Marktbericht für Graphitelektroden: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Elektrodenqualität (Ultrahochleistung (UHP), Hochleistung (SHP), Standardleistung (RP)), Anwendungen (Lichtbogenofen, Sauerstoffblasofen, Anwendungen außerhalb der Stahlindustrie) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Graphitelektrodenmarktes

Steigende Nachfrage nach verbesserter Batterieleistung

Der Markt für Graphitelektroden wird durch die Nachfrage nach Graphit in zahlreichen Anwendungen angetrieben, wobei Lithium-Ionen-Batterien eine der wichtigsten sind. Lithium-Ionen-Batterien werden in großem Umfang in Elektrofahrzeugen, tragbaren Elektronikgeräten und Systemen zur Speicherung erneuerbarer Energien eingesetzt. Daher haben Fortschritte und Verbesserungen in der Lithium-Ionen-Batterietechnologie das Potenzial, die Graphitelektrodenindustrie erheblich zu beeinflussen.

In diesem Zusammenhang führt der Ersatz von 15 % des Graphits durch Ionisil in einem wasserbasierten CMC/SBR-Bindemittelsystem zu Elektroden mit einer stabilen Kapazität von 740 mAh/g, die mehr als dreimal so hoch ist wie die einer reinen Graphitanode. Diese erhöhte Kapazität verbessert die Leistung von … signifikant.Lithium-Ionen-BatterienDies ermöglicht eine längere Batterielebensdauer und höhere Energiespeicherkapazitäten. Der oben genannte Trend treibt somit das Wachstum des globalen Marktes für Graphitelektroden voran.

Zunehmende Beliebtheit von EAF (Elektrolichtbogenöfen)

Elektrolichtbogenöfen (EAFs) haben sich aufgrund ihrer Energieeffizienz, Anpassungsfähigkeit und geringeren Umweltbelastung zu einer beliebten Alternative zu konventionellen Hochöfen entwickelt. Sie eignen sich ideal für die Herstellung von Spezialstählen und das Recycling von Metallschrott. Infolgedessen hat die weltweite Nutzung von EAFs deutlich zugenommen. Dieser Anstieg der EAF-Stahlproduktion hat die Nachfrage nach Graphitelektroden, die für den EAF-Stahlherstellungsprozess unerlässlich sind, direkt erhöht. Indien beispielsweise konzentriert sich auf den Ausbau seiner Stahlproduktionskapazität und hat sich das ehrgeizige Ziel von 300 Millionen Tonnen bis 2030 gesetzt. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt Indien aktiv auf die EAF-Technologie, was die Nachfrage nach Graphitelektroden erheblich steigert.

Markthemmende Faktoren

Explodierende Preise für Nadelkoks

Nadelkoks ist ein hochwertiger Spezialpetrolkoks, der sich gut zur Herstellung von Elektroden eignet. Nadelkoks ist ein Hauptmaterial für Graphitelektroden in einemelektrischOfen. Nadelkoks auf Kohlebasis wird aus Kohlenteer hergestellt und weist im Vergleich zu Nadelkoks auf Erdölbasis hervorragende physikalische Eigenschaften auf, wie z. B. einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen niedrigen elektrischen Widerstand, sowie weniger Abplatzungen und Bruch.

China ist ein bedeutender Produzent und Exporteur von Graphitelektroden, und seine Preisentwicklung beeinflusst die globalen Graphitelektrodenpreise. Die Preise für Hochleistungs- und Ultrahochleistungselektroden waren 2021 aufgrund der gestiegenen Preise für Nadelkoks hoch. Die Unsicherheit bei den Rohölpreisen führte zu Preisschwankungen bei Nadelkoks, da dieser ein Rohölderivat ist. Diese hohen Nadelkokspreise bremsen das Wachstum des Graphitelektrodenmarktes.

Marktchancen

Zunehmende Verfügbarkeit von Stahlschrott in China

Etwa 40 % der weltweiten Stahlproduktion stammen aus recyceltem Stahlschrott. Durch die Verwendung von Stahlschrott lassen sich die Kohlendioxidemissionen (CO₂) um 58 % reduzieren. Der Schrottverbrauch in China steigt rasant an, da veraltete Stahlwerke stillgelegt wurden, nachdem die schädlichen Auswirkungen der CO₂-Emissionen von Induktionsöfen erkannt wurden. Diese Entwicklung hat China geholfen, verstärkt auf Elektrolichtbogenöfen (EAF) für die Stahlproduktion umzusteigen. Laut offiziellen Angaben importierte das Land im Jahr 2021 552.892 Tonnen Stahlschrott, ein Anstieg von 1.938 % gegenüber 2020.

China wird voraussichtlich seinen Stahlschrottverbrauch bis 2025 um 23 % auf 320 Millionen Tonnen steigern, um seine Klimaverpflichtungen zu erfüllen. Da China seine Stahlproduktion mithilfe von Elektrolichtbogenöfen (EAF) – die Graphitelektroden benötigen – rasch ausbaut, dürfte der Markt für Graphitelektroden in den kommenden Jahren im Land wachsen. Der Einsatz von EAF würde Stahlschrott gegenüber Primärerz begünstigen. Die prognostizierte Steigerung der EAF-Produktion wird den Stahlschrottverbrauch im Land erhöhen und dem Markt für Graphitelektroden enorme Wachstumschancen eröffnen.

Segmentanalyse

Nach Typ

Das Segment der Ultrahochleistungs-Elektroden (UHP) dominiert den Weltmarkt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Ultrahochleistungs-Graphitelektroden werden für den Betrieb mit Stromdichten von über 25 A/cm² hergestellt und kommen hauptsächlich in Ultrahochleistungs-Lichtbogenöfen und leistungsstarken Pfannenöfen zum Einsatz. UHP-Elektroden werden primär aus Petroleumnadelkoks (PNC) gefertigt. PNC ist ein kohlenstoffreiches Feststoffmaterial, das beim Cracken von Erdöl in komplexen Raffinerien entsteht. Beim Cracken werden lange Kohlenwasserstoffketten in kürzere Ketten gespalten. Dies geschieht durch die Behandlung von Restölen aus dem Raffinerieprozess bei hohen Temperaturen (über 800 °C und hohem Druck).

Die weltweite Produktion von UHP-Elektroden läuft derzeit mit voller Kapazität, und viele Hersteller planen, ihre Produktionskapazitäten zu erweitern. Besonders die kleineren Zulieferer im Markt für UHP-Graphitelektroden profitieren von diesem Produktionsanstieg. Das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage sowie der Bedarf an gesicherter Versorgung mit Petrolkoks haben dazu geführt, dass die durchschnittlichen Kosten pro Tonne UHP-Elektroden zwischen 2010 und 2019 von 4.100 US-Dollar auf deutlich über 11.000 US-Dollar gestiegen sind.

Hochleistungs-Graphitelektroden (SHP) werden aus hochwertigem Petrolkoks oder minderwertigem Nadelkoks hergestellt. Ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften sind denen von RP-Graphitelektroden überlegen, beispielsweise der geringere elektrische Widerstand und die höhere Stromdichte. SHP-Elektroden weisen einen höheren spezifischen Widerstand und einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) als UHP-Elektroden auf. Die Herstellung von SHP-Graphitelektroden umfasst die Schritte Zerkleinern, Sieben, Dosieren, Kneten, Formen, Brennen, Hochdruckimprägnierung, ein zweites Brennen, Graphitisierung und maschinelle Veredelung. Im Gegensatz dazu werden für SHP-Nippel Nadelkoks, drei Imprägnierungs- und vier Brennvorgänge verwendet. Mit dem Wachstum der EAF-Ofengrößen ist zudem die Nachfrage nach Elektroden mit größerem Durchmesser gestiegen. Graphitelektroden mit Durchmessern von 500 mm oder 600 mm erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Auch in Elektroöfen werden SHP-Elektroden häufig als leitfähige Elektroden beim Stahlschmelzen eingesetzt. Aus den genannten Gründen wird daher im Prognosezeitraum mit einem Anstieg der Nachfrage nach Hochleistungselektroden gerechnet.

Durch Bewerbung

Das Segment der Elektrolichtbogenöfen hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Stahl wird durch das Schmelzen von Stahlschrott, direkt reduziertem Eisen (DRI), Heißbriketteisen (HBI, komprimiertes DRI) oder Roheisen in fester Form in einem Elektrolichtbogenofen (EAF) hergestellt. Zum Schmelzen des Stahlschrotts im EAF-Verfahren wird eine Graphitelektrode verwendet. Graphit wird aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit für die Elektroden verwendet. Im EAF kann die Elektrodenspitze eine Temperatur von 1650 °C erreichen, was 50 Prozent der Sonnenoberflächentemperatur entspricht. Der Durchmesser und die Länge der Elektroden reichen von 75 mm bis 750 mm bzw. bis zu 2800 mm. Derzeit macht EAF-Stahl in China etwa 10 % des Gesamtmarktanteils aus. Es wird jedoch erwartet, dass sich diese Situation aufgrund der zunehmenden Verfügbarkeit von Stahlschrott im Land und staatlicher Förderprogramme für dessen Nutzung ändern wird. Aufgrund der oben genannten Faktoren wird erwartet, dass die Nachfrage nach Graphitelektroden für EAF-Anwendungen im Prognosezeitraum stetig steigen wird.

Der Sauerstoffblasofen ist ein Behälter, mit dem Stahlhersteller flüssiges Eisen in Stahl umwandeln, indem sie den größten Teil des restlichen Kohlenstoffs, Siliziums und anderer Verunreinigungen ausbrennen, die im Eisen zu etwa 6 %, im Stahl jedoch zu weniger als 1 % enthalten sind. Der im Sauerstoffblasofen ablaufende Prozess wird als Sauerstoffblasstahlherstellung bezeichnet. Der Begriff bezieht sich auf die Verwendung von Flussmitteln wie Kalk oder …DolomitDie in Sauerstoffblasverfahren eingesetzten Elektroden dienen der Aufrechterhaltung eines alkalischen pH-Werts bzw. eines chemisch basischen Milieus im Ofen. Allerdings werden bei der Produktion im Sauerstoffblasverfahren (BOF) Graphitelektroden verwendet, jedoch nur, um den Rohstahl im flüssigen Zustand zu halten. Daher sind die Elektroden kleiner und erfüllen nicht die hohen Anforderungen an die Spezifikationen von Elektrolichtbogenofen-Elektroden. Die in BOF-Anlagen verwendeten Elektroden werden üblicherweise als Pfannenelektroden bezeichnet.

Regionale Einblicke

Asien-Pazifik: Dominante Region

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Markt für Graphitelektroden und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein deutliches Wachstum verzeichnen. Diese Entwicklung ist auf die expandierende Stahlindustrie in China und Indien zurückzuführen. Graphitelektroden sind ein entscheidender Bestandteil des Stahlherstellungsprozesses. Sie dienen als primäre Wärmequelle in Elektrolichtbogenöfen, um Altmetall einzuschmelzen und neuen Stahl zu erzeugen. Der rasante Infrastrukturausbau in diesen Ländern steigert die Stahlnachfrage und treibt damit das Marktwachstum im Prognosezeitraum an. So hat China beispielsweise laut Sekundärforschung im Jahr 2021 3,65 Billionen RMB (573 Milliarden USD) an Staatsanleihen (SPBs) für lokale Verwaltungen bereitgestellt, von denen 97 % bis zum 15. Dezember 2021 ausgegeben wurden. Darüber hinaus wird für den asiatisch-pazifischen Raum aufgrund der steigenden Investitionen regionaler Industrieunternehmen ein enormes Wachstum im Prognosezeitraum erwartet. Beispielsweise investierte JSW Steel im Oktober 2021 150 Milliarden INR in den Bau eines Stahlwerks in Jammu und Kaschmir sowie in die Kraftstoffproduktion in der Region. Die genannten Faktoren begünstigen somit das Marktwachstum im Prognosezeitraum.

Für Nordamerika wird im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum erwartet. Nordamerika, insbesondere die Vereinigten Staaten, verfügt über eine gut ausgebaute Produktionsinfrastruktur, die die Entwicklung des Marktes für Graphitelektroden begünstigt. Die Region besitzt moderne Produktionsanlagen, Know-how und Technologien zur Herstellung von Graphitelektroden. Diese etablierten Kapazitäten ermöglichen es nordamerikanischen Herstellern, effizient hochwertige Graphitelektroden für Branchen wie die Stahl-, Aluminium- und Elektromobilitätsindustrie zu produzieren. Darüber hinaus ist das regionale Wachstum auf die steigende Stahlproduktion zurückzuführen. Schätzungen zufolge trug die amerikanische Eisen- und Stahlindustrie im Jahr 2017 mit über 520 Milliarden US-Dollar Umsatz und fast zwei Millionen Arbeitsplätzen zur US-Wirtschaft bei. Diese Beschäftigten verdienten fast 130 Milliarden US-Dollar an Vergütungen und Sozialleistungen. Die gesamten vom Sektor erhobenen Bundes-, Landes- und Kommunalsteuern beliefen sich auf 56 Milliarden US-Dollar. Eine robuste Produktionsinfrastruktur fördert Wettbewerbsfähigkeit, Innovation und Effizienz im Produktionsprozess. Sie ermöglicht es Herstellern außerdem, die Inlandsnachfrage zu decken und ihre Exportkapazitäten auszubauen, was zum Marktwachstum beiträgt.

Europa: Am schnellsten wachsende Region

Europa dürfte in den nächsten Jahren ein enormes globales Wachstum verzeichnen. Die Präsenz entwickelter Nationen wie Deutschland und Großbritannien wird das regionale Marktwachstum voraussichtlich ankurbeln. Deutschland gehört zu den zehn größten Stahlproduzenten der Welt. Im März 2021 betrug die Rohstahlproduktion der deutschen Werke 3,8 Millionen Tonnen, ein Anstieg von 14,8 % gegenüber dem Vorjahr. Im Jahr 2021 produzierte das Land 40,1 Millionen Tonnen Rohstahl, ein Plus von 12,3 % gegenüber 35,7 Millionen Tonnen im Jahr 2020. Von Januar bis März 2021 stieg die Stahlproduktion auf 10,2 Millionen Tonnen, ein Plus von 3,2 % gegenüber dem gleichen Zeitraum im Jahr 2020. Diese Trends dürften das Marktwachstum beschleunigen. Auch die wichtigsten Akteure in der Region stärken ihre Marktposition durch Partnerschaften, Fusionen und Übernahmen. So schloss beispielsweise die Jingye Group, ein führender chinesischer Stahlhersteller, im März 2020 die Übernahme der britischen Vermögenswerte von British Steel ab. Die Jingye Group hat Investitionen in Höhe von 1,2 Milliarden GBP zugesagt, um British Steel wettbewerbsfähiger und nachhaltiger zu gestalten. Diese Faktoren fördern das Wachstum des regionalen Marktes.

In Südamerika zählt Brasilien zu den größten Herstellern und Lieferanten von Graphitelektroden. Die weltweite Stahlproduktion ist aufgrund der hohen Verbrauchernachfrage und anderer Endverbraucherbranchen gestiegen. Laut dem brasilianischen Stahlverband Aço Brasil betrug die Rohstahlproduktion in Brasilien im September 2021 3,1 Millionen Tonnen, ein Anstieg von 15,3 % gegenüber dem Vorjahresmonat. In den ersten neun Monaten des Jahres 2021 erreichte die brasilianische Rohstahlproduktion 27,2 Millionen Tonnen, was einem Zuwachs von 20,2 % gegenüber dem gleichen Zeitraum im Jahr 2020 entspricht. Auch die Produktion von Walzprodukten stieg im selben Zeitraum um 28,7 % auf 20,1 Millionen Tonnen. Dies dürfte den Markt im Prognosezeitraum stützen.