Grafito tiekimo grandinė: kasyba, perdirbimas, Kinijos dominavimas ir skirtumai tarp akumuliatorių bei plieno pramonės

Grafito tiekimo grandinės apibrėžimas
Grafito tiekimo grandinę sudaro dvi lygiagrečios kryptys, kurios retai susikerta: natūralus grafitas (kasamas kaip žvynelinė, gyslinė arba amorfinė rūda) ir sintetinis grafitas (gaminamas iš naftos kokso). Natūralus grafitas patiria intensyvų gryninimo ir formavimo procesą, kad taptų akumuliatorių anodo medžiaga. Sintetinis grafitas tampa elektrodais elektrinėms lankinėms krosnims (EAF), naudojamoms plieno gamyboje. Kinija pagamina daugiau nei 65 % pasaulio natūralaus grafito ir kontroliuoja svarbiausius akumuliatoriams skirtos medžiagos perdirbimo etapus. 2023 m. spalį Kinija įvedė grafito eksporto kontrolę, taip parodydama, kad suvokia strateginę grafito svarbą.

---

Turinys

1. Dviejų tipų grafitas: natūralus ir sintetinis
2. Natūralaus grafito kasyba: Kinija, Mozambikas, Madagaskaras, Brazilija
3. Akumuliatorių anodo tiekimo grandinė: nuo žvynelių iki sferinio išgryninto grafito
4. Kinijos eksporto kontrolė grafitui (2023 m. spalis)
5. Elektrodinis grafitas: EAF plieno gamybos paklausa
6. Kaip fiziškai gabenamas grafitas: birių krovinių laivai ir konteineriai
7. Kaip nustatoma grafito kaina: PRA ir ateities sandorių biržų nebuvimas
8. Tiekimo grandinės rizika ir Vakarų pastangos diversifikuoti tiekimą
9. Dažniausiai užduodami klausimai
10. Pagrindinės išvados

---

Dviejų tipų grafitas: natūralus ir sintetinis

Grafitas yra kristalinė anglies forma – tas pats elementas, iš kurio susideda deimantai ir anglis, tačiau pasižymintis visiškai kitokia molekuline struktūra. Sluoksniuota grafito heksagoninė struktūra suteikia jam unikalių savybių: elektros laidumą, tepamąsias savybes, atsparumą karščiui ir gebėjimą įterpti ličio jonus (tai labai svarbu akumuliatorių veikimui).

Rinka yra padalinta į du iš esmės skirtingus gamybos būdus.

Natūralus grafitas kasamas iš geologinių telkinių. Jis pasitaiko trijų pagrindinių formų:
– Žvynelinis grafitas: plonos, plokščios kristalinio grafito plokštelės metamorfinėse uolienose. Tai vertingiausia ir svarbiausia forma akumuliatorių pritaikymui. Grynumas paprastai siekia 90–97 % anglies kasyklos koncentrate.
– Gyslinis grafitas (grumstinis grafitas): didelio grynumo kristalinis grafitas, randamas gyslose, daugiausia Šri Lankoje. Labai didelis natūralus grynumas (90–99 %), tačiau riboti gamybos kiekiai.
– Amorfinis grafitas: mažo kristališkumo grafitas, turintis 60–80 % anglies. Žemiausia kokybė; naudojamas stabdžių kaladėlėse, pieštukuose ir tepaluose, tačiau netinka akumuliatoriams.

Sintetinis grafitas yra gaminamas, o ne kasamas. Jis gaunamas kaitinant naftos koksą arba akmens anglių dervos pikį iki itin aukštos temperatūros (2500–3000 °C) procese, vadinamame grafitizacija. Esant tokiai temperatūrai, netvarkingi anglies atomai persitvarko į kristalinę grafito struktūrą. Sintetinis grafitas pasižymi labai dideliu ir kontroliuojamu grynumu bei yra pageidaujama medžiaga EAF elektrodams ir kai kuriems aukšto našumo akumuliatoriams.

Natūralaus ir sintetinio grafito rinkos susikerta akumuliatorių gamyboje (anoduose naudojami abu tipai), tačiau visiškai išsiskiria plieno pramonėje (tik sintetinis grafitas atitinka EAF elektrodams keliamus dydžio ir grynumo reikalavimus).

---

Natūralaus grafito kasyba: Kinija, Mozambikas, Madagaskaras, Brazilija

Šalis	Pasaulinės natūralaus grafito gamybos dalis	Pagrindinės veiklos
Kinija	~65-70%	Keli regionai: Heilongdziangas, Vidinė Mongolija, Sičuanas
Mozambikas	~10-12%	Syrah Resources (Balama kasykla), Magnis Resources
Madagaskaras	~6-8%	NextSource Materials, Imerys
Brazilija	~6-8%	Nacional Grafit, AMG Advanced Metallurgical Group
Rusija	~2-3%	Įvairios operacijos Sibire

Kinijos dominavimas pasireiškia ne tik gavybos apimtimis – jis yra gilesnis ir struktūrinis. Kinija kontroliuoja vidurio etapo perdirbimo procesus (gryninimą, mikronizavimą, sferonizavimą), kurie žaliavinį žvynelinį grafitą paverčia akumuliatoriams tinkama medžiaga. Net Mozambike ar Madagaskare iškastas grafitas paprastai keliauja perdirbimui į Kiniją. Tai reiškia, kad tikrasis tiekimo grandinės kliūčių ruožas yra ne kasyklos, o Kinijos perdirbimo pramonė.

Mozambike veikia „Balama“ kasykla (valdoma Syrah Resources), atidaryta 2017 m., kurios projektinis pajėgumas – iki 350 000 tonų grafito koncentrato per metus, todėl tai yra viena didžiausių žvynelinio grafito kasyklų pasaulyje. Tačiau „Balama“ susidūrė su paklausos iššūkiais: neturint šalia akumuliatorių klasės perdirbimo pajėgumų, didžioji dalis koncentrato turėjo rasti pirkėjus Kinijoje, kuri tuo pat metu gamino savo grafitą. „Syrah“ investavo į akumuliatorių anodo medžiagos (BAM) gamyklą Vidalia mieste, Luizianoje, siekdama užfiksuoti didesnę perdirbimo vertės grandinės dalį.

Madagaskare vykdomi keli grafito projektai. „Molo“ grafito projektas (NextSource Materials) skirtas didelio grynumo žvynelinio grafito koncentratui gaminti. Madagaskaro grafitas pasižymi gera kokybe dėl mažo priemaišų kiekio.

Brazilijos grafitas daugiausia yra amorfinis ir gyslinis, naudojamas ugniai atspariose medžiagose ir tepaluose, o ne akumuliatoriuose. Nedidelis kiekis žvynelinio grafito išgaunamas Minas Žeraiso valstijoje.

---

Akumuliatorių anodo tiekimo grandinė: nuo žvynelių iki sferinio išgryninto grafito

Akumuliatoriaus anodas yra ta vieta, kur išnaudojama unikali grafito savybė – gebėjimas krovimo ir iškrovimo metu sugerti bei atleisti ličio jonus. Kiekvienoje ličio jonų akumuliatoriaus celėje yra grafito anodas. Tai taikoma elektromobilių, išmaniųjų telefonų, nešiojamųjų kompiuterių ir tinklo energijos kaupiklių akumuliatoriams.

Perdirbimo grandinė nuo žaliavinio žvynelinio grafito iki akumuliatoriams paruoštos anodo medžiagos apima kelis intensyvius etapus, kuriuose dominuoja Kinija.

1 etapas – Kasyba ir koncentravimas: Žvynelinio grafito rūda (paprastai 5–20 % anglies) iškasama, susmulkinama ir koncentruojama flotacijos būdu iki 90–97 % anglies. Rezultatas vadinamas grafito koncentratu arba žvynelinio grafito koncentratu, klasifikuojamu pagal žvynelių dydį (+100 tinklelis, +80 tinklelis, +50 tinklelis ir kt.) ir anglies grynumą.

2 etapas – Mikronizavimas: Didelis žvynelinis grafitas sumalamas iki vienodo smulkaus dalelių dydžio. Šis etapas sumažina žvynelių dydį iki maždaug 20–30 mikrometrų, kas tinka kitam perdirbimo etapui.

3 etapas – Sferonizavimas: Kritinis ir sudėtingas etapas. Mikronizuotas grafitas apdorojamas didelio greičio smūginiais malūnais, kurie užapvalina nelygius kraštus ir suformuoja daleles į rutuliukus. Rezultatas vadinamas sferiniu grafitu (SPG). Sferinė forma yra būtina akumuliatoriaus anodo funkcionavimui – sferinės dalelės tankiau susisluoksniuoja ir leidžia ličio jonams tolygiai įsiterpti. Sferonizavimo metu susidaro didelis kiekis grafito „smulkių“ šalutinių produktų, kurių negalima naudoti akumuliatoriuose.

4 etapas – Terminis gryninimas: SPG kaitinamas 2800–3000 °C temperatūroje grafitizacijos krosnyse. Tai pašalina priemaišas (sierą, pelenus, lakiąsias medžiagas) ir padidina anglies grynumą iki daugiau nei 99,95 %. Akumuliatorių gamintojai reikalauja ypatingo grynumo – net metalų pėdsakai gali sukelti saugos gedimus ličio jonų celėse.

5 etapas – Padengimas: Išgrynintas SPG padengiamas plonu pikio sluoksniu ir vėl termiškai apdorojamas (karbonizuojamas). Danga pagerina pirmojo ciklo efektyvumą – sumažina ličio talpos „praradimą“ pirmajame akumuliatoriaus įkrovimo cikle. Tai vadinama padengtu sferiniu išgrynintu grafitu (CSPG) arba akumuliatoriaus anodo medžiaga (BAM).

6 etapas – Maišymas ir elektrodų gamyba: Akumuliatorių celių gamintojai (CATL, Panasonic/Tesla, Samsung SDI, LG Energy Solution) gauna BAM ir sumaišo su rišikliais bei laidžiais priedais, kad suformuotų anodo suspensiją, kuri padengiama ant varinės folijos ir surenkama į akumuliatorių celes.

Kinijos vaidmuo šioje grandinėje: 2–5 etapai (mikronizavimas, sferonizavimas, terminis gryninimas, padengimas) beveik visiškai atliekami Kinijoje. Išeiga sferonizavimo etape yra prasta – maždaug 30–40 % įvesto žvynelinio grafito tampa tinkamu SPG. Likusi dalis yra smulkūs šalutiniai produktai, turintys ribotą vertę. Tai reiškia, kad 1 tonai anodo medžiagos perdirbti reikia importuoti maždaug 2,5–3 tonas žvynelinio grafito koncentrato. Kinija per du dešimtmečius sukūrė perdirbimo infrastruktūrą ir patobulino žinias. Šiuo metu jokia kita šalis neturi panašių komercinio masto perdirbimo pajėgumų.

---

Kinijos eksporto kontrolė grafitui (2023 m. spalis)

2023 m. rugpjūtį Kinija paskelbė, kad grafito produktai bus podėklėje eksporto kontrolės, kuri įsigaliojo 2023 m. gruodžio 1 d. Kontrolė reikalauja, kad Kinijos eksportuotojai kreiptųsi dėl licencijų iš Prekybos ministerijos (MOFCOM) šių prekių eksportui:

• Didelio grynumo (>99,9 % C), didelio stiprumo ir didelio tankio sintetinės grafito medžiagos ir produktai;
• Natūralus žvynelinis grafitas ir jo produktai (sferinis grafitas, išplėstinis grafitas, žvynelinio grafito milteliai, kurių sudėtyje yra >25 % C, grafito popierius).

Kontrolės priemonės reikalauja, kad eksportuotojai pateiktų informaciją apie galutinius vartotojus ir naudojimo tikslus. MOFCOM gali atsisakyti išduoti licencijas dėl nacionalinio saugumo sumetimų.

Nurodytas pagrindimas: Kinija paminėjo nacionalinį saugumą ir eksporto kontrolės reglamentus, taikomus „dvejopos paskirties“ medžiagoms. Grafitas turi karinę paskirtį (ličio jonų akumuliatoriai karinėje įrangoje, branduolinių reaktorių moderatoriai).

Tikrasis strateginis kontekstas: Kontrolė įvesta tuo metu, kai Vakarų vyriausybės (JAV, ES, JK) bandė sumažinti priklausomybę nuo Kinijos kritinių mineralų, įskaitant JAV Infliacijos mažinimo aktą (kuriame elektromobilių mokesčių lengvatos teikiamos tik transporto priemonėms su ne Kinijos kilmės akumuliatorių medžiagomis), ES Kritinių žaliavų aktą ir dvišales iniciatyvas su tokiomis šalimis kaip Mozambikas, Madagaskaras ir Kanada.

Poveikis rinkai: Pranešimas sukėlė didelį nerimą tarp akumuliatorių ir elektromobilių gamintojų Japonijoje, Pietų Korėjoje ir Europoje, kurie perka akumuliatorių klasės grafitą iš Kinijos. SPG ir BAM spot kainos išaugo. Akumuliatorių „gigafabrikų“ tiekimo grandinės komandos paspartino pastangas kvalifikuoti alternatyvius šaltinius. Tačiau joks reikšmingas alternatyvus ne Kinijos tiekimo kiekis nebuvo iškart prieinamas – perdirbimo pajėgumų kūrimas ne Kinijoje užtruks metus.

2024 m. Kinijos grafito eksportas buvo tęsiamas pagal licencijavimo sistemą, o dauguma teisėtų komercinių siuntų gavo patvirtinimus. Kontrolė sukėlė administracinę naštą ir netikrumą, o ne fizinį tiekimo nutraukimą. Tačiau žinutė buvo aiški: Kinija grafitą laiko strategine eksporto preke, o ne paprasta žaliava.

---

Elektrodinis grafitas: EAF plieno gamybos paklausa

Akumuliatorių naratyvas apie grafitą gali užgožti jo ilgalaikį, didelio masto naudojimą plieno gamyboje – ypač elektrinių lankinių krosnių (EAF) elektroduose.

EAF plieno gamybai reikalingi dideli cilindriniai grafito elektrodai – paprastai 24 colių (610 mm) skersmens ir iki 8 pėdų (2,4 metro) ilgio – kad būtų galima praleisti didžiules elektros sroves, kurios išlydo plieno laužą. Šie elektrodai sunaudojami plieno gamybos proceso metu: jie pamažu oksiduojasi ir trumpėja. Didelė EAF krosnis gali sunaudoti 2–4 kg elektrodų vienai tonai pagaminto plieno.

Pasaulinė elektrodinio grafito paklausa yra maždaug 700 000–800 000 tonų per metus, savo dydžiu panaši (nors ir atskira) į akumuliatorių anodo medžiagų paklausą.

EAF elektrodų tiekimo grandinė: Elektrodai gaminami iš adatinio kokso – aukščiausios kokybės sintetinio grafito pirmtako, gaunamo iš naftos (naftos perdirbimo gamyklos) arba akmens anglių dervos pikio. Procesas:

1. Adatinio kokso gamyba (specializuoti perdirbėjai: Phillips 66, Indian Oil, įvairūs Kinijos gamintojai);
2. Elektrodų formavimas: adatinis koksas sumaišomas su pikiu, ekstruzijos būdu suformuojamas į cilindrines formas ir iškepamas;
3. Grafitizacija: iškepti elektrodai kaitinami 2800–3000 °C temperatūroje, kad anglis virstų kristaliniu grafitu;
4. Mechaninis apdirbimas ir spenelių tvirtinimas: elektrodai apdirbami pagal griežtus leistinus nuokrypius ir pritaikomi su sriegiais sujungimui.

Pagrindiniai elektrodų gamintojai: GrafTech International (JAV), SGL Carbon (Vokietija), Showa Denko (Japonija) ir įvairūs Kinijos gamintojai, nuo 2010 m. užėmę didelę rinkos dalį.

2017–2018 m. elektrodų trūkumas: Dramatiškas įvykis, parodęs šios rinkos nepastovumą. Kinijos aplinkosaugos priemonės prieš adatinio kokso ir elektrodų gamyklas, kartu su išaugusia EAF plieno paklausa, lėmė elektrodų kainų šuolį nuo maždaug 3 000–4 000 USD už toną iki daugiau nei 30 000 USD už toną 2017–2018 m. Kinijos plieno gamyklos ir EAF operatoriai visame pasaulyje susidūrė su gamybos mažinimu dėl elektrodų tiekimo apribojimų. Elektrodų kainos vėl žlugo iki 2019 m., kai Kinijos tiekimas normalizavosi.

Šį įvykį verta žinoti: jis parodo, kad net „nusistovėjusios“ pramoninių medžiagų rinkos gali patirti ūmius tiekimo sukrėtimus, kai perdirbimo pajėgumai yra geografiškai koncentruoti.

---

Kaip fiziškai gabenamas grafitas: birių krovinių laivai ir konteineriai

Grafitas juda skirtingai įvairiuose tiekimo grandinės etapuose, todėl šių logistikos srautų supratimas yra svarbus fizinės prekybos stebėsenai.

Natūralaus grafito koncentratas (žvynelinis grafitas): gabenamas birių krovinių laivais, paprastai 20 000–60 000 tonų siuntomis. Pagrindiniai žvynelinio grafito eksporto uostai yra:
– Čingdao, Šandongas (Kinija): pagrindinis Kinijos grafito eksporto uostas. Šandongo ir Heilongdziango provincijų kasyklos siunčia grafitą į Čingdao eksportui ir vietiniam perdirbimui;
– Tiandzinas (Kinija): antrinis eksporto uostas, aptarnaujantis kasyklas Vidinėje Mongolijoje ir Hebėjuje;
– Nakala (Mozambikas): uostas, aptarnaujantis „Syrah Resources“ Balamos kasyklą per Nakalos geležinkelio koridorių;
– Toamasina (Madagaskaras): pagrindinis Madagaskaro eksporto uostas.

Perdirbta akumuliatorių anodo medžiaga (SPG, BAM): gabenama konteineriais iš Kinijos perdirbimo gamyklų į akumuliatorių gigafabrikus. Tai didelės vertės, preciziškas produktas, reikalaujantis kruopštaus tvarkymo ir pakavimo. Svarbiausi importo uostai yra tie, kurie yra arčiausiai gigafabrikų: JAV (Džordžija, Tenesis, Kanzasas – esamiems ir planuojamiems objektams); Vokietijoje ir Vengrijoje (Europos gigafabrikai); bei Pietų Korėjoje ir Japonijoje (nusistovėję celių gamintojai).

EAF grafito elektrodai: gabenami konteineriais, paprastai individualiai įvynioti ir supakuoti į medinius rėmus. Kiekvienas elektrodas sveria 900–1500 kg. Elektrodai gabenami iš gamintojų Vokietijoje (SGL Carbon: Bona, Meitingenas), JAV (GrafTech: Klarksburgas, Vakarų Virdžinija), Japonijoje (Showa Denko: Omačis) ir Kinijoje į EAF plieno gamyklas visame pasaulyje.

Birių krovinių srautų (žaliaviniams žvyneliams) ir konteinerių srautų (perdirbtai akumuliatorių medžiagai ir elektrodams) atskyrimas yra naudinga taisyklė stebint skirtingus grafito tiekimo grandinės etapus.

---

Kaip nustatoma grafito kaina: PRA ir ateities sandorių biržų nebuvimas

Skirtingai nei vario (LME), naftos (NYMEX/ICE) ar grūdų (CBOT) atveju, grafitui nėra likvidžios ateities sandorių biržos. Grafito kainos nustatomos per:

Kainų ataskaitų agentūras (PRA): specializuotos prekių kainų informacijos firmos vertina ir skelbia grafito kainas remdamosi rinkos dalyvių apklausomis, prekybos duomenimis ir nuosavais tyrimais. Pagrindinės grafito PRA yra:

• Fastmarkets: skelbia žvynelinio grafito koncentrato vertinimus pagal dydį (pvz., „Kinijos žvynelinio grafito koncentratas 94–97 % C, +100 tinklelis“), sferinio grafito ir anodo medžiagos kainas;
• Benchmark Mineral Intelligence (BMI): specializuota kritinių mineralų žvalgybos firma, skelbianti ličio, kobalto, grafito ir kitų akumuliatorių medžiagų vertinimus. BMI kainos plačiai cituojamos akumuliatorių tiekimo grandinės sutartyse;
• Industrial Minerals (IM, dabar priklausanti Fastmarkets): ilgą laiką nusistovėję pramoninių mineralų rinkų, įskaitant grafitą, vertinimai.

Kaip paprastai nustatomos grafito sutarčių kainos: ilgalaikės tiekimo sutartys tarp grafito perdirbėjų ir akumuliatorių gamintojų paprastai nurodo PRA vertinimą (pvz., „Fastmarkets“ SPG kainą) su suderintais kokybės specifikacijų koregavimais. Skirtingai nuo prekių ateities sandorių, nėra centralizuotos biržos užsakymų knygos – kiekvienas sandoris yra dvišalis.

Tipiški kainų intervalai (orientaciniai, ne dabartiniai):

Produktas	Apytikslis kainų intervalas (USD/tona)	Pastabos
Žvynelinio grafito koncentratas (94-97% C)	500-1200 USD/t	Skiriasi pagal žvynelių dydį ir klasę
Sferinis išgrynintas grafitas (99,95% C)	4000-8000 USD/t	Prieš padengimo etapą
Akumuliatoriaus anodo medžiaga (padengtas SPG)	8000-16000 USD/t	Paruošta celių gamybai
Grafito elektrodai (EAF klasė)	3000-12000 USD/t	Didelis nepastovumas; 2017-18 m. viršijo 30 000 USD

Kainų kaskada: reikšminga pridėtinė vertė grafitui judant nuo žvynelinio koncentrato iki akumuliatoriaus anodo medžiagos – potencialus 10–20 kartų kainos padidėjimas – atspindi tiek perdirbimo kaštus, tiek Kinijos perdirbimo pramonės maržos užfiksavimą. Konkurencingo ne Kinijos perdirbimo nebuvimas reiškia, kad Kinija gali užfiksuoti didžiąją dalį šios vertės per savo perdirbimo monopolį, net jei nekontroliuoja kasybos.

---

Tiekimo grandinės rizika ir Vakarų pastangos diversifikuoti tiekimą

Grafito tiekimo grandinė pritraukė didelį vyriausybių ir pramonės dėmesį kaip kritinių mineralų rizika, ypač po:
– Kinijos eksporto kontrolės (2023 m. spalio mėn.);
– Infliacijos mažinimo akto reikalavimų dėl akumuliatorių medžiagų kilmės (2022 m.);
– ES kritinių žaliavų akto (2023 m.), kuriame grafitas paskelbtas kritine žaliava.

Dabartinės diversifikacijos iniciatyvos:

Syrah Resources / Vidalia BAM įrenginys (Luiziana, JAV): „Syrah“ kuria akumuliatorių anodo medžiagų pajėgumus Vidalia mieste, kad Mozambiko žvynelinio grafito koncentratą perdirbtų į anodo medžiagą JAV. JAV Energetikos departamentas suteikė paskolos garantiją. Tikslinis pajėgumas: iš pradžių 11 250 tonų BAM per metus, su planuojama plėtra.

Nouveau Monde Graphite (Kvebekas, Kanada): Planuoja kasti grafitą Kvebeke (Matawinie projektas) ir perdirbti jį į akumuliatorių klasės anodo medžiagą (Bécancour įrenginys). Komercinę gamybą tikimasi pradėti 2025–2026 m.

EcoGraf (Australija/Tanzanija): Siūlo akumuliatorių klasės grafito perdirbimą Australijoje, naudojant grafitą iš Tanzanijos.

Iššūkis: Ne Kinijos perdirbimo pajėgumų kūrimas yra brangus, reikalauja daug laiko ir yra techniškai sudėtingas. Sferonizavimo ir aukšto temperatūros gryninimo etapams reikalinga speciali įranga ir proceso žinios, kurios Kinijoje buvo tobulinamos du dešimtmečius. Konkurencingumas kainos atžvilgiu, palyginti su nusistovėjusiais Kinijos perdirbėjais, yra tikras iššūkis net ir su vyriausybės parama.

---

Dažniausiai užduodami klausimai

Kuo skiriasi natūralus ir sintetinis grafitas?

Natūralus grafitas kasamas iš geologinių telkinių ir apdorojamas priemaišoms pašalinti. Sintetinis grafitas gaminamas kaitinant naftos koksą iki 2800–3000 °C grafitizacijos krosnyje, todėl netvarkinga anglis persitvarko į kristalinį grafitą. Sintetinis grafitas naudojamas EAF plieno gamybos elektroduose (kur reikalingi nuoseklūs dideli dydžiai ir didelis grynumas) bei kai kuriose aukščiausios klasės akumuliatorių programose. Natūralus grafitas (perdirbtas iki akumuliatorių klasės) dominuoja anodo medžiagų rinkoje.

Kodėl grafitas svarbus elektromobilių akumuliatoriams?

Kiekvienoje ličio jonų akumuliatoriaus celėje yra grafito anodas. Grafitas kaupia ličio jonus įkrovimo metu ir atleidžia juos iškrovimo metu. Šiuo metu nėra komercinio masto alternatyvos grafitui šiai funkcijai atlikti – kuriami silicio anodo medžiagos, tačiau jos dar nėra konkurencingos masto atžvilgiu. Elektromobilio akumuliatorių pakete paprastai yra 50–100 kg grafito anodo medžiagos. Didėjant elektromobilių pardavimams visame pasaulyje, tikimasi, kad akumuliatorių klasės grafito paklausa iki 2030 m. padidės maždaug tris ar keturis kartus.

Ką iš tikrųjų padarė 2023 m. spalio mėn. Kinijos grafito eksporto kontrolė?

Jie reikalauja, kad Kinijos nurodytų grafito produktų (įskaitant natūralų žvynelinį grafitą virš tam tikrų grynumo lygių, sferinį grafitą ir aukštos kokybės sintetinį grafitą) eksportuotojai gautų eksporto licencijas iš Kinijos Prekybos ministerijos. Eksportuotojai privalo atskleisti galutinius vartotojus ir naudojimo tikslus. MOFCOM gali atsisakyti išduoti licencijas dėl nacionalinio saugumo priežasčių. Praktiškai 2024 m. dauguma komercinių siuntų gavo patvirtinimus, tačiau kontrolė sukėlė administracinę naštą, pristatymo neapibrėžtumą ir paskatino ne Kinijos pirkėjus paspartinti tiekimo grandinės diversifikavimą.

Kodėl grafitas neturi ateities sandorių biržos, kaip varis ar nafta?

Ateities sandorių biržos geriausiai veikia prekėms, kurios yra standartizuotos, pakeičiamos ir plačiai prekiaujamos spot rinkose. Grafitas nėra nei standartizuotas, nei pakeičiamas – akumuliatorių klasės SPG visiškai skiriasi nuo EAF elektrodų ar pramoninės klasės žvynelių, o specifikacijos skiriasi priklausomai nuo taikymo ir kliento. Rinka taip pat segmentuota geografiškai (Kinijos vidaus kainodara, Kinijos eksporto kainodara ir ribota ne Kinijos kainodara). Dėl šių savybių sunku sukurti standartizuotą ateities sandorio sutartį, turinčią pakankamą likvidumą, kad ji būtų naudinga.

Kaip grafitas gabenamas iš Mozambiko?

„Balama“ kasykla (Syrah Resources) Mozambiko Cabo Delgado provincijoje neturi priėjimo prie jūros. Grafito koncentratas iš Balamos sunkvežimiais gabenamas į Nakalos geležinkelio liniją, o po to traukiniu į Nakalos uostą Indijos vandenyno pakrantėje – maždaug 900 km kelionė. Iš Nakalos jis gabenamas birių krovinių laivais klientams (daugiausia Kinijoje ir, vis dažniau, JAV Vidalia perdirbimo įrenginiui). Nakalos koridorius yra kritinė infrastruktūros jungtis, lemianti Balamos logistikos konkurencingumą.

Kas yra adatinis koksas ir kodėl jis svarbus EAF elektrodams?

Adatinis koksas yra aukščiausios kokybės sintetinio grafito pirmtakas su labai tvarkinga kristaline struktūra, gaunamas iš naftos likučių (naftos adatinis koksas) arba akmens anglių dervos pikio (anglies adatinis koksas). Jo į adatas panaši kristalinė struktūra yra būtina gaminant grafito elektrodus, pasižyminčius mažu šiluminio plėtimosi koeficientu, reikalingu EAF plieno gamybai – elektrodai, kurie plečiasi ir trūkinėja greitai kaitinami, būtų komerciškai nenaudingi. Adatinio kokso tiekimas, koncentruotas tarp nedidelio skaičiaus specializuotų perdirbėjų, buvo 2017–2018 m. elektrodų kainų šuolio suvaržymas.

---

Pagrindinės išvados

• Grafito tiekimo grandinė turi dvi lygiagrečias kryptis: natūralų grafitą (žvynelinis, perdirbtas į akumuliatoriaus anodo medžiagą) ir sintetinį grafitą (iš naftos kokso, naudojamą kaip EAF plieno gamybos elektrodus).
• Kinija pagamina daugiau nei 65 % pasaulio natūralaus grafito ir kontroliuoja svarbiausius vidurio etapo perdirbimo etapus – mikronizavimą, sferonizavimą ir terminį gryninimą, kurie žvynelinį grafitą paverčia akumuliatorių klasės anodo medžiaga (BAM).
• Akumuliatorių anodo tiekimo grandinė: žvynelinio grafito kasyba → mikronizavimas → sferonizavimas → terminis gryninimas → padengimas → akumuliatoriaus celių anodas. Kiekvienas etapas suteikia didelę vertę; daugumoje etapų šiuo metu dominuoja Kinija.
• Kinijos 2023 m. spalio mėn. grafito eksporto kontrolė reikalauja eksporto licencijų natūraliam žvyneliniam grafitui ir akumuliatorių klasės produktams, nurodydama, kad grafitas priskiriamas strateginiams kritiniams mineralams.
• EAF elektrodinis grafitas (sintetinis, iš adatinio kokso) yra atskiras pagrindinis paklausos veiksnys – 2017–2018 m. elektrodų trūkumas pakėlė kainas nuo ~4 000 iki 30 000 USD už toną, kai Kinijos aplinkosaugos uždarymai sutapo su didėjančia EAF plieno gamybos paklausa.
• Natūralus grafitas gabenamas birių krovinių laivais iš Kinijos uostų (Čingdao, Tiandzinas), Mozambiko (Nakala) ir Madagaskaro (Toamasina); perdirbta akumuliatorių anodo medžiaga konteineriais gabenama į gigafabrikus.
• Nėra likvidžios ateities sandorių biržos grafitui; kainos nustatomos per PRA vertinimus (Fastmarkets, Benchmark Mineral Intelligence) ir dvišales tiekimo sutartis.
• Vakarų diversifikacijos projektai (Syrah/Vidalia Luizianoje, Nouveau Monde Kvebeke) kuria ne Kinijos perdirbimo pajėgumus, tačiau susiduria su dideliais kaštų, masto ir techniniais iššūkiais konkuruojant su nusistovėjusia Kinijos pramone.

Related Reading

To deepen your understanding of the topics covered in this article, explore these related guides: another supply chain where China controls the majority of global processing, the steelmaking applications that consume natural flake graphite and the battery sector creating new demand for anode-grade material.