石墨供应链解析：采矿、加工、中国的主导地位以及电池与钢铁行业的划分

石墨供应链定义
石墨供应链有两条极少交集的平行轨道：天然石墨（以鳞片、脉状或无定形矿石形式开采）和人造石墨（由石油焦制造）。天然石墨经过深度的提纯和整形工艺，转化为电池负极材料。人造石墨则成为电弧炉（EAF）炼钢所需的电极。中国生产了全球超过65%的天然石墨，并掌控着电池级材料的关键加工环节。2023年10月，中国对石墨实施出口管制，标志着其对石墨战略重要性的高度重视。

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目录

1. 石墨的两大类型：天然与人造
2. 天然石墨开采：中国、莫桑比克、马达加斯加、巴西
3. 电池负极供应链：从鳞片到球形提纯石墨
4. 中国的石墨出口管制（2023年10月）
5. 电极石墨：电弧炉（EAF）炼钢需求
6. 石墨的物理运输方式：散货船与集装箱
7. 石墨定价机制：价格报告机构（PRA）与无期货市场
8. 供应链风险与西方多元化努力
9. 常见问题解答
10. 核心要点

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石墨的两大类型：天然与人造

石墨是一种碳的结晶形式——与构成钻石和煤炭的元素相同，但分子结构大相径庭。石墨的层状六角形结构赋予其独特的性质：导电性、润滑性、耐热性以及嵌入锂离子的能力（这对电池功能至关重要）。

市场主要分为两种截然不同的生产路线。

天然石墨是从地质矿床中开采出来的。主要有三种形式：
– 鳞片石墨：变质岩中呈薄片状的结晶石墨。是电池应用中价值最高、最重要的形式。原矿精矿的碳纯度通常在90-97%之间。
– 脉状石墨（块状石墨）：主要产自斯里兰卡的脉状高纯度结晶石墨。天然纯度极高（90-99%），但产量有限。
– 无定形石墨：结晶度较低，碳含量在60-80%之间。品质最低，用于刹车片、铅笔和润滑剂，不适合制造电池。

人造石墨是制造出来的，而非开采所得。它是通过在极高温度（2,500-3,000°C）下加热石油焦或煤沥青，经过所谓石墨化工艺制成。在此温度下，无序的碳原子重排为结晶石墨结构。人造石墨具有极高且可控的纯度，是电弧炉（EAF）电极和某些高性能电池应用的首选材料。

天然和人造石墨市场在电池领域有所交集（两者都用于负极），但在炼钢领域完全分道扬镳（只有人造石墨能满足电弧炉电极的尺寸和纯度要求）。

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天然石墨开采：中国、莫桑比克、马达加斯加、巴西

国家	全球天然石墨产量占比	主要业务
中国	~65-70%	多个省份：黑龙江、内蒙古、四川
莫桑比克	~10-12%	Syrah Resources (Balama矿), Magnis Resources
马达加斯加	~6-8%	NextSource Materials, Imerys
巴西	~6-8%	Nacional Grafit, AMG Advanced Metallurgical Group
俄罗斯	~2-3%	西伯利亚的多个业务点

中国的主导地位不仅体现在开采量上，更深入且结构化。中国掌控着中游加工环节（提纯、微粉化、球形化），即把原鳞片石墨转化为电池级材料。即使是在莫桑比克或马达加斯加开采的石墨，通常也会运往中国进行加工。这意味着供应链的真正瓶颈不在于矿山，而在于中国的加工产业。

莫桑比克拥有Balama矿（由Syrah Resources运营），该矿于2017年投产，设计年产石墨精矿达35万吨，是全球最大的鳞片石墨业务之一。然而，Balama面临需求挑战：由于附近缺乏电池级加工能力，大部分精矿需要寻找中国的买家，而中国本身也在大量生产石墨。Syrah此后在美国路易斯安那州Vidalia投资了一家电池负极材料（BAM）工厂，试图获取加工环节更多的价值。

马达加斯加有多个石墨项目。Molo石墨项目（NextSource Materials）旨在生产高纯度鳞片石墨精矿。马达加斯加石墨因杂质含量低而以品质优良著称。

巴西的石墨主要为无定形石墨和脉状石墨，主要用于耐火材料和润滑剂，而非电池。米纳斯吉拉斯州的矿山也生产少量鳞片石墨。

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电池负极供应链：从鳞片到球形提纯石墨

电池负极正是利用了石墨独特的性质——即在充放电过程中吸附和释放锂离子的能力。每一块锂离子电池单元都包含一个石墨负极。无论是电动汽车、智能手机、笔记本电脑还是电网储能电池，皆是如此。

从原鳞片石墨到电池级负极材料的加工链涉及多个密集步骤，中国在每个环节都占据主导地位。

第一步——开采与精选：对鳞片石墨矿（通常含碳5-20%）进行开采、破碎，通过浮选提纯至90-97%的含碳量。产出物称为石墨精矿或鳞片石墨精矿，按鳞片大小（+100目、+80目、+50目等）和碳纯度分级。

第二步——微粉化：将大鳞片石墨磨成均匀的细颗粒，粒径通常减小至20-30微米，适合下一步加工。

第三步——球形化：这是关键且困难的一步。微粉化后的石墨在高能撞击磨中进行处理，磨掉粗糙的边缘，将颗粒塑造成球体。产出物称为球形石墨（SPG）。球形结构对电池负极功能至关重要——球形颗粒堆积密度更高，且能使锂离子均匀嵌入。球形化会产生大量无法用于电池的石墨“细粉”副产品。

第四步——热提纯：将SPG在石墨化炉中加热至2,800-3,000°C。这一过程去除了杂质（硫、灰分、挥发物），并将碳纯度提升至99.95%以上。电池制造商要求极高的纯度——即使是微量的金属杂质也可能导致锂离子电池的安全故障。

第五步——包覆：在提纯的SPG表面包覆一层薄薄的沥青并进行二次热处理（碳化）。包覆层提高了首周循环效率，减少了电池首次充电时的锂容量“损失”。这被称为包覆球形提纯石墨（CSPG）或电池负极材料（BAM）。

第六步——混料与电极制造：电池电芯制造商（如宁德时代、松下/特斯拉、三星SDI、LG新能源）接收BAM，将其与粘合剂和导电添加剂混合形成负极浆料，涂覆在铜箔上并组装成电池电芯。

中国在这一链条中的作用：第2至5步（微粉化、球形化、热提纯、包覆）几乎全部在中国境内完成。球形化阶段的成品率较低——大约只有30-40%的投入鳞片石墨最终成为可用的SPG，其余均为价值有限的细粉副产品。这意味着加工1吨负极材料需要进口约2.5-3吨鳞片石墨精矿。中国经过二十年的积累，建立了加工基础设施并完善了技术诀窍。目前世界上没有其他国家具备同等规模的商业化加工能力。

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中国的石墨出口管制（2023年10月）

2023年8月，中国宣布将对石墨产品实施出口管制，自2023年12月1日起正式生效。该规定要求中国出口商在出口以下产品时，需向商务部（MOFCOM）申请许可证：

• 高纯度（>99.9% C）、高强度、高密度的人造石墨材料及其制品
• 天然鳞片石墨及其制品（球形石墨、膨胀石墨、碳含量>25%的鳞片石墨粉、石墨纸）

管制规定要求出口商提供有关最终用户和最终用途的信息。商务部可基于国家安全考量拒绝签发许可证。

声明的理由：中国援引了适用于“两用物项”的国家安全和出口管制法规。石墨具有军事用途（军用设备中的锂离子电池、核反应堆慢化剂）。

真实的战略背景：此项管制出台之际，正值西方国家（美国、欧盟、英国）试图减少对中国关键矿产的依赖，包括通过美国《通胀削减法案》（仅对使用非中国来源电池材料的车辆提供电动汽车税收抵免）、欧盟《关键原材料法案》以及与莫桑比克、马达加斯加和加拿大等国的双边倡议。

市场影响：该公告引起了日本、韩国和欧洲依赖中国电池级石墨的电池制造商和电动汽车生产商的极大焦虑。SPG和BAM的现货价格上涨。电池超级工厂的供应链团队加速了对替代来源的认证工作。然而，目前还没有足够的非中国来源供应量——在境外建立加工能力需要数年时间。

2024年，中国石墨在许可制度下继续出口，大多数合法的商业发货均获得了批准。这些管制措施更多地造成了合规负担和不确定性，而非实质性的供应中断。然而，信号非常明确：中国将石墨视为战略性出口产品，而不仅仅是一种大宗商品。

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电极石墨：电弧炉（EAF）炼钢需求

围绕石墨的电池叙事可能会掩盖其在钢铁生产中长期且大规模的应用——特别是电弧炉（EAF）电极。

电弧炉炼钢需要大型圆柱形石墨电极——通常直径为24英寸（610毫米），长度可达8英尺（2.4米）——以传导熔化废钢所需的巨大电流。这些电极在炼钢过程中会被消耗：随着钢材生产，它们会逐渐氧化和缩短。大型电弧炉每生产1吨钢，可能消耗2-4公斤电极。

全球每年的电极石墨需求量约为70-80万吨，在规模上可与电池负极材料需求相媲美（尽管两者是分开的）。

电弧炉电极供应链：电极由针状焦生产——这是一种由石油（炼油厂）或煤焦油沥青（炼焦煤）制成的优质人造石墨前驱体。其工艺流程为：

1. 针状焦生产（特种炼油商：Phillips 66、Indian Oil、多家中国生产商）
2. 电极成型：针状焦与沥青混合，挤压成圆柱状并烘焙
3. 石墨化：将烘焙好的电极加热至2,800-3,000°C，将碳转化为结晶石墨
4. 机械加工与接头安装：对电极进行精密加工并装配螺纹接头以便组装

主要电极生产商：GrafTech International（美国）、SGL Carbon（德国）、昭和电工（日本），以及自2010年以来获得显著市场份额的多家中国生产商。

2017-2018年电极短缺：这是一个展示该市场波动性的典型事件。中国对针状焦和电极厂的环保整治，加上电弧炉炼钢需求的激增，导致电极价格从约3,000-4,000美元/吨飙升至2017-2018年的30,000美元/吨以上。全球的中国钢厂和电弧炉运营商因电极供应受限而面临减产。随着中国供应量恢复正常，电极价格在2019年再次崩盘。

这一事件值得了解：它证明了即使是“成熟”的工业材料市场，当加工能力在地理上高度集中时，也可能经历剧烈的供应冲击。

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石墨的物理运输方式：散货船与集装箱

石墨在供应链的不同阶段运输方式各异，了解这些物流流向对于追踪实物贸易至关重要。

天然石墨精矿（鳞片石墨）：采用散货船运输，通常以2万至6万吨为一批次。鳞片石墨精矿的主要出口港口为：
– 中国山东青岛：中国主要的石墨出口港。山东省和黑龙江省矿山将石墨运往青岛，用于出口或国内加工。
– 中国天津：次要出口港，服务于内蒙古和河北的矿山。
– 莫桑比克纳卡拉（Nacala）：通过纳卡拉铁路走廊服务于Syrah Resources的Balama矿的港口。
– 马达加斯加塔马塔夫（Toamasina）：马达加斯加的主要出口港。

加工后的电池负极材料（SPG、BAM）：通过集装箱从中国加工设施运往电池超级工厂。这是一种高价值的精密产品，需要仔细的搬运和包装。关键的进口港口是靠近超级工厂的地区：在美国（佐治亚州、田纳西州、堪萨斯州等现有及规划设施）；在德国和匈牙利（欧洲超级工厂）；以及韩国和日本（成熟的电芯制造商）。

电弧炉石墨电极：通过集装箱运输，通常单独包装并装入木架中。每根电极重900-1,500公斤。电极从德国（SGL Carbon：波恩、迈廷根）、美国（GrafTech：西弗吉尼亚州克拉克斯堡）、日本（昭和电工：大町）和中国的制造商处运往全球的电弧炉钢厂。

将散货运输流（用于原材料鳞片）与集装箱运输流（用于加工过的电池材料和电极）区分开来，是追踪石墨供应链各阶段的一个有效经验法则。

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石墨定价机制：价格报告机构（PRA）与无期货市场

与铜（LME）、石油（NYMEX/ICE）或谷物（CBOT）不同，石墨没有活跃的期货交易所。石墨的价格发现通过以下方式实现：

价格报告机构（PRA）：专业的商品价格情报公司通过市场参与者调研、贸易数据和专有研究来评估并发布石墨价格。石墨的主要PRA包括：

• Fastmarkets：发布按规格划分的鳞片石墨精矿（如“中国鳞片石墨精矿 94-97% C, +100目”）、球形石墨和负极材料的评估价格。
• Benchmark Mineral Intelligence (BMI)：一家专门从事锂、钴、石墨及其他电池材料情报的公司，其价格评估被电池供应链合同广泛引用。
• Industrial Minerals (IM，现为Fastmarkets一部分)：长期以来针对包括石墨在内的工业矿产市场提供评估。

石墨合同的定价方式：石墨加工商与电池制造商之间的长期供应协议通常参考PRA评估价（如Fastmarkets的SPG价格），并根据质量规格进行协议调整。与商品期货不同，这里没有中心化的交易所订单簿——每一笔交易都是双边的。

典型价格区间（仅作参考，非现行价格）：

产品	约定价区间（美元/吨）	备注
鳞片石墨精矿 (94-97% C)	500-1,200美元/吨	随鳞片大小和等级变化
球形提纯石墨 (99.95% C)	4,000-8,000美元/吨	包覆工艺前
电池负极材料 (包覆SPG)	8,000-16,000美元/吨	准备用于电芯制造
石墨电极 (电弧炉级)	3,000-12,000美元/吨	极高波动性；2017-18年曾超30,000美元

价格梯度：随着石墨从鳞片精矿转化为电池负极材料，价值显著增加——潜在有10-20倍的价格涨幅——这既反映了加工成本，也反映了中国加工业的利润空间。缺乏具有竞争力的非中国加工能力意味着，即使中国不控制矿山，也能通过其加工垄断优势捕获大部分价值。

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供应链风险与西方多元化努力

石墨供应链已引起政府和行业的极大关注，被视为关键矿产风险，特别是在以下事件之后：
– 中国的出口管制（2023年10月）
– 美国《通胀削减法案》的电池材料采购要求（2022年）
– 欧盟《关键原材料法案》（2023年）将石墨指定为关键原材料

目前的多元化举措：

Syrah Resources / Vidalia BAM工厂（美国路易斯安那州）：Syrah正在Vidalia建立电池负极材料产能，将莫桑比克的鳞片石墨精矿加工成美国本土的负极材料。美国能源部提供了贷款担保。目标产能：初期为年产1.125万吨BAM，并有扩产计划。

Nouveau Monde Graphite（加拿大魁北克）：计划在魁北克开采石墨（Matawinie项目）并加工成电池级负极材料（Bécancour工厂）。目标是在2025-2026年实现商业化生产。

EcoGraf（澳大利亚/坦桑尼亚）：提议利用坦桑尼亚的石墨在澳大利亚进行电池级石墨加工。

挑战：建立非中国加工能力成本高昂、耗时且技术要求极高。球形化和高温提纯步骤需要专业设备和工艺诀窍，而这些已经在国内磨砺了二十年。即使有政府支持，相对于中国成熟的加工商，其成本竞争力仍是一个真正的挑战。

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常见问题解答

天然石墨和人造石墨有什么区别？

天然石墨从地质矿床中开采并加工以去除杂质。人造石墨通过在石墨化炉中将石油焦加热至2,800-3,000°C制造，使无序的碳重排为结晶石墨。人造石墨用于电弧炉炼钢电极（要求一致的大尺寸和高纯度）以及一些高端电池应用。天然石墨（加工至电池级）在负极材料市场占据主导地位。

为什么石墨对电动汽车电池很重要？

每一块锂离子电池单元都有一个石墨负极。石墨在充电时存储锂离子，并在放电时释放它们。目前还没有商业化规模的石墨替代品来实现这一功能——虽然硅负极材料正在研发中，但尚未在大规模应用中具备竞争力。电动汽车电池组通常包含50-100公斤的石墨负极材料。随着全球电动汽车销量的增加，电池级石墨的需求预计到2030年将增加三到四倍。

中国2023年10月的石墨出口管制实际上做了什么？

该规定要求中国出口商在出口特定石墨产品（包括达到特定纯度的天然鳞片石墨、球形石墨和高性能人造石墨）时，必须获得中国商务部的出口许可证。出口商必须披露最终用户和用途。商务部可出于国家安全原因拒绝签发许可证。在2024年的实践中，大多数商业发货均获得了批准，但这些管制增加了合规负担、交付不确定性，并刺激非中国买家加速供应链多元化。

为什么石墨不像铜或石油那样有期货市场？

期货交易所最适合标准化、可互换且在现货市场广泛交易的大宗商品。石墨既不标准化也不可互换——电池级SPG与电弧炉电极或工业级鳞片完全不同，且规格因应用和客户而异。市场也在地理上是分割的（中国国内定价、中国出口定价和有限的非中国定价）。这些特征使得设计一份具有足够流动性且有用的标准化期货合约变得非常困难。

石墨是如何从莫桑比克运输的？

莫桑比克德尔加杜角省的Balama矿（Syrah Resources）处于内陆。来自Balama的石墨精矿通过卡车运输到纳卡拉铁路沿线，然后通过火车运往印度洋沿岸的纳卡拉港——全程约900公里。从纳卡拉，它通过散货船运往客户（主要是中国，以及越来越多的美国Vidalia加工厂）。纳卡拉走廊是决定Balama物流竞争力的关键基础设施环节。

什么是针状焦，为什么它对电弧炉电极很重要？

针状焦是一种优质的人造石墨前驱体，具有高度有序的晶体结构，由石油残渣（石油针状焦）或煤焦油沥青（煤针状焦）制成。其针状结晶结构对于生产具有电弧炉炼钢所需的低热膨胀系数的石墨电极至关重要——如果电极在快速加热时膨胀并开裂，那在商业上将毫无用处。针状焦的供应——集中在少数专业炼油商手中——正是2017-2018年电极价格飙升时的制约因素。

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核心要点

• 石墨供应链有两条平行轨道：天然石墨（鳞片，加工为电池负极材料）和人造石墨（源自石油焦，用作电弧炉炼钢电极）。
• 中国生产了全球超过65%的天然石墨，并控制着关键的中游加工步骤——微粉化、球形化和热提纯，这些步骤将鳞片石墨转化为电池级负极材料（BAM）。
• 电池负极供应链流程：鳞片石墨开采 → 微粉化 → 球形化 → 热提纯 → 包覆 → 电池电芯负极。每一步都增加了显著价值；目前大部分步骤由中国主导。
• 中国2023年10月实施的石墨出口管制要求对天然鳞片石墨和电池级产品实行出口许可，标志着石墨已被确定为战略性关键矿产。
• 电弧炉电极石墨（人造，源自针状焦）是另一个重要的需求驱动因素——2017-2018年的电极短缺导致价格从约4,000美元/吨飙升至30,000美元/吨，当时中国的环保停产恰逢电弧炉炼钢需求上升。
• 天然石墨通过散货船从中国港口（青岛、天津）、莫桑比克（纳卡拉）和马达加斯加（塔马塔夫）运出；加工后的电池负极材料通过集装箱运往超级工厂。
• 石墨没有活跃的期货交易所；价格通过PRA评估（Fastmarkets、Benchmark Mineral Intelligence）和双边供应协议确定。
• 西方多元化项目（路易斯安那州的Syrah/Vidalia，魁北克的Nouveau Monde）正在建立非中国加工能力，但在与中国成熟的工业体系竞争时，面临巨大的成本、规模和技术挑战。

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