1 石油焦为炼化副产品，下游以电极生产为主

石油焦是石油炼化的副产品。

石油焦主要成分是碳，也含有氢、氮、硫、氧等元素，主要通过石油渣油生产，是炼化过程的副产品，所以生产成本基本忽略不计。

由于是副产品，炼化企业不会因为石油焦的利润高低，去调节成品油的产量，供应也不会跟随石油焦价格变动而变化，而是与成品油的产量相一致。

石油焦分类及应用。

未经热处理的生石油焦，氢、硫、氧等元素含量高，经过煅烧后，挥发分大幅降低，硫分也会下降0.2-0.5pct，生产出熟焦，又称煅后焦，预焙阳极、石墨电极的石油焦原料主要是煅烧焦。

石油焦中硫分的高低，对下游应用影响非常大，硫分越低应用领域越高端，根据硫分含量，石油焦分为 1#焦、2# 焦、3#焦、4#焦等。

石油焦是石油炼化副产品，以原油蒸馏后的重油为原料，通过焦化工艺获得，目前石油主要通过延迟焦化工艺获得，焦化工艺主要包括以下 4 个工艺：

1）加热：减压渣油进入原料缓冲罐预热，预热后的原油进入分馏塔底换热，然后经热油泵打进加热炉，加热到焦化反应所需的温度（500℃），然后进入焦炭塔，进行焦化反应。

2）裂解缩合：焦化原料进入焦化塔，发生裂解反应、缩合反应，分别将渣油转化为气体、轻质油、焦炭。

3）分馏：油气进入从焦炭塔顶进入分馏塔，与原料油进行换热，经过分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油。分馏塔底循环油和原料（减压油）再进行焦化反应。

4）出焦：塔内焦炭用蒸汽去除轻质组分后注水冷却，最后将焦块从底部清出。

石油焦主要用来制作电极，下游终端主要包括电解铝、新能源车和钢铁。石油焦中碳元素含量比较高，自然也常用于生产石墨，做电极。石油焦在下游的应用，基本按照硫分高低来区分。

低硫焦主要应用领域：

1）普通功石墨电极，石墨电极应用终端为钢铁的短流程电炉；

2）中低端锂电负极，终端为新能源车和储能，锂电负极和石墨电极只能采用低硫焦，主要因为两者都要进行石墨化，而石油焦中的硫分在石墨化过程中，会急剧逸出，产生不可逆的体积膨胀，形成“气胀现象“。

3）高端预备阳极，由于海外预焙阳极标准对产品硫分要求不超过2.4%，所以需要低硫焦进行生产，主要用于出口，普通预焙阳极也会用低硫焦掺混生产，终端为电解铝行业；

4）其他碳素产品。

中硫焦主要用于制造国内普通预备阳极，主要因为国内预焙阳极标准中没有硫分的要求，中硫焦价格便宜，国内预焙阳极基本采用中硫焦生产，高硫焦硫含量太高，电解铝企业生产过程中，SO2 排放量高，污染容易超标，此外 SO2 会侵蚀设备，提高阳极电阻率，高硫焦在国内预焙阳极中应用较少，不过预焙阳极企业也会采用高硫焦，掺混生产预焙阳极。

高硫焦主要用作燃料和还原剂，燃料下游包括玻璃厂、发电厂、水泥厂等，做还原剂主要用来冶炼硅，如制造电石、碳化硅。（报告来源：远瞻智库）

2 石油焦供应受限，市场集中度高

2.1 石油焦受限于原料供应，产能利用率保持低位

石油焦产量稳步增长，未来供应或有下行风险。

石油焦是石油炼化的副产品，随着我国石油炼化产业的发展，产量稳步增长，从2009年的1188万吨增长至2021年的3030万吨，年均增速8.1%。

石油焦未来供应不容乐观，一方面，汽车电动化兴起，我国新能源车市场更是高速发展，石油消费逐渐被挤出，传统石油公司资本支出下降，石油产量增速下行或将对石油焦供应形成约束；另一方面，由于“双碳“政策实施，为降低碳排放强度，部分炼化企业新项目房企延迟焦化装置，改用加氢装置，也影响石油焦供应。

石油焦产能利用率低，但逐步回升。石油焦是石油炼化副产品，本身并不存在产能概念，石油焦产出基本依赖石油炼化产量。

由于石油焦焦化率低，循环油占比较高，也客观上导致石油焦产能利用率较低，截至2021 年底，我国石油焦产能 1.38 亿吨，产能利用率21.9%，已连续 4 年回升，未来供需格局仍然偏紧，产能利用率或将继续上行。

石油焦进口量大，对外依赖度 30%。

我国石油焦进口以高硫焦为主，主要用来做燃料以及搭配使用生产预焙阳极，出口以中硫焦为主，海外企业主要用来生产预焙阳极。

我国石油焦进口量较大，近年来逐步攀升，2021年我国石油焦进口量1274万吨，同比增加 24.0%，石油焦对外依赖度从2016年的 14%提升至2021年 30%。

我国石油焦出口量整体保持下行趋势，从2016年 240 万吨，下跌至近两年的180万吨附近，主要因为海外电解铝产量较低，国内预焙阳极出口增加，挤占海外预焙阳极企业市场，2021 年我国石油焦出口 186 万吨，同比增加 4.4%。

石油焦进口主要来自石油主产区，出口主要以电解铝国家为主。我国石油焦进口主要来自美国、沙特等主要石油生产国，2021年我国进口来自美国石油焦占比 46.9%，沙特占比15.7%。我国石油焦主要出口至电解铝产地，用于生产预焙阳极，2021年出口印度、阿联酋、澳大利亚比例分别为 26.8%、17.4%和 11.6%。

我国石油焦下游企业竞争力增强，石油焦表观消费量稳步增加。

随着技术进步，我国石油焦下游的预焙阳极、石墨电极和负极材料企业竞争力明显增强，国内需求和出口量持续上升，产量持续增加，石油焦需求较强，表观消费量稳步增长，2021 年我国石油焦表观消费量 4018 万吨，同比增加 6.6%。

2.2 石油焦产能主要分布在沿海，市场集中度高

石油焦产能主要分布在华东、华南等沿海地区。石油焦产能的区域和企业分布与石油炼化相一致，主要集中在华东、华南和东北地区。2021 年山东、辽宁、广东、浙江产量占比分别为 37.9%、10.7%、8.9%和 7.6%，由于东部地区碳达峰时间表更早，未来高能耗行业产能管控会比较严格，石油炼化产能和石油焦产能或将部分西移。

中石化石油焦产能高，2021年产量占比 39%。中石化石油焦产能高，且以大炼厂为主，石油焦产能前十的项目，中石化占 8 家，另外两家为中海油和金诚石化。2021年三桶油石油焦产量占比 56%，其中，中石化占比高达 39%，行业影响力较大，因为石油焦为副产品，销售多有分公司负责，中石化对石油焦市场干涉较少。

3 电解铝产能天花板明确，石油焦需求空间受限

3.1 电解铝产能天花板明确，预焙阳极市场空间有限

预焙阳极和燃料是主要需求领域，石油焦整体需求空间有限。我国石油焦主要用来生产预焙阳极和作为燃料，2021年两者需求分别占比 58%和 23%，硅冶炼行业需求占比 5%，石墨电极和锂电负极材料占比只有 2%和 1%，从总需求来看，预焙阳极受限于电解铝产能天花板，硅冶炼也属于高耗能行业，未来产量空间也相对有限，未来需求空间比较大的锂电负极材料和石墨电极，由于在石油焦下游需求中占比低，对整体需求的影响相对有限，石油焦整体需求空间有限。

预焙阳极产量稳步增长。

预焙阳极下游是电解铝，产量跟电解铝产量相一致，由于能源成本较低，以及对电价的管控，我国电解铝企业成本优势较大，电解铝产能扩张较快，电解铝产量稳步增长，2015-2021 年复合增速 4.0%，预焙阳极产量增速也基本相一致。2021年预焙阳极产量 2102 万吨，同比增加 5.8%，产能利用率 71.6%，小幅上升 0.7pct。

电解铝 4553 万吨产能天花板，确定预焙阳极需求上限。

据阿拉丁统计，工信部确定的电解铝合规产能 4553 万吨，截止2022年 5 月底，电解铝总产能 4385 万吨，距离行业产能天花板 168 万吨，产能约束越来越明显。2021年电解铝产量 3898 万吨，同比增加 4.7%，产能利用率 91.3%，2021年电解铝产量距离产能天花板 654 万吨，按照电解铝产能利用率 100%，电解铝对预焙阳极需求空间约 327 万吨。

3.2 电炉钢占比趋势性上升，石墨电极需求增加

3.2.1 钢铁行业是石墨电极下游主要消费领域

钢铁行业占石墨电极消费50%。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极作为导电材料。

石墨电极下游有钢铁，金属硅，黄磷，电石等领域，其中钢铁行业占比达50%，若排除出口，钢铁行业占比更是高达81%，是石墨电极最大的消费领域。

受益于废钢供应的增加，我国石墨电极需求持续增长。

随着钢铁报废量增加，废钢供应继续上升，电炉钢产量提高，拉动石墨电极需求，2021年我国石墨电极产量 101 万吨，同比增加 32%，产能利用率 59%，较2020年提升 10pct，2021年石墨电极需求较强，主要因为钢铁价格较强，废钢回收量上升。我国石墨电极产能充足，产量主要取决于下游电炉钢产量。

3.2.2“双碳”大背景下，电炉炼钢占比趋势性提升

国内电炉炼钢发展缓慢，2020年电炉炼钢占比不到 10%。中国是全球最大的钢铁生产国，2021年中国粗钢产量占全球比重上升至 53.0%，受制于废钢资源回收质量参差不齐，电力成本竞争力不强等原因，国内电炉炼钢处于发展初期，电炉炼钢占比明显低于海外发达国家水平。根据世界钢铁协会统计，2020年中国电炉钢占比仅为 9.2%，远低于全球 26%左右的平均水平。

政策鼓励电炉钢发展，“十四五”末电炉钢占粗钢产量比例有望达到 20%。

2020年 12 月 31 日，工信部就《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》公开征求意见。征求意见稿提出，力争到2025年，钢铁工业基本形成产业布局合理、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的发展格局，电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至 15%以上，力争达到 20%。

根据王国军等《电炉钢与转炉钢成本比较》分析，电炉石墨电极消耗 0.91～4kg/t。随着全废钢原料电炉炼钢占比上升，石墨电极消费前景乐观。

未来四年，电炉炼钢消耗石墨电极的复合增长率有望达到 18.48%。

假设2025年电炉钢占比达到 20%，冶炼一吨电炉钢消耗石墨电极 2.4 千克，测算2025年石墨电极在电炉钢冶炼中的使用量比2021年的使用量增加接近 27.5 万吨，电炉炼钢对石墨电极的需求量在2021-2025年期间的复合增长率将达到 18.48%。