在中美贸易博弈的背景下,石墨资源的战略价值愈发重要。2024年9月27日,美对华加征的301关税正式生效。在所有商品中,却有个关键的“例外”,被“豁免”了,这个商品就是石墨!作为电动汽车电池、电子设备、航空航天以及国防等关键行业的基础材料,石墨的独特性能使其成为诸多新兴产业的核心资源之一。$东方碳素(SZ832175)$ $宁新新材(SZ839719)$ $贝特瑞(SZ835185)$
而在全球石墨供应链中,中国占据了主导地位,约占全球天然石墨产量的60%以上,这赋予了中国在全球石墨市场上的强大影响力。以下从几个方面探讨石墨在中美贸易博弈中的战略价值。
一、石墨,战略新兴行业不可或缺的“黑金”!
由于特种石墨在核能及军工领域的重要性,掌握先进深加工技术的国家往往采取“以购代采”的策略,即选择从国外进口,而非开发本国资源,并对相关技术实施严格的保密措施,限制其出口。
日本作为中国最大的石墨市场之一,进口的石墨占中国总出口量的32.6%,并且将部分进口的石墨矿石存储于海底,以备不时之需。
韩国则封存了本国的石墨矿山,不予开采,并利用中国产品的低价优势大量进口。
美国虽然拥有丰富的石墨资源,但选择不进行开采,每年从中国进口的石墨量约占中国总出口量的10.5%,同时对本国的石墨资源进行立法保护,以确保其长期的战略安全。
2011年,欧盟首次将石墨列为14种关键的原材料之一(Critical Raw Materials for the EU )。
日本在2012年由经济产业省公布的“资源确保战略”中,亦将石墨认定为30种重要矿物之一,并且规定人造石墨作为出口管制物品,须获得政府许可方能销往海外。
2016年,印度科技部下属的能源、环境与水资源委员会(CEEW)发表了《印度制造业关键非燃料矿产资源》(Critical Non-Fuel Mineral Resources for India’s Manufacturing Sector)报告,明确指出石墨是该国制造业所需的12种关键非燃料矿产之一。
2018年,美国公布了首份《关键矿物清单》,其中石墨被列为对美国经济与国家安全至关重要的矿物之一。2021年,美国发布的《供应链审查》报告进一步确认了石墨作为电池阳极材料在电动汽车和清洁能源转型中的核心作用。
国际能源署(IEA)的预测显示,到2040年,全球对石墨资源的需求量有望达到1602.3万吨,这一数字将是2021年需求水平的四倍之多!
随着全球经济向低碳化和电气化转变,石墨作为基础材料的重要性和需求量正在急剧上升!
二、行业重要应用
说起汽车动力电池,人们很容易想到锂、钴、镍等金属材料的重要性,而作为电池负极材料的石墨,因为太过常见而容易被忽视。尽管中国长期是全球最大的石墨生产国,以低价为国外提供原材料,可是在高端石墨领域却一度被国外卡脖子。产业集中度低、科研实力薄弱是中国石墨产业的痛点。
石墨,是我国少数具有国际竞争优势的矿产之一,也是支撑战略性新兴产业的重要资源,是发展新型材料不可或缺的上游产业链组成部分。
然而,在过去的很长一段时间里,由于在深加工技术方面的水平不足,我国在高端石墨材料领域面临着关键技术“卡脖子”的问题,市场对高品质石墨材料的需求无法得到满足,不得不每年投入大量外汇,从国外引进价格昂贵的高端石墨制品,以支持先进制造业的发展需求。多年以前,马斯克曾在采访中说:“我们的电池应该被称为镍-石墨电池,因为阴极主要是镍,而阳极主要是石墨,里头只有一点锂,就像沙拉上的盐一样。” 石墨有着“黑金”的美誉,作为碳的同素异形体,凭借其独特的原子排列,展现出了优异的物理和化学特性,诸如耐高温、润滑、可塑,以及良好的导电和导热性能。锂电池阳极的绝大部分(95%)由石墨构成。小到手机、笔记本电脑,大到新能源汽车与电网储能系统,石墨都是不可或缺的材料。每一千瓦时(kWh)的电池能容量,大约需要消耗1公斤的石墨。据此推算,一辆标准的电动汽车大约需要50至100公斤的石墨,这一数量几乎是所需锂元素的两倍,且占据了电池总质量近三分之一的比例。不止是锂电池,石墨也在核能产业中发挥着不可替代的作用。它常被用作中子减速剂和反射材料,得益于其优秀的中子慢化性能,成为了核反应堆设计中的重要组件。而在钢铁行业,石墨被广泛用作电弧炉(Electric Arc Furnace, EAF)的电极,电流通过石墨电极形成热弧将废钢熔化。弧区的温度通常超过3000摄氏度,接近太阳表面温度的一半,石墨是唯一能够在如此极端的高温中依然保持稳定的商用材料。相较于传统的高炉-转炉炼钢(Blast Furnace- Basic Oxygen Furnace, BF-BOF)流程,电炉炼钢的碳排放降低了约75%,吨钢能耗降低了50%以上。在全球减碳压力不断加剧,汽车产业逐步向新能源方向转型的大背景下,石墨的战略价值日益凸显,得到了各国的高度关注。
三、中国石墨行业现状
作为世界上最大的石墨供应国,中国承担着巨大的环保与开采压力。
中国虽然生产了世界上绝大多数的石墨产品,但大部分都是初级产品,处在价值链的中低端,附加值很低。
石墨的应用价值,与其纯度密切相关,一般来说,纯度越高,其导电性能、化学稳定性和热传导效率就越好。普通石墨产品的纯度通常介于90%到99%之间,然而随着技术进步,这类纯度的产品已难以满足现代工业,尤其是高端制造业的需求。如在电动汽车中,只有纯度大于99.95%的石墨,才能被用作动力电池的阳极材料,因这种高纯度石墨具有出色的导电性和化学稳定性,可以大幅提高电池的效能和使用寿命。再往上,用于合成人造金刚石的天然石墨原料要求其纯度为99.999%以上;而用于合成第三代半导体SiC晶圆的石墨粉的纯度要求更是高达99.9995%以上。
在光伏、半导体、锂电池及核电等行业,对于高纯度、高密度、高强度的特种石墨(即“三高石墨”)的需求正逐渐增加。
特种石墨的纯度通常超过99.99%,适用于对材料性能有严格要求的应用场景。然而长期以来,国产石墨的纯度只能达到99.95%,而对于纯度达到99.99%及以上的高纯石墨,则完全依赖进口!这种情况不仅限制了中国在高端石墨产业领域的发展,也增加了相关行业的成本。2012年,中国进口的人造石墨数量创下了历史新高,达到了42,857吨,比前一年大幅增长了28%,这一现象引起了业内外人士的高度关注。
上世纪80年代末至90年代初,在追求出口创汇的大潮中,石墨行业经历了所谓的“黑色风暴”。当时,中国石墨行业以资源浪费和环境污染为代价,占据了世界大部分市场份额。然而,由于行业内部的恶性竞争,石墨资源的价格一直维持在较低水平,且开采技术几乎没有进步。
尽管中国是全球最大的石墨出口国,但在高端石墨深加工技术方面缺乏核心竞争力。
受到下游光伏、半导体、新能源电池、核电等领域快速发展的影响,中国特种石墨长期处于供给不足的状态。
石墨资源为中国在中美贸易博弈中提供了一定的反制手段。由于美国对高端制造、新能源和军工行业对石墨资源的依赖,如果中国对石墨及其衍生产品实施出口限制或提高出口税,可能会对美国相关产业链产生显著冲击。中国可以通过灵活的出口政策,合理运用石墨资源作为贸易谈判中的筹码,提升自身的战略议价能力。
在中美贸易博弈的背景下,石墨的战略价值不仅体现在其对全球关键产业链的支撑,还在于其对未来技术发展和能源转型的推动作用。中国在石墨资源领域的主导地位为其在贸易谈判和国际竞争中提供了重要筹码。合理利用石墨资源的战略优势,将使中国在全球供应链中处于更加主动的位置,有助于在未来的地缘博弈中增强自身的影响力。