1、2022 年深度行业分析研究报告 2 目录 1 方大炭素：国内石墨电极龙头企业 . 3 1.1 公司炭素产品品类齐全，石墨电极市占率国内第一 . 3 1.2 公司多个项目陆续投产，龙头地位更加稳固 . 4 2 财务分析：石墨电极行业景气度回升，公司盈利大幅反弹. 8 2.1 石墨电极价格上涨，公司营收、净利增长明显 . 8 2.2 产品结构优化，公司毛利率底部回升明显 . 8 3 “双碳”打开需求空间，产能审批收紧助推石墨电极行业长期高景气度 . 11 3.1 电炉钢占比趋势性上升，打开石墨电极需求空间 . 11 3.2 产能审批收紧，石墨电极产量释放弹性有限 . 24 3.3 供需展望：基本
2、面即将出现拐点，石墨电极价格有望长期走牛 . 31 4 公司高端产品产能集中投产，业绩释放指日可待 . 32 4.1 在建项目集中释放，超高功率石墨电极占比将进一步抬升 . 32 4.2 成都炭素特种石墨产能逐步放量，充分受益下游光伏等行业加速发展 . 33 4.3 向上整合原料产能，一体化布局有效熨平原料价格波动风险 . 34 4.4 规划石墨负极材料项目，多元化业务有望增强业绩韧性 . 35 4.5 实际控制人+董事、高管直接增持公司股票，彰显对公司发展信心 . 37 插图目录 . 43 表格目录 . 44 43 插图目录 图 1：公司实控人为方威 . 4 图 2：公司产品系列 . 4 图
3、 3：公司超高功率石墨电极产品 . 5 图 4：公司炭砖产品 . 5 图 5：公司业务板块及对应产能图 . 5 图 6：石墨电极产业链 . 6 图 7：石墨电极生产工艺 . 7 图 8：2021 前三季度，公司营收同比+37.23% . 8 图 9：2021 前三季度，公司归母净利同比+118.13% . 8 图 10：2021 前三季度，石墨电极均价上涨（元/吨） . 8 图 11：石墨电极价格走势（元/吨） . 8 图 12：2021 年前三季度，公司毛利率同比提升 . 9 图 13：2020 年超高功率石墨电极营收占比 54% . 9 图 14：2020 年公司炭素制品营收占比 85%
4、. 9 图 15：2020 年公司炭素制品毛利占比 72% . 9 图 16：2020 年公司研发人员占比 3.35% . 10 图 17：2020 年公司研发支出占比 2.48% . 10 图 18：2020 年钢铁行业占石墨电极消费 50% . 11 图 19：电弧炉截面图. 12 图 20：康斯迪电弧炉炼钢项目总体示意图 . 12 图 21：中国电炉钢占比明显低于发达国家（单位：%） . 12 图 22：2020 年中国粗钢产量占全球比重达 57.68% . 12 图 23：2019 年钢铁行业碳排放比重达 18.92% . 13 图 24：钢铁行业碳排放来源 . 13 图 25：高炉炼
5、钢流程. 13 图 26：电炉炼钢流程. 13 图 27：石墨电极在电炉炼钢中消耗情况 . 15 图 28：电炉炼钢技术发展历史分期示意图 . 16 图 29：2019 年社会回收废钢占比达 83.3% . 17 图 30：中国废钢资源来源 . 17 图 31：2000 年后中国钢铁表观消费量快速增长 . 18 图 32：中国汽车产量变化情况 . 18 图 33：废钢进口量（单位：万吨）. 19 图 34：金属硅图片 . 20 图 35：金属硅消费分布 . 20 图 36：金属硅产业链. 21 图 37：金属硅生产工艺 . 21 图 38：截止 2020 年底我国发电量构成情况. 22 图 3
6、9：截止 2020 年底我国电力装机构成情况 . 22 图 40：2011-2025 年我国光伏新增装机预测（单位：GW） . 23 图 41：金属硅产能情况（单位：万吨） . 23 图 42：金属硅价格走势（单位：元/吨） . 23 图 43：石墨电极能耗构成 . 24 图 44：石墨化工序占电力消耗量的 70%左右. 24 图 45：石墨电极行业产能集中度较低（2021 年） . 26 图 46：方大炭素产能利用率较高 . 26 图 47：2021 年石墨电极行业产能利用率不到 60% . 26 图 48：针状焦、石油焦是石墨电极主要原料 . 27 图 49：超高功率石墨电极原料成本占比
7、50.20% . 27 图 50：高功率石墨电极原料成本占比 50.07% . 27 图 51：普通功率石墨电极原料成本占比 35.24% . 27 图 52：2021 年原料涨幅高于石墨电极 . 28 图 53：石墨电极企业开工率（单位：%） . 28 图 54：针状焦产业链. 29 44 图 55：53.7%针状焦用于石墨电极生产 . 29 图 56：国内针状焦产能快速释放 . 29 图 57：针状焦进口依存度下滑（单位：吨） . 29 图 58：国内针状焦开工率不足（单位：%） . 30 图 59：针状焦企业产能分布 . 30 图 60：2020 年国内超高功率石墨电极产量占比达 61%
8、 . 31 图 61：预计公司超高功率石墨电极占比稳步提升（单位：万吨） . 33 图 62：等静压石墨 70%用于光伏、半导体行业 . 34 图 63：2021H1 成都炭素实现净利润 1.17 亿元，同比+75.59% . 34 图 64：预计成都炭素等静压石墨项目逐步放量（单位：吨） . 34 图 65：公司向上布局针状焦、石油焦、软沥青相关产能 . 35 图 66：人造石墨负极材料 . 35 图 67：负极材料占锂电池成本 10%左右 . 35 图 68：国内人造石墨在负极出货占比逐年提升 . 36 图 69：石墨负极材料价格走高（单位：元/吨） . 36 表格目录 盈利预测与财务指标
9、 . 1 表 1：公司历史沿革 . 3 表 2：公司重要子公司梳理 . 5 表 3：生产石墨电极用焙烧炉对比一览表 . 7 表 4：高炉与电炉炼钢 CO2排放、能耗等指标对比 . 13 表 5：钢铁行业主要政策梳理 . 14 表 6：国内部分电弧炉钢铁生产技术指标 . 15 表 7：废钢回收及进出口相关政策梳理 . 16 表 8：不同钢材的用途和折旧年限 . 18 表 9：2025 年可用于电炉炼钢的废钢量有望达到 2.89 亿吨（单位：亿吨）. 18 表 10：2021 年新增电炉产能明细 . 19 表 11：电炉炼钢石墨电极消耗测算. 20 表 12：合盛硅业 40 万吨工业硅项目物料平衡
10、表 . 22 表 14：10 万吨超高功率石墨电极项目能耗情况 . 24 表 15：石墨电极相关政策梳理 . 25 表 16：石墨电极新建及扩产项目情况（单位：万吨） . 25 表 17：石墨电极原料成本测算（单位：元/吨） . 28 表 18：国内针状焦项目投产情况（单位：万吨）. 30 表 19：石墨电极供需拐点有望在 2022 年出现（单位：万吨） . 31 表 20：公司炭素项目投资建设情况. 32 表 22：成都炭素 3 万吨特种石墨项目情况 . 33 表 23：2021 年公司实际控制人及部分董事、高管增持股票情况 . 37 表 24：石墨电极业务收入拆分及预测 . 38 表 25
11、：炭砖业务收入拆分及预测 . 38 表 26：特种石墨业务收入拆分及预测 . 39 表 27：铁精粉业务收入拆分及预测. 39 表 28：公司营业总收入及毛利预测. 39 表 29：可比公司 PE 数据对比 . 40 公司财务报表数据预测汇总 . 42 jXyWpZpMqQmMoO7N8Q9PtRmMpNsQeRqQoMjMmNqQ7NqQwPvPmOqMxNqMyR3 1 方大炭素：国内石墨电极龙头企业 1.1 公司炭素产品品类齐全，石墨电极市占率国内第一 公司是国内石墨电极龙头企业，2020 年公司石墨电极产品在国内市占率为23.39%。公司前身为兰州炭素厂，于 1971 年正式建成投产。
12、2001 年公司组建为兰州海龙新材料科技股份有限公司，并于 2002 年成功挂牌上市。2006 年辽宁方大集团成为公司新控股股东，并将公司更名为方大炭素。在集团助力下，公司步入快速发展阶段， 成长为生产规模居全球前列的炭素生产企业。 公司目前主要生产产品有石墨电极、 高炉炭砖、 炭素新材料和炭素用原料， 其中石墨电极是核心产品。2020 年公司高功率及超高功率石墨电极在国内市占率分别为 33.99%、21.65%。 表 1：公司历史沿革 时间 重要事件 2020 年 11 月 方大炭素超高功率750mm 石墨电极顺利下线，产品技术取得了重大突破，填补了国内空白 2020 年 10 月 宝方炭材
13、 10 万吨超高功率石墨电极顺利投产，生产能力进一步提升 2020 年 9 月 公司成功收购考伯斯（江苏）46.73%股权，同年 11 月更名为江苏方大炭素化工有限公司，能够满足对高品质软沥青的需求，进一步延伸上游产业链 2018 年 7 月 公司子公司成都蓉光旗下眉山方大投资 14 亿元建设年产 5 万吨超高功率石墨电极及特种石墨项目 2018 年 4 月 与上海宝钢化工有限公司合作成立宝方炭材料，权益占比为 49%，由宝方炭材料建设 10 万吨/年超高功率石墨电极生产线项目 2018 年 1 月 公司大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项课题顺利通过任务预验收，实现炭堆内构件产品从无到有
14、 2017 年 12 月 收购合肥炭素有限责任公司 47.89%股权，合肥炭素成为公司全资子公司，进一步提高权益产能 2017 年 10 月 公司收购江苏喜科墨 51%股权完成并更名为方大喜科墨，实现向产业链上游针状焦的延伸 2013 年 6 月 公司定向增发 18 亿元用于投资建设年产 3 万吨特种石墨项目和年产 10 万吨油系针状焦项目 2010 年 7 月 辽宁方大将成都炭素注入方大炭素，使其成为公司全资子公司，获得成都炭素原有 3000 吨特种石墨产能 2009 年 4 月 公司设立抚顺方泰精密碳材料有限公司，主要承担年产 3100 吨碳纤维项目建设 2009 年 1 月 抚顺方大高新
15、投资 1.5 亿建设 20 万吨煅后焦生产基地 2008 年 7 月 公司与抚顺高新建设发展合资设立抚顺方大高新材料有限责任公司，公司占有 60%股权 2008 年 7 月 定增募资 11.09 亿元建设高炉炭砖生产线及特种石墨生产线等项目 2008 年 5 月 辽宁方大旗下抚顺莱河矿业 99.97%股权注入公司，公司将业务领域扩展至铁精粉品，2010 年产能达到 100 万吨 2007 年 1 月 方大炭素收购抚顺炭素、成都蓉光炭素、合肥炭素，年生产炭素产能达到 14 万吨 2006 年 9 月 辽宁方大取得公司 51.62%股份成为公司控股股东，实控人为方威，同年将公司更名为“方大炭素”
16、2002 年 8 月 兰州海龙新材料科技股份有限公司在上交所挂牌上市，股票名称为“海龙科技” ，由兰州炭素集团持股，实控人为甘肃省财政厅 2001 年 兰州炭素股份有限公司作为生产经营主体被剥离出兰州炭素集团，注册成立兰州海龙新材料科技股份有限公司 2000 年 国有独资兰州炭素有限公司改名为兰州炭素集团有限责任公司 1999 年 经甘肃省人民政府批准组建兰州炭素股份有限公司 1996 年 公司改制为国有独资兰州炭素有限公司 1971 年 公司前身兰州炭素厂于该年建成投产，设计炭素制品产能 4 万吨 资料来源：公司官网，公司公告，民生证券研究院 方威是公司实控人。方威先生合计持有公司 40.5
17、4%股权，主要以控股辽宁方大集团实业有限公司间接持有。 辽宁方大是一家大型企业集团， 其旗下还拥有方大特钢、方大萍钢、达州钢铁等钢铁领域企业，能与公司石墨电极业务形成良好协同效应。 实控人方威先生并不直接在公司任职， 公司董事长目前由党锡江先生担任。4 党锡江先生技术出身， 在公司前身兰州炭素厂时期便开始在公司任职， 目前同时担任公司战略委员会主任，能够较好引领公司发展。 图 1：公司实控人为方威 资料来源：公司公告，民生证券研究院 1.2 公司多个项目陆续投产，龙头地位更加稳固 公司现有 21.4 万吨石墨电极产能，并积极向产业链上游延伸。公司目前的业务板块涵盖各品类炭素制品、针状焦及石油焦
18、（生产石墨电极原材料） 、铁矿精粉三部分， 主要产能位于甘肃兰州、 辽宁抚顺、 四川眉山、 安徽合肥、 江苏邳州等地。炭素制品方面，公司目前有 21.4 万吨石墨电极产能在产（包含宝方炭材料 4.9 万吨权益产能） ，12.5 万吨产能在建（新增 8.5 万吨） ；3 万吨炭砖产能在产；3 万吨特种石墨产能正在陆续投产中； 3100 吨碳纤维产能在建， 整体炭素制品品类齐全，综合生产能力突出。原材料方面，生产石墨电极的主要原材料为针状焦、石油焦，公司合营企业方大喜科墨拥有 6 万吨的针状焦产能，收购的江苏方大（股权占比为 46.73%）则可以满足方大喜科墨生产针状焦对高品质软沥青的需求；通过子
19、公司抚顺方大高新拥有 20 万吨煅后焦产能；此外，2020 年公司与中国石化炼油销售有限公司签订了战略合作协议， 拟在油系针状焦产品上建立长期合作关系， 原料保障能力有望进一步增强。 图 2：公司产品系列 资料来源：公司公告，公司官网，民生证券研究院 方威北京方大国际实业投资有限公司辽宁方大集团实业有限公司100%99.2%方大炭素新材料科技股份有限公司40.05%0.49%其他十大股东合计8.56%产品石墨电极超高功率高功率普通功率炭砖高炉炭砖矿热炉内村炭砖等炭素新材料特种石墨等静压石墨冷压石墨核电用炭材料高温气冷堆炭堆内构件锂离子电池负极材料碳纤维炭素原料针状焦软沥青锻后石油焦5 图 3：
20、公司超高功率石墨电极产品 图 4：公司炭砖产品 资料来源：公司官网，民生证券研究院 资料来源：公司官网，民生证券研究院 图 5：公司业务板块及对应产能图 资料来源：公司公告，民生证券研究院 表 2：公司重要子公司梳理 产品 对应子公司 所在地区 权益占比 规划产能 产能情况 历史沿革 炭砖 兰州本部 甘肃兰州 100% 3 万吨 在产 石墨电极 兰州本部 甘肃兰州 100% 9 万吨 在产 合肥炭素 安徽合肥 100% 5 万吨 2 万吨在产，5 万吨迁建中，2022上半年产能逐步释放 2007 年辽宁方大注入 52.11%股权至方大炭素，2017 年方大炭素受让剩余 47.89%股权。 抚顺
21、炭素 辽宁抚顺 65.45% 3.5 万吨 在产 2007 年辽宁方大注入 65.45%股权至方大炭素 成都蓉光炭素 四川眉山 60% 2.5 万吨 目前在产 2 万吨，迁建到眉山的2.5 万吨产能 2021 年末释放 2007 年辽宁方大注入 38.39%股权至方大炭素,2010 年方大炭素增资完成，权益比例增至 58.11% 宝方炭材料 甘肃兰州 49% 10 万吨 已投产 2018 年与上海宝钢合资设立，公6 司权益占比为 49% 眉山方大 四川眉山 蓉光炭素子公司 5 万吨 在建，2021 年末投产 2018 年发起设立，为成都蓉光炭素全资子公司 特种石墨 成都炭素 四川成都 100%
22、 3 万吨 陆续投产中，2020 年在产产能6000 吨 2010 年方大炭素从控股股东辽宁方大手中取得全部股权 碳纤维 方泰精密碳材 辽宁抚顺 100% 3100 吨 在建 2009 年方大炭素设立 煅后焦 抚顺方大 辽宁抚顺 60% 20 万吨 在产 2008 年方大炭素与抚顺高新合资设立，方大炭素占有 60%股权 针状焦 方大喜科墨 江苏邳州 51% 6 万吨 在产 2016 年公司收购 51%股权 软沥青 江苏方大 江苏徐州 46.73% 30 万吨 在产 2020 年 9 月收购考伯斯（江苏）46.73%股权，11 月更名为江苏方大炭素化工有限公司 铁精粉 抚顺莱河矿业 辽宁抚顺 5
23、1% 100 万吨 在产 2008 年辽宁方大将其注入方大炭素 资料来源：公司公告，民生证券研究院 注：宝方炭材料是联营企业（权益占比 49%，按权益法核算） ；方大喜科墨是合营企业（权益占比 51%，按权益法核算） 公司核心产品石墨电极位于产业链中游，以针状焦、石油焦为主要原材料，石墨电极作为一种耐高温导电材料， 主要应用于电弧炉炼钢领域。 石墨电极可以分为普通功率、高功率、超高功率石墨电极等级别，主要差异在于其所能承载的电流密度，适用于不同功率电弧炉。石墨电极生产流程较长，工艺较为复杂，在工艺和设备上都存在一定壁垒，焙烧及浸渍为核心工艺。石墨电极本体生产需要经过“一次浸渍两次焙烧” ，而接
24、头则需要经过“三次浸渍四次焙烧” 。焙烧生产周期较长，能耗较高， 且对成品质量和后道工序成品率影响较大， 因此对焙烧炉的选型十分重要。一次焙烧只能采用带盖环式焙烧炉或车底式焙烧炉，投资及运行费用均较高。 图 6：石墨电极产业链 资料来源：公司公告，民生证券研究院 针状焦石油焦普通功率石墨电极高功率石墨电极超高功率石墨电极炼钢、硅、黄磷用普通功率电炉高功率炼钢电弧炉超高功率炼钢电弧炉石油渣油软沥青公司主营产品 7 图 7：石墨电极生产工艺 资料来源：眉山方大蓉光炭素有限公司 5 万吨超高功率石墨电极及特种石墨项目环评书，民生证券研究院 表 3：生产石墨电极用焙烧炉对比一览表 项目 环式焙烧炉 车
25、底式焙烧炉 隧道窑 带盖环式焙烧炉 敞开环式焙烧炉 温度范围 1300 1000 1100-1300 850 结焦率 65% 60% 产品质量 较好 好 最好 较好 吨产品天然气消耗m3 120 80 200 50 填充料消耗 高 较低 小 无 投资 较高 较低 高 低 运行费用 较高 中 高 低 资料来源：眉山方大蓉光炭素有限公司 5 万吨超高功率石墨电极及特种石墨项目环评书，民生证券研究院 8 2 财务分析： 石墨电极行业景气度回升， 公司盈利大幅反弹 2.1 石墨电极价格上涨，公司营收、净利增长明显 2021 年前三季度， 公司营收、 归母净利同比分别为+37.23%、 +118.13%
26、。2021 年公司主营业务石墨电极景气度回升， 2021 年前三季度超高功率、 高功率、普通功率石墨电极均价同比分别上涨 7.46%、 26.40%、 31.39%， 公司前三季度实现营收 35.68 亿元，同比+37.23%。2021 前三季度，公司实现归母净利 8.73 亿元，同比+118.13%，扣非归母净利 6.93 亿元，同比+91.86%。公司净利增加主要得益于，主营产品石墨电极价格上涨，盈利能力提升。此外，前三季度公司公允价值变动收益同比增加 1.01 亿，投资收益同比增加 0.93 亿元，增厚公司利润。 图 8：2021 前三季度，公司营收同比+37.23% 图 9：2021
27、前三季度，公司归母净利同比+118.13% 资料来源：公司公告，民生证券研究院 资料来源：公司公告，民生证券研究院 图 10： 2021 前三季度， 石墨电极均价上涨 （元/吨） 图 11：石墨电极价格走势（元/吨） 资料来源：Wind，民生证券研究院 资料来源：Wind，民生证券研究院 2.2 产品结构优化，公司毛利率底部回升明显 产品结构高端化，公司毛利率提升。2021 年前三季度公司毛利率 32.97%，同比提升 8.36pct。一方面，公司在上游煅后焦（抚顺方大 20 万吨产能） 、针状焦-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%020000040000060
28、0000800000000200202021M9营业收入（万元）营收YOY（%，右轴）-5000%0%5000%10000%15000%20000%0200000400000600000200202021M9归母净利（万元）扣非净利（万元）归母净利YOY（%，右轴）扣非净利YOY（%，右轴）00000普通功率高功率超高功率2020Q1-Q32021Q1-Q305000002000---062019-12202
29、0--062021-12到厂价(平均价):普通功率石墨电极(600mm):方大炭素到厂价(平均价):超高功率石墨电极(600mm):方大炭素到厂价(平均价):高功率石墨电极(600mm):方大炭素9 （方大喜科墨 6 万吨产能）业务板块布局的协同效应显现，即使前三季度原料端价格相比石墨电极涨幅更大，但公司毛利率仍明显上升。另一方面，超高功率石墨电极占比较高，盈利能力较强。2020 年公司超高功率石墨电极在板块中营收占比达到 54%，随着未来眉山方大、合肥炭素、成都炭素特种石墨等项目逐步投产，公司业务结构高端化方向将更加明确。 图 12：2021 年前三季度，公司毛利率
30、同比提升 图 13：2020 年超高功率石墨电极营收占比 54% 资料来源：公司公告，民生证券研究院 资料来源：公司公告，民生证券研究院 图 14：2020 年公司炭素制品营收占比 85% 图 15：2020 年公司炭素制品毛利占比 72% 资料来源：公司公告，民生证券研究院 资料来源：公司公告，民生证券研究院 公司研发投入逐年增加。 2020年公司研发投入8774万元， 同比增加64.11%，占营收比重为 2.48%。 公司为国家技术创新示范企业， 拥有国家级企业技术中心、博士后科研工作站、甘肃省炭素新材料工程（研究）中心、甘肃省科技兴贸创新基地，先后有 50 多项新产品/新技术通过国家、省
31、部级鉴定，44 项获得国家、省部级奖励，其中，获得国家银质奖 12 项，冶金部优质产品奖 22 项。2020 年公司超高功率750mm 石墨电极的成功下线，打破中国炭素行业超大规格、超高功率石墨电极的技术瓶颈，在国内石墨电极产品领域实现了新突破。 0%20%40%60%80%100%2001920202021M9净利率毛利率普通功率5%高功率41%超高功率54%0%20%40%60%80%100%20020炭素制品铁精粉其他0%20%40%60%80%100%20020炭素制品铁精粉其他10 图 16：2020 年公司研发人员占
32、比 3.35% 图 17：2020 年公司研发支出占比 2.48% 资料来源：Wind，民生证券研究院 资料来源：Wind，民生证券研究院 0%1%2%3%4%5%0501820192020研发人员数量（人）研发人员占比（右轴）0%1%2%3%02000400060008000192020研发支出（万元）研发支出占比（右轴）11 3 “双碳” 打开需求空间， 产能审批收紧助推石墨电极行业长期高景气度 3.1 电炉钢占比趋势性上升，打开石墨电极需求空间 3.1.1 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
33、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%，是石墨电极最大的消费领域。 图 18：2020 年钢铁行业占石墨电极消费 50% 资料来源：百川盈孚，民生证券研究院 3.1.2 “双碳”大背景下，电炉炼钢占比趋势性提升 电弧炉简称电炉， 是使用清洁能源电为主要能源、 社会废弃物废钢为主要原料进行钢的冶炼的一种设备。该工艺是钢铁生产中温室气体排放比较低的一种短流程钢铁生产工艺。由于具有排放低、生产组织灵
34、活以及产品适用性好等特点，在世界范围内发展较快，电炉炼钢产量约占总粗钢量的 26%。 钢铁 50%金属硅 8.10%黄磷 2.70%电石 0.90%出口 38.20%其它 0.30%12 图 19：电弧炉截面图 图 20：康斯迪电弧炉炼钢项目总体示意图 资料来源：辽宁方大集团实业有限公司 2019 年度第一期中期票据募集说明书，民生证券研究院 资料来源： 佛冈达味特钢有限公司 1x75 吨电炉项目环境影响报告书， 民生证券研究院 中国是全球最大的钢铁生产国，2020 年占比达 57.68%。2015 年底中国提出钢铁供给侧改革，2016-2018 年共压减 1.45 亿吨表内产能，2017 年
35、上半年淘汰了 1.4 亿吨地条钢， 近年来供给侧改革效果显著， 钢厂盈利能力得到改善。 2015年以来，中国粗钢产量占全球比例持续超过 50%，其中 2020 年中国粗钢产量占全球比重上升至 57.68%。 国内电炉炼钢发展缓慢，2020 年电炉炼钢占比不到 10%。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，国内电炉炼钢发展缓慢，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。 图 21：中国电炉钢占比明显低于发达国家（单位：%） 图 22：2020 年中国粗钢产量占全球比重达 57.68%
36、 资料来源：世界钢铁协会，民生证券研究院 资料来源：wind，民生证券研究院 国内钢铁行业碳排放占比达到 18.92%， 是减排的重要发力点之一。 钢铁行业是我国实现“碳中和”目标的重要领域之一。作为能源消耗高密集型行业，钢铁行业是制造业 31 个门类中碳排放量的大户，2019 年碳排放量达到 18.53 亿吨，占全国碳排放量 18.92%，是除了发电之外，整个工业生产活动中碳排放量最高的行业。因此，为实现我国碳排放“2030 年前达峰，争取 2060 年前实现碳中和”这一目标，钢铁行业是主要发力点之一。 020406080中国美国德国日本全球0%20%40%60%80%05101520中国（
37、亿吨）全球（亿吨）中国占比（右轴）13 图 23：2019 年钢铁行业碳排放比重达 18.92% 图 24：钢铁行业碳排放来源 资料来源：CEADs，民生证券研究院 资料来源：CEADs，民生证券研究院 电炉炼钢碳排放量不到高炉炼钢的 1/4。生产钢铁主要有高炉（长流程）与电炉 （短流程） 两种路径。 长流程主要采用铁矿石、 冶金焦为原料， 核心设备为高炉。短流程主要采用废钢为原料，核心设备为电弧炉。根据王国军等电炉钢与转炉钢成本比较分析，高炉炼钢吨钢 CO2排放达到 2.2 吨，而电炉炼钢吨钢 CO2排放仅为 0.5 吨左右，不到高炉炼钢排放的 1/4。 图 25：高炉炼钢流程 图 26：电
38、炉炼钢流程 资料来源：长流程钢铁企业的碳代谢模型与碳排放分析，民生证券研究院 资料来源：100 t 电炉炼钢车间工艺设计，民生证券研究院 表 4：高炉与电炉炼钢 CO2排放、能耗等指标对比 类别 高炉-转炉长流程 电炉短流程 吨钢 CO2排放/kg 2200 500 原料到钢水能耗（吨钢标煤） 15.8 9.48 建设周期（年） 2 0.6 资料来源：电炉钢与转炉钢成本比较，民生证券研究院 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 2
39、025 年，钢铁工业基本形成0%5%10%15%20%25%020004000600080001000012000钢铁行业（百万吨）中国（百万吨）钢铁行业占比（右轴）焦炭 61%其它燃气28%原煤 7%焦炉气 2%其它 2%烧结球团铁矿石焦煤焦化烧结矿球团矿焦炭高炉铁水转炉钢水连铸轧钢电炉钢包LF精炼炉VD精炼炉连铸轧钢废钢石墨电极14 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%。 表 5：钢铁行业主要政策梳理 时间 文件名 部门 相关政策 2009.03 钢铁产业调整和振兴规划
40、 国务院 严格控制新增产能，不再核准和支持单纯新建、扩建产能的钢铁项目 2010.06 国务院办公厅关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见 国务院 2011 年底前不再核准、备案任何扩大产能的钢铁项目；通过税收、差别电价等加大淘汰落后产能力度 2013.01 关于加快推进重点行业企业兼并重组的指导意见 工信部 到 2015 年，前 10 家钢铁企业集团产业集中度达到 60%左右，形成 35 家具有核心竞争力和较强国际影响力的企业集团，67 家具有较强区域市场竞争力的企业集团 2013.10 国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见 国务院 在提前一年完成“十二五”钢铁行业淘汰
41、落后产能目标任务基础上，2015 年底前再淘汰炼铁 1500 万吨、炼钢 1500 万吨 2014.07 工业和信息化部关于做好部分产能严重过剩行业产能置换工作的通知 发改委 对钢铁行业新（改、扩）建项目，实施产能等量或减量置换，加快淘汰落后产能、化解产能过剩矛盾 2015.03 钢铁产业调整政策（2015 年修订） （征求意见稿） 工信部 到 2017 年，钢铁产能严重过剩矛盾得到有效化解，产能规模基本合理，产能利用率达到80%以上。 2016.02 关于钢铁业化解过剩产能实现脱困发展的意见 国务院 从 2016 年开始，在近年来淘汰落后钢铁产能的基础上，用 5 年时间再压减粗钢产能 1 亿
42、1.5 亿吨；对生产地条钢的企业，要立即关停，拆除设备，并依法处罚 2016.10 钢铁工业调整升级规划（20162020 年） 工信部 到 2020 年，钢铁工业供给侧结构性改革取得重大进展，实现全行业根本性脱困。产能过剩矛盾得到有效缓解，粗钢产能净减少 1 亿1.5 亿吨。 2017.05 关于做好 2017 年钢铁煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展工作的意见 发改委 2017 年 6 月底前依法彻底取缔“地条钢”产能 2018.01 钢铁行业产能置换实施办法 工信部 针对不同地区提出不同的产能置换比例，如“京津冀、长三角、珠三角等 2019.04 关于推进实施钢铁行业超低排放的意见 工信部
43、等 鼓励重点区域高炉-转炉长流程企业转型为电炉短流程企业。推动现有钢铁企业超低排放改造，到 2020 年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造力争 60%左右产能完成改造；到2025 年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争 80%以上产能完成改造 2020.12 关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿） 工信部 力争 2025 年电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至 15%以上，力争达到 20%；废钢比达到 30%。 2021.06 钢铁行业产能置换实施办法 工信部 大气污染防治重点区域置换比例不低于 1.5:1，其他地区置换比例不低于 1.25:1 2021.10 2030
44、 年前碳达峰行动方案 发改委 促进钢铁行业结构优化和清洁能源替代，大力推进非高炉炼铁技术示范，提升废钢资源回收利用水平，推行全废钢电炉工艺。 2021.11 冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021-2025 年） 发改委 鼓励有条件地区的长流程钢厂通过就地改造转型发展电炉短流程炼钢 资料来源：国务院，工信部，发改委，中国钢铁工业协会，民生证券研究院 15 3.1.3 2021-2025 电炉炼钢消耗的石墨电极复合增速有望达到18.48% 石墨电极是易耗品， 氧化消耗与弧光消耗是主要的消耗来源。 石墨电极是易耗品，在炼钢时的消耗有正常消耗（如弧光消耗、化学消耗和氧化消耗）以
45、及非正常消耗。(1)弧光消耗，也称蒸发消耗。这是由于电极与炉料间产生电弧，温度高达3000以上，因此电极端部出现持续的石墨消耗。这种消耗占正常消耗的 40%左右，它与电极直径无关，而与通过电流的平方成正比。(2)化学消耗，是指电极与钢渣中的铁、钙、锰等氧化物作用或与钢水中的铁反应而被消耗，它与废钢质量、冶炼钢种以及电极直径有关。(3)氧化消耗，是指电极与炼钢过程中的氧、水气反应而产生的消耗， 氧化消耗主要发生在电极的侧部， 氧化消耗加上电极侧部的炭粒剥落占正常消耗的 50%60%，它与炉内气氛，气体温度、流速等因素有关，而以气体流速影响最大。(4)非正常消耗，有机械、人为电极折断、接头脱扣、扣
46、内严重氧化及接头膨胀将电极胀裂等。 图 27：石墨电极在电炉炼钢中消耗情况 资料来源：石墨工艺学，民生证券研究院 单吨电炉炼钢消耗石墨电极 0.914kg/t。 实际使用中， 石墨电极消耗与电炉体积、原料结构、强化用氧、废钢预热、连续加料等有关。目前国内部分钢企采用铁水+废钢作为电炉原料，技术上来讲，由于铁水会带入物理热及化学热，冶炼中电耗会随着废钢的增加而增加，从而导致了电极消耗上升。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 0.914kg/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。 表 6：国内部分电弧炉钢铁生产技术指标 名称 炉料结构 出钢量 (t) 冶炼
47、周期(min) 钢铁料 (k gt-1) 石灰 (k gt-1) 电耗(kWht-1) 电极 (k gt-1) 钢企 1 42%铁水+58%废钢 98 42 1086 46.3 227 1.3 钢企 2 100%废钢 85 62 1059 30.5 445 1.7 钢企 3 100%废钢 80 45 1087 31 416 1.32 钢企 4 65%铁水+35%废钢 110 40 1105 48.16 208 1.58 钢企 5 20%铁水+80%废钢 105 50 1138.5 52 404 1.32 钢企 6 57%铁水+43%废钢 100 45 1120.9 54.21 135 0.95
48、 石墨电极消耗正常消耗弧光消耗化学消耗氧化消耗非正常消耗机械、人为电极折断等16 钢企 7 100%废钢 110 45 1098 42.4 343 1.2 钢企 8 100%废钢 50 60 1040 50.7 489 1.39 资料来源：电弧炉炼钢成本分析及降成本研究，民生证券研究院； 图 28：电炉炼钢技术发展历史分期示意图 资料来源：中国电炉炼钢的技术进步，民生证券研究院 双碳政策+废钢回收体系逐步完善，中国即将进入电炉炼钢快速发展期。中国钢铁工业已进入结构调整和转型升级为主的发展阶段， 不再是粗犷发展， 要走高质量发展之路。废钢政策正在逐步到位，电力供应和价格越来越有利于电炉炼钢，能源
49、环境约束日益增强，电炉炼钢发展的条件正在逐步显现。 表 7：废钢回收及进出口相关政策梳理 时间 文件名 部门 相关政策 2012.07 废钢铁加工行业准入条件 工信部 新建废钢铁加工配送企业年废钢铁加工能力必须在 15 万吨以上；到 2014 年底，改造、扩建废钢铁加工配送企业年废钢铁加工能力应达到 10 万吨以上；新建及改扩建废钢铁加工配送企业加工生产系统综合电耗应低于 30 千瓦时/吨废钢铁，新水消耗应低于 0.2 吨/吨废钢铁。 2015.03 钢铁产业调整政策（2015 年修订） （征求意见稿） 工信部 鼓励推广以废钢铁为原料的短流程炼钢工艺及装备应用。到 2025 年，我国钢铁企业炼
50、钢废钢比不低于 30%，废钢铁加工配送体系基本建立。 2015.06 关于印发资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录的通知 财政部、税务总局 对于符合废钢铁加工行业准入条件的企业销售给符合钢铁行业规范条件和铸造行业准入条件的企业的符合国家标准的“炼钢炉料”产品给予增值税即征即退 30%的优惠 2017.01 三部委关于加快推进再生资源产业发展的指导意见 工信部、商务部、科技部 到 2020 年，引导废钢铁加工企业规范发展，废钢消耗量达到 1.5 亿吨 2017.07 禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案 国务院 截至 2020 年底我国原则上全面禁止进口固体废物 2018.12 生
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