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)劃承上啟下的關鍵之年，在“雙碳”背景下，中國經(jīng)濟按照中央經(jīng)濟工作會議的總體部署，“穩(wěn)”字當頭，穩(wěn)中求進。然而電工鋼產(chǎn)業(yè)將在“雙碳”中發(fā)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(zhàn)略?！半p碳”主要包括兩個目標：一是“碳達峰”，指某個地區(qū)或行業(yè)年度二氧化碳排放量達到歷史最高值，然后經(jīng)歷平臺期進入持續(xù)下降的過程，也是二氧化碳排放量由增轉降的歷史拐點，標志著碳排放與經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)脫鉤，達峰目標包括達峰年份和峰值；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，習近平主席再次重申“3060碳達峰碳中和”承諾，呼吁完善全球環(huán)境治理，積極應對氣候變化，構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度降幅，也是全球歷史上最短的時間實現(xiàn)從碳達峰到碳中和。
二、電工鋼在“雙碳”中的作用
電工鋼是我國現(xiàn)代化建設、高質量發(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)結構調(diào)整指導目錄》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用于電力和電訊工業(yè)，用以制造發(fā)電機、電動機、變壓器、互感器、繼電器等設備，在電能的生成、傳輸與使用方面起到了關鍵的作用，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、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》強制標準；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》強制標準，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》強制標準。這四項能效標準降低了電器產(chǎn)品的空載損耗，對電機、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、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)品結構優(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，如中低溫取向電工鋼板坯加熱技術、近終形制造流程生產(chǎn)電工鋼技術、新型抑制劑（或無抑制劑）制造技術等。
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）→?；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（先進環(huán)循爐工藝，實現(xiàn)二次再結晶）→拉伸→表面涂絕緣涂層→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(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，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→?；嵯础溥B軋或單機架冷軋→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)退火機組提速，優(yōu)化工藝技術，也能生產(chǎn)出高端性能相當?shù)碾姽や摗?/div>
強制能效標準的頒布實施，進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率和更低的單位損耗。隨著高頻及電子變壓器技術的日趨完善，今后對具有初始磁導率高、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)帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。
電工鋼企業(yè)通過工藝技術的優(yōu)化、激光刻痕磁疇細化技術，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電機運行能解決實際耗電量問題。強調(diào)產(chǎn)品的“實際使用節(jié)能設計能力”。2018年節(jié)能冰箱銷售量占比達到82%，其中1級能效產(chǎn)品達到34%；變頻冰箱占比達43%，其中1級能效產(chǎn)品內(nèi)銷比例達59%；在空調(diào)能效中用無取向電工鋼，要實現(xiàn)空調(diào)壓縮機電機運行更加節(jié)能或節(jié)電，將目前空調(diào)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(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；還有我國電機的總耗電量占全社會總用電量的64%左右，其中，工業(yè)領域的電機用電量占工業(yè)用電的75%左右。按照有關方面的統(tǒng)計，IE3電機產(chǎn)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(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)量達到9.68萬噸，同比增長158.13%。
三是新能效標準帶來高端產(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)安裝了在線進口或國產(chǎn)激光刻痕設備，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順利，預計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”目標指導電工鋼中長期發(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，提升產(chǎn)品性能水平，擴大高端產(chǎn)品生產(chǎn)比例。繼續(xù)研發(fā)打通自粘接取向和高強無取向電工鋼生產(chǎn)技術及成本控制，以及無底層取向電工鋼技術延伸及擴展，縮短工藝流程，減少碳排放。
3)電工鋼產(chǎn)業(yè)要“高”字當頭，“高”中求進，集中力量，加快速度，以高端產(chǎn)品擴產(chǎn)或量產(chǎn)為主攻方向。同時，還要穩(wěn)定供需關系，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。
4)加快淘汰低端落后產(chǎn)線及過多的低端或質量較差的產(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、冒充電工鋼的非標產(chǎn)品。
5)呼吁對電工鋼產(chǎn)品標準的管控及實施，通過制定標準，加快淘汰落后產(chǎn)品。近幾年產(chǎn)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(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用示范指導目錄（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用示范指導目錄（2021年版）》其中，應引起生產(chǎn)企業(yè)和研究機構的關注。
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，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，硅廢中硅元素燒損進入鋼渣中，造成了硅元素價值的降低，并且造成過程噴濺，環(huán)境污染。采用先進的復化爐熔煉，生產(chǎn)出軟磁材料-鐵硅粉，廣泛應用于變頻空調(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研究。
9)有序開發(fā)取向電工鋼用于新能源汽車定轉子，據(jù)有關走數(shù)據(jù)顯示：國內(nèi)外企業(yè)或研究機構已研發(fā)出用取向硅鋼片做驅動電機定子，無取向硅鋼片做驅動電機轉子，效率更高，成本相當，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。
