De acordo com os dados mais recentes da Administração Geral das Alfândegas, a China importou 11.622,7 toneladas métricas de carvão de casca de noz em maio de 2025, uma queda de 15% em relação ao mês anterior e de 21% em relação ao mesmo período do ano anterior. O preço médio de importação do carvão de casca de noz em maio foi de 593,18 dólares/tonelada métrica. Em março, o preço médio de importação foi de 549,46 dólares/tonelada métrica, o que indica um aumento mensal no preço médio de importação por tonelada métrica de carvão de casca de noz.
Diante do aumento dos preços de importação do carvão de casca de coco (devido à escassez de oferta de matéria-prima causada por desastres no Sudeste Asiático em 2024 e ao aumento sustentado dos preços de importação em 2025), surgiram diversas vias tecnológicas para materiais "alternativos" aos ânodos de carbono duro de bateria de íons de sódio, dividindo-se principalmente nas três categorias a seguir:
1. Alternativas à base de biomassa: baixo custo, alto potencial de oferta
- Carbono duro à base de palha
A produção anual de palha na China ultrapassa 1 bilhão de toneladas métricas (dados de 2023 para a China), com um custo de apenas 300-600 iuanes/tonelada métrica, um rendimento de carbono de aproximadamente 20% e um custo por tonelada métrica que é apenas 1/10 do do carvão de casca de coco. Teoricamente, pode suportar uma demanda de 8 TWh de baterias de íons de sódio.
Através da otimização da tecnologia de leito fluidizado, a capacidade por grama de carbono duro à base de palha atinge 280-300 mAh/g, aproximando-se da do carbono duro à base de casca de coco (300 mAh/g).
- Carbono duro à base de bambu
A China produz 4,5 milhões de toneladas métricas de bambu de médio diâmetro por ano. O custo do carvão à base de bambu é de 500-1.000 iuanes/tonelada métrica, com desempenho próximo ao do carvão de casca de coco (densidade energética de 28 Wh/kg vs. 28,11 Wh/kg para a casca de coco). Além disso, o bambu tem alta dureza e estrutura uniforme, resultando em poros mais estáveis após a carbonização.
Em 2025, o carbono duro à base de bambu foi submetido a testes em lote, atendendo às demandas de aplicações como veículos de duas rodas e sistemas de armazenamento de energia (ESS).
- Carbono duro à base de açúcar/amido
A glicose e o amido são carbonizados hidrotermalmente, com o tamanho das partículas controlado através de formulações de aditivos.
As matérias-primas estão amplamente disponíveis (por exemplo, milho, batata-doce), com melhor consistência do que a casca de coco (menos impurezas). A capacidade por grama ultrapassa 300 mAh/g, tornando-a adequada para baterias de alta qualidade.
É necessário um processo de purificação, resultando num custo ligeiramente mais elevado do que o palha (aproximadamente 800-1.200 yuan/tonelada), mas com uma cadeia de abastecimento autónoma e controlável.
2. Carbono duro à base de resina: Alto desempenho, alto custo, adequado para aplicações de alta qualidade
- Vantagens tecnológicas: O carbono duro à base de resina fenólica apresenta uma melhoria de 30% na uniformidade da estrutura porosa, excelente desempenho anti-inchamento, uma capacidade por grama de 350 mAh/g (superior à casca de coco) e uma elevada taxa de retenção após 10.000 ciclos.
- O custo das matérias-primas de resina é 3-5 vezes superior ao da casca de coco, com um rendimento de carbono de apenas 20%-35%. O preço atual é superior a 50.000 yuan/tonelada. III. Carbono Duro à Base de Breu: Custo Ultra Baixo, Desempenho a Otimizar
Um subproduto do breu de petróleo/alcatrão de carvão, com um custo de apenas 2.000-3.000 yuan/tonelada e um rendimento de carbono de 54% (significativamente superior ao da biomassa).
Altos custos para a remoção de impurezas na fase inicial, propenso à grafitização a altas temperaturas (espaçamento entre camadas insuficiente), baixa eficiência inicial, exigindo pré-oxidação e modificação por reticulação.
Cenários de aplicação: Sistemas de armazenamento de energia (ESS) de baixo custo e veículos de baixa velocidade, com preços que podem cair para 20.000-30.000 yuan/tonelada.
IV. Estratégias de Substituição a Curto e Longo Prazo
A curto prazo, os materiais à base de biomassa dominarão, dando prioridade aos materiais à base de bambu e palha (devido ao baixo custo e ao abastecimento suficiente), complementados por alguns materiais à base de resina (para melhorar o desempenho das baterias de alta qualidade). A longo prazo, será perseguida a produção em grande escala à base de breu (após a tecnologia de modificação amadurecer) + materiais à base de açúcar/amido (com vantagens em termos de consistência), com o objetivo de reduzir o custo-alvo para um nível comparável ao dos ânodos de grafite (30.000-50.000 yuan/tonelada). Isto permitirá alcançar "alternativas rentáveis" diversificadas.
As "alternativas rentáveis" para o carbono de casca de coco não são uma única solução, mas sim uma matriz diversificada de "materiais à base de biomassa como principal fonte, complementados por materiais à base de resina/breu":
Os materiais de biomassa, como os materiais à base de palha e bambu, tornaram-se as escolhas atuais mais comuns devido às suas vantagens de custo (<1.000 yuan/tonelada) e vantagens de abastecimento (escala de 100 milhões de toneladas).
Os materiais à base de resina atendem à demanda por alto desempenho, enquanto os materiais à base de breu visam o mercado de custo ultra-baixo. As iterações tecnológicas ampliarão ainda mais os limites das matérias-primas, impulsionando a transição do carbono duro para baterias de íons de sódio de "dependente de importações" para "auto-suficiente e controlável".
