เจาะลึกห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์: การทำเหมือง, การแปรรูป, อิทธิพลของจีน และการแบ่งแยกตลาดระหว่างแบตเตอรี่กับเหล็กกล้า

นิยามของห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์
ห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์มีสองเส้นทางคู่ขนานที่แทบจะไม่ทับซ้อนกัน ได้แก่ กราไฟต์ธรรมชาติ (ที่ขุดได้ในรูปแบบแร่เกล็ด, แร่สาย หรือแร่อะมอร์ฟัส) และกราไฟต์สังเคราะห์ (ที่ผลิตจากปิโตรเลียมโค้ก) กราไฟต์ธรรมชาติจะต้องผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์และขึ้นรูปอย่างเข้มข้นเพื่อกลายเป็นวัสดุขั้วแอโนดแบตเตอรี่ ส่วนกราไฟต์สังเคราะห์จะถูกนำไปผลิตเป็นขั้วไฟฟ้าสำหรับเตาหลอมเหล็กแบบอาร์กไฟฟ้า (EAF) จีนเป็นผู้ผลิตกราไฟต์ธรรมชาติกว่า 65% ของโลกและควบคุมขั้นตอนการแปรรูปที่สำคัญสำหรับวัสดุเกรดแบตเตอรี่ ในเดือนตุลาคม 2023 จีนได้ประกาศใช้มาตรการควบคุมการส่งออกกราไฟต์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าจีนตระหนักถึงความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ของกราไฟต์

---

สารบัญ

1. กราไฟต์สองประเภท: ธรรมชาติและสังเคราะห์
2. การทำเหมืองกราไฟต์ธรรมชาติ: จีน, โมซัมบิก, มาดากัสการ์, บราซิล
3. ห่วงโซ่อุปทานขั้วแอโนดแบตเตอรี่: จากแร่เกล็ดสู่กราไฟต์ทรงกลมบริสุทธิ์
4. มาตรการควบคุมการส่งออกกราไฟต์ของจีน (ตุลาคม 2023)
5. กราไฟต์สำหรับขั้วไฟฟ้า: ความต้องการจากอุตสาหกรรมเหล็ก EAF
6. การขนส่งกราไฟต์ในทางกายภาพ: เรือสินค้าเทกองและตู้คอนเทนเนอร์
7. การกำหนดราคากราไฟต์: PRAs และการไม่มีตลาดซื้อขายล่วงหน้า
8. ความเสี่ยงในห่วงโซ่อุปทานและความพยายามในการกระจายแหล่งที่มาของชาติตะวันตก
9. คำถามที่พบบ่อย
10. ประเด็นสำคัญ

---

กราไฟต์สองประเภท: ธรรมชาติและสังเคราะห์

กราไฟต์เป็นคาร์บอนในรูปแบบผลึก ซึ่งเป็นธาตุชนิดเดียวกับเพชรและถ่านหิน แต่มีโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โครงสร้างหกเหลี่ยมแบบชั้นของกราไฟต์ทำให้มันมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ได้แก่ การนำไฟฟ้า, การหล่อลื่น, การทนความร้อน และความสามารถในการแทรกตัวของลิเธียมไอออน (ซึ่งสำคัญต่อการทำงานของแบตเตอรี่)

ตลาดกราไฟต์แบ่งออกเป็นสองเส้นทางการผลิตที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

กราไฟต์ธรรมชาติ ได้มาจากการทำเหมืองจากแหล่งธรณีวิทยา โดยพบใน 3 รูปแบบหลัก:
– Flake graphite: แผ่นผลึกกราไฟต์บางและแบนในหินแปร เป็นรูปแบบที่มีมูลค่าสูงสุดและสำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานในแบตเตอรี่ โดยทั่วไปมีความบริสุทธิ์ของคาร์บอนอยู่ที่ 90-97% ในรูปแบบแร่เข้มข้นที่ขุดได้
– Vein graphite (Lump graphite): กราไฟต์ผลึกที่มีความบริสุทธิ์สูง พบในลักษณะสายแร่ พบมากในศรีลังกา มีความบริสุทธิ์ตามธรรมชาติสูงมาก (90-99%) แต่มีปริมาณการผลิตจำกัด
– Amorphous graphite: กราไฟต์ที่มีความเป็นผลึกต่ำ มีปริมาณคาร์บอน 60-80% เป็นเกรดคุณภาพต่ำที่สุด ใช้ในผ้าเบรก, ไส้ดินสอ และสารหล่อลื่น แต่ไม่เหมาะสำหรับใช้ในแบตเตอรี่

กราไฟต์สังเคราะห์ คือสิ่งที่ต้องผลิตขึ้นมา ไม่ได้มาจากการขุด โดยผลิตจากการเผาปิโตรเลียมโค้กหรือถ่านหินดินน้ำมัน (Coal tar pitch) ที่อุณหภูมิสูงมาก (2,500-3,000°C) ในกระบวนการที่เรียกว่า Graphitization ที่อุณหภูมินี้ อะตอมของคาร์บอนที่ไร้ระเบียบจะจัดเรียงตัวใหม่เป็นโครงสร้างผลึกกราไฟต์ กราไฟต์สังเคราะห์มีความบริสุทธิ์สูงและควบคุมได้ จึงเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับขั้วไฟฟ้า EAF และการใช้งานในแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงบางประเภท

ตลาดกราไฟต์ธรรมชาติและสังเคราะห์มาบรรจบกันในส่วนของแบตเตอรี่ (ใช้ทั้งสองประเภทในขั้วแอโนด) แต่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงในอุตสาหกรรมเหล็ก (มีเพียงกราไฟต์สังเคราะห์เท่านั้นที่มีขนาดและความบริสุทธิ์ตามมาตรฐานสำหรับขั้วไฟฟ้า EAF)

---

การทำเหมืองกราไฟต์ธรรมชาติ: จีน, โมซัมบิก, มาดากัสการ์, บราซิล

ประเทศ	สัดส่วนการผลิตกราไฟต์ธรรมชาติทั่วโลก	การดำเนินงานที่สำคัญ
จีน	~65-70%	หลายมณฑล เช่น เฮยหลงเจียง, มองโกเลียใน, เสฉวน
โมซัมบิก	~10-12%	Syrah Resources (เหมือง Balama), Magnis Resources
มาดากัสการ์	~6-8%	NextSource Materials, Imerys
บราซิล	~6-8%	Nacional Grafit, AMG Advanced Metallurgical Group
รัสเซีย	~2-3%	การดำเนินงานในหลายพื้นที่ของไซบีเรีย

อิทธิพลของจีน ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ปริมาณการผลิตเหมืองเท่านั้น แต่ยังลึกซึ้งและเป็นโครงสร้างมากกว่า จีนควบคุมขั้นตอนการแปรรูปกลางน้ำ (การทำให้บริสุทธิ์, การย่อยละเอียด, การทำให้เป็นทรงกลม) ซึ่งเปลี่ยนกราไฟต์เกล็ดดิบให้เป็นวัสดุเกรดแบตเตอรี่ แม้แต่กราไฟต์ที่ขุดได้ในโมซัมบิกหรือมาดากัสการ์ก็มักจะถูกส่งไปยังจีนเพื่อเข้าสู่กระบวนการแปรรูป นั่นหมายความว่าคอขวดที่แท้จริงของห่วงโซ่อุปทานไม่ได้อยู่ที่เหมือง แต่อยู่ที่อุตสาหกรรมการแปรรูปของจีน

โมซัมบิก มีเหมือง Balama (ดำเนินการโดย Syrah Resources) ซึ่งเปิดดำเนินการในปี 2017 และถูกออกแบบมาให้ผลิตกราไฟต์เข้มข้นได้สูงสุดถึง 350,000 ตันต่อปี ทำให้เป็นหนึ่งในการดำเนินการผลิตกราไฟต์เกล็ดที่ใหญ่ที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม Balama เผชิญกับความท้าทายด้านอุปสงค์ เนื่องจากไม่มีกำลังการผลิตแปรรูปเกรดแบตเตอรี่ในบริเวณใกล้เคียง กราไฟต์เข้มข้นจำนวนมากจึงจำเป็นต้องหาผู้ซื้อในจีน ซึ่งในขณะเดียวกันก็ผลิตกราไฟต์ของตนเองอยู่แล้ว Syrah จึงได้ลงทุนในโรงงานผลิตวัสดุขั้วแอโนดแบตเตอรี่ (BAM) ในรัฐหลุยเซียนา เพื่อพยายามสร้างมูลค่าเพิ่มในห่วงโซ่การแปรรูปให้มากขึ้น

มาดากัสการ์ มีโครงการกราไฟต์หลายแห่ง โครงการ Molo (NextSource Materials) ถูกออกแบบมาเพื่อผลิตกราไฟต์เกล็ดบริสุทธิ์สูง กราไฟต์ของมาดากัสการ์มีชื่อเสียงในเรื่องคุณภาพที่ดีเนื่องจากมีสิ่งเจือปนต่ำ

กราไฟต์ของบราซิล ส่วนใหญ่เป็นกราไฟต์แบบอะมอร์ฟัสและแบบสายแร่ ซึ่งใช้ในวัสดุทนไฟและสารหล่อลื่นมากกว่าที่จะใช้ในแบตเตอรี่ ส่วนกราไฟต์เกล็ดมีการผลิตจำนวนเล็กน้อยจากเหมืองในรัฐมีนัสเชไรส์

---

ห่วงโซ่อุปทานขั้วแอโนดแบตเตอรี่: จากแร่เกล็ดสู่กราไฟต์ทรงกลมบริสุทธิ์

ขั้วแอโนดของแบตเตอรี่คือส่วนที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษของกราไฟต์ นั่นคือความสามารถในการดูดซับและปล่อยลิเธียมไอออนระหว่างการชาร์จและการใช้งาน ทุกเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยแอโนดกราไฟต์ นี่เป็นจริงสำหรับแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้า (EV), สมาร์ทโฟน, แล็ปท็อป และระบบกักเก็บพลังงานระดับโครงข่าย

ห่วงโซ่การแปรรูปจากกราไฟต์เกล็ดดิบไปเป็นวัสดุแอโนดพร้อมใช้งานต้องผ่านหลายขั้นตอนที่เข้มข้น ซึ่งจีนครอบครองตลาดในทุกขั้นตอนเหล่านี้

ขั้นตอนที่ 1 — การทำเหมืองและการทำเข้มข้น: แร่กราไฟต์เกล็ด (ปกติมีคาร์บอน 5-20%) จะถูกขุด บด และทำให้เข้มข้นด้วยวิธีการลอยตัว (Flotation) จนมีความบริสุทธิ์ 90-97% ผลผลิตที่ได้เรียกว่ากราไฟต์เข้มข้นหรือกราไฟต์เกล็ดเข้มข้น ซึ่งแบ่งเกรดตามขนาดเกล็ด (+100 mesh, +80 mesh, +50 mesh ฯลฯ) และความบริสุทธิ์ของคาร์บอน

ขั้นตอนที่ 2 — การย่อยละเอียด (Micronisation): กราไฟต์เกล็ดขนาดใหญ่จะถูกบดให้เป็นขนาดอนุภาคที่ละเอียดสม่ำเสมอ ขั้นตอนนี้จะลดขนาดเกล็ดลงเหลือประมาณ 20-30 ไมโครเมตร เพื่อเตรียมสำหรับขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3 — การทำให้เป็นทรงกลม (Spheronisation): เป็นขั้นตอนที่สำคัญและยากที่สุด กราไฟต์ที่ย่อยละเอียดแล้วจะถูกนำไปผ่านเครื่องบดกระแทกความเร็วสูงเพื่อลบขอบที่แหลมคมและทำให้อนุภาคมีลักษณะเป็นทรงกลม ผลลัพธ์ที่ได้เรียกว่า Spherical graphite (SPG) รูปร่างทรงกลมมีความจำเป็นต่อการทำงานของขั้วแอโนดแบตเตอรี่ เพราะอนุภาคทรงกลมสามารถอัดตัวได้แน่นกว่าและยอมให้ลิเธียมไอออนแทรกตัวได้อย่างสม่ำเสมอ กระบวนการนี้ทำให้เกิดกราไฟต์ส่วนเกินที่เป็น “ฝุ่นผง” จำนวนมากซึ่งไม่สามารถนำไปใช้ในแบตเตอรี่ได้

ขั้นตอนที่ 4 — การทำให้บริสุทธิ์ด้วยความร้อน (Thermal purification): SPG จะถูกนำไปให้ความร้อนที่ 2,800-3,000°C ในเตาหลอมกราไฟต์ ซึ่งจะขจัดสิ่งเจือปน (กำมะถัน, เถ้า, สารระเหย) และเพิ่มความบริสุทธิ์ของคาร์บอนให้สูงกว่า 99.95% ผู้ผลิตแบตเตอรี่ต้องการความบริสุทธิ์สูงมาก แม้แต่การปนเปื้อนของโลหะเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดความล้มเหลวทางความปลอดภัยในเซลล์ลิเธียมไอออนได้

ขั้นตอนที่ 5 — การเคลือบ (Coating): SPG ที่บริสุทธิ์แล้วจะถูกเคลือบด้วยชั้นพิทช์ (pitch) บางๆ และผ่านความร้อนซ้ำอีกครั้ง (Carbonisation) การเคลือบช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในรอบแรก (first-cycle efficiency) ซึ่งช่วยลดการสูญเสียความจุของลิเธียมในรอบการชาร์จครั้งแรกของแบตเตอรี่ สิ่งนี้เรียกว่า Coated spherical purified graphite (CSPG) หรือ Battery anode material (BAM)

ขั้นตอนที่ 6 — การผสมและการผลิตขั้วไฟฟ้า: ผู้ผลิตเซลล์แบตเตอรี่ (CATL, Panasonic/Tesla, Samsung SDI, LG Energy Solution) จะได้รับ BAM และนำไปผสมกับสารยึดติดและสารเติมแต่งที่นำไฟฟ้าเพื่อสร้างเป็นสารละลายแอโนด (Anode slurry) ซึ่งจะนำไปเคลือบบนฟอยล์ทองแดงและประกอบเป็นเซลล์แบตเตอรี่

บทบาทของจีนในห่วงโซ่นี้: ขั้นตอนที่ 2-5 (การย่อยละเอียด, การทำให้เป็นทรงกลม, การทำบริสุทธิ์ด้วยความร้อน, การเคลือบ) เกือบทั้งหมดดำเนินการในจีน ผลผลิตในขั้นตอนการทำให้เป็นทรงกลมนั้นต่ำ โดยประมาณ 30-40% ของกราไฟต์เกล็ดขาเข้าเท่านั้นที่จะกลายเป็น SPG ที่ใช้งานได้ ส่วนที่เหลือเป็นผลพลอยได้ที่มีมูลค่าจำกัด ซึ่งหมายความว่าการแปรรูปวัสดุแอโนด 1 ตัน ต้องนำเข้ากราไฟต์เกล็ดเข้มข้นประมาณ 2.5-3 ตัน จีนได้สร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านการแปรรูปและสั่งสมความเชี่ยวชาญมานานกว่าสองทศวรรษ ไม่มีประเทศใดในปัจจุบันที่มีกำลังการผลิตแปรรูปในระดับพาณิชย์เทียบเท่าได้

---

มาตรการควบคุมการส่งออกกราไฟต์ของจีน (ตุลาคม 2023)

ในเดือนสิงหาคม 2023 จีนประกาศว่าผลิตภัณฑ์กราไฟต์จะอยู่ภายใต้มาตรการควบคุมการส่งออก โดยมีผลตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคม 2023 มาตรการดังกล่าวบังคับให้ผู้ส่งออกจีนต้องขอใบอนุญาตจากกระทรวงพาณิชย์ (MOFCOM) สำหรับการส่งออก:

• กราไฟต์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (>99.9% C) มีความแข็งแกร่งสูง และความหนาแน่นสูง
• กราไฟต์เกล็ดธรรมชาติและผลิตภัณฑ์ (กราไฟต์ทรงกลม, กราไฟต์ขยายตัว, ผงกราไฟต์เกล็ดที่มีปริมาณคาร์บอน >25%, กระดาษกราไฟต์)

มาตรการควบคุมกำหนดให้ผู้ส่งออกต้องให้ข้อมูลเกี่ยวกับผู้ใช้ปลายทางและการใช้งานปลายทาง โดย MOFCOM สามารถปฏิเสธการออกใบอนุญาตโดยพิจารณาจากประเด็นความมั่นคงของชาติ

เหตุผลที่ระบุ: จีนอ้างถึงความมั่นคงของชาติและกฎระเบียบการควบคุมการส่งออกที่ใช้กับวัสดุ “สองทาง” (dual-use) ซึ่งกราไฟต์มีการใช้งานในทางการทหาร (แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอุปกรณ์ทหาร, สารลดความเร็วในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์)

บริบทเชิงยุทธศาสตร์ที่แท้จริง: มาตรการนี้ออกมาในช่วงที่รัฐบาลชาติตะวันตก (สหรัฐฯ, สหภาพยุโรป, สหราชอาณาจักร) พยายามลดการพึ่งพากราไฟต์จากจีน ผ่านกฎหมายอย่างเช่น US Inflation Reduction Act (ซึ่งให้เครดิตภาษีรถยนต์ไฟฟ้าเฉพาะรถที่ใช้วัสดุแบตเตอรี่จากแหล่งนอกจีน), EU Critical Raw Materials Act และความร่วมมือทวิภาคีกับประเทศต่างๆ เช่น โมซัมบิก, มาดากัสการ์ และแคนาดา

ผลกระทบต่อตลาด: การประกาศนี้สร้างความกังวลอย่างมากในกลุ่มผู้ผลิตแบตเตอรี่และรถยนต์ไฟฟ้าในญี่ปุ่น, เกาหลีใต้ และยุโรป ที่ต้องนำเข้ากราไฟต์เกรดแบตเตอรี่จากจีน ราคาตลาดจรของ SPG และ BAM พุ่งสูงขึ้น ทีมงานห่วงโซ่อุปทานของโรงงานผลิตแบตเตอรี่ (Gigafactory) เร่งหาแหล่งจัดหาทางเลือก อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีอุปทานจากแหล่งที่ไม่ใช่จีนในปริมาณที่มากพอที่จะรองรับได้ทันที การสร้างกำลังการผลิตแปรรูปนอกประเทศจีนต้องใช้เวลาหลายปี

ในปี 2024 การส่งออกกราไฟต์ของจีนยังคงดำเนินไปภายใต้ระบบใบอนุญาต โดยการขนส่งเชิงพาณิชย์ที่ถูกต้องตามกฎหมายส่วนใหญ่ได้รับการอนุมัติ มาตรการนี้สร้างภาระด้านการปฏิบัติตามกฎระเบียบและความไม่แน่นอนมากกว่าที่จะเป็นการตัดขาดอุปทานโดยสิ้นเชิง แต่ข้อความนั้นชัดเจน: จีนมองว่ากราไฟต์เป็นสินค้าส่งออกเชิงยุทธศาสตร์ ไม่ใช่แค่สินค้าโภคภัณฑ์ทั่วไป

---

กราไฟต์สำหรับขั้วไฟฟ้า: ความต้องการจากอุตสาหกรรมเหล็ก EAF

เรื่องราวเกี่ยวกับกราไฟต์ในแง่ของแบตเตอรี่มักจะกลบการใช้งานในอุตสาหกรรมเหล็กที่มีมายาวนานและมีขนาดใหญ่ โดยเฉพาะใน ขั้วไฟฟ้าเตาหลอมเหล็กแบบอาร์กไฟฟ้า (EAF electrodes)

การผลิตเหล็กแบบ EAF ต้องใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ทรงกระบอกขนาดใหญ่ โดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 24 นิ้ว (610 มม.) และยาวสูงสุดถึง 8 ฟุต (2.4 เมตร) เพื่อนำกระแสไฟฟ้ามหาศาลไปหลอมเศษเหล็ก ขั้วไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกบริโภคในระหว่างกระบวนการผลิตเหล็ก โดยจะค่อยๆ ออกซิไดซ์และสั้นลงเรื่อยๆ เตา EAF ขนาดใหญ่อาจใช้ขั้วไฟฟ้าประมาณ 2-4 กก. ต่อเหล็ก 1 ตันที่ผลิตได้

ความต้องการขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ทั่วโลกต่อปีอยู่ที่ประมาณ 700,000-800,000 ตัน ซึ่งมีปริมาณใกล้เคียงกับความต้องการวัสดุแอโนดแบตเตอรี่ (แม้จะแยกส่วนกัน)

ห่วงโซ่อุปทานขั้วไฟฟ้า EAF: ขั้วไฟฟ้าผลิตจาก Needle coke ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกราไฟต์สังเคราะห์เกรดพรีเมียมที่ได้มาจากปิโตรเลียม (โรงกลั่นน้ำมัน) หรือถ่านหินดินน้ำมัน กระบวนการมีดังนี้:

1. การผลิต Needle coke (โรงกลั่นเฉพาะทาง: Phillips 66, Indian Oil, และผู้ผลิตจีนหลายราย)
2. การขึ้นรูปขั้วไฟฟ้า: นำ needle coke มาผสมกับพิทช์ อัดขึ้นรูปเป็นทรงกระบอก และนำไปเผา
3. การทำ Graphitization: ขั้วไฟฟ้าที่เผาแล้วจะถูกนำไปให้ความร้อนที่ 2,800-3,000°C เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนให้เป็นกราไฟต์ผลึก
4. การกลึงและการติดน็อตยึด: ขั้วไฟฟ้าจะถูกกลึงให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนที่ละเอียดและติดน็อตยึดแบบเกลียวเพื่อการประกอบ

ผู้ผลิตขั้วไฟฟ้ารายใหญ่ ได้แก่ GrafTech International (สหรัฐฯ), SGL Carbon (เยอรมนี), Showa Denko (ญี่ปุ่น) และผู้ผลิตจีนรายต่างๆ ที่สามารถแย่งส่วนแบ่งตลาดได้มากตั้งแต่ปี 2010

ภาวะขาดแคลนขั้วไฟฟ้าในปี 2017-2018: เหตุการณ์สำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความผันผวนของตลาดนี้ การที่จีนเข้มงวดด้านสิ่งแวดล้อมต่อโรงงานผลิต needle coke และขั้วไฟฟ้า ผสมผสานกับความต้องการเหล็ก EAF ที่เพิ่มขึ้น ทำให้ราคาขั้วไฟฟ้าพุ่งจากประมาณ $3,000-4,000 ต่อตัน เป็นกว่า $30,000 ต่อตัน ในช่วงปี 2017-2018 โรงงานเหล็กและผู้ผลิต EAF ทั่วโลกเผชิญกับการลดกำลังการผลิตเนื่องจากข้อจำกัดในการจัดหาขั้วไฟฟ้า ราคาขั้วไฟฟ้าลดลงอีกครั้งภายในปี 2019 เมื่ออุปทานของจีนกลับสู่ภาวะปกติ

เหตุการณ์นี้เป็นบทเรียนที่ควรทราบ: มันพิสูจน์ให้เห็นว่าแม้แต่วงการวัสดุอุตสาหกรรมที่ “มั่นคง” ก็ยังสามารถเผชิญกับภาวะช็อกของอุปทานได้เมื่อกำลังการผลิตถูกกระจุกตัวอยู่ในทางภูมิศาสตร์

---

การขนส่งกราไฟต์ในทางกายภาพ: เรือสินค้าเทกองและตู้คอนเทนเนอร์

กราไฟต์ถูกขนส่งแตกต่างกันไปในแต่ละขั้นตอนของห่วงโซ่อุปทาน การทำความเข้าใจการไหลของโลจิสติกส์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการติดตามการค้า

กราไฟต์ธรรมชาติเข้มข้น (กราไฟต์เกล็ด): ขนส่งโดยเรือสินค้าเทกอง (Bulk carriers) ปกติเป็นล็อตละ 20,000-60,000 ตัน ท่าเรือส่งออกหลักสำหรับกราไฟต์เกล็ดเข้มข้นคือ:
– ชิงเต่า, ซานตง (จีน): ท่าเรือส่งออกหลักของจีนสำหรับกราไฟต์ เหมืองในมณฑลซานตงและเฮยหลงเจียงจะส่งกราไฟต์มาที่ชิงเต่าเพื่อส่งออกและแปรรูปในประเทศ
– เทียนจิน (จีน): ท่าเรือส่งออกรอง รองรับเหมืองในมองโกเลียในและเหอเป่ย
– นาคาลา (โมซัมบิก): ท่าเรือที่รองรับเหมือง Balama ของ Syrah Resources ผ่านเส้นทางรถไฟ Nacala
– โทมาซินา (มาดากัสการ์): ท่าเรือส่งออกหลักของมาดากัสการ์

วัสดุแอโนดแบตเตอรี่แปรรูป (SPG, BAM): ขนส่งในตู้คอนเทนเนอร์จากโรงงานแปรรูปในจีนไปยังโรงงาน Gigafactory นี่เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงและต้องการความแม่นยำสูง จึงต้องมีการจัดการและบรรจุภัณฑ์ที่ระมัดระวัง ท่าเรือนำเข้าหลักคือท่าเรือที่อยู่ใกล้กับ Gigafactory ในสหรัฐฯ (รัฐจอร์เจีย, เทนเนสซี, แคนซัส สำหรับโรงงานปัจจุบันและอนาคต); ในเยอรมนีและฮังการี (Gigafactory ในยุโรป); และในเกาหลีใต้และญี่ปุ่น (ผู้ผลิตเซลล์แบตเตอรี่รายใหญ่)

ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ EAF: ขนส่งในตู้คอนเทนเนอร์ โดยมักจะห่อหุ้มแยกชิ้นและบรรจุในโครงไม้ ขั้วไฟฟ้าแต่ละชิ้นมีน้ำหนัก 900-1,500 กก. ขั้วไฟฟ้าจะส่งออกจากผู้ผลิตในเยอรมนี (SGL Carbon: เมือง Bonn, Meitingen), สหรัฐฯ (GrafTech: เมือง Clarksburg, WV), ญี่ปุ่น (Showa Denko: เมือง Omachi) และจีน ไปยังโรงงานเหล็ก EAF ทั่วโลก

การแยกเส้นทางการขนส่งระหว่างเรือสินค้าเทกอง (สำหรับแร่เกล็ดดิบ) และตู้คอนเทนเนอร์ (สำหรับวัสดุแบตเตอรี่แปรรูปและขั้วไฟฟ้า) เป็นกฎพื้นฐานที่มีประโยชน์สำหรับการติดตามห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์

---

การกำหนดราคากราไฟต์: PRAs และการไม่มีตลาดซื้อขายล่วงหน้า

ต่างจากทองแดง (LME), น้ำมัน (NYMEX/ICE) หรือธัญพืช (CBOT) ที่ไม่มีตลาดซื้อขายล่วงหน้า (Futures exchange) สำหรับกราไฟต์ การค้นหาราคา (Price discovery) ของกราไฟต์เกิดขึ้นผ่านทาง:

Price Reporting Agencies (PRAs): บริษัทผู้เชี่ยวชาญด้านข้อมูลข่าวสารราคาวัตถุดิบจะประเมินและเผยแพร่ราคากราไฟต์จากการสำรวจผู้ร่วมตลาด ข้อมูลการค้า และการวิจัยภายใน PRAs หลักสำหรับกราไฟต์คือ:

• Fastmarkets: เผยแพร่การประเมินราคาสำหรับกราไฟต์เกล็ดเข้มข้นตามขนาด (เช่น “China flake graphite concentrate 94-97% C, +100 mesh”), กราไฟต์ทรงกลม และวัสดุแอโนด
• Benchmark Mineral Intelligence (BMI): บริษัทที่ปรึกษาเฉพาะทางด้านแร่ธาตุสำคัญ เผยแพร่การประเมินราคาลิเธียม, โคบอลต์, กราไฟต์ และวัสดุแบตเตอรี่อื่นๆ ราคาของ BMI ได้รับการอ้างอิงอย่างกว้างขวางในสัญญาห่วงโซ่อุปทานแบตเตอรี่
• Industrial Minerals (IM, ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Fastmarkets): การประเมินราคาที่มีมานานสำหรับตลาดแร่ธาตุอุตสาหกรรมรวมถึงกราไฟต์

สัญญาการค้ากราไฟต์โดยทั่วไปมักมีการกำหนดราคาอย่างไร: สัญญาจัดหาระยะยาวระหว่างผู้แปรรูปกราไฟต์กับผู้ผลิตแบตเตอรี่มักจะอ้างอิงการประเมินจาก PRA (เช่น ราคา SPG ของ Fastmarkets) พร้อมการปรับเปลี่ยนตามข้อกำหนดคุณภาพที่ตกลงกัน ต่างจากสินค้าโภคภัณฑ์ซื้อขายล่วงหน้า ตรงที่ไม่มีสมุดคำสั่งซื้อจากศูนย์กลาง แต่ละข้อตกลงจะเป็นการตกลงทวิภาคี (Bilateral)

ช่วงราคาโดยทั่วไป (เป็นเพียงการคาดการณ์ ไม่ใช่ราคาปัจจุบัน):

ผลิตภัณฑ์	ช่วงราคาโดยประมาณ (USD/ตัน)	หมายเหตุ
กราไฟต์เกล็ดเข้มข้น (94-97% C)	$500-1,200/t	ขึ้นอยู่กับขนาดเกล็ดและเกรด
กราไฟต์ทรงกลมบริสุทธิ์ (99.95% C)	$4,000-8,000/t	ก่อนขั้นตอนการเคลือบ
วัสดุแอโนดแบตเตอรี่ (SPG เคลือบแล้ว)	$8,000-16,000/t	พร้อมสำหรับการผลิตเซลล์
ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ (เกรด EAF)	$3,000-12,000/t	ความผันผวนสูงมาก เคยพุ่งถึง $30,000+ ในปี 2017-18

การไล่ระดับของราคา (Price waterfall): มูลค่าเพิ่มอย่างมีนัยสำคัญเมื่อกราไฟต์เปลี่ยนจากเกล็ดเข้มข้นไปเป็นวัสดุแอโนดแบตเตอรี่ — ซึ่งอาจสูงถึง 10-20 เท่าของราคาเดิม — สะท้อนถึงทั้งต้นทุนการแปรรูปและผลกำไรที่อุตสาหกรรมการแปรรูปของจีนเก็บเกี่ยวไป การขาดแคลนกำลังการผลิตแปรรูปที่แข่งขันได้นอกประเทศจีนหมายความว่าจีนสามารถเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ส่วนนี้ผ่านการผูกขาดการแปรรูป แม้จะไม่ได้เป็นเจ้าของเหมืองก็ตาม

---

ความเสี่ยงในห่วงโซ่อุปทานและความพยายามในการกระจายแหล่งที่มาของชาติตะวันตก

ห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์ได้รับความสนใจอย่างมากจากรัฐบาลและอุตสาหกรรมในฐานะความเสี่ยงด้านแร่ธาตุสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจาก:
– มาตรการควบคุมการส่งออกของจีน (ตุลาคม 2023)
– ข้อกำหนดด้านการจัดหาวัสดุแบตเตอรี่ของ Inflation Reduction Act (2022)
– EU Critical Raw Materials Act (2023) ที่ระบุให้กราไฟต์เป็นแร่ธาตุสำคัญ

โครงการกระจายแหล่งที่มาในปัจจุบัน:

Syrah Resources / โรงงาน Vidalia BAM (หลุยเซียนา, สหรัฐฯ): Syrah กำลังสร้างกำลังการผลิตวัสดุขั้วแอโนดแบตเตอรี่ที่ Vidalia เพื่อแปรรุปกราไฟต์เกล็ดเข้มข้นจากโมซัมบิกให้เป็นวัสดุแอโนดในสหรัฐฯ โดยได้รับการรับประกันสินเชื่อจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ กำลังการผลิตเป้าหมาย: เริ่มต้นที่ 11,250 ตันต่อปีของ BAM และมีแผนขยายกำลังการผลิต

Nouveau Monde Graphite (ควิเบก, แคนาดา): มีแผนจะขุดกราไฟต์ในควิเบก (โครงการ Matawinie) และแปรรูปเป็นวัสดุแอโนดเกรดแบตเตอรี่ (โรงงาน Bécancour) ตั้งเป้าการผลิตเชิงพาณิชย์ภายในปี 2025-2026

EcoGraf (ออสเตรเลีย/แทนซาเนีย): เสนอโครงการแปรรูปกราไฟต์เกรดแบตเตอรี่ในออสเตรเลียโดยใช้กราไฟต์จากแทนซาเนีย

ความท้าทาย: การสร้างกำลังการผลิตแปรรูปที่ไม่ใช่ของจีนนั้นมีราคาแพง ใช้เวลานาน และมีความต้องการทางเทคนิคสูง ขั้นตอนการทำให้เป็นทรงกลมและการทำให้บริสุทธิ์ที่อุณหภูมิสูงต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางและความรู้ความชำนาญในกระบวนการที่จีนได้พัฒนามานานสองทศวรรษ ความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนกับผู้แปรรูปของจีนที่มีความพร้อมอยู่แล้วถือเป็นความท้าทายที่แท้จริง แม้ว่าจะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลก็ตาม

---

คำถามที่พบบ่อย

ความแตกต่างระหว่างกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์คืออะไร?

กราไฟต์ธรรมชาติขุดได้จากแหล่งธรณีวิทยาและผ่านการแปรรูปเพื่อขจัดสิ่งเจือปน กราไฟต์สังเคราะห์ผลิตจากการเผาปิโตรเลียมโค้กที่ 2,800-3,000°C ในเตาหลอม ทำให้คาร์บอนที่ไร้ระเบียบจัดเรียงตัวใหม่เป็นกราไฟต์ผลึก กราไฟต์สังเคราะห์ใช้ในขั้วไฟฟ้าเหล็ก EAF (ซึ่งต้องการขนาดใหญ่และความบริสุทธิ์สูงที่สม่ำเสมอ) และในการใช้งานแบตเตอรี่เกรดพรีเมียมบางประเภท ส่วนกราไฟต์ธรรมชาติ (ที่แปรรูปเป็นเกรดแบตเตอรี่) เป็นตลาดหลักสำหรับวัสดุแอโนด

ทำไมกราไฟต์จึงสำคัญต่อแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า?

ทุกเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีขั้วแอโนดกราไฟต์ กราไฟต์ทำหน้าที่เก็บลิเธียมไอออนระหว่างการชาร์จและปล่อยออกมาในระหว่างการใช้งาน ปัจจุบันยังไม่มีทางเลือกอื่นที่ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์สำหรับกราไฟต์ในการทำหน้าที่นี้ แม้จะมีการพัฒนาวัสดุแอโนดซิลิคอนอยู่ แต่ยังไม่สามารถแข่งขันได้ในเชิงปริมาณ แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหนึ่งแพ็กมักจะมีวัสดุแอโนดกราไฟต์อยู่ 50-100 กก. ในขณะที่ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทั่วโลก คาดว่าความต้องการกราไฟต์เกรดแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นประมาณ 3 ถึง 4 เท่าภายในปี 2030

มาตรการควบคุมการส่งออกกราไฟต์ของจีนในเดือนตุลาคม 2023 ส่งผลอย่างไร?

มาตรการนี้กำหนดให้ผู้ส่งออกจีนที่ต้องการส่งออกผลิตภัณฑ์กราไฟต์ตามรายการที่กำหนด (รวมถึงกราไฟต์เกล็ดธรรมชาติที่มีความบริสุทธิ์ระดับหนึ่ง, กราไฟต์ทรงกลม และกราไฟต์สังเคราะห์ประสิทธิภาพสูง) ต้องได้รับใบอนุญาตส่งออกจากกระทรวงพาณิชย์ของจีน ผู้ส่งออกต้องเปิดเผยผู้ใช้ปลายทางและการใช้งานปลายทาง MOFCOM สามารถปฏิเสธใบอนุญาตด้วยเหตุผลด้านความมั่นคงของชาติ ในทางปฏิบัติปี 2024 การขนส่งเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ได้รับอนุมัติ แต่มาตรการนี้ได้สร้างภาระการปฏิบัติตามกฎระเบียบ ความไม่แน่นอนในการจัดส่ง และแรงจูงใจให้ผู้ซื้อนอกประเทศจีนต้องเร่งกระจายห่วงโซ่อุปทาน

ทำไมกราไฟต์จึงไม่มีตลาดซื้อขายล่วงหน้าเหมือนทองแดงหรือน้ำมัน?

ตลาดซื้อขายล่วงหน้าทำงานได้ดีที่สุดสำหรับสินค้าโภคภัณฑ์ที่มีมาตรฐาน แทนกันได้ (fungible) และซื้อขายกันอย่างแพร่หลายในตลาดจร แต่กราไฟต์ไม่เป็นไปตามเกณฑ์เหล่านั้น เพราะ SPG เกรดแบตเตอรี่แตกต่างจากขั้วไฟฟ้า EAF หรือกราไฟต์เกล็ดเกรดอุตสาหกรรมโดยสิ้นเชิง และข้อกำหนดทางเทคนิคก็แตกต่างกันไปตามการใช้งานและลูกค้า ตลาดยังถูกแบ่งแยกตามภูมิศาสตร์ (ราคาในจีน, ราคาสำหรับการส่งออกของจีน, และราคาในตลาดนอกจีน) ลักษณะเหล่านี้ทำให้ยากต่อการออกแบบสัญญาซื้อขายล่วงหน้าที่มีมาตรฐานเพียงพอและมีสภาพคล่องที่จะนำไปใช้งานได้จริง

กราไฟต์จากโมซัมบิกขนส่งอย่างไร?

เหมือง Balama (Syrah Resources) ในจังหวัด Cabo Delgado ของโมซัมบิกไม่มีทางออกสู่ทะเล กราไฟต์เข้มข้นจาก Balama จะถูกขนส่งด้วยรถบรรทุกไปยังเส้นทางรถไฟ Nacala จากนั้นจะขนส่งทางรถไฟไปยังท่าเรือ Nacala บนชายฝั่งมหาสมุทรอินเดีย ซึ่งเป็นระยะทางประมาณ 900 กม. จาก Nacala จะถูกส่งออกโดยเรือสินค้าเทกองไปยังลูกค้า (ส่วนใหญ่อยู่ในจีนและเริ่มมีการส่งไปโรงงานแปรรูป Vidalia ในสหรัฐฯ มากขึ้น) เส้นทางรถไฟ Nacala คือจุดเชื่อมต่อโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญที่สุดซึ่งกำหนดขีดความสามารถในการแข่งขันด้านโลจิสติกส์ของเหมือง Balama

Needle coke คืออะไร และทำไมจึงสำคัญต่อขั้วไฟฟ้า EAF?

Needle coke คือสารตั้งต้นของกราไฟต์สังเคราะห์เกรดพรีเมียมที่มีโครงสร้างผลึกที่จัดระเบียบอย่างสูง ผลิตจากกากปิโตรเลียม หรือถ่านหินดินน้ำมัน โครงสร้างผลึกรูปเข็มมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการผลิตขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนต่ำตามที่อุตสาหกรรมเหล็ก EAF ต้องการ ขั้วไฟฟ้าที่ขยายตัวและแตกเมื่อได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจะไม่มีมูลค่าทางการค้า อุปทานของ needle coke ซึ่งกระจุกตัวอยู่ในโรงกลั่นเฉพาะทางจำนวนน้อยราย คือสาเหตุของภาวะขาดแคลนในช่วงปี 2017-2018 ที่ทำให้ราคาขั้วไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้น

---

ประเด็นสำคัญ

• ห่วงโซ่อุปทานกราไฟต์มีสองเส้นทางคู่ขนาน: กราไฟต์ธรรมชาติ (เกล็ด, แปรรูปเป็นวัสดุแอโนดแบตเตอรี่) และกราไฟต์สังเคราะห์ (จากปิโตรเลียมโค้ก, ใช้เป็นขั้วไฟฟ้าเหล็ก EAF)
• จีนผลิตกราไฟต์ธรรมชาติกว่า 65% ของโลกและควบคุมขั้นตอนการแปรรูปกลางน้ำที่สำคัญ ได้แก่ การย่อยละเอียด, การทำให้เป็นทรงกลม และการทำให้บริสุทธิ์ด้วยความร้อน ซึ่งเปลี่ยนกราไฟต์เกล็ดให้เป็นวัสดุแอโนดเกรดแบตเตอรี่ (BAM)
• ห่วงโซ่อุปทานขั้วแอโนดแบตเตอรี่มีขั้นตอนคือ: การทำเหมืองกราไฟต์เกล็ด → การย่อยละเอียด → การทำให้เป็นทรงกลม → การทำบริสุทธิ์ด้วยความร้อน → การเคลือบ → ขั้วแอโนดเซลล์แบตเตอรี่ แต่ละขั้นตอนสร้างมูลค่าเพิ่มอย่างมีนัยสำคัญ และขั้นตอนส่วนใหญ่ในปัจจุบันถูกควบคุมโดยจีน
• มาตรการควบคุมการส่งออกกราไฟต์ของจีนเมื่อเดือนตุลาคม 2023 กำหนดให้ต้องมีใบอนุญาตส่งออกสำหรับกราไฟต์เกล็ดธรรมชาติและผลิตภัณฑ์เกรดแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณว่ากราไฟต์ถูกจัดอยู่ในแร่ธาตุสำคัญเชิงยุทธศาสตร์
• กราไฟต์ขั้วไฟฟ้า EAF (สังเคราะห์, จาก needle coke) เป็นปัจจัยขับเคลื่อนความต้องการหลักอีกประการหนึ่ง — ภาวะขาดแคลนขั้วไฟฟ้าปี 2017-2018 ทำให้ราคาสูงขึ้นจาก ~$4,000 เป็น $30,000 ต่อตัน เมื่อการปิดโรงงานด้วยเหตุผลด้านสิ่งแวดล้อมในจีนเกิดขึ้นพร้อมกับความต้องการเหล็ก EAF ที่เพิ่มขึ้น
• กราไฟต์ธรรมชาติถูกขนส่งทางเรือสินค้าเทกองจากท่าเรือจีน (ชิงเต่า, เทียนจิน), โมซัมบิก (นาคาลา) และมาดากัสการ์ (โทมาซินา); ส่วนวัสดุแอโนดแบตเตอรี่แปรรูปถูกขนส่งในตู้คอนเทนเนอร์ไปยังโรงงาน Gigafactory
• ไม่มีตลาดซื้อขายล่วงหน้าสำหรับกราไฟต์; ราคาถูกกำหนดผ่านการประเมินของ PRA (Fastmarkets, Benchmark Mineral Intelligence) และสัญญาทวิภาคี
• โครงการกระจายความเสี่ยงของชาติตะวันตก (Syrah/Vidalia ในหลุยเซียนา, Nouveau Monde ในควิเบก) กำลังสร้างกำลังการผลิตที่ไม่ใช่ของจีน แต่ต้องเผชิญกับความท้าทายด้านต้นทุน ขนาด และเทคนิคในการแข่งขันกับอุตสาหกรรมที่จัดตั้งขึ้นของจีน

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.