石油焦行业报告：资源为王，低硫焦或成为锂电负极瓶颈

石油焦为炼化副产品，下游以电极生产为主。石油焦以石油渣油为原料生产，是石油炼化副产品，供应受炼化产量影响。石油焦主要用来制作电极，在下游的应用，基本按照硫分高低来区分，低硫焦主要用来生产石墨电极、锂电负极、高端预焙阳极，中硫焦主要用来生产普通预焙阳极，高硫焦主要用作燃料和还原剂。 电解铝产能天花板明确，石油焦整体需求空间受限。石油焦下游领域中，预焙阳极和燃料2021年分别占比58%和23%，未来需求潜力较大的锂电负极和石墨电极占比只有2%和1%。由于电解铝4553万吨产能天花板明确，而目前产能已迫近天花板，预焙阳极未来需求空间较为确定，而石墨电极和锂电负极占比低，对整体需求带动有限，石油焦需求空间较难明显增长。 原油品质稳定叠加节能降耗要求，低硫焦供应难有增量。我国原油硫分低，是低硫焦的主要产地，而中石油、中海油低硫焦产能占比93%，由于节能降耗要求，两家企业上马加氢装置，焦化率下降，2021年我国石油焦产量211万吨，较2018年下降45%，2022年仍在延续下降趋势。石油焦类型取决于原油结构，我国原油供应稳定，“双碳“背景下，中石油、中海油企业焦化率仍难提升，低硫焦供应或将继续保持低位。海外由于原油硫分高，石油焦以中高硫为主，低硫焦产量有限，未来低硫焦供应难有增量。 锂电负极需求潜力大，低硫焦缺口扩大将加剧资源竞争。从需求端来看，1）钢铁短流程替代长流程趋势确立，电炉比例将持续提升，石墨电极需求走高，虽然普通功率电极比例下降，但绝对量仍将继续增长；2）低硫焦主要用于中低端负极材料，新能源车延续快速发展，未来高端、低端路线并重，针状焦、低硫焦需求或将携手快速增长；电力调峰需求下，电源储能发展进入快车道，低端负极材料需求潜力大，或将进一步打开低硫焦成长空间。低硫焦三大应用领域未来需求仍然较强，负极需求潜力较大，而供应增长有限，中硫焦由于硫分的等杂质高，较难进行石墨化，对低硫焦替代，低硫焦缺口或将逐步扩大，资源竞争加剧。 投资建议：随着低硫焦缺口扩大，低硫焦资源竞争将加剧，未来低硫焦供应链比较成熟，具有采购优势的企业将会明显获益。索通发展深耕石油焦行业20年，石油焦采购规模优势明显，且公司高端预焙阳极占比高，低硫焦采购规模大，加上全球采购优势，低硫焦原料供应保障能力强，竞争优势将逐步凸显，我们继续推荐。 风险提示：低硫焦供应超预期；下游需求不及预期。 重点公司盈利预测、估值与评级 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。 图1：石油焦产品示意图 图2：石油焦产品分类 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。 图3：石油焦延迟焦化生产工艺 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，S O2 排放量高，污染容易超标，此外S O2 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。 图4：石油焦产业链 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。 图5：2009-2021年我国石油焦产量及增速（单位：万吨） 图6：2017-2021年我国石油焦产能及利用率（单位：万吨） 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%。 图7：2010-2021年我国石油焦进口量及增速（单位：万吨） 图8：2009-2021年我国石油焦出口量及增速（单位：万吨） 图9：2021年我国石油焦进口来源地分布 图10：2021年我国石油焦出口分布 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%。 图11：2011-2021年我国石油焦表观消费量及增速（单位：万吨） 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。 图12：2021年我国石油焦产量区域分布 图13：2021年我国石油焦产量企业分布 图14：2021年我国石油焦产能分布 表1：2021年我国石油焦前十企业产能分布 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。 图15：2021年我国石油焦下游需求分布 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。 图16：2017-2021年我国预焙阳极产能及利用率（单位：万吨） 图17：2017-2021年我国预焙阳极产量及增速（单位：万吨） 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。 图18：2016-2021年我国电解铝产能及利用率（单位：万吨） 图19：2016-2021年我国电解铝产量及增速（单位：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。 图20：2020年钢铁行业占石墨电极消费50% 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，202