電爐煉鋼以廢鋼為原料，以電能為主要能源，是一種短流程的煉鋼工藝，具有流程短、污染少、投資小等優(yōu)點(diǎn)。日前美國大型鋼鐵公司Schnitzer Steel Industries發(fā)布一季度報(bào)告稱，2025年美國電爐煉鋼的市場占比將提升到80-85%。而受技術(shù)水平限制等因素，我國電弧爐煉鋼占比相較世界平均水平始終顯著偏低，只達(dá)到10%左右，且出現(xiàn)電爐轉(zhuǎn)爐化、長流程化現(xiàn)象。近年政策導(dǎo)向呼吁鋼鐵去產(chǎn)能、控制能耗與碳排放，也極力要求電弧爐煉鋼比例的提高。
一、全球電弧爐煉鋼市場概況
近年來，世界粗鋼年產(chǎn)量在16~18億噸，其中電爐鋼有4億多噸，占比約25%。除中國以外，全球鋼鐵工業(yè)的電爐鋼占比已達(dá)40%以上。行業(yè)規(guī)模而言，2021年全球電弧爐市場規(guī)模達(dá)到10.7億美元，至2025年將達(dá)15.4億美元。亞太地區(qū)電弧爐市場大幅增長，2021年亞太地區(qū)占全球61%市場份額。中國和印度是亞太地區(qū)電弧爐的主要市場。至2025年間全球市場增長的67%將來自于亞太地區(qū)。
二、我國電弧爐市場規(guī)模及存量情況
目前，我國在投用的電弧爐在300個(gè)以下，始終保持穩(wěn)定個(gè)數(shù)，變動主要涉及由落后電弧爐向高效、節(jié)能、大容量電弧爐的置換，以提升產(chǎn)能效率。電弧爐凈增產(chǎn)能現(xiàn)逐年增長，2018年凈增產(chǎn)能68萬噸，2019年凈增343萬噸，2020年凈增996萬噸。2021年以來，10家企業(yè)新投產(chǎn)電爐14座，涉及產(chǎn)能1700萬噸；多數(shù)涉及產(chǎn)能置換，僅2家鋼廠屬于純新增。
三、我國電弧爐煉鋼情況
近年我國電弧爐產(chǎn)能逐年穩(wěn)健上升，至2021年達(dá)1.86億噸。同時(shí)，電弧爐煉鋼占比也總體提高，然而仍比全球40%的情況明顯偏低。由于雖然開工率長期偏低，原材料、用電等方面的成本居高不下，又受到疫情和限電影響，電弧爐煉鋼產(chǎn)量提升較緩，從2017年的0.79億噸提升至2021年1.15億噸。根據(jù)已公布的產(chǎn)能置換信息，至2023年，國內(nèi)還將新增2000萬噸電爐粗鋼產(chǎn)能，電爐粗鋼總產(chǎn)量將達(dá)到2.1億噸左右。從當(dāng)前電爐的區(qū)域分布來看，中頻爐產(chǎn)能淘汰與電爐產(chǎn)能新增之間基本形成替代與補(bǔ)充的關(guān)系。電弧爐主要分布在廢鋼資源豐富或電力資源豐富的區(qū)域。? 華東、華南、華中地區(qū)是目前電弧爐較為集中的區(qū)域，產(chǎn)能占比合計(jì)73%。西南地區(qū)占樣本統(tǒng)計(jì)12%，未來西南地區(qū)也將成為電弧爐產(chǎn)能較集中的區(qū)域。江蘇、廣東、山東、四川、湖北等地電弧爐產(chǎn)能較高。數(shù)據(jù)顯示，江蘇產(chǎn)能在2606萬噸，廣東1464萬噸，湖北1459萬噸等。值得注意的是，我國有明顯電爐轉(zhuǎn)爐化現(xiàn)象：容量大于60t的電弧爐70%以上采用了電爐加部分鐵水冶煉技術(shù)。大鋼廠因?yàn)樽陨碛懈郀t生產(chǎn)鐵水，為降低成本，在電爐原料中，大量使用鐵水。大鋼廠使用廢鋼比例由原來的80%左右，下降到現(xiàn)在的不到40%，中小鋼廠因?yàn)榧夹g(shù)和缺鐵水的原因，廢鋼配比變化不大，依舊在95%左右。大量使用鐵水，使原來電爐短流程鋼廠的流程不再短，無法體現(xiàn)金屬材料的循環(huán)利用。
四、我國電弧爐煉鋼現(xiàn)存問題
從電弧爐煉鋼持續(xù)低迷的占比以及較緩的增速即可看出當(dāng)前市場在政策的大力呼吁下仍存在不少嚴(yán)峻問題，例如：原材料市場供應(yīng)問題：廢鋼產(chǎn)業(yè)不成熟，資源匱乏，成本偏高；持續(xù)的能源限制威脅石墨電極的供應(yīng)。電爐煉鋼利潤低：原料供應(yīng)長期緊平衡，耐火材料消耗快，生產(chǎn)成本持續(xù)處于高位。且工業(yè)電價(jià)高，冶煉成本相較轉(zhuǎn)爐長流程煉鋼高出很多。同時(shí)由于我國粗鋼體產(chǎn)量大，成材價(jià)格難以出現(xiàn)大幅上漲，預(yù)計(jì)電爐鋼企利潤持續(xù)被生產(chǎn)侵吞。限電限產(chǎn)帶來的威脅：伴隨著限產(chǎn)逐步升級及能耗雙控政策，生產(chǎn)企業(yè)停產(chǎn)限產(chǎn)再次升級。2021年華東區(qū)域部分電弧爐企業(yè)國慶節(jié)前近乎全停。如何在廢鋼產(chǎn)業(yè)不成熟，電力成本高，而補(bǔ)貼政策還未落實(shí)的現(xiàn)實(shí)情況下提高行業(yè)使用廢鋼的積極性，是擺在整個(gè)鋼鐵行業(yè)眼前的現(xiàn)實(shí)問題。。
五、剛性指標(biāo)要求與企業(yè)現(xiàn)實(shí)間的阻礙如何逐步克服
工信部、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推動鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出“有序引導(dǎo)短流程煉鋼（電爐）”，談及十四五“電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量比例提升至15%以上，力爭達(dá)到20%”的目標(biāo)。這與當(dāng)前長期保持的10%左右電爐鋼產(chǎn)量占比有顯著差異。然而產(chǎn)業(yè)的短板就是企業(yè)的機(jī)會，已有鋼企在不斷提升企業(yè)內(nèi)電爐鋼占比，如沙鋼2021年4月答投資者問，表示公司內(nèi)部電爐煉鋼占比已達(dá)20%左右。而由于電爐煉鋼的要求與成本，即使是大型企業(yè)也面臨威脅、阻礙，寶鋼2021年9月答投資者問，表示公司生產(chǎn)制造基本為高爐冶煉，電爐煉鋼產(chǎn)能約200萬噸，占公司煉鋼量不足5%。長期看，隨著廢鋼產(chǎn)生量的累積和環(huán)保壓力的加大，電爐冶煉的優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)，然而企業(yè)如何克服阻礙，逐步向政策、指標(biāo)的要求靠近，同時(shí)減輕自身壓力？對于電弧爐煉鋼而言，除原料價(jià)格受市場供應(yīng)影響大，被動而難以控制外，企業(yè)降低成本可從用電方面入手。鋼鐵行業(yè)能耗高、成本控制困難。特別是電弧爐煉鋼的用電成本更是亟待解決的痛點(diǎn)。我們提出煉鋼流程信息化節(jié)能解決方案，從數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測，建立生產(chǎn)質(zhì)量預(yù)測模型和能耗、溫度預(yù)測模型，引入先進(jìn)的評價(jià)體系等方面，制定煉鋼質(zhì)量與節(jié)能雙方面的動態(tài)優(yōu)化方案。近年來鋼鐵行業(yè)企業(yè)已開始重視自動化、智能化和節(jié)能，關(guān)于工業(yè)大數(shù)據(jù)在鋼鐵行業(yè)的信息化應(yīng)用。
六、總結(jié)
縱觀各國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，從歷史、政策導(dǎo)向、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展多方面而言，電弧爐煉鋼都是大勢所趨。目前我國正在不斷探索與發(fā)展中。上文已簡單介紹電弧爐煉鋼市場的發(fā)展，問題已然凸顯，各先進(jìn)國家電爐煉鋼發(fā)展過程中的探索和當(dāng)前的成功局面可為我國提供方向。相信不斷會有政策出臺，利好和支持電弧爐煉鋼的發(fā)展，不論是雪中送炭抑或錦上添花，智慧化地管控、節(jié)省工業(yè)用電，一定是電弧爐煉鋼企業(yè)應(yīng)選之路。
