陳卓
2022年是黨的二十大召開之年，也是全面實施“十四五”規(guī)劃承上啟下的關(guān)鍵之年，在“雙碳”背景下，中國經(jīng)濟(jì)按照中央經(jīng)濟(jì)工作會議的總體部署，“穩(wěn)”字當(dāng)頭，穩(wěn)中求進(jìn)。然而電工鋼產(chǎn)業(yè)將在“雙碳”中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
一、中國“雙碳”
“雙碳”是我國應(yīng)對全球氣候的重大中長期戰(zhàn)略�！半p碳”主要包括兩個目標(biāo)：一是“碳達(dá)峰”，指某個地區(qū)或行業(yè)年度二氧化碳排放量達(dá)到歷史最高值，然后經(jīng)歷平臺期進(jìn)入持續(xù)下降的過程，也是二氧化碳排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點，標(biāo)志著碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展實現(xiàn)脫鉤，達(dá)峰目標(biāo)包括達(dá)峰年份和峰值；二是“碳中和”，指某個地區(qū)在一定時間內(nèi)（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(xiàn)二氧化碳“凈零排放”。
2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣示，“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。在2021年9月召開的第七十六屆聯(lián)合國大會一般性辯論，習(xí)近平主席再次重申“3060碳達(dá)峰碳中和”承諾，呼吁完善全球環(huán)境治理，積極應(yīng)對氣候變化，構(gòu)建人與自然生命共同體，并表示將大力支持發(fā)展中國家能源綠色低碳發(fā)展，不再新建境外煤電項目。這是我國基于推動構(gòu)建人類命運共同體和實現(xiàn)世界可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)作出的重大戰(zhàn)略決策，不僅意味著中國這個世界上最大的發(fā)展中國家，將完成全球最高的碳排放強(qiáng)度降幅，也是全球歷史上最短的時間實現(xiàn)從碳達(dá)峰到碳中和。
二、電工鋼在“雙碳”中的作用
電工鋼是我國現(xiàn)代化建設(shè)、高質(zhì)量發(fā)展和人民生活不可缺少的重要原材料產(chǎn)品之一。也是2019年11月我國頒布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中重點鼓勵類鋼鐵產(chǎn)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(shù)工藝的發(fā)展，高頻極薄取向和無取向電工鋼(0.1mm以下)逐步成為開發(fā)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(chǎn)大國。電工鋼作為一類功能性鋼鐵材料廣泛應(yīng)用于電力和電訊工業(yè)，用以制造發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器、互感器、繼電器等設(shè)備，在電能的生成、傳輸與使用方面起到了關(guān)鍵的作用，電機(jī)設(shè)備及家用電器的能效高低很大程度取決于電工鋼電磁性能的優(yōu)劣。
由于對節(jié)能減排的要求日益提高，國家對電力變壓器、電機(jī)、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(jī)能效限定值及能效等級》強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)；2020年7月1日正式實施了GB21455-2019《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。這四項能效標(biāo)準(zhǔn)降低了電器產(chǎn)品的空載損耗，對電機(jī)、變壓器、家用電器等產(chǎn)品的鐵心材料的性能提出了更高要求。由于高性能電工鋼有鐵損低、磁感高的特點，正是制作高效、大容量電機(jī)、節(jié)能變壓器的首選材料，并在電力工業(yè)節(jié)能降耗中發(fā)揮重要的作用。
據(jù)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(yīng)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(jié)電約900億度，相當(dāng)于三峽電站的年發(fā)電量的90%。寶鋼股份無取向電工鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化項目是目前全球唯一面向新能源汽車行業(yè)的高等級無取向硅鋼專業(yè)生產(chǎn)線。項目建成投產(chǎn)后，每年可為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(dāng)于33萬公頃森林的吸收量”。首鋼報道：“一臺家用變頻空調(diào)使用首鋼電工鋼每年可節(jié)電36度，一輛新能源轎車使用首鋼電工鋼每年可節(jié)電375度，一臺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(chǎn)品及制造工藝發(fā)展情況來看，研發(fā)方向主要分為兩類：一是為使下游產(chǎn)品更加高效、節(jié)能、環(huán)保而研發(fā)的產(chǎn)品，如激光刻痕，磁疇細(xì)化取向電工鋼產(chǎn)品、低噪音取向電工鋼產(chǎn)品、超高磁鋼取向電工鋼產(chǎn)品、新能源汽車用無取向電工鋼產(chǎn)品、中高頻薄規(guī)格無取向電工鋼產(chǎn)品、高強(qiáng)度無取向電工鋼產(chǎn)品、新型無取向電工鋼絕緣涂層產(chǎn)品等；二是為使電工鋼產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)更加節(jié)能、環(huán)保、低成本而研發(fā)的工藝技術(shù)，如中低溫取向電工鋼板坯加熱技術(shù)、近終形制造流程生產(chǎn)電工鋼技術(shù)、新型抑制劑（或無抑制劑）制造技術(shù)等。
高磁感取向電工鋼的生產(chǎn)工藝：煉鋼（連鑄、精煉等）→熱軋（低溫板坯加熱技術(shù)）→�；嵯础滠垼ú捎脺剀堃淮诬埑桑B續(xù)脫碳退火滲氮→涂氧化鎂→高溫退火（先進(jìn)環(huán)循爐工藝，實現(xiàn)二次再結(jié)晶）→拉伸→表面涂絕緣涂層→激光刻痕（磁疇細(xì)化技術(shù)）→剪切包裝等，其中低溫板坯加熱技術(shù)，將傳統(tǒng)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(zhì)，磁性能有了明顯提高；高牌號無取向電工鋼生產(chǎn)工藝：煉鋼（連鑄、精煉等）→熱軋→常化酸洗→冷連軋或單機(jī)架冷軋→連續(xù)退火（二次冷軋、連續(xù)退火）→涂層等，其中部分高牌號無取向電工鋼產(chǎn)品，采用兩次冷軋法生產(chǎn)，以滿足性能要求。同時，部分高牌號無取向電工鋼進(jìn)一步簡化工藝，如用一次冷軋法替代兩次冷軋法、連續(xù)退火機(jī)組提速，優(yōu)化工藝技術(shù)，也能生產(chǎn)出高端性能相當(dāng)?shù)碾姽や摗?/div>
強(qiáng)制能效標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施，進(jìn)一步降低了變壓器的空載損耗和噪聲，無論是取向電工鋼，還是鐵基非晶合金，都需要有更高的磁導(dǎo)率和更低的單位損耗。隨著高頻及電子變壓器技術(shù)的日趨完善，今后對具有初始磁導(dǎo)率高、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(yè)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
電工鋼企業(yè)通過工藝技術(shù)的優(yōu)化、激光刻痕磁疇細(xì)化技術(shù)，改善了取向電工鋼磁性能水平，取向電工鋼至少提高一個牌號或二個牌號，進(jìn)一步提高變壓器能效和滿足用戶對變壓器綜合性能的要求。低噪音、低空載損耗、低負(fù)載損耗、低綜合成本等方面的要求，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(jī)電機(jī)運行能解決實際耗電量問題。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的“實際使用節(jié)能設(shè)計能力”。2018年節(jié)能冰箱銷售量占比達(dá)到82%，其中1級能效產(chǎn)品達(dá)到34%；變頻冰箱占比達(dá)43%，其中1級能效產(chǎn)品內(nèi)銷比例達(dá)59%；在空調(diào)能效中用無取向電工鋼，要實現(xiàn)空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)運行更加節(jié)能或節(jié)電，將目前空調(diào)市場淘汰率達(dá)到45%，2020年能效已提升14%，2022年將提升30%。這一過程將進(jìn)一步推動空調(diào)器朝著高效、變頻的方向發(fā)展，將淘汰市場上現(xiàn)有99%的定速空調(diào)型號和70%的變頻空調(diào)型號；還有我國電機(jī)的總耗電量占全社會總用電量的64%左右，其中，工業(yè)領(lǐng)域的電機(jī)用電量占工業(yè)用電的75%左右。按照有關(guān)方面的統(tǒng)計，IE3電機(jī)產(chǎn)量將逐年增加占比。電機(jī)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(guī)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(chǎn)情況
2021年全國共生產(chǎn)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(yè)20家，產(chǎn)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(yè)20家，產(chǎn)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(chǎn)運行特點如下:
一是電工鋼產(chǎn)量雙增長。2021年取向電工鋼產(chǎn)量完成180.09萬噸，同比增長14.26%；無取向電工鋼產(chǎn)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(chǎn)量118.92萬噸，同比增長28.55%，民企生產(chǎn)的CGO產(chǎn)量61.17萬噸，同比下降6.05%。2021年民企HiB鋼量產(chǎn)能力大幅提升，HiB鋼產(chǎn)量達(dá)到9.68萬噸，同比增長158.13%。
三是新能效標(biāo)準(zhǔn)帶來高端產(chǎn)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，局面的形成有待電工鋼企業(yè)產(chǎn)量提速，滿足下游行業(yè)降耗需求。
四是激光刻痕性能提升。通過激光刻痕可細(xì)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(nèi)85%的取向電工鋼企業(yè)安裝了在線進(jìn)口或國產(chǎn)激光刻痕設(shè)備，24小時生產(chǎn)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(chǎn)量增加。據(jù)統(tǒng)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(chǎn)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(shè)順利，預(yù)計2023年將相繼投產(chǎn)。
六是電工鋼等受原材料或疫情等影響，持續(xù)漲價，到逐步回落。2021年上半年電工鋼漲價幅度較多，下半年開始逐步下跌，特別是中低牌號無取向電工鋼受需求或產(chǎn)能影響，價格已回歸或最低點，高端電工鋼受能效升級和新能源汽車等新領(lǐng)域發(fā)展或需求影響，價格較堅挺或穩(wěn)定。
七是電工鋼出口形勢較好，出口數(shù)量“雙雙”增幅明顯。2021年取向電工鋼出口數(shù)量同比增長28.93%，出口數(shù)量無取向電工鋼，同比增長46.36%。
四、思考未來
1)以“雙碳”目標(biāo)指導(dǎo)電工鋼中長期發(fā)展，堅決控制好電工鋼產(chǎn)能，特別警惕低端產(chǎn)能的擴(kuò)張，引起的能耗增加。穩(wěn)步發(fā)展高端產(chǎn)品，加快電工鋼產(chǎn)品升級，企業(yè)擬提出時間表。
2)“十四五”期間，緊跟下游行業(yè)能效升級步伐，不斷優(yōu)化工藝技術(shù)，提升產(chǎn)品性能水平，擴(kuò)大高端產(chǎn)品生產(chǎn)比例。繼續(xù)研發(fā)打通自粘接取向和高強(qiáng)無取向電工鋼生產(chǎn)技術(shù)及成本控制，以及無底層取向電工鋼技術(shù)延伸及擴(kuò)展，縮短工藝流程，減少碳排放。
3)電工鋼產(chǎn)業(yè)要“高”字當(dāng)頭，“高”中求進(jìn)，集中力量，加快速度，以高端產(chǎn)品擴(kuò)產(chǎn)或量產(chǎn)為主攻方向。同時，還要穩(wěn)定供需關(guān)系，穩(wěn)定市場秩序，實現(xiàn)公平競爭和符合市場規(guī)律或長期相對穩(wěn)定的市場目標(biāo)。
4)加快淘汰低端落后產(chǎn)線及過多的低端或質(zhì)量較差的產(chǎn)品，如一般取向電工鋼（CGO）產(chǎn)量逐步減少，低牌號無取向電工鋼的減產(chǎn)，禁止使用自身耗能、冒充電工鋼的非標(biāo)產(chǎn)品。
5)呼吁對電工鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的管控及實施，通過制定標(biāo)準(zhǔn)，加快淘汰落后產(chǎn)品。近幾年產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的實施中，有些“擺式或虛設(shè)”，如標(biāo)準(zhǔn)中已明確取消的產(chǎn)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(fā)《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021年版）》，2022年1月1日起施行，其中取向硅鋼超/極薄帶被列入《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021年版）》其中，應(yīng)引起生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。
7)繼續(xù)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(yōu)化粗軋、精軋及在爐溫度降低能源，由此為后工序控制，優(yōu)化工藝或減少工藝流程、減少碳排放或能源介質(zhì)，最終實現(xiàn)用戶使用更節(jié)能、更綠色、更環(huán)保的電工鋼創(chuàng)造有利條件。
8)推廣對廢硅鋼再生循環(huán)利用的研究，據(jù)研究表明：硅鋼片在冶煉、使用過程中產(chǎn)生不同類型廢硅鋼，通常被一些回收作為新一爐的硅鋼生產(chǎn)添加的廢鋼，在煉鋼氧化氣氛下，硅廢中硅元素?zé)龘p進(jìn)入鋼渣中，造成了硅元素價值的降低，并且造成過程噴濺，環(huán)境污染。采用先進(jìn)的復(fù)化爐熔煉，生產(chǎn)出軟磁材料-鐵硅粉，廣泛應(yīng)用于變頻空調(diào)、UPS電源、新能源充電樁、電子行業(yè)，市場前景好，附價值高。循環(huán)利用，符合“雙碳”要求。同時，還要大力開展電爐煉硅鋼的技術(shù)研究。
9)有序開發(fā)取向電工鋼用于新能源汽車定轉(zhuǎn)子，據(jù)有關(guān)走數(shù)據(jù)顯示：國內(nèi)外企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)已研發(fā)出用取向硅鋼片做驅(qū)動電機(jī)定子，無取向硅鋼片做驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子，效率更高，成本相當(dāng)，還要實現(xiàn)新能源汽車用高牌號無取向電工鋼的批量生產(chǎn)。
未來電工鋼需求廣泛，電工鋼產(chǎn)業(yè)將在“3060雙碳”的政策指導(dǎo)下，生產(chǎn)更多低鐵損、高磁感電工鋼滿足“雙碳”下的用戶需求。
