する中間処理工程（精製、微粉砕、球状化）を支配しています。モザンビークやマダガスカルで採掘された黒鉛であっても、その多くは加工のために中国へ送られます。つまり、サプライチェーンの真のボトルネックは鉱山ではなく、中国の加工産業にあるということです。

モザンビークには、2017年に稼働を開始したBalama鉱山（Syrah Resourcesが運営）があります。年間最大35万トンの黒鉛精鉱を生産できるように設計されており、世界最大級のフレーク黒鉛事業となっています。しかし、Balamaは需要の課題に直面しました。近くに電池グレードの加工能力がないため、精鉱の多くは中国で買い手を見つける必要があり、中国側も独自の黒鉛を生産していたためです。Syrahはその後、ルイジアナ州Vidaliaに電池アノード材料（BAM）施設を立ち上げ、加工バリューチェーンの取り込みを図っています。

マダガスカルには複数の黒鉛プロジェクトがあります。Molo黒鉛プロジェクト（NextSource Materials）は、高純度のフレーク黒鉛精鉱を生産するように設計されています。マダガスカル産黒鉛は、不純物が少ないことから品質が高いと評価されています。

ブラジルの黒鉛は主に土状黒鉛と脈状黒鉛であり、電池ではなく耐火物や潤滑剤に使用されます。ミナスジェライス州の鉱山からは、少量のフレーク黒鉛が生産されています。

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電池用アノードサプライチェーン：フレークから球状精製黒鉛へ

電池アノードは、充電・放電時にリチウムイオンを吸収・放出するという黒鉛独自の特性が利用される場所です。すべてのリチウムイオン電池セルには黒鉛アノードが含まれており、これはEV、スマートフォン、ラップトップ、送電網エネルギー貯蔵用の電池すべてに当てはまります。

原料のフレーク黒鉛から電池用アノード材料に至るまでの加工チェーンには、集中的な工程がいくつかあり、中国がそのそれぞれを支配しています。

工程1 — 採掘と濃縮： フレーク黒鉛鉱石（通常炭素5〜20%）を採掘、粉砕し、浮選によって炭素濃度を90〜97%まで濃縮します。この生産物は黒鉛精鉱と呼ばれ、フレークサイズ（+100メッシュ、+80メッシュ、+50メッシュなど）と炭素純度によって等級分けされます。

工程2 — 微粉砕： 大きなフレーク黒鉛を、均一な微粒子サイズに粉砕します。このステップで、次の加工工程に適した約20〜30マイクロメートルまでフレークサイズを小さくします。

工程3 — 球状化： 最も重要かつ困難なステップです。微粉砕された黒鉛を高速衝撃ミルで処理し、鋭い角を削り取って粒子を球形にします。得られたものは球状黒鉛（SPG）と呼ばれます。球状であることは電池アノードの機能に不可欠であり、球状粒子は高密度に充填され、リチウムイオンが均一にインターカレーションできるようにします。球状化工程では、電池には使用できない黒鉛「微粉」が大量に副産物として発生します。

工程4 — 熱精製： SPGを黒鉛化炉で2,800〜3,000°Cに加熱します。これにより不純物（硫黄、灰分、揮発性物質）が除去され、炭素純度が99.95%以上に高められます。電池メーカーは極めて高い純度を求めており、微量の金属汚染でさえリチウムイオンセルの安全上の故障を引き起こす可能性があります。

工程5 — コーティング： 精製されたSPGをピッチの薄い層でコーティングし、再熱処理（炭化）します。コーティングにより初回充電効率が向上し、最初の充電サイクルで「失われる」リチウム容量が減少します。これはコーティング球状精製黒鉛（CSPG）または電池アノード材料（BAM）と呼ばれます。

工程6 — 混合と電極製造： 電池セルメーカー（CATL、パナソニック/Tesla、サムスンSDI、LGエナジーソリューションなど）はBAMを受け取り、バインダーや導電助剤と混合してアノードスラリーを形成し、これを銅箔に塗布して電池セルに組み立てます。

このチェーンにおける中国の役割： 工程2〜5（微粉砕、球状化、熱精製、コーティング）は、ほぼすべて中国国内で行われています。球状化工程の歩留まりは悪く、投入されたフレーク黒鉛の約30〜40%しか有用なSPGになりません。残りは価値の限られた微粉の副産物です。つまり、アノード材料を1トン加工するには、約2.5〜3トンのフレーク黒鉛精鉱の輸入が必要となります。中国は20年にわたり加工インフラを構築し、ノウハウを洗練させてきました。現在、中国に匹敵する商業規模の加工能力を持つ国は他にはありません。

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中国による黒鉛の輸出規制（2023年10月）

2023年8月、中国は黒鉛製品に対する輸出規制を発表し、2023年12月1日より施行されました。この規制により、中国の輸出業者は以下の黒鉛の輸出に際し、商務部（MOFCOM）へのライセンス申請が義務付けられました：

• 高純度（>99.9% C）、高強度、高密度の人工黒鉛材料および製品
• 天然フレーク黒鉛およびその製品（球状黒鉛、膨張黒鉛、炭素含有量>25%のフレーク黒鉛粉末、黒鉛紙）

この規制により、輸出業者はエンドユーザーと最終用途に関する情報の提供が求められます。MOFCOMは国家安全保障上の懸念に基づき、ライセンスを拒否することができます。

明示された根拠： 中国は、「デュアルユース（軍民両用）」材料に適用される国家安全保障および輸出管理規制を挙げました。黒鉛には軍事用途（軍事装備用のリチウムイオン電池、原子炉の減速材など）があります。

真の戦略的背景： この規制は、西側諸国（米国、EU、英国）が中国への重要鉱物依存度を減らそうとする中で導入されました。具体的には、米国のインフレ抑制法（中国以外のソースからの電池材料を使用する車両のみEV税控除の対象とする）、EUの重要原材料法、およびモザンビーク、マダガスカル、カナダとの二国間イニシアチブなどが挙げられます。

市場への影響： この発表は、中国から電池グレードの黒鉛を調達している日本、韓国、欧州の電池メーカーやEVメーカーの間で大きな不安を引き起こしました。SPGやBAMのスポット価格は上昇し、ギガファクトリーのサプライチェーンチームは代替ソースの認定作業を加速させました。しかし、中国以外の代替供給源はすぐには十分に確保できず、中国国外で加工能力を構築するには数年を要します。

2024年に入り、中国の黒鉛輸出はライセンス制度の下で継続されており、ほとんどの正当な商業出荷については承認を得ています。この規制は物理的な供給停止というよりは、コンプライアンス上の負担と不確実性をもたらしました。しかし、中国が黒鉛を単なる商品ではなく、戦略的な輸出品と見なしていることは明らかです。

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電極用黒鉛：EAF製鋼における需要

黒鉛に関する電池の話題は、製鋼における、より古くから存在する大規模な利用用途、具体的には電気炉（EAF）電極の影に隠れてしまうことがあります。

EAF製鋼には、鉄スクラップを溶かす巨大な電流を流すための大きな円筒状の黒鉛電極が必要です（通常は直径24インチ（610mm）、長さ8フィート（2.4メートル））。これらの電極は製鋼プロセスで消費されます。つまり、鋼の生産に伴い徐々に酸化し、短くなっていきます。大型のEAFでは、鋼1トンあたり2〜4kgの電極が消費される場合があります。

世界の年間電極用黒鉛需要は約70万〜80万トンで、電池アノード材料の需要と同程度の規模ですが、分野は異なります。

EAF電極サプライチェーン： 電極はニードルコークスから生産されます。これは石油（石油精製所）またはコールタールピッチ（コークス用石炭由来）から得られるプレミアムな人工黒鉛前駆体です。プロセスは以下の通りです：

1. ニードルコークスの生産（専門精製業者：Phillips 66、Indian Oil、その他中国の生産者）
2. 電極の成形：ニードルコークスをピッチと混合し、円筒状に押し出して焼成
3. 黒鉛化：焼成された電極を2,800〜3,000°Cに加熱し、炭素を結晶性黒鉛に変換
4. 機械加工とニップルの取り付け：厳しい公差で機械加工し、組み立て用のネジ付きニップルを取り付け

主要な電極メーカー：GrafTech International（米国）、SGL Carbon（ドイツ）、昭和電工（日本）、および2010年以降に大きな市場シェアを獲得した中国の各種生産者。

2017〜2018年の電極不足： この市場のボラティリティを示す象徴的な出来事です。中国のニードルコークス工場および電極工場に対する環境規制の強化と、EAF鋼材需要の急増が重なり、電極価格は2017〜2018年に約3,000〜4,000ドル/トンから30,000ドル/トン以上に急騰しました。中国の製鉄所や世界のEAF事業者は、電極の供給制約により減産を余儀なくされました。中国の供給が正常化するにつれ、電極価格は2019年までに再び暴落しました。

この出来事は、加工能力が地理的に集中している場合、確立された工業材料市場であっても深刻な供給ショックを経験し得ることを示しています。

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黒鉛の物理的な輸送方法：バラ積み貨物船とコンテナ

黒鉛はサプライチェーンの各段階で異なる輸送形態をとります。その物流フローを理解することは、物理的な貿易を追跡する上で重要です。

天然黒鉛精鉱（フレーク黒鉛）： 2万〜6万トンの区画単位で、バラ積み貨物船で輸送されます。フレーク黒鉛精鉱の主要輸出港は以下の通りです：
– 青島（中国・山東省）： 中国における黒鉛の主要輸出港。山東省および黒竜江省の鉱山から、輸出や国内加工のために青島へ黒鉛が送られます。
– 天津（中国）： 内モンゴル自治区や河北省の鉱山を対象とする二次輸出港。
– ナカラ（モザンビーク）： ナカラ回廊鉄道を通じてSyrah ResourcesのBalama鉱山を担う港。
– トアマシナ（マダガスカル）： マダガスカルの主要輸出港。

加工済み電池アノード材料（SPG、BAM）： 中国の加工施設から電池ギガファクトリーまでコンテナで輸送されます。これは高価値で精密な製品であり、丁寧な取り扱いと梱包が必要です。主要な輸入港は、ギガファクトリーに近い港となります（米国のジョージア州、テネシー州、カンザス州、ドイツやハンガリーのギガファクトリー、韓国や日本の電池メーカーなど）。

EAF黒鉛電極： 個別にラップされ、木製フレームに梱包されてコンテナで輸送されます。各電極の重量は900〜1,500kgです。ドイツ（SGL Carbon：ボン、マイティンゲン）、米国（GrafTech：ウエストバージニア州クラークスバーグ）、日本（昭和電工：大町）、中国のメーカーから、世界中のEAF製鉄所へ出荷されます。

（原料フレーク用の）バラ積み貨物船のフローと、（加工済み電池材料や電極用の）コンテナフローの分離は、黒鉛サプライチェーンの各段階を追跡する上で有用な経験則となります。

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黒鉛の価格決定方法：PRAと先物取引所の不在

銅（LME）、石油（NYMEX/ICE）、穀物（CBOT）とは異なり、黒鉛には流動性のある先物取引所が存在しません。 黒鉛の価格発見は以下を通じて行われます：

価格報告機関（PRA）： 専門のコモディティ価格インテリジェンス企業が、市場参加者への調査、貿易データ、独自調査に基づき、黒鉛価格を評価・公開しています。黒鉛の主要PRAは以下の通りです：

• Fastmarkets： フレーク黒鉛精鉱のサイズ別評価（例：「中国産フレーク黒鉛精鉱 94-97% C, +100メッシュ」）、球状黒鉛、アノード材料の評価を公開。
• Benchmark Mineral Intelligence (BMI)： リチウム、コバルト、黒鉛、その他の電池材料の評価を公開する専門的な重要鉱物インテリジェンス企業。BMIの価格は、電池サプライチェーンの契約で広く参照されています。
• Industrial Minerals (IM、現在はFastmarketsの一部)： 黒鉛を含む工業鉱物市場の長年確立された評価。

黒鉛契約の典型的な価格設定： 黒鉛加工業者と電池メーカー間の長期供給契約では、通常、品質仕様の調整条件を付けた上で、PRAの評価（FastmarketsのSPG価格など）が参照されます。コモディティ先物とは異なり、中央集権的な取引所の注文帳は存在せず、すべての取引は相対取引となります。

典型的な価格範囲（目安であり、現在の価格ではありません）：

製品	約価格範囲 (USD/トン)	備考
フレーク黒鉛精鉱 (94-97% C)	$500-1,200/t	フレークサイズと等級により異なる
球状精製黒鉛 (99.95% C)	$4,000-8,000/t	コーティング工程前
電池アノード材料 (コーティング済みSPG)	$8,000-16,000/t	電池製造準備済み
黒鉛電極 (EAFグレード)	$3,000-12,000/t	極めて高いボラティリティ; 2017-18年に$30,000超を記録

価格の滝： 黒鉛がフレーク精鉱から電池アノード材料へと移行する際に付加される価値（価格が10〜20倍になる可能性がある）は、加工コストと中国の加工産業が獲得するマージンの両方を反映しています。中国以外の競争力のある加工能力が存在しないため、中国は採掘を支配していなくても、この加工独占を通じて価値の多くを獲得することができます。

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サプライチェーンのリスクと西側諸国の多角化への取り組み

黒鉛サプライチェーンは、特に以下の出来事以降、重要鉱物のリスクとして政府や業界から多大な注目を集めています：
– 中国の輸出規制（2023年10月）
– インフレ抑制法の電池材料調達要件（2022年）
– 黒鉛を重要原材料に指定したEUの重要原材料法（2023年）

現在の多角化イニシアチブ：

Syrah Resources / Vidalia BAM施設（米国ルイジアナ州）： Syrahは、モザンビーク産のフレーク黒鉛精鉱を米国でアノード材料に変換するため、Vidaliaで電池アノード材料の能力を構築しています。米国エネルギー省が融資保証を提供しました。当初のBAM目標能力は年間11,250トンで、さらなる拡張が計画されています。

Nouveau Monde Graphite（カナダ・ケベック州）： ケベック州での採掘（Matawinieプロジェクト）と、電池グレードのアノード材料への加工（Bécancour施設）を計画しています。2025〜2026年までの商業生産を目指しています。

EcoGraf（オーストラリア/タンザニア）： タンザニア産の黒鉛を使用し、オーストラリアで電池グレード黒鉛の加工を提案しています。

課題： 中国国外での加工能力の構築は、費用がかかり、時間がかかり、技術的にも過酷です。球状化および高温精製ステップには、中国で20年かけて洗練されてきた専門的な設備とプロセスノウハウが必要です。政府の支援があっても、既存の中国の加工業者に対するコスト競争力の確保は真の課題です。

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よくある質問（FAQ）

天然黒鉛と人工黒鉛の違いは何ですか？

天然黒鉛は地質堆積物から採掘され、不純物を除去するために加工されます。人工黒鉛は、石油コークスを黒鉛化炉で2,800〜3,000°Cに加熱して製造され、無秩序な炭素が結晶性黒鉛へと再配列されます。人工黒鉛は、EAF製鋼電極（一貫した大型サイズと高純度が必要）や一部のプレミアム電池用途に使用されます。天然黒鉛（電池グレードに加工済み）がアノード材料市場を支配しています。

なぜEV電池において黒鉛が重要なのでしょうか？

すべてのリチウムイオン電池セルには黒鉛アノードがあります。黒鉛は、充電中にリチウムイオンを蓄え、放電中に放出します。現時点でこの機能において黒鉛に代わる商業規模の代替材料はありません（シリコンアノード材料は開発中ですが、まだ大規模な競争力はありません）。EV電池パックには通常50〜100kgの黒鉛アノード材料が含まれています。世界的にEV販売が拡大するにつれ、電池グレード黒鉛の需要は2030年までに約3〜4倍になると予想されています。

中国の2023年10月の黒鉛輸出規制は実際に何をしたのですか？

この規制により、特定の黒鉛製品（特定の純度レベルを超える天然フレーク黒鉛、球状黒鉛、高性能人工黒鉛など）の中国の輸出業者は、中国商務省からの輸出ライセンス取得が義務付けられました。輸出業者はエンドユーザーと最終用途を開示する必要があります。MOFCOMは国家安全保障上の理由でライセンスを拒否することができます。2024年の実績としては、ほとんどの商業出荷が承認されていますが、コンプライアンス上の負担、配送の不確実性、および中国以外のバイヤーがサプライチェーンの多角化を加速させる動機を生み出しました。

なぜ銅や石油のように先物取引所がないのですか？

先物取引所は、標準化され、代替可能で、スポット市場で広く取引されるコモディティに最も有効です。黒鉛は標準化も代替もされていません。電池グレードのSPGはEAF電極や工業グレードのフレークとは全く異なり、仕様は用途や顧客によって異なります。市場も地理的に分断されています（中国国内価格、中国輸出価格、および中国外の限定的な価格）。これらの特性により、十分な流動性を持ち、有用な標準化された先物契約を設計することが困難になっています。

モザンビークから黒鉛はどのように出荷されますか？

モザンビークのカボ・デルガード州にあるBalama鉱山（Syrah Resources）は内陸にあります。Balamaからの黒鉛精鉱はトラックでナカラ鉄道まで輸送され、その後鉄道でインド洋岸のナカラ港まで、約900kmの道のりを運ばれます。ナカラからは、顧客（主に中国、および増加しつつある米国のVidalia加工施設）に向けてバラ積み貨物船で輸送されます。ナカラ回廊は、Balamaの物流競争力を決定づける重要なインフラリンクです。

ニードルコークスとは何で、なぜEAF電極にとって重要なのですか？

ニードルコークスは、石油残留物（石油ニードルコークス）またはコールタールピッチ（石炭ニードルコークス）から生産される、高度に秩序だった結晶構造を持つプレミアムな人工黒鉛前駆体です。その針状の結晶構造は、EAF製鋼に必要な低い熱膨張係数を持つ黒鉛電極を製造するために不可欠です。急速に加熱された際に膨張して割れる電極は、商品として役に立たないからです。少数の専門精製業者に集中しているニードルコークスの供給こそが、2017〜2018年の電極価格急騰時の制約要因でした。

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主要なポイント

• 黒鉛サプライチェーンには、天然黒鉛（フレーク、電池アノード材料に加工）と人工黒鉛（石油コークス由来、EAF製鋼電極に使用）の2つの並行トラックがあります。
• 中国は世界の天然黒鉛の65%以上を生産し、フレーク黒鉛を電池グレードのアノード材料（BAM）に変換する微粉砕、球状化、熱精製といった重要な中間加工工程を支配しています。
• 電池アノードサプライチェーンの流れは「フレーク黒鉛採掘 → 微粉砕 → 球状化 → 熱精製 → コーティング → 電池セルアノード」です。各ステップで大きな価値が付加され、現在そのほとんどを中国が支配しています。
• 中国の2023年10月の黒鉛輸出規制は、天然フレーク黒鉛と電池グレード製品に輸出ライセンスを義務付けたもので、黒鉛が戦略的かつ重要な鉱物として指定されたことを示しています。
• EAF電極用黒鉛（ニードルコークス由来の人工物）は別の主要な需要ドライバーであり、2017〜2018年の電極不足時には中国の環境対策による閉鎖とEAF製鋼需要の増加が重なり、価格が約4,000ドルから30,000ドル/トンに急騰しました。
• 天然黒鉛は中国の港（青島、天津）、モザンビーク（ナカラ）、マダガスカル（トアマシナ）からバラ積み貨物船で輸送され、加工済み電池アノード材料はコンテナでギガファクトリーへ出荷されます。
• 黒鉛に流動性のある先物取引所はなく、価格はPRA評価（Fastmarkets、Benchmark Mineral Intelligence）と相対供給契約を通じて設定されます。
• 西側の多角化プロジェクト（米ルイジアナ州のSyrah/Vidalia、ケベック州のNouveau Monde）は中国外での加工能力を構築していますが、中国の確立された産業と競合するコスト、規模、技術的な課題に直面しています。

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