来源：华宝财富魔方
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1.钢铁行业发展带动全球石墨电极需求增长
1.1.石墨电极简介
石墨电极是一种耐高温的石墨导电材料，是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料，称为人造石墨电极（简称石墨电极），以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极。石墨电极可传导电流及发电，从而熔化高炉中的废铁或其他原材料以生产钢铁及其他金属产品，主要用于钢铁生产。石墨电极是一种电阻率低并耐受电弧炉内热梯度的材料。石墨电极生产的主要特点是生产周期较长(通常持续三至五个月)、电能消耗大及生产工艺流程复杂。
石墨电极产业链上游原材料主要为石油焦、针状焦，原材料占石墨电极生产成本的比重较大，占比超过 65%，由于中国针状焦生产工艺和技术相对美日等国家仍存在较大差距，国产针状焦的品质难以保证，因此中国对优质针状焦的进口依赖度仍然较高，2018年中国针状焦市场总供给量为41.8万吨，其中进口针状焦达21.8万吨，进口占比超过50%；石墨电极的主要下游应用为电弧炉炼钢制造。
石墨电极常见的分类方式是根据其成品理化性质的不同进行划分在这一分类标准下，石墨电极可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和超高功率石墨电极。不同功率的石墨电极在原材料、电极电阻率、弹性模量、抗折强度、热膨胀系数、允许通过电流密度以及应用领域等方面有所不同。
1.2.国内石墨电极发展历史回顾
石墨电极主要应用于钢铁冶炼，中国石墨电极行业的发展基本与中国钢铁行业的现代化进程一致。中国石墨电极起步于20世纪50年代，从诞生至今经历了三个发展阶段：
2021年石墨电极市场有望逆转。2020年上半年受疫情影响，国内需求锐减，国外订单向后推迟，大量货源冲击国内市场，2020年2月份石墨电极价格出现了短暂上涨，但很快就硝烟四起，价格战纷争再次加剧。预计随着国内外市场的恢复，国内碳中和政策下电炉冶炼的增长，石墨电极市场有望逆转。2020年以来，随着石墨电极价格回落并趋于稳定，国内电炉炼钢对石墨电极的需求稳步上升，超高功率石墨电极出口量逐渐提高等因素，中国石墨电极行业市场集中度将稳步上升，行业发展逐步成熟。
2.石墨电极供需格局有望逆转
2.1.全球石墨电极价格波动较大
2014至2016年，由于下游需求转弱，全球石墨电极市场下行，石墨电极价格保持较低水平。作为石墨电极的主要原材料，针状焦价格在2016年跌至每吨562.2美元。由于中国是针状焦净进口国，中国的需求极大影响中国境外针状焦的价格。随着2016年石墨电极厂商因跌破制造成本线产能出清，社会库存到低点，2017年政策端取消地条钢中频炉，大量废铁流入钢厂电炉，致使中国石墨电极行业在2017年下半年需求突增，因对石墨电极的需求增加造成针状焦价格在2017年大幅上涨，并在2019年达每吨3769.9美元，较2016年涨幅达5.7倍。
近年来，国内政策端对于电弧炉短流程炼钢取代转炉炼钢的支持引导，推动了中国钢铁行业对石墨电极的需求增加。2017年起全球电弧炉钢市场复苏，导致全球石墨电极供应短缺。中国境外石墨电极的需求在2017年大幅上升，并且价格达至最高点。此后因出现过度投资、生产及购买，造成市场存库过多，石墨电极价格2019年平均售价暴跌。2019年超高功率石墨电极价格稳定在每吨8824.0美元，但仍然保持高于2016年之前的历史价格。
2020年上半年，新冠疫情导致石墨电极平均售价进一步下跌，国内针状焦价格从8000元/吨跌至8月底的4500元/吨，跌幅为43.75%。国内针状焦生产成本在5000-6000元/吨，多数厂家处于盈亏平衡点以下。随着经济复苏，国内石墨电极自8月开始产销情况好转，电炉钢开工率维持在65%，钢厂对石墨电极采购积极性回升，出口市场方面询单也逐步增加。石墨电极价格也自2020年9月开始有回升势头，石墨电极价格普遍调涨500-1500元/吨，出口价格更是出现实质性调涨。
进入2021年以来，受到河北地区疫情影响，大部分石墨电极厂停产，运输车辆也受到严控，当地石墨电极无法正常交易。国内石墨电极市场普通、高功率部分产品价格上行，市场上针状焦含量30%的UHP450mm规格主流价报1.5-1.55万元/吨，UHP600mm规格主流价报1.85-1.95万元/吨，涨幅在500-2000元/吨不等。原料价格上涨也对石墨电极价格形成支撑，目前国产煤系针状焦价格约7000元，油系约7800，进口价格约1500美金。据百川资讯，部分主流厂家2月份的货源已订完。因国内外主要原料供应企业4月集中检修，预计2021石墨电极在上半年仍有上涨空间，但随着成本增加，下游电炉冶炼需求端或将疲软，预计下半年石墨电极价格将保持平稳。
2.2.国内优质超高功率石墨电极增长空间大
海外石墨电极产量降低，产能以超高功率石墨电极为主。自2014年起至2019年，全球石墨电极产量（除中国以外地区）由80万吨减少至71万吨，复合年增长率为–2.4%。由于低产能厂房的拆除、长期环境整顿和再改造，中国境外产能及产量持续减少，产量和消耗量之间的缺口依靠中国出口石墨电极填补。从产品结构看，海外超高功率石墨电极产量约占所有石墨电极总产量（除中国以外地区）的90%。优质超高功率石墨电极主要用于不锈钢及特钢的生产，制造商对此类电极的密度、电阻率及灰分等理化指标要求极高。
中国石墨电极产量持续回升，优质超高功率石墨电极制造能力有限。中国石墨电极产量由2014年的57万吨减少至2016年的50万吨。自2017年起中国的产量回升，并在2019年达到80万吨。相较于全球石墨电极市场，国内厂商具备级别相对较低的超高功率石墨电极制造能力，但对于优质超高功率石墨，国内制造能力非常有限，2019年中国优质超高功率石墨电极的产量仅有8.6万吨，占比总产量约10%，与国外石墨电极产品结构差距明显。
从需求方面来看，2014-2019年全球（除中国以外地区）石墨电极的消耗量始终大于产量，且2017年之后，消耗量逐年增加。2019年全球（除中国以外地区）石墨电极的消耗量为89万吨。2014年至2015年，中国石墨电极的消耗量由39万吨减少至36万吨，优质超高功率石墨电极产量由2.38万吨减少至2.03万吨。2016至 2017年，由于中国钢铁市场产能逐步回升，电弧炉炼钢比重愈来愈高，同时钢铁制造商使用高端电弧炉的数量增加，优质超高功率石墨电极的需求在2019年增长至58万吨，其中优质超高功率石墨电极需求量达6.63万吨，2017-2019年CAGR达68%。石墨电极（尤其是高功率石墨电极）有望在供给端环保限产、需求端电炉钢渗透率推动下迎来供需共振。
3.短流程冶炼增长驱动石墨电极发展
3.1.新增电炉投放驱动石墨电极需求
钢铁行业是社会发展进步的支柱产业之一。近年来，全球粗钢生产保持稳步增长。钢铁在汽车、建筑、包装和铁路行业中的应用越来越广，全球钢铁消耗量也稳定增长。同时，钢铁产品质量提升，环保规定越来越多，部分钢铁厂商转向电弧炉钢制造，而石墨电极对电弧炉十分关键，从而提高了对石墨电极质量的要求。钢铁冶炼是石墨电极主要应用领域，占石墨电极消费总量的80%左右。钢铁冶炼中,电炉炼钢占石墨电极消费总量的50%左右，炉外精炼约占石墨电极消费总量的25%以上。在世界范围内，2015年世界电炉炼钢占粗钢总产量百分比为25.2%，美国、欧盟27国、日本分别为62.7%、39.4%、22.9%，而中国2015年电炉粗钢产量占总产量百分比为5.9%，远低于世界水平。长期来看，短流程技术相对长流程有明显优势，以电弧炉为主要生产设备的特钢行业有望快速发展，电炉钢原材料废钢资源未来发展空间较大，因此电弧炉炼钢有望快速发展，从而提振石墨电极需求。从技术看，电弧炉是短流程炼钢的核心设备，短流程炼钢技术在生产效率、环境保护、基建投资成本、工艺柔性等方面相对长流程炼钢技术有明显优势；从下游看，我国约70%的特钢及100%的高合金钢由电弧炉生产，2016年我国特钢产量占比仅为日本的1/5，高端特钢产量占比仅为日本的1/8。我国高端特钢未来发展将驱动电炉钢及电炉用石墨电极发展；因此我国钢铁资源蓄积量和废钢消耗量均有较大发展空间，未来短流程炼钢的资源基础雄厚。
石墨电极产量与电炉钢产量变化趋势一致，未来电炉钢产量增长将驱动石墨电极需求。根据世界钢铁协会和中国炭素行业协会数据，2019年我国电炉钢产量为127.4百万吨，石墨电极产量为74.21万吨。我国石墨电极产量、增长率与我国电炉钢产量、增长率密切相关。从产量上看，我电炉钢产量在2011年达到顶峰，随后则逐年下滑，而我国石墨电极产量也在 2011年后逐年萎缩。2016年工信部准入炼钢企业电炉约205台，产量4500万吨，占当年全国粗钢产量的6.72%，2017年新增127台，产量7500万吨，占当年全国粗钢产量的9.32%；2018年新增34台，产量1亿吨，占当年全国粗钢产量的11%；2019年，剔除淘汰50T以下电炉，全国新建及在产电炉大于355台，占比达到12.8%。我国电炉炼钢占比仍低于全球平均水平，但差距开始逐渐缩小。从增长率石墨电极产量增长率看，呈现波动下滑的趋势，2015年电炉钢产量下滑趋势减弱，石墨电极产量降幅也有所收窄。未来电炉钢产量占比增长空间较大，将驱动电炉用石墨电极的未来需求空间。
根据工信部发布的钢铁产业调整政策，明确提出“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，中国钢铁企业炼钢废钢比不低于30%。随着各领域“十四五”规划的开始制订，预计短流程占比提升有望进一步提升上游关键材料石墨电极的需求。
除中国外，美国、日本、韩国等全球主要产钢国家均以电炉炼钢为主，对石墨电极需求较多，而中国石墨电极产能占全球产能50%以上，这使得中国成为石墨电极净出口国。2018年中国石墨电极出口量达 28.7 万吨，同比增长 21.11%，维持增长态势，连续三年大幅度增长，预计中国石墨电极出口量有望至2023年增至39.8万吨，年复合增长率达5.5%。得益于行业技术水平的提高，中国石墨电极产品逐渐受到海外客户认可和接受，中国石墨电极企业的海外销售收入增幅明显。以中国石墨电极行业龙头为例，在石墨电极行业整体向好的背景下，方大炭素凭借其较为雄厚的产品竞争力，使石墨电极业务海外收入近两年来大幅提高，海外销售额由 2016 年在石墨电极全行业低谷时期的 4.3 亿元大幅上升至 2018年的38.3亿元，石墨电极业务海外营收占比超过公司总营收的30%以上，国际化程度日益提高。随着中国石墨电极行业技术水平和产品竞争力的不断提高，中国石墨电极将越来越受到海外客户认可和信赖，石墨电极出口量有望进一步上升，成为拉动中国石墨电极产量消化的关键因素。
3.2.环保政策叠加疫情影响致使石墨电极供给偏紧
电炉短流程炼钢较长流程碳排放减少。根据《废钢铁产业“十三五”规划》，与铁矿石炼钢相比，用1吨废钢铁炼钢可减少1.6吨二氧化碳的排放，可减少3吨固体废物的排放。钢铁工业中涉及到一系列工序，每道工序都会经过一系列的化学变化和物理变化过程，在生产所需产品的同时，会排出各种各样的残料和废物。通过测算，我们可以发现同样生产1吨板坯/方坯时，含有烧结流程的长流程会排放更多的污染物，含有球团流程的长流程次之，而短流程炼钢排放的污染物明显低于含有烧结流程的长流程及含有球团的长流程，说明短流程炼钢对环境更为友好。为了打赢蓝天保卫战，国内多省份相继发布冬春季错峰生产通知，对钢铁、有色、焦化、化工、建材、铸造等重点涉气行业企业做出错峰生产安排。其中，石墨电极所属的炭素、铁合金企业能耗、环保、安全达不到有关要求的，部分省份已明确提出将根据实际实施限产或停产。
3.3.石墨电极供需格局逐步转变
2020年上半年，受新冠肺炎疫情引起的全球性经济增速放缓及部分国家贸易保护主义影响，使得石墨电极在国内外市场的需求、销售价格均出现下滑，行业内石墨电极企业减产、停产、亏损的企业频现。从短中期看，除了我国对石墨电极需求有较大提升预期之外，疫情影响之下，海外石墨电极产能可能受限，这会进一步加剧石墨电极供给格局偏紧的局面。
2020年四季度以来石墨电极库存持续下降，企业开工率上升。2019年开始中国石墨电极市场整体供应相对过剩，石墨电极电极企业也在有效控制开工情况。2020年虽然全球经济下滑，国外钢厂受新冠疫情影响开工情况一般，但是中国粗钢产量仍然保持稳定增长态势。而石墨电极市场受市场货源较多的影响价格持续下行，石墨电极企业亏损较大，全国主要的一些石墨电极企业在2020年四、五月份已显著消耗掉前期库存，现阶段超高大规格市场货源也接近供需平衡点，即便需求保持不变，供求更紧张的日子很快就会来到。
废钢消耗量快速增长推动需求提升。废钢消耗量从2014年的8829万吨上升到2018年的18781万吨，CAGR达20.8%,随着国家对于废钢进口政策的放开，以及电炉冶炼的占比提升，预计废钢消耗量将保持快速上升。另一方面，因废钢价格主要受到海外需求影响定价，2020年下半年因受到中国开始进口废钢的影响，海外废钢价格上涨明显，目前废钢的价格虽然处于高位，2021年以来已经开始回调，海外因疫情影响导致的需求下降预计会持续影响废钢下降，预计2021年上半年废钢价格将震荡下行，这也有利于电炉开工率的提高及石墨电极的需求提升。
2019及2020年全球电炉钢和非电炉钢总需求分别为137.68万吨、147.23万吨，预测未来5年内全球的总需求将进一步上升，并于2025年达到210.44万吨左右。其中电炉钢需求占绝大部分，经测算，预计2025年达到180.95万吨。
2019及2020年全球石墨电极需求分别为137.68万吨、147.23万吨，预测未来5年内全球的总需求将进一步上升，预计于2025年达到210.44万吨左右。同时，2021及2022年全球石墨电极供给分别过剩2.67和1.60万吨，2023以后将出现供不应求的现象，缺口为-1.79万吨、-3.90万吨以及-2.40万吨。
2019及2020年全球超高功率石墨电极需求分别为90.87万吨、98.64万吨，预测未来5年内全球的总需求将进一步上升，并于2025年达到160.08万吨左右。同时，2021及2022年全球石墨电极供给分别过剩7.75和6.15万吨，2023以后将出现供不应求的现象，缺口为-0.08万吨、-2.63万吨以及-6.73万吨。
2020年下半年至2021年1月，全球超高功率石墨电极价格由27000/吨下降至24000/吨左右，以当前价格预计头部企业仍可盈利1922-2067元/吨。2021年全球对超高功率石墨电极的需求量将进一步上升，尤其出口回暖有望持续拉动超高功率石墨需求，石墨电极开工率将持续攀升，预计2021年的超高功率石墨电极价格将于下半年之前提高到26000/吨，利润将提升至3922-4067元/吨。随着未来对超高功率石墨电极的总需求的持续上升，盈利空间将会进一步增大。
自2021年1月至今，全球普通功率石墨电极价格为11500-12500元/吨，按当前成本及市场价格估计，目前普通石墨电极盈利为-264至-1404元/吨，仍为亏损状态。目前的普通功率石墨电极价格已经由2020年第三季度的10000元/吨升至目前的12500元/吨，随着全球经济逐渐开始复苏，尤其是碳中和政策下，电炉钢需求迅速提升，废钢的消耗量持续增长，普通石墨电极的需求量也会随之大幅上升。预计2021年第三季度的普通功率石墨电极价格将会提高至成本以上，实现盈利。随着未来全球对普通功率石墨电极的总需求持续上升，盈利空间也会逐渐扩大。
4.国内石墨电极行业竞争格局
石墨电极行业的中游为石墨电极生产企业，参与者主要为民营企业，中国石墨电极产量占全球石墨电极产量的 50%左右。作为中国石墨电极行业龙头企业，方大炭素的石墨电极中国市场占有率超过 20%，石墨电极产能位居全球第三。产品质量方面，中国石墨电极行业头部企业已具备较强的国际竞争力，产品技术规格基本达到国外竞争对手同类产品水平。石墨电极市场存在分层现象。超高功率石墨电极市场主要由行业头部企业占据，前四家企业占据超高功率石墨电极市场 80%以上的份额，行业集中度较为明显。
在超高功率石墨电极市场，中游的大型石墨电极企业对下游炼钢行业的议价能力较强，要求下游客户款到发货，不提供账期。高功率和普通功率石墨电极由于技术门槛相对较低，市场竞争激烈，价格竞争现象凸显。在高功率和普通功率石墨电极市场，面对下游集中度较高的炼钢行业，中小型石墨电极企业对下游的议价能力较弱，以向客户提供账期甚至是降价的方式争夺市场。此外，受到环保收紧因素的影响，中游企业产能大幅受限，行业整体产能利用率低于70%。部分企业甚至出现被勒令无限期停产的现象。若出现石墨电极下游钢铁、黄磷等工业原料冶炼行业景气度下降，石墨电极市场需求受限，且石墨电极价格无明显上升的情况，经营成本的提高将导致不具备核心竞争力的中小企业生存愈发艰难，逐渐退出市场或被大型石墨电极或钢铁企业收购。
2017年后，随着电炉炼钢盈利快速提高，电炉炼钢耗材石墨电极的需求和价格也快速上升，石墨电极行业整体毛利大幅增加，行业内各企业进而不断扩大生产规模，部分此前退出市场的企业也逐渐重新投产。从石墨电极整体产量来看，行业集中度出现下滑，以石墨电极龙头方大炭素为例，其整体市场占有率由 2016年的30%左右下滑至 2018年的25%左右。然而就石墨电极具体细分类别产品而言，行业市场竞争出现分化。由于超高功率石墨电极技术要求较高，具备相应技术实力的行业头部企业通过释放产能，其超高功率产品市场占有率进一步提高，前四家头部企业占超高功率产品市场份额超过 80%。在对企业技术要求较低的普通功率和高功率石墨电极方面，技术实力偏弱的中小企业重新加入市场和扩产导致该市场竞争逐渐激化。
经过几十年的发展，通过对石墨电极生产工艺技术的引进消化吸收，中国大型石墨电极企业已掌握了石墨电极生产的核心技术，石墨电极的生产工艺和技术水平与海外竞争对手相当，且凭借着高性价比的优势，中国石墨电极企业在全球市场竞争中的地位日益凸显。
5.投资建议
供给端看，石墨电极行业集中度仍有提升空间，环保限产提高电炉炼钢比例，利好石墨电极行业整体发展。需求端看，出于提升生产率、降低能耗的考虑，未来100~150 吨超高功率电弧炉是主流发展方向，发展超高功率电弧炉是大势所趋。大规格超高功率石墨电极作为超高功率电弧炉的主要材料之一，其需求量在此需求的推动下，有望进一步增加。
过去两年石墨电极行业景气度下行，国内石墨电极龙头公司业绩在2020年显著下滑，整体行业处于低预期、低估值阶段，但我们认为随着行业基本面的改善，以及石墨电极价格逐步回归合理水平，行业龙头企业业绩将充分受益随着石墨电极市场触底反弹。未来我国短流程炼钢发展空间较大，从而利好短流程电弧炉用石墨电极的发展，建议重点关注石墨电极领域龙头企业。
6.风险提示
我国电炉炼钢行业占比不及预期；石墨电极原材料价格出现较大波动。
