Thị trường Graphit

ThS. Nguyễn Bảo Linh
 
Mở đầu
Graphit là một dạng thù hình của cacbon, kết tinh trong hệ lục phương (hình 1), có các dạng: Tinh thể dạng vảy, vô định hình và ẩn tinh, rất ít khi nguyên chất, thường chứa một số tạp chất. Graphit có màu xám thép đến đen, vết vạch đen, ánh kim mạnh. Graphit có độ cứng 1 - 2 theo thang độ cứng mosh, những miếng mỏng thì dẻo, sờ vào mỡ màng làm đen giấy và tay. Cát khai hoàn toàn, tỷ trọng 2,1 - 2,3 g/cm3. Nhiệt độ nóng chảy khoảng 3550oC trong điều kiện không có oxy hóa, phân hủy ở hơn 600oC trong điều kiện có oxy hóa. Do đặc điểm cấu trúc tinh thể nên graphit có nhiều thuộc tính giống với kim loại như dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, hòa tan được trong kim loại nóng chảy tạo ra các ôxít lưỡng tính. Graphit là phi kim duy nhất có một số đặc tính hoá lý giống kim loại.

Hình 1. Cấu trúc tinh thể của graphit
 
Các dạng tồn tại của graphit: Có hai loại graphit là graphit tự nhiên và graphit tổng hợp. Trong đó, graphit tự nhiên được khai thác từ các mỏ đá biến chất như đá cẩm thạch, đá phiến và đá gơnai, và từ sự tích tụ trong các mỏ dạng mạch. Graphit tự nhiên thường hình thành từ quá trình biến chất của các chất hữu cơ tích tụ trong đá trầm tích. Graphite tự nhiên tồn tại dưới ba dạng graphit vô định hình (amorphous graphite), graphit vảy (flake graphite/plumbago) và graphit mạch (vein graphite/ crystalline graphite). Đặc điểm của các loại graphit tự nhiên được thể hiện trong bảng 1. Ngoài ra còn có graphit tổng hợp hay còn gọi là graphit nhân tạo được tổng hợp từ vật liệu cacbon vô định hình.
Trữ lượng, sản lượng graphit trên thế giới: Theo số liệu thống kê của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ [USGS] năm 2019 Thổ Nhĩ Kỳ có trữ lượng graphit tự nhiên lớn nhất thế giới, khoảng 90 triệu tấn, tiếp theo là Trung Quốc 73 triệu tấn, Brazil 72 triệu tấn, Mozambique 25 triệu tấn, Tanzania 18 triệu tấn, Ấn Độ khoảng 8 triệu tấn và Việt Nam khoảng 7,6 triệu tấn.
Sản lượng graphit năm 2019 cho thấy Trung Quốc vẫn là nước sản xuất graphit lớn nhất thế giới với sản lượng 700.000 tấn, đứng thứ 2 là Brazil 96.000 tấn, tiếp đến Madagascar 47.000 tấn, Canada 40.000 tấn, Nga 25.000 tấn, Na Uy, Pakistan ...

Bảng 1.  Trữ lượng, sản lượng graphit của một số nước trên thế giới [USGS]
Tên nước Sản lượng graphit qua các năm (tấn) Trữ lượng
2019 (tấn)
2015 2016 2017 2018 2019
Úc - - - 1.000 1.000  
(3)
Brazil 80.000 95.000 90.000 95.000 96.000 72.000.000
Canada 30.000 30.000 40.000 40.000 40.000 (3)
Trung Quốc 780.000 780.000 625.000 693.000 700.000 73.000.000
Ấn Độ 170.000 149.000 35.000 35.000 35.000 8.000.000
Bắc Triều Tiên 30.000 6.000 5.500 6.000 6.000 2.000.000
Madagascar 5.000 8.000 - 46.900 47.000 1.600.000
Mexico 22.000 4.000 9.000 9.000 9.000 3.100.000
Mozambique - - 300 104.000 100.000 25.000.000
Na Uy 8.000 8.000 15.500 16.000 16.000 600.000
Pakistan - 14.000 14.000 14.000 14.000 (3)
Nga 15.000 19.000 17.000 25.200 25.000 (3)
Thổ Nhĩ Kỳ 32.000 4.000 2.300 2,000 2,000 90.000.000
Ucraina 5.000 15.000 20.000 20.000 20.000 (3)
Việt Nam - 5.000 5.000 5.000 5.000 7.600.000
Zimbabwe 7.000 6.000 1.580 2.000 2.000 (3)
Các nước khác 1.000 2.000 1.900 200 200 (3)
Tổng cộng 1.190.000 1.150.000 897.000 1.120.000 1.100.000 300.000.000
Ghi chú: (3)bao gồm trong  tổng trữ lượng của cả thế giới

Khái quát thị trường graphit: Giá trị sản phẩm graphit trên thị trường toàn cầu được dự đoán sẽ đạt khoảng 27 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025, tăng hơn 9 tỷ đô la Mỹ so với giá trị thị trường ước tính trong năm 2018 [theo statista].
Graphit vảy sẽ tiếp tục chiếm thị phần từ graphit vô định hình, vì các ứng dụng công nghệ cao trở nên quan trọng hơn và nguồn cung của graphit vảy tăng mạnh. Đặc biệt, sự quan tâm của thị trường đối với graphit vảy đã tăng lên đáng kể cùng với sự gia tăng của pin lithium ion, được sử dụng trong các phương tiện điện tử và động cơ điện. Trong thế giới ngày nay, graphit còn được coi là vật liệu chiến lược quan trọng trong nền kinh tế công nghệ xanh mới nổi (còn gọi là Thời đại Carbon) bao gồm những tiến bộ về lưu trữ năng lượng, xe điện, quang điện và điện tử.
Thị trường graphit trên thế giới trong những năm gần đây đã có nhiều biến động theo chiều hướng gia tăng mạnh nhu cầu sử dụng graphit trong các ngành pin và điện cực. Trong khi đó, nguồn cung của thế giới chưa đáp ứng đủ nhu cầu, dẫn đến giá graphit luôn ở mức cao. Giá graphit vảy cao đã thúc đẩy sự phát triển ngành sản xuất và chế biến graphit ở các nước khác bên ngoài Trung Quốc.

Hình 2: Graphit trên thế giới từ năm 2015 dự kiến đến năm 2025

Châu Á - Thái Bình Dương là khu vực lớn nhất trong thị trường graphit toàn cầu, chiếm 70,2% năm 2018. Tiếp theo là Tây Âu, Bắc Mỹ và các khu vực khác. Trong tương lai, các khu vực tăng trưởng nhanh nhất trong thị trường graphit sẽ là Đông Âu và Châu Phi, nơi tăng trưởng sẽ ở mức lần lượt là 3,0% và 2,9%. Tiếp theo là châu Á-Thái Bình Dương và Bắc Mỹ, nơi các thị trường graphit dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng lần lượt là 2,6% và 2,5% [https://www.kenresearch.com/blog/2020/01/graphite-market-opportunities/].
Trung Quốc đứng đầu thế giới về sản lượng graphit. Trung Quốc sản xuất 83% lượng graphit tự nhiên và 70% lượng graphit nhân tạo của thế giới (theo số liệu năm 2017 của Công ty SGL Carbon). Trong năm 2019, Trung Quốc đã sản xuất hơn 60% lượng graphit của toàn thế giới. Bắc Mỹ chỉ sản xuất 4% nguồn cung graphit thế giới ở Canada và Mexico [USGS].
Trong năm 2018 và 2019, có sự tăng trưởng mạnh mẽ về nhu cầu đối với graphit hình cầu - sản phẩm trung gian được chế biến từ graphit vảy để sử dụng cho cực dương pin lithium-ion. Tuy nhiên, sản xuất graphit hình cầu ở quy mô thương mại vẫn chủ yếu ở Trung Quốc, do chi phí sản xuất ở các nước khác cao và việc sử dụng axit mạnh và các hóa chất khác trong sản xuất gây ảnh hưởng đến môi trường. Một số công ty khác trên thế giới cũng đang cố gắng phát triển chuỗi cung ứng graphit hình cầu, trong đó sử dụng các phương pháp thân thiện hơn với môi trường, nhưng vẫn chưa chứng minh được khả năng cạnh tranh với Trung Quốc ở quy mô thương mại.
Nhu cầu thế giới về graphit tự nhiên và tổng hợp (bao gồm cả sợi cacbon) tăng 5,8% mỗi năm lên 4,2 triệu tấn trong năm 2018, với giá trị thị trường gần 30 tỷ USD. 
Đại dịch Covid-19 đã phá vỡ sự ổn định giá graphit. Giá graphit vảy đã giảm trong bối cảnh nhu cầu giảm do ảnh hưởng của các biện pháp được sử dụng để chống lại đại dịch Covid-19.
Đánh giá mới nhất của Fastmarkets về giá graphit vảy, 94% C, -100 mesh, giá fob Trung Quốc, đã giảm khoảng 1,9% xuống còn 530 USD/tấn vào ngày 23 tháng tư năm 2020, sau tám tháng ở mức 540 USD/tấn.
Kết luận
Nghiên cứu thị trường graphit trên thế giới và ở Việt Nam cho thấy đây là một thị trường đầy tiềm năng, tăng trưởng ổn định. Nhu cầu sử dụng graphit cho các ngành sản xuất sẽ ngày càng gia tăng, đặc biệt là nhu cầu graphit để sản xuất pin và graphit mở rộng có tốc độ tăng nhanh nhất. Tuy nhiên thị trường hiện nay đòi hỏi graphit có hàm lượng cacbon cao ít nhất từ 94% C trở lên, nhu cầu đối với graphit có hàm lượng <90%C đang ngày càng giảm, đặc biệt đối với những ứng dụng graphit trong lĩnh vực công nghệ cao và nhiều tiềm năng như pin Litium và graphit mở rộng còn yêu cầu sản phẩm graphit với độ tinh khiết lên tới > 99%C. Graphit có hàm lượng cao và kích thước vảy lớn thì mức giá càng cao.

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5