废钢助力钢铁行业电炉短流程发展研究

废钢助力钢铁行业电炉短流程发展研究 中国废钢铁应用协会 摘要............................................................................................................................................................2第一章废钢产业发展现状..................................................................................................................8（一）废钢产业在国民经济中的地位..................................................................................8（二）废钢产业发展现状.......................................................................................................8（三）废钢产业存在的主要问题.........................................................................................12第二章废钢资源供需预测分析.........................................................................................................15（一）废钢市场区域供需现状..............................................................................................15（二）影响长短流程废钢利用的关键因素.........................................................................16（三）转炉提高废钢比的探讨..............................................................................................17（四）废钢合理价格分析......................................................................................................18（五）废钢资源量供需预测..................................................................................................19第三章废钢产业助力电炉短流程发展路径...................................................................................23（一）废钢资源区域分布预测.............................................................................................23（二）短流程发展模式及区域布局分析............................................................................24（三）废钢助力电炉短流程发展路径................................................................................26第四章废钢助力电炉短流程发展的措施建议...............................................................................30（一）应对措施.....................................................................................................................30（二）政策建议.....................................................................................................................32参考文献..................................................................................................................................................33 当前双碳背景下，有效降低钢铁生产过程中的碳排放已成为钢铁行业乃至国家亟待解决的重大问题。其中，提高全废钢电炉短流程比例是实现钢铁工业碳减排的重要途径之一：与高炉-转炉长流程相比，全废钢电炉流程吨钢能耗约降低50%-67%，碳排放约减少75%，发展电炉短流程的节能减排优势非常明显。 在上述背景下，钢铁研究总院有限公司联合中国废钢铁应用协会共同组建研究团队，就我国废钢产业发展现状、废钢资源供给与需求、短流程钢厂的时空布局、废钢助力电炉短流程发展路径、政策建议等问题开展研究。研究成果如下： 一、我国废钢产业现状 根据本团队的调研分析，随着我国钢铁蓄积量的不断增加，再过20年左右全国废钢资源短缺的局面将彻底改变。虽然受疫情等因素的影响，2022年和2023年的废钢资源量略有回落，但是总体上我国废钢资源量呈逐年上升趋势。随着废钢产业在国民经济中的地位逐渐被重视，各地纷纷出台有利于废钢产业与电炉流程发展的政策措施，我国废钢产业与电炉流程发展已经具备初步条件。 但当下废钢产业还存在一系列问题有待解决，制约了近中期电炉短流程的发展：1）总体来看我国废钢资源仍呈紧平衡状态，进而导致国内废钢资源局部供不应求，废钢价格持续高位运行；2）我国的废钢回收渠道还不够畅通，一体化产业链还未完全建立，缺乏有效的回收体系和网络。规范加工企业废钢处理量占比低；3）废钢铁加工企业上游以现金交易为主，下游用户又要求全额带票供货，导致中间环节增值税税负过高。没有“第一张票”抵扣增值税也导致了废钢加工企业收入虚高，需要缴纳更高的所得税。虽然“反向开票”政策已经正式推行，但由于政策发布时间较短，只有少部分企业试开过少量票据。“反向开票”政策落地进程及方案仍存在区域差异，其效果还有待进一步观察。 二、供需及市场分析 华北地区废钢消耗量比废钢资源产生量大，资源不足，需要从其他区域调入废钢。华东地区较为发达，废钢资源量相较于消耗量较为充足，但是受经济利益驱动，部分废钢流向外 地，导致华东地区的废钢资源实际处于紧平衡状态。东北、华南、华中、西南和西北也存在类似情况。 影响废钢在长、短流程中使用比例因素众多，并且不同影响因素之间相互关联，主要包括企业利润水平、废钢质量、产业政策等。根据本团队构建的碳排放量计算模型可得：从碳排放角度出发，废钢本身是一种载能资源，不管是在长流程还是在短流程中应用废钢都能实现大幅度降低钢铁生产过程的碳排放强度，但是我们仍然建议我国钢铁工业应该借助双碳的大背景，引导废钢资源尽可能流向电炉短流程，进而逐步调整全行业的铁素资源结构、产品结构和流程结构的布局，从而实现全行业的转型升级和高质量发展。 本团队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，通过理论计算分析，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。 三、我国废钢资源预测 我国未来废钢资源充足，可为电炉短流程发展提供充足的物质保障。根据本团队构建的废钢资源预测模型预测，我国2030年废钢资源量将达到约3.3亿吨；2045年前后达到峰值，约为5.8亿吨；2060年约为5.3亿吨。此外，按照发达国家经验预测我国未来废钢资源需求量：到2030年废钢资源需求量在3.2-3.3亿吨之间；到2050年废钢需求量在4.5-5.0亿吨之间；到2060年废钢需求量在4.3-5.1亿吨之间。可见，我国未来废钢资源充足，可为电炉短流程发展提供充足的物质保障。 四、未来电炉短流程发展模式 根据我国废钢资源布局的强地区性以及电炉短流程的生产特点，借鉴美国电炉发展的经验，本团队认为以“两链一流”系统为核心的“城市钢厂”是最适合我国短流程发展的模式： ——供应链：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：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 径为150公里左右。 ——全废钢电炉生产流程：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，最高300万吨/年。 长远来看，电炉短流程的发展将以全废钢电炉短流程生产建筑用长材来替代以中、小高炉-转炉生产螺纹钢、线材等大宗产品作为切入口，并形成三类主要的发展模式： a.全废钢电炉流程替代中小高炉-转炉流程，生产螺纹钢等长材； b.返回法与近终型制造技术结合，生产优特钢、不锈钢、硅钢、热轧薄板带、超薄带产品等； c.氢还原-电炉流程生产高新技术产业等所需的特殊钢材。 通过对未来城市钢厂时空布局的探讨，综合来看最适合发展电炉短流程的区域有：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，能够为电炉钢厂的发展提供充足的电力资源。 五、废钢助力电炉短流程发展路径 作为电炉短流程的主要原料，废钢的质、量、价是影响其发展的重要因素。废钢产业的健康发展是电炉短流程可持续发展的重要保障。因此，需要从政策支持与规范引导、资源整合与产业协同、技术创新与设备升级等方面发力，推动废钢产业的健康发展，实现废钢资源的质量稳定、价格可控、储量充足，进而助力电炉短流程可持续发展。 本团队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： 碳达峰峰值平台期（2024-2030年）：此阶段废钢资源量增长缓慢，2030年有望增长到3.3亿吨，但总体上仍较为紧缺。因此，受废钢价格及冶炼成本影响，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）：此阶段废钢资源高速增长，预计到2040年将达到4.4亿吨。长流程废钢用量随着粗钢产量下降有所降低，部分长流程钢厂逐步转为短流程。电炉短流程将得到较快发展，并开始关注废钢的高质化利用。 深度脱碳期（2041-2050年）：此阶段废钢量将达到峰值，约5.8亿吨，资源量充足，行业进入流程结构深度调整阶段。多数内陆长流程退出或转为短流程，电炉短流程得到进一步发展。 碳中和阶段（2051-2060年）：此阶段废钢资源量略降，但总体仍在5亿吨左右波动，流程结构进一步优化并逐步稳定。 六、行业措施与政策建议 （一）行业措施 （1）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。 （2）完善废钢回收利用体系。建立健全废钢回收网络，鼓励社会各界参与废钢回收工作。继续开展废钢加工行业准入工作，将更多的废钢加工企业纳入规范管