解读废钢助力钢铁行业电炉短流程发展研究(简版)

2025-02-22 30 次浏览工业产业钢铁行业精华
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碳通通 · 脱水解读

7 分钟理解报告 · 解读 2087 字 · 8 张图 · 17 个数据点

钢铁行业占全国碳排放总量约16%,而全废钢电炉短流程吨钢碳排放可降低约75%,但2023年我国电炉钢比仅为9.9%,远低于世界平均的28.6%。废钢资源够不够、价格合不合理、回收体系通不通,直接决定电炉短流程能走多快。这份由中国废钢铁应用协会发布的《废钢助力钢铁行业电炉短流程发展研究(简版)》,对废钢产业现状、供需预测、发展路径和政策建议做了系统分析,下面逐层拆解其中的关键结论。

核心判断

  • 全废钢电炉短流程比长流程吨钢能耗降低约50%-67%,碳排放减少约75%。
  • 2023年全国废钢资源总量2.56亿吨,废钢消耗量2.14亿吨,综合废钢比连续6年超20%。
  • 我国2023年电炉钢比仅9.9%,远低于世界平均水平的28.6%。
  • 预测2030年废钢资源量约3.3亿吨,2045年前后达峰值约5.8亿吨。
  • 报告建议1吨铁水与1吨废钢价差合理区间为480~900元/吨,废钢/铁水价格比0.6~0.8。

脱水解读

废钢为什么是战略资源

报告开篇就把废钢定位为我国重要的战略资源,认为废钢产业是节能环保战略性新兴产业的重要组成部分。它的核心价值在于:废钢是唯一可以逐步替代铁矿石的原料,能够适度降低铁矿石对外依存度,保障国家资源安全和产业链供应链稳定。

除了资源价值,报告还强调了废钢的社会意义。废钢产业在“保就业”“保民生”中发挥不可替代的作用,粗略估计可拉动上百万人就业,同时带来持续不断的税务收入。在“双碳”背景下,废钢被看作节能减排的“绿色资源”,可以无限循环使用,在发展绿色钢铁和低碳经济中起到重要支撑作用。

资源在增长,但眼下面临紧平衡

从资源总量看,2023年全国废钢资源总量为2.56亿吨。结构上有一个明显趋势:自产废钢占比由2011年的29%降至2023年的22%,而社会废钢占比由2010年的65.6%提高到2023年的78%。报告判断,随着钢铁蓄积量不断增加,再过20年左右全国废钢资源短缺的局面将彻底改变。

但当下废钢资源仍呈紧平衡状态。报告列出五方面问题:废钢资源量不充裕、废钢比低于世界主要产钢国;循环利用体系不健全,回收渠道不够畅通,一体化产业链还未完全建立;规范加工企业废钢处理量占比低,2023年825家规范企业经营量仅1亿吨左右,不到废钢消耗量的一半;废钢价格持续高位运行;税收政策落地存在障碍,上游现金交易、下游要求全额带票供货,导致中间环节增值税税负过高。

供需与价格:紧平衡与定价缺位

报告指出,2023年全国废钢资源供需呈现紧平衡状态,但各区域情况不一。华北地区消耗量大于资源产生量,需要从其他区域调入废钢;华东地区废钢资源量最多,但受经济利益驱动部分废钢流向外地,实际也处于紧平衡。东北、华南、华中、西南和西北存在类似情况。

价格方面,近五年我国废钢价格呈波动上升趋势,且缺少统一的定价机制,多数情况下由各钢厂自己定价。2023年纯净废钢均价3104元/吨,重型废料均价2900元/吨,破碎料均价2899元/吨,均高于铁水成本。

综合考虑铁前系统吨铁折旧成本(30~50元/吨铁)、铁前系统环保成本(100~150元/吨铁)、废钢加工成本(100~200元/吨钢),废钢物流成本(50~100元/吨钢),则可以计算出1吨铁水与1吨废钢价格差的合理范围应为480~900元/吨,按铁水价格为2500元/吨来计算,废钢/铁水的价格比应该为0.6~0.8,大体是合理的。

目前废钢价格远高于这一比例,甚至出现废钢价格大于铁水价格的现象,严重增加了电炉短流程企业的生产成本。

大规模替代从何时开始

报告构建了废钢资源预测模型,判断我国未来废钢资源总量充足。在低产量情景下,2030年废钢资源量预计达到约3.3亿吨,2045年前后达到峰值约5.8亿吨,2060年约5.3亿吨。届时废钢资源基本能满足粗钢生产需求(4.3亿吨),大大降低对铁矿石的依赖。

按照发达国家经验预测需求量:到2030年废钢资源需求量在3.2-3.3亿吨之间;到2050年在4.5-5.0亿吨之间;到2060年在4.3-5.1亿吨之间。

时间表上,报告将发展路径分为四个阶段:碳达峰峰值平台期(2024-2030年),废钢资源增长缓慢,2030年资源消耗量约2.9亿吨,仍较紧缺;碳排放稳步下降期(2031-2040年),废钢资源高速增长,预计2040年达到4.4亿吨;深度脱碳期(2041-2050年),资源量达到峰值约5.3亿吨,进入流程结构深度调整阶段;碳中和阶段(2051-2060年),废钢资源量略降,总体仍在4.5亿吨以上,流程结构进一步优化并逐步稳定。

电炉短流程往哪里建

报告认为,以“两链一流”系统为核心的“城市钢厂”是适合我国短流程发展的模式。具体包括三个部分:供应链方面,原料来自城市废钢,能源充分利用夜间电网弃电或清洁能源发电;服务链方面,产品为相邻相依城市产业服务,为城市消纳废弃物、中水等,服务-物流半径在150公里左右;全废钢电炉生产流程方面,以1~2条电炉短流程生产作业线为主,以全废钢为原料,以建筑用螺纹钢、线材为主要产品,规模50万吨/年~200万吨/年。

区域布局上,报告综合废钢资源产出、钢材消费需求、电力资源供给等因素,建立了城市钢厂最优布局模型。现阶段,江苏、广东、福建、浙江等地区及周边拥有较充足的废钢资源,且钢材消费市场强劲;四川、贵州等地区还拥有丰富的水电资源,能够为电炉钢厂提供充足电力。报告认为上述地区可以考虑作为电炉钢厂建设的试点区域。

行业措施与政策建议

报告从行业和政策两个层面提出建议。行业措施方面,一是多渠道获取废钢资源,包括加强自产废钢回收、提升加工废钢收集能力、加强社会废钢回收、拓展进口废钢渠道、推动技术创新、建立信息共享平台;二是完善废钢回收利用体系,培育龙头企业和示范标杆、组建区域废钢交易中心、延续以旧换新政策、推动生产者责任延伸制度;三是推动废钢资源利用规范化;四是聚焦共性技术清单;五是优化电炉短流程企业布局。

政策建议方面,报告提出五条:建议国家将废钢作为战略资源纳入《国民经济和社会发展五年规划纲要》,将废钢数据统计纳入国家统计;修订再生钢铁原料标准,放宽夹杂物含量等指标,出台进口增值税退税或免征政策,建立进口快速通道与利用示范园区;出台政策完善废钢回收利用体系,培育龙头企业并打造全国性废钢资源交易服务平台;出台稳定废钢价格政策措施,发布废钢价格指数;优化税收政策,推进“反向开票”落实,明确各项细则,加强宣传。

长流程转炉提废钢比的边界

报告专门探讨了转炉提高废钢比的问题。废钢在转炉炼钢中主要有提高产量、降本增效、冷却的作用,但采用较大废钢比时,钢中残余元素、全氧、全氮含量会增加,扰乱炉外精炼节奏,可能影响钢材质量。

报告构建了不同废钢比下的碳排放计算模型,设置保证转炉出钢量不变和保证入炉铁水量不变两种情景,分析了0%、10%、20%、30%四种废钢比对应的CO2排放。结论是:在保证入炉铁水量不变的模式下,长流程CO2排放强度降低但企业总碳排放量在增加,这也是当前长流程消耗废钢资源的动力源,导致废钢价格居高不下。在保证转炉出钢量不变的模式下提高废钢比,有利于企业降碳,应该在不影响产品质量的前提下适度鼓励。

报告还提到,根据某钢厂实际生产经验,在现有废钢条件下(外购社会废钢占比60%以上)冶炼高等级钢种时,废钢比应控制在20%以内。

图说解读

长流程与短流程的排放差距

报告在摘要中给出了一组关键对比数据:与以铁矿石为原料的高炉-转炉长流程相比,以废钢为原料的电炉短流程能源消耗降低50%-67%,CO2排放降低约75%,废水、废渣、废气排放分别减少约76%、72%、86%。这组数据是整个报告论证电炉短流程优势的核心依据。

能源消耗降低一半以上、碳排放减少约四分之三,意味着电炉短流程在碳约束趋紧的背景下具有明显的竞争优势。报告据此判断,合理高效地回收利用废钢资源、优化钢铁生产流程结构,是助力钢铁行业绿色低碳转型发展的重要路径之一。

能耗降低
50-67%
CO2排放降低
75%
废水排放减少
76%
废渣排放减少
72%
废气排放减少
86%
全废钢电炉短流程相比长流程的减排降耗幅度
碳通通

废钢比的结构性变化

报告披露了废钢资源结构的两个变化趋势。自产废钢在资源总量中的占比呈下降趋势,由2011年的29%下降至2023年的22%;社会废钢占比则越来越大,由2010年的65.6%提高至2023年的78%。

这一降一升背后是钢铁蓄积量的积累效应。随着钢铁制品陆续到达服务期限,报废汽车、废旧建筑等社会废钢将持续释放。报告判断,再过20年左右全国废钢资源短缺的局面将彻底改变。进口废钢方面,受2017年进口禁令和2021年放开后标准仍较严格的影响,对国内供给贡献有限。

2011/2010年
2023年
自产废钢占比(%)
29
22
社会废钢占比(%)
65.6
78
自产废钢与社会废钢占比变化(2010/2011 vs 2023)
碳通通

废钢消耗流向长流程

报告指出,从长短流程废钢资源消耗情况看,长流程废钢消耗占钢铁工业废钢消耗总量的比例从2011年的54%提高至72%,而短流程的废钢消耗占比则从2011年的46%下降至28%。这意味着增加的废钢消耗量大部分流向了长流程企业。

2023年我国粗钢产量10.19亿吨,废钢消耗量2.14亿吨,是全球最大的废钢消费国,综合废钢比连续6年超过20%。报告解释,由于高炉-转炉长流程的总体成本低于电炉短流程,长流程企业在盈利时期有意愿通过多加废钢来提高产量,进一步导致国内废钢资源局部供不应求,废钢价格持续高位运行。

长流程消耗占比
72%
短流程消耗占比
28%
综合废钢比
20+%
废钢消耗在长流程与短流程之间的流向变化
碳通通

废钢资源量的长期预测

报告基于优化IPAT模型对未来粗钢产量进行三种情景预测,分别对应2060年我国粗钢产量为7.3亿吨、6.7亿吨和6.2亿吨。在此基础上按自产废钢、加工废钢、折旧废钢三类分别构建回收模型,预测废钢资源量。

在低产量情景下,我国2030年废钢资源量预计达到约3.3亿吨;2045年预计达到约5.8亿吨,此时废钢资源利用将超过铁矿石利用量;2060年预计达到5.3亿吨左右。届时废钢资源基本能满足粗钢生产需求(4.3亿吨),大大降低对铁矿石的依赖。报告还指出,废钢资源量在2030年~2050年间增速较快,预计2045年前后达到资源量峰值,随后虽有所下降,但降幅不大。

2025年
2030年
2035年
2040年
2045年
2050年
2055年
2060年
废钢资源量(亿吨)
2.8
3.3
3.8
4.4
5.8
5.5
5.4
5.3
低产量情景下我国废钢资源量预测(2025-2060年)
碳通通

四阶段发展路径

报告参考钢铁行业低碳发展路线图,提出并制定了废钢助力电炉短流程发展的战略方案及目标,将发展路径分为四个阶段。

碳达峰峰值平台期(2024-2030年):废钢资源增长缓慢,2030年资源量有望增长到3.3亿吨,但总体上仍较为紧缺,废钢资源大多流向长流程钢铁企业。碳排放稳步下降期(2031-2040年):废钢资源高速增长,预计到2040年将达到4.4亿吨,部分长流程钢厂逐步转为短流程。深度脱碳期(2041-2050年):废钢量将达到峰值约5.8亿吨,多数内陆长流程退出或转为短流程。碳中和阶段(2051-2060年):废钢资源量略降,总体仍在5亿吨左右波动,流程结构进一步优化并逐步稳定。

2024-2030年
碳达峰峰值平台期,废钢资源增长缓慢
2031-2040年
碳排放稳步下降期,废钢资源高速增长
2041-2050年
深度脱碳期,废钢量达到峰值
2051-2060年
碳中和阶段,流程结构优化稳定
废钢助力电炉短流程发展四阶段路线图
碳通通

城市钢厂最优布局区域

报告在探讨短流程区域布局时,分析了各地的差异化优势。江苏、广东、福建、浙江等地区及周边拥有较充足的废钢资源,且钢材消费市场强劲,适合作为电炉钢厂建设的试点区域。四川、贵州等地区还拥有丰富的水电资源,能够为电炉钢厂的发展提供充足的电力资源。

报告还提到,湖北、四川、云南等地区具备丰富的水力资源,水力发电量极大;内蒙古、新疆等地区具备较为丰富的风光资源,可再生能源发电量较大,可为电炉钢厂提供较为充足的绿色电力。从钢材消费市场看,华东是全国最大的钢材消费市场,属于第一梯队;华南、华北市场份额保持在20%左右,属于第二梯队;西南约9%属于第三梯队;东北、西北约4%属于第四梯队。

江苏广东福建浙江
废钢资源较充足,钢材消费市场强劲
四川贵州
拥有丰富水电资源,电力供应充足
湖北云南内蒙古新疆
水力或风光资源丰富,绿色电力潜力大
三类适宜布局地区的选择依据
碳通通

废钢供需紧平衡的成因

报告分析了废钢价格持续高位运行的多重原因。首先是供需层面,我国废钢资源总体供不应求,在“双碳”背景下无论是长流程还是短流程对废钢的需求都大幅增加,进而导致国内废钢资源局部供不应求。

其次是利润驱动机制:长流程企业在盈利时期有意愿通过多加废钢来提高产量,因为高炉-转炉长流程的总体成本低于电炉短流程。第三是回收体系问题,回收渠道不够畅通,一体化产业链还未完全建立。第四是税收障碍,上游以现金交易为主、下游要求全额带票供货,中间环节增值税税负过高。此外,废钢市场价格缺少统一的定价机制,多数情况下由各钢厂自己定价,采购价格会根据到货和库存情况随时调整。

利润驱动长流程盈利时多加废钢提高产量资源紧平衡废钢资源总体供不应求回收体系不健全一体化产业链未建立税收障碍第一张票难获取,税负过高区域流动跨区域废钢流动受运费和利润影响定价机制缺失各钢厂自己定价,缺少统一机制
利润驱动→废钢价格持续高位运行
资源紧平衡→废钢价格持续高位运行
回收体系不健全→废钢价格持续高位运行
税收障碍→废钢价格持续高位运行
区域流动→废钢价格持续高位运行
定价机制缺失→废钢价格持续高位运行
废钢价格持续高位运行的多因素归因
碳通通

废钢全链条扶持方向

报告从五个方向提出行业措施。一是多渠道获取废钢资源,通过加强自产废钢回收、提升加工废钢收集能力、加强社会废钢回收、拓展进口废钢渠道等措施,实现废钢资源的多元化获取和高效利用。二是完善废钢回收利用体系,建立健全回收网络,继续开展废钢加工行业准入工作,推动废钢加工企业和钢铁企业深度合作。

三是推动废钢资源利用规范化,完善相应法律法规,补充健全行业标准,杜绝行业中劣币驱逐良币的现象。四是聚焦共性技术清单,整合行业内科研资源,加大对废钢加工利用技术的研发投入。五是优化电炉短流程企业(城市钢厂)布局,引导布局到电力资源和废钢资源丰富的地区。

资源获取
自产回收、加工收集、社会回收、进口拓展
回收体系
回收网络建设、龙头企业培育、区域交易中心
利用规范化
完善法规标准、加强资质审查与市场监管
技术创新
共性技术研发、技术共享交流平台
布局优化
城市钢厂布局到废钢和电力丰富地区
废钢助力电炉短流程发展的行业措施框架
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
废钢资源总量(2023年)2.56亿吨第一章(二)
废钢消耗量(2023年)2.14亿吨第一章(二)
粗钢产量(2023年)10.19亿吨第一章
电炉钢比(2023年)9.9%第9页
世界平均电炉钢比28.6%第9页
废钢加工准入企业数量(2023年底)825家第一章(二)
准入企业年加工能力1.7亿吨第一章(二)
2024上半年炼钢用废钢消耗量12254万吨第一章(三)
我国废钢资源量与消耗量关键数据

这组数据勾勒出我国废钢产业的基本盘。2023年全国废钢资源总量2.56亿吨,废钢消耗量2.14亿吨,是全球最大的废钢消费国,综合废钢比连续6年超过20%。但电炉钢比仅为9.9%,远低于世界平均水平的28.6%。 供给端,截至2023年底共发布十一批符合准入条件的公告企业825家,年加工能力达到1.7亿吨左右,占全国资源总量的66%。但从实际处理量看,2023年全国钢铁企业消耗废钢2.14亿吨,其中规范企业的经营量仅1亿吨左右,仅占废钢消耗量的不到50%。2024年上半年全国炼钢用废钢铁消耗总量12254万吨,同比增加631万吨,增幅5.4%,表明废钢需求仍在增长。

指标数值单位出处
纯净废钢均价(2023年)3104元/吨第一章(二)
重型废料均价(2023年)2900元/吨第一章(二)
破碎料均价(2023年)2899元/吨第一章(二)
铁水与废钢合理价差480~900元/吨第二章(四)
废钢/铁水合理价格比0.6~0.8-第二章(四)
铁前系统吨铁折旧成本30~50元/吨铁第二章(四)
铁前系统环保成本100~150元/吨铁第二章(四)
废钢加工成本100~200元/吨钢第二章(四)
废钢物流成本50~100元/吨钢第二章(四)
废钢价格与合理价格比测算

报告通过理论计算分析给出了废钢合理价格的判断框架。综合考虑铁水的物理热、化学热所对应的能量价值、铁前系统吨铁折旧成本、环保成本以及废钢加工成本、物流成本,报告认为1吨铁水与1吨废钢价格差的合理范围应为480~900元/吨,按铁水价格为2500元/吨来计算,废钢/铁水的合理价格比应为0.6~0.8。 但现实情况是,2023年纯净废钢均价3104元/吨,重型废料均价2900元/吨,破碎料均价2899元/吨,均高于铁水成本,废钢价格远高于合理比例。报告指出,这严重增加了电炉短流程企业的生产成本,不利于废钢资源的利用与短流程发展的推进。因此,稳定废钢市场、保证废钢供应、使废钢价格维持在合理范围之内,是重中之重。

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