在“雙碳”背景下觀察電工鋼走勢
2026-04-16 03:51:57
陳卓
2022年是黨的二十大召開之年,也是全麵實施“十四五”規劃承上啟下的關鍵之年,在“雙碳”背景下,中國經濟按照中央經濟工作會議的總體部署,“穩”字當頭,穩中求進。然而電工鋼產業將在“雙碳”中發揮應有的作用。
一、中國“雙碳”
“雙碳”是我國應對全球氣候的重大中長期戰略。“雙碳”主要包括兩個目標:一是“碳達峰”,zhimougediquhuoxingyeniandueryanghuatanpaifangliangdadaolishizuigaozhi,ranhoujinglipingtaiqijinruchixuxiajiangdeguocheng,yeshieryanghuatanpaifangliangyouzengzhuanjiangdelishiguaidian,biaozhizhetanpaifangyujingjifazhanshixiantuogou,dafengmubiaobaokuodafengnianfenhefengzhi;二是“碳中和”,指某個地區在一定時間內(一般指一年)人為活動直接和間接排放的二氧化碳,與其通過植樹造林等吸收的二氧化碳相互抵消,實現二氧化碳“淨零排放”。
2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣示,“中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。在2021年9月召開的第七十六屆聯合國大會一般性辯論,習近平主席再次重申“3060碳達峰碳中和”chengnuo,huxuwanshanquanqiuhuanjingzhili,jijiyingduiqihoubianhua,goujianrenyuziranshengminggongtongti,bingbiaoshijiangdalizhichifazhanzhongguojianengyuanlvseditanfazhan,buzaixinjianjingwaimeidianxiangmu。zheshiwoguojiyutuidonggoujianrenleimingyungongtongtiheshixianshijiekechixufazhandehongweimubiaozuochudezhongdazhanlvejuece,bujinyiweizhezhongguozhegeshijieshangzuidadefazhanzhongguojia,jiangwanchengquanqiuzuigaodetanpaifangqiangdujiangfu,yeshiquanqiulishishangzuiduandeshijianshixiancongtandafengdaotanzhonghe。
二、電工鋼在“雙碳”中的作用
電工鋼是我國現代化建設、高質量發展和人民生活不可缺少的重要原材料產品之一。也是2019年11月我國頒布的《產業結構調整指導目錄》中重點鼓勵類鋼鐵產品。
電工鋼可分為取向電工鋼和無取向電工鋼,其中取向電工鋼分:一般取向電工鋼(CGO)和高磁感取向電工鋼(HiB);無取向電工鋼分:中低牌號無取向電工鋼和高牌號(高效、高磁感)無取向電工鋼。近年來隨著電工鋼技術工藝的發展,高頻極薄取向和無取向電工鋼(0.1mm以下)逐步成為開發的重點材料。
目前,我國已是全球最大的電工鋼消費大國和生產大國。電工鋼作為一類功能性鋼鐵材料廣泛應用於電力和電訊工業,用以製造發電機、電動機、變壓器、互感器、繼電器等設備,在電能的生成、傳輸與使用方麵起到了關鍵的作用,電機設備及家用電器的能效高低很大程度取決於電工鋼電磁性能的優劣。
由於對節能減排的要求日益提高,國家對電力變壓器、電機、家用電器的能效要求不斷提高。2021年6月1日正式實施了GB20052-2013《電力變壓器能效限定值及能效等級》、GB18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》強製標準;2020年7月1日正式實施了GB21455-2019《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》強製標準,以及2016年10月提前實施的GB12021.2-2015《家用電冰箱耗電量限定值及能效等級》強製標準。這四項能效標準降低了電器產品的空載損耗,對電機、變壓器、家用電器等產品的鐵心材料的性能提出了更高要求。由於高性能電工鋼有鐵損低、磁感高的特點,正是製作高效、大容量電機、節能變壓器的首選材料,並在電力工業節能降耗中發揮重要的作用。
據研究表明:以取向電工鋼牌號提升1個等級的影響評估,以15年的運行壽命周期,每噸取向電工鋼降低碳排放等效值為17噸。寶鋼報道:“最高等級的取向電工鋼(B18R060),如應用到目前國家1級能效的變壓器,替代高耗能變壓器,每年將節電約900億度,相當於三峽電站的年發電量的90%。寶(bao)鋼(gang)股(gu)份(fen)無(wu)取(qu)向(xiang)電(dian)工(gong)鋼(gang)產(chan)品(pin)結(jie)構(gou)優(you)化(hua)項(xiang)目(mu)是(shi)目(mu)前(qian)全(quan)球(qiu)唯(wei)一(yi)麵(mian)向(xiang)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)高(gao)等(deng)級(ji)無(wu)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang)專(zhuan)業(ye)生(sheng)產(chan)線(xian)。項(xiang)目(mu)建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)後(hou),每(mei)年(nian)可(ke)為(wei)400萬輛新能源汽車提供高等級用材,減少碳排放360萬噸,相當於33萬公頃森林的吸收量”。首鋼報道:“一台家用變頻空調使用首鋼電工鋼每年可節電36度,一輛新能源轎車使用首鋼電工鋼每年可節電375度,一台變壓器使用首鋼電工鋼每年可降低損耗7600度等等”。
從全球電工鋼產品及製造工藝發展情況來看,研發方向主要分為兩類:一是為使下遊產品更加高效、節能、環保而研發的產品,如激光刻痕,磁疇細化取向電工鋼產品、低噪音取向電工鋼產品、超高磁鋼取向電工鋼產品、新能源汽車用無取向電工鋼產品、中高頻薄規格無取向電工鋼產品、高強度無取向電工鋼產品、新型無取向電工鋼絕緣塗層產品等;二是為使電工鋼產業生產更加節能、環保、低成本而研發的工藝技術,如中低溫取向電工鋼板坯加熱技術、近終形製造流程生產電工鋼技術、新型抑製劑(或無抑製劑)製造技術等。
高磁感取向電工鋼的生產工藝:煉鋼(連鑄、精煉等)→熱軋(低溫板坯加熱技術)→常化酸洗→冷軋(采用溫軋一次軋成)→連續脫碳退火滲氮→塗氧化鎂→高溫退火(先進環循爐工藝,實現二次再結晶)→拉伸→表麵塗絕緣塗層→激光刻痕(磁疇細化技術)→剪切包裝等,其中低溫板坯加熱技術,將傳統的高溫板坯加熱1350度~1380度,降至1150~1250度,大大降低了能源介質,磁性能有了明顯提高;高牌號無取向電工鋼生產工藝:煉鋼(連鑄、精煉等)→熱軋→常化酸洗→冷連軋或單機架冷軋→連續退火(二次冷軋、連續退火)→塗(tu)層(ceng)等(deng),其(qi)中(zhong)部(bu)分(fen)高(gao)牌(pai)號(hao)無(wu)取(qu)向(xiang)電(dian)工(gong)鋼(gang)產(chan)品(pin),采(cai)用(yong)兩(liang)次(ci)冷(leng)軋(zha)法(fa)生(sheng)產(chan),以(yi)滿(man)足(zu)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)。同(tong)時(shi),部(bu)分(fen)高(gao)牌(pai)號(hao)無(wu)取(qu)向(xiang)電(dian)工(gong)鋼(gang)進(jin)一(yi)步(bu)簡(jian)化(hua)工(gong)藝(yi),如(ru)用(yong)一(yi)次(ci)冷(leng)軋(zha)法(fa)替(ti)代(dai)兩(liang)次(ci)冷(leng)軋(zha)法(fa)、連續退火機組提速,優化工藝技術,也能生產出高端性能相當的電工鋼。
強(qiang)製(zhi)能(neng)效(xiao)標(biao)準(zhun)的(de)頒(ban)布(bu)實(shi)施(shi),進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)和(he)噪(zao)聲(sheng),無(wu)論(lun)是(shi)取(qu)向(xiang)電(dian)工(gong)鋼(gang),還(hai)是(shi)鐵(tie)基(ji)非(fei)晶(jing)合(he)金(jin),都(dou)需(xu)要(yao)有(you)更(geng)高(gao)的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)和(he)更(geng)低(di)的(de)單(dan)位(wei)損(sun)耗(hao)。隨(sui)著(zhe)高(gao)頻(pin)及(ji)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)日(ri)趨(qu)完(wan)善(shan),今(jin)後(hou)對(dui)具(ju)有(you)初(chu)始(shi)磁(ci)導(dao)率(lv)高(gao)、矯頑力低、飽和磁密高等特點的軟磁材料需求將會不斷增加,也給電工鋼企業帶來了新的機遇和挑戰。
電工鋼企業通過工藝技術的優化、激ji光guang刻ke痕hen磁ci疇chou細xi化hua技ji術shu,改gai善shan了le取qu向xiang電dian工gong鋼gang磁ci性xing能neng水shui平ping,取qu向xiang電dian工gong鋼gang至zhi少shao提ti高gao一yi個ge牌pai號hao或huo二er個ge牌pai號hao,進jin一yi步bu提ti高gao變bian壓ya器qi能neng效xiao和he滿man足zu用yong戶hu對dui變bian壓ya器qi綜zong合he性xing能neng的de要yao求qiu。低di噪zao音yin、低空載損耗、低負載損耗、低綜合成本等方麵的要求,會大量的使用更低鐵損、更高磁感取向電工鋼。
在冰箱能效中用無取向電工鋼,最突出的是冰箱壓縮機電機運行能解決實際耗電量問題。強調產品的“實際使用節能設計能力”。2018年節能冰箱銷售量占比達到82%,其中1級能效產品達到34%;變頻冰箱占比達43%,其中1級能效產品內銷比例達59%;在空調能效中用無取向電工鋼,要實現空調壓縮機電機運行更加節能或節電,將目前空調市場淘汰率達到45%,2020年能效已提升14%,2022年將提升30%。這一過程將進一步推動空調器朝著高效、變頻的方向發展,將淘汰市場上現有99%的定速空調型號和70%的變頻空調型號;還有我國電機的總耗電量占全社會總用電量的64%左右,其中,工業領域的電機用電量占工業用電的75%左右。按照有關方麵的統計,IE3電機產量將逐年增加占比。電機對無取向電工鋼(50W600以下)的牌號,如50W800、50W1000將會逐步減少,50W470、50W350、50W310、50W270、50W250、50W230以及35W360、35W300、35W270、35W250等或薄規格的將大幅增加。特別是新能源汽車高牌號無取向電工鋼需求的快速增加。
三、回顧2021年我國電工鋼生產情況
2021年全國共生產電工鋼約1318.28萬噸,同比增長了17.90%,其中取向電工鋼約180.09萬噸,增長14.26%,無取向電工鋼約1138.19萬噸,增長18.50%。
2021年全國取向電工鋼企業20家,產量排前的為:寶鋼股份、首鋼股份、重慶望變、包頭威豐、寧波銀億、浙江華贏;全國無取向電工鋼企業20家,產量排前的為:寶鋼股份、首鋼股份、江蘇沙鋼、鞍鋼股份、太鋼、新鋼新材。
2021年我國電工鋼生產運行特點如下:
一是電工鋼產量雙增長。2021年取向電工鋼產量完成180.09萬噸,同比增長14.26%;無取向電工鋼產量完成1138.19萬噸,同比增長18.50%。
二是HiB鋼在增長,CGO鋼在下降。2021年HiB鋼產量118.92萬噸,同比增長28.55%,民企生產的CGO產量61.17萬噸,同比下降6.05%。2021年民企HiB鋼量產能力大幅提升,HiB鋼產量達到9.68萬噸,同比增長158.13%。
三是新能效標準帶來高端產品資源緊張。1級能效變壓器需用高磁感、低鐵損取向電工(B23R075),2級能效變壓器需用(B23R085等)。市場1、2級能效變壓器用HiB鋼資源十分緊張,同時拉動了高牌號無取向電工鋼需求及價格堅挺,局麵的形成有待電工鋼企業產量提速,滿足下遊行業降耗需求。
四是激光刻痕性能提升。通過激光刻痕可細化磁疇,有效改善或提高取向電工鋼的磁性能水平;目前,國內85%的取向電工鋼企業安裝了在線進口或國產激光刻痕設備,24小時生產在線高速、中速激光刻痕,改善了電工鋼性能,降低了鐵損,取得了明顯成效。
五是新能源汽車高牌號無取向電工鋼產量增加。據統計2021年寶鋼、首鋼太鋼等鋼廠新能源汽車高牌號無取向電工鋼增幅較快或提速,全年共生產新能源汽車高牌號無取向電工鋼約34.76萬噸,同比增長約50.8%。另外,多條新建新能源汽車高牌號無取向電工鋼項目建設順利,預計2023年將相繼投產。
六是電工鋼等受原材料或疫情等影響,持續漲價,到逐步回落。2021nianshangbanniandiangonggangzhangjiafudujiaoduo,xiabanniankaishizhubuxiadie,tebieshizhongdipaihaowuquxiangdiangonggangshouxuqiuhuochannengyingxiang,jiageyihuiguihuozuididian,gaoduandiangonggangshounengxiaoshengjihexinnengyuanqichedengxinlingyufazhanhuoxuqiuyingxiang,jiagejiaojiantinghuowending。
七是電工鋼出口形勢較好,出口數量“雙雙”增幅明顯。2021年取向電工鋼出口數量同比增長28.93%,出口數量無取向電工鋼,同比增長46.36%。
四、思考未來
1)以“雙碳”mubiaozhidaodiangonggangzhongchangqifazhan,jianjuekongzhihaodiangonggangchanneng,tebiejingtididuanchannengdekuozhang,yinqidenenghaozengjia。wenbufazhangaoduanchanpin,jiakuaidiangonggangchanpinshengji,qiyenitichushijianbiao。
2)“十四五”qijian,jingenxiayouxingyenengxiaoshengjibufa,buduanyouhuagongyijishu,tishengchanpinxingnengshuiping,kuodagaoduanchanpinshengchanbili。jixuyanfadatongzizhanjiequxianghegaoqiangwuquxiangdiangonggangshengchanjishujichengbenkongzhi,yijiwudicengquxiangdiangonggangjishuyanshenjikuozhan,suoduangongyiliucheng,jianshaotanpaifang。
3)電工鋼產業要“高”字當頭,“高”中zhong求qiu進jin,集ji中zhong力li量liang,加jia快kuai速su度du,以yi高gao端duan產chan品pin擴kuo產chan或huo量liang產chan為wei主zhu攻gong方fang向xiang。同tong時shi,還hai要yao穩wen定ding供gong需xu關guan係xi,穩wen定ding市shi場chang秩zhi序xu,實shi現xian公gong平ping競jing爭zheng和he符fu合he市shi場chang規gui律lv或huo長chang期qi相xiang對dui穩wen定ding的de市shi場chang目mu標biao。
4)加快淘汰低端落後產線及過多的低端或質量較差的產品,如一般取向電工鋼(CGO)產量逐步減少,低牌號無取向電工鋼的減產,禁止使用自身耗能、冒充電工鋼的非標產品。
5)呼籲對電工鋼產品標準的管控及實施,通過製定標準,加快淘汰落後產品。近幾年產品標準的實施中,有些“擺式或虛設”,如標準中已明確取消的產品牌號,但市場還在銷售等問題期待解決。
6)2021年12月31日,工信部印發《重點新材料首批次應用示範指導目錄(2021年版)》,2022年1月1日起施行,其中取向矽鋼超/極薄帶被列入《重點新材料首批次應用示範指導目錄(2021年版)》其中,應引起生產企業和研究機構的關注。
7)繼續研究冶煉、熱軋工序,在冶煉中添加鉍等元素,來提高磁性能水平,在熱軋中優化粗軋、精軋及在爐溫度降低能源,由此為後工序控製,優化工藝或減少工藝流程、減少碳排放或能源介質,最終實現用戶使用更節能、更綠色、更環保的電工鋼創造有利條件。
8)推廣對廢矽鋼再生循環利用的研究,據研究表明:矽鋼片在冶煉、shiyongguochengzhongchanshengbutongleixingfeiguigang,tongchangbeiyixiehuishouzuoweixinyiludeguigangshengchantianjiadefeigang,zailiangangyanghuaqifenxia,guifeizhongguiyuansushaosunjinrugangzhazhong,zaochengleguiyuansujiazhidejiangdi,bingqiezaochengguochengpenjian,huanjingwuran。caiyongxianjindefuhualuronglian,shengchanchuruancicailiao-鐵矽粉,廣泛應用於變頻空調、UPS電源、新能源充電樁、電子行業,市場前景好,附價值高。循環利用,符合“雙碳”要求。同時,還要大力開展電爐煉矽鋼的技術研究。
9)有序開發取向電工鋼用於新能源汽車定轉子,據有關走數據顯示:國(guo)內(nei)外(wai)企(qi)業(ye)或(huo)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)已(yi)研(yan)發(fa)出(chu)用(yong)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang)片(pian)做(zuo)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)定(ding)子(zi),無(wu)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang)片(pian)做(zuo)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi),效(xiao)率(lv)更(geng)高(gao),成(cheng)本(ben)相(xiang)當(dang),還(hai)要(yao)實(shi)現(xian)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)用(yong)高(gao)牌(pai)號(hao)無(wu)取(qu)向(xiang)電(dian)工(gong)鋼(gang)的(de)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。
未來電工鋼需求廣泛,電工鋼產業將在“3060雙碳”的政策指導下,生產更多低鐵損、高磁感電工鋼滿足“雙碳”下的用戶需求。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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