石墨化是河流中游的能源消耗大户，将受到更多关注。以最常用的艾奇逊法为例，每吨电耗1-12000千瓦时，高于高能耗的三元阳极和铜箔。新石墨化能力的审批越来越严格，这可能会影响尚未批准的石墨化能力的扩大。国家发展改革委(NDRC)表示，将会同有关部门督促各省(区、市)建立在建、待规划、待存量“两高”项目清单，实施分类处置，以新增能源消费5万吨标准煤为界限，国家和地方加强分级管理。假设1千瓦时耗煤量为320g，5万吨标准煤能耗近1.6亿千瓦时，对应近1.3万吨石墨化项目。如果将审批权部分返还给NDRC，将会影响到后续尚未获批的石墨化产能扩建。

   从地域上看，国内阳极石墨化产能主要位于电价较低的地区，其中近40%集中在内蒙古，也分布在山西、四川、河北等地。以2021年10kV工业电价为例(人民币/千瓦时)。内蒙古、山西、四川、河北电价分别为0.4489、0.5082、0.5774、0.5481元/千瓦时，处于交通便利的中东地区电价较低地区。负极厂商整合扩大生产，增加供给。根据各厂商公布的综合产能规划，石墨化的自给率呈逐年上升趋势。据我们预计，以人造石墨为主的企业将在2023年实现70%以上的自给率。但审批成功率和进度余量趋紧，石墨化长期供应增长将受限。

   石墨具有层状结构，各层碳原子的sp2杂化轨道形成120度三配位平面六角网格，共价键合，碳原子间距为0.142nm，六角碳原子在平面网格中平行堆积，形成净六角的碳原子从上到下移位，直至碳原子位于六角中心，第三层碳原子的构型与第一层相同。由于其耐高温性和导电性，广泛应用于:

1)导电材料如高炉电极、锂电池负极等领域；

2)冶金坩埚、耐火砖等耐火材料；

3)耐磨和润滑材料，如塞环、密封圈和轴承等。石墨化是指将非石墨碳在保护介质中加热到2000℃以上，或者在高温电炉中与空气隔绝。由于物理变化，平面网络层中六方碳原子的堆积结构得到改善和发展，转变为具有石墨三维规则有序结构的石墨碳。

石墨化提高了产品的体积密度、导电性、导热性、耐腐蚀性和可加工性。石墨化是人造石墨阳极生产中的关键工序。石墨化主要应用于锂电池阳极用人造石墨、高炉/电解铝电极等领域。根据翔凤华的招股书，部分天然石墨还会经过高温处理，进一步提高石墨化程度，从而提高能量密度。影响石墨化的主要因素有原料、温度、时间、压力和催化剂。

1)原料:在高温下容易转化为石墨的无定形碳称为可石墨化碳(或可石墨化碳)。石油焦和针状焦是容易石墨化的碳。石墨化碳在碳化过程中一般经历熔融状态，其结构中的碳分子簇几乎相互平行。

2)温度决定石墨化程度。不同的碳材料具有不同的石墨化转变温度。石油焦一般在1700℃开始石墨化，而针状焦只有在2000℃左右才能进入石墨化转变阶段。加热温度越高，电阻率越低，相邻晶层之间的距离越接近理想石墨晶体的0.3354nm，石墨化程度越高。

3)时间:石墨化程度与高温停留时间也有一定关系。石墨化温度越高，进入石墨化稳定状态所需的时间越短，保温时间越长，电阻率越低，石墨化程度越高。此外，加压能明显促进石墨化；在一定条件下加入催化剂可以促进石墨化，如硼、铁、钛、键、镁及其某些化合物。迭代:坩埚炉-箱式炉-连续炉石墨化过程的关键环节是装炉。

    石墨化过程主要包括以下步骤:铺炉底、筑炉芯、装入负极材料前驱体和保温材料、送电、冷却、排出负极材料和副产物、包装。在装料过程中，通过不断优化炉内加工物料的装料方式，不断提高炉内空间的利用效率。在石墨加工行业，企业按加工物料的重量收费，炉空间利用效率的提高将增强企业的盈利能力。

   2021年8月，国家发改委发布了2021年上半年能源消费双控目标完成情况的晴雨表。与20Q1-3年相比，2021年各省能耗目标完成情况明显变差。青海、宁夏、广东、广西、福建等19个地区能源消费强度不降反升；此外，还有13个地区的能源消费总量控制目标处于一级和二级预警。从产业类别来看，石墨化所属的非金属矿物制品行业是高能耗、高能耗强度的行业，将在能源消费双控的指导下进行重点控制。截至2021年10月底，非金属矿物制品业能源消费占比7%，在制造业中排在国内消费、交通运输、仓储和邮政业之后，居第四位；从能源消耗强度来看，非金属矿物制造业每万元消耗2.39吨标准煤，仅次于黑色金属冶炼及压延加工业和气体生产和供应业。

目前广泛采用坩埚装料法和箱式装料法。

1)坩埚装料:将待处理的负极材料装入圆柱形石墨坩埚中，然后将坩埚放入炉中加热；同时，需要在坩埚之间填充石油焦作为导电材料和保温材料，在炉内形成电流回路。技术路线成熟，对装吸工序的复杂程度和坩埚在炉内放置的准确性要求适中，可操作性强。

2)箱式炉工艺将整个炉芯空间分成若干个等体积的小室，负极材料直接放置在由石墨板围成的小室内。通电后，腔室会自行加热，可用作容器或加热。箱式炉对石墨化工艺掌握和技术优化水平要求高，对箱板拼接精度要求高，装料和吸料操作难度大。在加热过程中，需要更精确地控制功率传输曲线和温度测量。连续过程开始被应用。连续法是指原料连续进入加热炉的过程，生产中不停电。石墨化产品需要经过一系列温区，在炉内移动加热，才能实现连续石墨化。坩埚装料法和箱式装料法需要间歇生产。每次向炉内投入一定量的原料，经高温加热后出料。以艾奇逊坩埚装料法为例。

   石墨化炉从清炉到装炉、通电加热、冷却、出料的生产周期长达12-14天，其中通电加热只需2-3天。虽然每个炉组有6-8个石墨化炉，但每个石墨化炉一个月只能周转2-2.5次，相应的效率较低。每种工艺方法都有自己的优缺点。目前以Acheson法为主，连续石墨炉是未来的方向。坩埚装料法:艾奇逊法应用广泛，耗电量大，需要大量电阻加热材料和保温覆盖材料，内部运输成本高。露天冶炼的废气收集难度大，但温度高、容量大、初效率高、石墨化程度高，适用于高端产品。内部石墨化工艺与Acheson石墨化工艺的主要区别在于不需要辅助材料辅助加热。将产品放在坩埚中并串联。电极从两端加热产品，产品本身通过电阻产生热量。分室炉加料法:与坩埚炉加料法相比，减少了生产辅料，降低了电耗和成本，提高了生产效率，但其容量、首效和石墨化度略逊于坩埚炉加料法。连续法:用最少的动力消耗，无生产辅料，连续生产下的成本大大降低，能源利用率高，环保性和一致性好，但产能、首效和石墨化度低，可应用于低端产品。如果能提高产品质量，有望成为未来的方向。根据负极材料的产品形态和参数要求，不同的石墨化炉有各自的应用场景。

   一般来说，艾奇逊炉和内串联炉由于加热温度高，石墨化率高。适合高端产品；箱式炉适用于中端产品；连续炉目前适用于低端产品。供给侧:双碳政策下，石墨化的长期供给增长将限制能耗，双控将有效支撑双碳政策。2021年4月，国家能源局发布《2021年能源工作指导意见》，提出单位国内生产总值能耗下降3%左右。2021年9月，国家发展和改革委员会(NDRC)发布了《提高能源消费强度和总量双控程度的规划》，提出了2025/2030/2035年的总体目标，坚决控制“双高”项目，加强和完善能源消费双控考核机制，同时推进能源消费指标市场化交易，从多方面完成能源消费控制，帮助实现二氧化碳排放峰值碳中和的目标。