石墨化是河流中游的能源消耗大戶，將受到更多關注。以最常用的艾奇遜法為例，每噸電耗1-12000千瓦時，高于高能耗的三元陽極和銅箔。新石墨化能力的審批越來越嚴格，這可能會影響尚未批準的石墨化能力的擴大。國家發展改革委(NDRC)表示，將會同有關部門督促各省(區、市)建立在建、待規劃、待存量“兩高”項目清單，實施分類處置，以新增能源消費5萬噸標準煤為界限，國家和地方加強分級管理。假設1千瓦時耗煤量為320g，5萬噸標準煤能耗近1.6億千瓦時，對應近1.3萬噸石墨化項目。如果將審批權部分返還給NDRC，將會影響到后續尚未獲批的石墨化產能擴建。

   從地域上看，國內陽極石墨化產能主要位于電價較低的地區，其中近40%集中在內蒙古，也分布在山西、四川、河北等地。以2021年10kV工業電價為例(人民幣/千瓦時)。內蒙古、山西、四川、河北電價分別為0.4489、0.5082、0.5774、0.5481元/千瓦時，處于交通便利的中東地區電價較低地區。負極廠商整合擴大生產，增加供給。根據各廠商公布的綜合產能規劃，石墨化的自給率呈逐年上升趨勢。據我們預計，以人造石墨為主的企業將在2023年實現70%以上的自給率。但審批成功率和進度余量趨緊，石墨化長期供應增長將受限。

   石墨具有層狀結構，各層碳原子的sp2雜化軌道形成120度三配位平面六角網格，共價鍵合，碳原子間距為0.142nm，六角碳原子在平面網格中平行堆積，形成凈六角的碳原子從上到下移位，直至碳原子位于六角中心，第三層碳原子的構型與第一層相同。由于其耐高溫性和導電性，廣泛應用于:

1)導電材料如高爐電極、鋰電池負極等領域；

2)冶金坩堝、耐火磚等耐火材料；

3)耐磨和潤滑材料，如塞環、密封圈和軸承等。石墨化是指將非石墨碳在保護介質中加熱到2000℃以上，或者在高溫電爐中與空氣隔絕。由于物理變化，平面網絡層中六方碳原子的堆積結構得到改善和發展，轉變為具有石墨三維規則有序結構的石墨碳。

石墨化提高了產品的體積密度、導電性、導熱性、耐腐蝕性和可加工性。石墨化是人造石墨陽極生產中的關鍵工序。石墨化主要應用于鋰電池陽極用人造石墨、高爐/電解鋁電極等領域。根據翔鳳華的招股書，部分天然石墨還會經過高溫處理，進一步提高石墨化程度，從而提高能量密度。影響石墨化的主要因素有原料、溫度、時間、壓力和催化劑。

1)原料:在高溫下容易轉化為石墨的無定形碳稱為可石墨化碳(或可石墨化碳)。石油焦和針狀焦是容易石墨化的碳。石墨化碳在碳化過程中一般經歷熔融狀態，其結構中的碳分子簇幾乎相互平行。

2)溫度決定石墨化程度。不同的碳材料具有不同的石墨化轉變溫度。石油焦一般在1700℃開始石墨化，而針狀焦只有在2000℃左右才能進入石墨化轉變階段。加熱溫度越高，電阻率越低，相鄰晶層之間的距離越接近理想石墨晶體的0.3354nm，石墨化程度越高。

3)時間:石墨化程度與高溫停留時間也有一定關系。石墨化溫度越高，進入石墨化穩定狀態所需的時間越短，保溫時間越長，電阻率越低，石墨化程度越高。此外，加壓能明顯促進石墨化；在一定條件下加入催化劑可以促進石墨化，如硼、鐵、鈦、鍵、鎂及其某些化合物。迭代:坩堝爐-箱式爐-連續爐石墨化過程的關鍵環節是裝爐。

    石墨化過程主要包括以下步驟:鋪爐底、筑爐芯、裝入負極材料前驅體和保溫材料、送電、冷卻、排出負極材料和副產物、包裝。在裝料過程中，通過不斷優化爐內加工物料的裝料方式，不斷提高爐內空間的利用效率。在石墨加工行業，企業按加工物料的重量收費，爐空間利用效率的提高將增強企業的盈利能力。

   2021年8月，國家發改委發布了2021年上半年能源消費雙控目標完成情況的晴雨表。與20Q1-3年相比，2021年各省能耗目標完成情況明顯變差。青海、寧夏、廣東、廣西、福建等19個地區能源消費強度不降反升；此外，還有13個地區的能源消費總量控制目標處于一級和二級預警。從產業類別來看，石墨化所屬的非金屬礦物制品行業是高能耗、高能耗強度的行業，將在能源消費雙控的指導下進行重點控制。截至2021年10月底，非金屬礦物制品業能源消費占比7%，在制造業中排在國內消費、交通運輸、倉儲和郵政業之后，居第四位；從能源消耗強度來看，非金屬礦物制造業每萬元消耗2.39噸標準煤，僅次于黑色金屬冶煉及壓延加工業和氣體生產和供應業。

目前廣泛采用坩堝裝料法和箱式裝料法。

1)坩堝裝料:將待處理的負極材料裝入圓柱形石墨坩堝中，然后將坩堝放入爐中加熱；同時，需要在坩堝之間填充石油焦作為導電材料和保溫材料，在爐內形成電流回路。技術路線成熟，對裝吸工序的復雜程度和坩堝在爐內放置的準確性要求適中，可操作性強。

2)箱式爐工藝將整個爐芯空間分成若干個等體積的小室，負極材料直接放置在由石墨板圍成的小室內。通電后，腔室會自行加熱，可用作容器或加熱。箱式爐對石墨化工藝掌握和技術優化水平要求高，對箱板拼接精度要求高，裝料和吸料操作難度大。在加熱過程中，需要更精確地控制功率傳輸曲線和溫度測量。連續過程開始被應用。連續法是指原料連續進入加熱爐的過程，生產中不停電。石墨化產品需要經過一系列溫區，在爐內移動加熱，才能實現連續石墨化。坩堝裝料法和箱式裝料法需要間歇生產。每次向爐內投入一定量的原料，經高溫加熱后出料。以艾奇遜坩堝裝料法為例。

   石墨化爐從清爐到裝爐、通電加熱、冷卻、出料的生產周期長達12-14天，其中通電加熱只需2-3天。雖然每個爐組有6-8個石墨化爐，但每個石墨化爐一個月只能周轉2-2.5次，相應的效率較低。每種工藝方法都有自己的優缺點。目前以Acheson法為主，連續石墨爐是未來的方向。坩堝裝料法:艾奇遜法應用廣泛，耗電量大，需要大量電阻加熱材料和保溫覆蓋材料，內部運輸成本高。露天冶煉的廢氣收集難度大，但溫度高、容量大、初效率高、石墨化程度高，適用于高端產品。內部石墨化工藝與Acheson石墨化工藝的主要區別在于不需要輔助材料輔助加熱。將產品放在坩堝中并串聯。電極從兩端加熱產品，產品本身通過電阻產生熱量。分室爐加料法:與坩堝爐加料法相比，減少了生產輔料，降低了電耗和成本，提高了生產效率，但其容量、首效和石墨化度略遜于坩堝爐加料法。連續法:用最少的動力消耗，無生產輔料，連續生產下的成本大大降低，能源利用率高，環保性和一致性好，但產能、首效和石墨化度低，可應用于低端產品。如果能提高產品質量，有望成為未來的方向。根據負極材料的產品形態和參數要求，不同的石墨化爐有各自的應用場景。

   一般來說，艾奇遜爐和內串聯爐由于加熱溫度高，石墨化率高。適合高端產品；箱式爐適用于中端產品；連續爐目前適用于低端產品。供給側:雙碳政策下，石墨化的長期供給增長將限制能耗，雙控將有效支撐雙碳政策。2021年4月，國家能源局發布《2021年能源工作指導意見》，提出單位國內生產總值能耗下降3%左右。2021年9月，國家發展和改革委員會(NDRC)發布了《提高能源消費強度和總量雙控程度的規劃》，提出了2025/2030/2035年的總體目標，堅決控制“雙高”項目，加強和完善能源消費雙控考核機制，同時推進能源消費指標市場化交易，從多方面完成能源消費控制，幫助實現二氧化碳排放峰值碳中和的目標。