石墨具有层状结构，各层面中碳原子 sp2 杂化轨道形成互成 120°的三配位平面六角网格， 呈共价键结合，碳原子间距为 0.142nm。

  六角碳原子平面网格平行堆叠，构成网状六角形的碳原子在上下面相互平移到碳原子位于六角形的中心而有所错开，第三层碳原子的配置和第一层相同。

  石墨化是指非石墨质炭在高温电炉内保护性介质中或隔绝空气的情况下，把制品加热到2000℃以上，因物理变化使六角碳原子平面网状层堆叠结构完善发展，转变成具有石墨三维规 则有序结构的石墨质炭。

  石墨化提升了产品的体积密度、导电率、导热率、抗腐蚀和抗老化性能及机械加工性能。石墨化是人造石墨负极生产的全部过程中的关键工序。

  根据翔丰华招股说明书，部分天然石墨也会通过高温处理，逐步提升石墨化程度，从而提升能量密度。

  1）原料：在高温下容易转化成石墨的无定形碳称为易石墨化炭（或称为可石墨化炭）。

  石油焦、针状焦等属于易石墨化炭。易石墨化炭在炭化制备过程中一般经历了溶融状态，其结构中碳分子簇团接近相互平行排列。

  石油焦一般在 1700℃就开始步入石墨化，而针状焦则要在 2000℃左右才能进入石墨化的转化阶段。加热温度越高，电阻率越低、相邻晶层间距越接近理想石墨晶体的0.3354nm，石墨化程度越高。

  石墨化程度和高温下的停留时间也有一定的关系，石墨化温度越高，进入石墨化稳定状态需要的时间越短，保温时间越长，电阻率越低，石墨化程度就越高。

  另外，加压对石墨化有明显的推动作用；催化剂在一定条件下的添加，能够在一定程度上促进石墨化的进行，如硼、铁、娃、钛、键、镁及其某些化合物等。

  石墨化工艺流程最重要的包含铺炉底、砌炉芯、负极材料前驱体及保温料体装炉、送电、冷却、负极材料及副产品出炉、包装等步骤。

  对于装炉环节而言，通过一直在优化炉内加工材料的装炉方式，炉内空间的使用效率将不断提高。

  石墨化加工行业中，企业按照加工物料重量收费，炉内空间使用效率的提高将提升企业盈利能力。

  1）坩埚装炉将待加工的负极材料装填于圆柱形的石墨坩埚中，再将坩埚摆放于炉内加热，同时需在坩埚间填充石油焦作为导电材料及保温料使炉内构成电流回路。

  该技术路线成熟，装炉料、吸料工序复杂程度及炉内坩埚摆放精度要求适中，可操作性较强。

  2）厢式炉工艺将整个炉芯空间分成若干个等容积腔室，负极材料直接放置在石墨板材所围成的厢体中，厢体通电后自身发热，既作为容器也可以加热。

  厢式炉对石墨化工艺掌握程度及技术优化水平要求比较高，厢板拼接的精度要求高，装料吸料操作难度加大，加热过程需更加精确地控制送电曲线及温度测量。

  连续法是指原材料连续进入加热炉中，生产中没有断电的过程，石墨化的产品需要经过一系列的温区，在炉中移动加热，以此来实现连续石墨化。

  坩埚装炉法和厢式装炉法需要间歇性生产，每次放入炉中固定数量的原材料，待高温加热完成后出炉。

  以坩埚装炉的艾奇逊法为例，一台石墨化炉从清炉开始到装入制品、通电加热、冷却、卸出产品，生产周期长达 12-14 天，而其中通电加热只需 2-3 天，虽然每台炉组有 6-8 台石墨化炉，但每台石墨化炉在一个月内只能周转 2-2.5 次，相应的效率较低。

  应用较多的是艾奇逊法，其耗电量大，需要大量的电阻加热料和保温覆盖料，内部运输成本比较高，敞开冶炼带来废气难以收集，但由于温度可保持较高，容量高，首次效率高，石墨化度较高，适用于中高端产品。

  内串式石墨化工艺与艾奇逊石墨化工艺的主要区别是不需要辅料协助加热，产品放入坩埚并串联，由电极从两端对产品加热，产品本身电阻产热。

  相比坩埚法而言减少了生产辅料，耗电量下降、成本降低，生产效率提升，但容量、首效和石墨化程度略逊于坩埚装炉法。

  耗电最少，无生产辅料，连续生产下的成本大幅度降低、能量利用率较高，环保，一致性好，但容量、首效和石墨化程度较低，可应用于中低端产品，若产品的质量能得以提高，则有望成为未来的方向。

  一般而言，艾奇逊炉和内串炉由于加热温度高，石墨化率高。适用于高端产品；厢式炉适用于中端产品；连续炉当前适用于低端产品。

  根据山河智能公告，坩埚艾奇逊炉、厢式炉和连续石墨炉的耗电约为 10000-12000、7000-8000 和 5500kWh/万吨。

  以尚太科技为例，100%石墨化自供率下，其负极材料电费 2018-2020 年在其成本中占比约为 28-29%。

  从负极公司角度看，石墨化加工费在人造石墨成本中占比较高。鑫椤锂电口径下，石墨化成本占比达到 55%左右，相比去年上升 10 个百分点左右。

  目前负极材料石墨化成本每增加 10000 元/吨，负极材料成本就至少增加 5000 元/吨。

  2020 年 9 月 22 日，联合国上提出我国力争于 2030 年实现“碳达峰”，2060 年达到“碳中和”的远大目标。

  2021 年 3 月，“碳达峰、碳中和”目标被纳入我国十四五规划及 2035 年远大目标中。能耗双控将有效支持双碳政策。

  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降低 3%左右。

  2021 年 9 月，发改委发布《完善能源消费强度和总量双控制度方案》，提出 2025/2030/2035 总体目标，对“双高”项目予以坚决管控，强化完善能耗双控考核机制，同时推行用能指标市场化交易，从多方面完成能耗控制以协助完成碳达峰碳中和的目标。

  2021 年 8 月，发改委发布《2021 年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》，与 20Q1-3 相比，各省能耗目标完成情况在 2021 年显著较差。青海、宁夏、广东、广西、福建等 19 个地区能耗强度不降反升；另外亦有 13 个地区能耗总量控制目标处于一、二级预警。

  从工业门类上看，石墨化属于的非金属矿物制品业属于高能耗量占比和高能耗强度行业，在能耗双控指引下，将受到重点管控。

  截止 2021 年 10 月底，非金属矿物制品业能耗量占比 7%，剔除生活消费和交通运输、仓储和邮政业后，在制造业中占比排名第 4；从能耗强度上看，非金属矿物制造业每万元耗用 2.39 吨标准煤，仅次于黑色金属冶炼及压延加工业和燃气生产和供应业。

  石墨化在中游材料中属于耗能大户，将受到着重关注。以最常用的艾奇逊法为例，单吨耗电量为 1-1.2 万度，高于高耗能的三元正极和铜箔。

  发改委表示，将会同有关部门，督促各省（区、市）建立在建、拟建、存量“两高”项目清单，实行分类处置，并以新增能耗 5 万吨标准煤为界限，国家、地方分级加强管理。

  假设 1 度电煤耗 320 克，5 万 吨标准煤能耗近 1.6 亿度电，对应近 1.3 万吨石墨化项目。

  从地域上看，国内负极石墨化产能主要位于电价较低地区，其中近 40%集中在内蒙古地 区，在山西、四川、河北等地也有分布。

  以 2021 年 10kV 级大工业电价为例（元/kwh），内蒙古、山西、四川和河北的电价分别为 0.4489、0.5082、0.5774、0.5481 元/kWh，在交通便利的中东部属电价较低区域。

  负极厂商一体化扩产，增加供给。从各厂商公告的一体化产能规划来看，石墨化自供率逐年呈上涨的趋势，依照我们估计，专注于人造石墨的企业 2023 年目标将实现自供率 70%以上。 但审批成功率和进度边际收紧，石墨化长期供应增长将有限。

  2.2. 需求端：终端需求旺盛，未来 5 年国内负极和石墨化需求年化复合增速达 45%

  此前石墨化加工的下游应用主要为石墨电极，石墨电极主要使用在于电炉钢和精炼钢领域。

  1）2011-2015 年开始钢材市场价格综合指数进入下行通道，对应的石墨电极出厂价也逐步降低，低端高功率 500mm 石墨电极出厂价从 2013 年底的 15250 元/吨下降至 2015 年底的 12000 元/吨，长期低迷，带动石墨化加工价格下行。

  2）2016 年开始，石墨化加工价格会出现上涨，一方面由于 2015 年新能源车迅速增加，至 2016 年达到足够规模，拉动石墨化需求；

  另一方面，2015 年开始，钢价进入反弹通道，2017 年国家取缔地条炼钢导致石墨电极需求大幅度的增加，进一步抬升石墨电极价格，从而带动石墨化加工价格上升。

  3）2018 年，石墨化价格回落，一方面由于此前价格较高，石墨化外协厂和负极厂商自建产能落地，供给增加；另一方面，石墨电极价格随钢价回落也快速下跌，影响石墨化价格。

  根据百川盈孚数据，国内高端、低端石墨化价格已由 2020 年 11 月初的 1.5、1.2 万元/吨上升至当前的 2.5、2.2 万 元/吨，一年内涨幅达到 66%、83%。

  乐观假设情况下，若明后年石墨化产能开工率为 60%，我们预计 2022-2023 年将出现紧平 衡，石墨化供给盈余分别为 10.4 和 4.9 万吨；悲观假设情况下，若明后年各厂商此前预计的石墨化产能达产没有到达预期，开工率达到 50%，则石墨化将出现 0.7 和 9.3 万吨的缺口。

  负极格局相对分散，已形成四大三小局面，2020 年 CR5 为 71%，仍有提升空间。负极产品系列较多，除了人造石墨和天然石墨分类外，面对消费、动力客户，不一样的客户在倍率、容 量等不同参数上侧重不同，格局仅好于三元正极。

  根据前瞻研究院数据，2020 年全球 TOP9 锂电负极材料厂商中有 7 家为国内企业。TOP5 分别为璞泰来（12%）、贝特瑞（10%）、杉杉股份（10%）、凯金能源（7%）、浦项（5%）。

  根据尚太科技招股说明书，当 2020 年石 墨化加工单价在 1.24 万元/吨的历史低位，若公司石墨化自供率从 50%提升至 70%，带来毛利 率提升 5.32pct。

  而当前石墨化加工单价已达到 2.2 万/吨左右，在当前石墨化价格水平下，自供率差异将带来更大的毛利率优势。

  我们看好石墨化产能布局完善或未来能持续扩产的负极厂商形成成本优势，提升市占率。

  2021 年即将结束，部分地区距发改委能耗双控目标尚远，而新能源推广过程并非一蹴而就，部分地方政府通过“限产限电”措施限制高耗能公司制作，以完成年度能耗双控目标，9 月、10 月措施较为显著，此后适时纠偏，但长期看高耗能企业仍将受重点关注。

  例如：云南对其钢铁、水泥、黄磷、绿色铝、工业铝等行业提出明确限产规定；内蒙古对石墨电极、焦炭、火电、铁合金、电石、虚拟货币挖矿、钢铁等行业部分产能提出退出时间表。

  2021 年 1-9 月，动力电池产量接近翻倍增长，而负极产量增速有限，石墨化扩产更少。

  石墨化产能 2020 年扩产 3.8 万吨，21Q1-3 扩产 12.5 万吨，相加不及 2019 年全年新增产能水平；负极材料月产量从 2021 年的 4.7 万吨提升至 9 月的 6 万吨，，其中 6-9 月产量维持在 6 万吨左右；而动力电池产量从 1 月的 12GWh 已提升至 9 月的 23GWh，接近翻倍增长。

  根据 GGII 数据，9 月整体限电将影响石墨化产能 30%以上，预计 10 月影响幅度将超过 50%，再加上云南、四川限电，以及其他各地区的环保、限电影响，石墨化产能将持续紧张。

  国内石墨化产能占比 40%的内蒙古地区，受环保和限电政策影响，部分小的石墨化加工厂已 被迫停产，大厂开工率也不足，造成石墨化供应紧张，减产约 40%，其中头部负极企业整体 影响 10-20%，中小企业无奈关闭。

  而山西、陕西等地域双控政策相对宽松，对石墨化产能影响有限，预计整体石墨化产能影响约 25%。

  根据中国气象局预计，今年 7 月以来，赤道中东太平洋海温持续下降，预计 10 月进入拉尼娜状态，并于冬季形成一次弱到中等强度的拉尼娜事件，气温低于往年，同时叠加传统能源限产带来采暖保供压力巨大，限产预期较强。

  2）22 年初冬奥会来临，参考以往大型活动的环保限产政策，北京周边产能可能进一步收缩供给。

  近日，唐山市大气污染防治工作领导小组办公室发布关于征求《唐山市 2022 年北京冬奥会和冬残奥会空气质量保障实施方案》意见的通知（以下简称《意见稿》），内容主要是对钢铁企业的高炉及配套的焦化、石灰进行不同比例的停限产，并禁止国五及以下重卡的运输，时间自方案发布之日起至 2022 年 3 月 13 日。

  除此以外，京津冀蒙等北京周边地区的高耗能高排放企业均可能面临限产限电影响。

  电价浮动范围加大，高耗能行业可由市场交易形成电价。10 月 8 日，国常会指出，将市场交易电价上下浮动范围由分别不超过 10%、15%，调整为原则上均不超过 20%，并做好分类调节，对高耗能行业可由市场交易形成价格，不受上浮 20%的限制。

  次日，南方电网即宣布，自 10 月 1 日起，广东执行峰谷分时调整与尖峰电价的新政策。其中针对非居民用电，将执行尖峰电价——峰段电价基础上上浮 25%，即平段电价的 2.125 倍。包括内蒙、河北、山西和四川等石墨化大省的 17 个省市已响应国家号召，下发通知调整电价。电价市场化节奏加快，市场煤和计划电的矛盾问题持续多年，时至今日，各省纷纷出台政策调整电价，电价市场化的脚步已经势不可挡。

  1）7 月 23 日，内蒙古工信厅、发改委发布了《关于明确蒙西地区电力交易市场行情报价浮动上限并调整部分行业市场交易政策相关事宜的通知》，规定自 8 月起，蒙西地区电力交易市场燃煤发电电量成交价格在基准价基础上可以上浮不超过 10%。

  2）10 月 9 日根据 Mysteel 消息，内蒙古地区交易电价细则出台，其中铁合金企业电价普遍上调 0.2 元。高碳铬铁保障类 企业电价上涨至 0.62 元/度左右，其冶炼成本上涨约 700 元/50 基吨；限制类企业电价上涨至 0.744 元/度左右，其冶炼成本上涨约 840 元/50 基吨。目前内蒙地区高碳铬铁冶炼成本在 7600-8000 元/50 基吨，涨幅约达 12%。

  3）10 月 12 日，内蒙古发改委发布的《关于明确蒙西地区电力市场交易用户保底电价的通知》中提到，保底电价由电力用户相应用电电压等级的输配电价（两部制电价含基本电价）、目录销售电度电价（剔除政府性基金及附加）的 1.8 倍、政府性基金及附加构成，保底电价上浮 80%。

  10 月 23 日，河北省发改委发布关于调整我省目录销售电价有关事项的通知，其中称，取消河北电网、冀北电网工商业目录销售电价。

  建立电网企业代理购电机制，2021 年 12 月 1 日之前为过渡期，暂按原目录销售单价水平执行。

  有序放开全部燃煤发电电量上网电价，省内燃煤发电电量原则上全部进入市场，上网电价通过市场交易在“基准价+上下浮动”范围内形成。

  10 月 19 日，山西省发改委发布关于调整目录销售电价有关事项的通知，称取消山西电网、山西地方电网销售电价表中的工商业用电目录销售电价。

  10 月 14 日，四川省发改委发布关于转发《国家发展改革委关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》的通知，称自 2021 年 10 月 15 日起，省内燃煤发电市场化电量交易电价，在现行基准价 0.4012 元/千瓦时基础上上下浮动原则上不超过 20%。

  有序推动工商业用户全部进入电力市场，按照市场行情报价购电，取消工商业目录销售电价。

  国网四川省电力公司尚未同价的供区，由国网四川省电力公司研提取消工商业用户目录销售电价方案；地方电网供区，由地方电网研提取消工商业用户目录销售电价方案。

  我们假设大部分电费产生于石墨化过程中，石墨化成本中除电费外均为制造费用，包括了负极生产中的设备折旧和坩埚&电阻料损耗。

  根据尚太科技招股说明书，公司石墨化自供率 100%，2020 年尚太科技负极成本中石墨化 占比 40%，电费占比 28%；在石墨化中，电费占比 60-70%。

  以尚太科技 2020 年单位成本为例，假设电价上浮 5%~40%，负极售价保持不变，石墨化成本将上升 4%~28%，对应毛利率将从 38%下降至 37%~31%。

  供给端上，长期看，双碳大背景下的限电政策影响以及能耗指标趋严带来石墨化新增产能有限，原有产能受限；短期看，限电限产、北方供暖季和冬奥会带来供给减少；煤电供给偏紧下电价有上涨预期，21Q4现有石墨化产能能否满产面临挑战。

  供需格局差异下，石墨化自供率较高或已拿到石墨化扩产批复的企业将充分受益。

  有自给率高的人造石墨龙头璞泰来；短期受限电和环保影响小、长期能耗指标确定性强的中科电气；天然石墨占比高的负极龙头贝特瑞；老牌负极厂商杉杉股份；有天然/人造石墨双驱联动的翔丰华。

  我们估算公司 21Q2 销量为 2.5 万吨左右，21Q3 环比基本持平，全年销量将达到 10 万吨，内蒙 5 万吨和四川 10 万吨产能不断扩张，预计明年产能将超过 15 万吨，后年 25 万吨。

  21 年石墨化自供率约为 70%，领先行业，受限电等因素影响，石墨化供给紧张，公开市场加工费自年初以来涨幅接近 50%，公司自供率较高，受石墨化涨价影响较小，并可实现部分传导，保证 21Q3 单吨净利维持高位。

  展望未来，公司将通过箱式炉工艺革新、逐步提升自供率、产能布局低电价区域如四川内蒙等地，提升盈利能力。

  隔膜涂覆不断扩产，锂电设备业务在手订单充足。公司是国内涂覆隔膜加工龙头，主要配套 CATL 等的涂覆工艺，下游核心客户的真实需求旺盛带动涂覆业务高增。

  公司 21H1 出货 8 亿平， 我们估计 21Q3 出货约 5 亿平，全年将达到 18 亿平。

  公司积极扩产，预计 2022 年公司产能将 达到 40 亿平，2025 年达到 60 亿平。

  公司围绕涂覆在粘结剂、PVDF 等辅料上有布局，同时锂电涂布设备和基膜开发上也与涂覆业务互相协同。

  截止 21H1，公司锂电设备在手订单超 30 亿元，随着电池厂高速扩产，公司将充分受益。 考虑到公司各业务积极扩产，我们预计公司 2021-2023 年归母纯利润是 17.34、26.90 和 38.16 亿元，同比分别增长 160%、55%、42%，11 月 10 日收盘价对应 2021-2023 年 PE 分别 为 77、49、35 倍。

  参考 CS 新能车指数 119 倍 PE（TTM，截止至 11/10，Wind 一致盈利预期），考虑到公司是负极龙头。

  公司 21H1 负极材料销量 2.35 万吨，我们预计 21Q3 公司负极材料出货 1.5 万吨左右，全年负极材料销量预计 5-6 万吨。

  公司现有产能 5.2 万吨，年底将达到 10 万吨，明年有望实现 10 万吨以上出货。

  公司全资子公司格瑞特负极材料及石墨化加工产线扩产正积极地推进，将打造成 8 万吨负极材料及 6.5 万吨石墨化加工一体化基地，公司还将在参股子公司集能新材料建设年产 1.5 万吨负极材料石墨化加工项目。

  公司公告了与亿纬锂能合资建设 10 万吨/年负极一体化产能，分两期建设，每期产能 5 万吨/年，建设周期 18 个月内，项目位于曲靖，公司与曲靖经开区管委会签署协议，能评指标将得到优先保障。

  公司当前石墨化自供率约 50%，明年有望提升至 70%，将进一步增厚公司单吨净利。

  考虑到公司快速扩产，石墨化自供率提升，我们预计公司2021-2023年归母纯利润是3.42、 7.33、9.17 亿元，同比增长 109%、114%、25%，11 月 10 日收盘价对应 2021-2023 年 70、33、 26 倍 PE，考虑到公司负极材料的长期成长空间，参考 CS 新能车 PE（TTM，截止至 11/10， Wind 一致盈利预期）为 119 倍。

  风险提示：新能源汽车销量低于预期，新客户拓展进度低于预期，产能扩张不及预期。

  公司从事天然石墨与锂电池材料研究与经营管理工作 20 余年，自 2013 年起公司的负极材料出货量已经连续 8 年位列全球第一。

  天然石墨方面，公司出货国内第一，并拥有鸡西优质的鳞片石墨资源，一体化带来成本和品质优势；人造石墨方面，国内渗透率不断的提高，公司加快石墨化加工产能布局。

  公司有关技术积累深厚，不断迭代研发，已实现对松下、三星 SDI 量产出货。

  公司目前有负极产能 15 万吨，2025 年将扩到 40 万吨，石墨化自供率将不断提升。

  参考 CS 新能车指数 119 倍 PE（TTM，截止至 11/10，Wind 一致盈利预期），考虑到公司在负极材料上的全球龙头地位。

  风险提示：新能源汽车销量低于预期，新技术落地速度没有到达预期，产能扩张不及预期。

  我们预计，公司 21Q1-3 出货 2.6 万吨，天然和人造各 50%。

  公司当前负极三明基地一二期已有 3 万吨产能，三期 3 万吨在建，已拿到环评和能评，预计今年底形成 4-5 万吨产能，22 年 10 月形成 6 万吨产能。

  四川遂宁基地规划6万吨陆续投产，若环评能评顺利获得，则24年会投完。公司现在存在0.9万吨石墨化产能，预计 21 年年底达到 1.5 万吨。

  参考 CS 新能车指数 119 倍 PE（TTM，截止至 11/10，Wind 一致盈利预期），考虑到公司在锂电材料和偏光片业务上迅速增加，首次覆盖。

  公司 21Q1-3 的非经常性损益大多数来源于于 8 月底公司完成对杉杉能源 19.6%股权的转让交割获得的投资收益；和公司根据企业会计准则对持有剩余股权以丧失杉杉能源控制权日的公允市价重新计量,计入丧失控制权当期的投资收益。

  交割后巴斯夫获得杉杉能源控股权，占比 51%，公司股权占比 49%，获得投资收益 14-14.5 亿元。

  此次股权转让后，公司与巴斯夫将形成协同效应，锂电材料和偏光片业务双翼齐飞。

  负极：下游需求高增，包头一体化产线达产，石墨化自供率提升叠加规模效应，毛利率同比增长。

  电解液：受益于六氟磷酸锂价格上涨及公司自备部分六氟磷酸锂产能，业绩同比大幅提升。

  偏光片业务：2 月 1 日，公司偏光片业务并表，21Q1-3 预计实现净利润 8.5-8.8 亿元，其中 Q3 实现净利润 3.4-3.7 亿元，环增 4-14%。

  参考 CS 新能车指数 119 倍 PE（TTM，截止至 11/10，Wind 一致盈利预期），考虑到公司在锂电材料和偏光片业务上迅速增加，首次覆盖。

  风险提示：终端新能车销量没有到达预期；原材料价格持续上涨超预期；产能扩张进度不及预期。

  1）限电政策变动带来产能释放超预期：若限电政策边际放松，产能快速释放，供需紧张有望缓解；

  2）行业竞争加剧：若负极厂商扩产速度快于预期，相关企业加速进入，行业竞争将加剧；

  3）新能车行业需求低于预期：若下游新能源车销量低于预期，负极厂商产能利用率下降带来盈利能力恶化。