實(shí)現(xiàn)深度碳減排的目標(biāo) 中國(guó)鋼管行業(yè)應(yīng)如何發(fā)展?
彭在美,上海鋼管行業(yè)協(xié)會(huì),(上海,200070)
【內(nèi)容提要】實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”到“碳中和”,是國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化的目標(biāo),也是體現(xiàn)出中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任大國(guó)的擔(dān)當(dāng)。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將“碳達(dá)峰”“碳中和”工作定為2021年的重點(diǎn)任務(wù)之一。中國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”愿景的時(shí)間只有西方發(fā)達(dá)國(guó)家的一半左右,其轉(zhuǎn)型力度是前所未有的。中國(guó)鋼管生產(chǎn)基本流程是高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程和電爐短流程,即碳冶金與電冶金流程。電冶金比碳冶金的碳排放強(qiáng)度低,而氫冶金的碳排放強(qiáng)度更低。氫冶金是一場(chǎng)技術(shù)革命。實(shí)現(xiàn)氫冶金的技術(shù)路線(xiàn)有兩條,即“直接碳避免”和“智能碳使用”技術(shù),其難點(diǎn)在于低成本的氫制取。無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝是熱加工,碳排放量較大;焊接鋼管生產(chǎn)工藝是冷成型,是低碳產(chǎn)品。中國(guó)無(wú)縫鋼管產(chǎn)量占世界無(wú)縫鋼管總產(chǎn)量的比例達(dá)60%以上,中國(guó)鋼管從低碳減排視角,應(yīng)發(fā)展焊管高端產(chǎn)品,控制無(wú)縫鋼管增長(zhǎng)速度。
1.限期實(shí)現(xiàn)“碳中和”,是國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化的新目標(biāo)
2020年9月22日在75屆聯(lián)大會(huì)上,習(xí)近平主席提出了中國(guó)力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放達(dá)峰,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。2020年12月12日習(xí)近平主席又在氣候峰會(huì)上進(jìn)一步明確,到2030年中國(guó)單位GDP二氧化碳排放量將比2005年下降65%左右,非化石能源占一次性能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右,森林蓄積量將比2005年增加60億立方米,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。[1] [2]
世界各主要國(guó)家對(duì)“碳中和”都作出了承諾:日本、韓國(guó)、加拿大、歐盟、英國(guó)都宣布2050年實(shí)現(xiàn)“碳中和”,瑞典宣布在2040年實(shí)現(xiàn)“碳中和”。美國(guó)總統(tǒng)拜登在就職第1天就宣稱(chēng)重返《巴黎協(xié)定》,此前在競(jìng)選辯論中,承諾美國(guó)實(shí)現(xiàn)2035年前電力部門(mén)零碳排放,并在2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放,即“碳中和”。拜登此前宣布在他第1個(gè)任期內(nèi),4年要拿出2萬(wàn)億美元的投資,促進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化的實(shí)施,強(qiáng)調(diào)通過(guò)發(fā)展風(fēng)電、光伏等清潔電力以實(shí)現(xiàn)2035年前電力部門(mén)零碳排放,這與皆在終止燃煤發(fā)電、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)脫碳的歐盟“棄煤”目標(biāo)高度一致,未來(lái)歐美可能聯(lián)手合作,督促各國(guó)根據(jù)減排目標(biāo)制定煤電的退出計(jì)劃,并在醞釀要征收碳邊境調(diào)節(jié)稅。[3]
歐盟27個(gè)成員國(guó)在2030年減少碳排放量由1990年的40%提高到55%以上。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),至少需要投資3萬(wàn)億歐元,尤其是建筑、工業(yè)、電力和交通部門(mén)的投資占比最大。除了歐盟的投資外,各國(guó)也有一攬子方案來(lái)推動(dòng)“低碳經(jīng)濟(jì)”,德國(guó)未來(lái)幾年預(yù)算的23%-27%將分配給與低碳排放相關(guān)領(lǐng)域,包括削減增值稅、下調(diào)電價(jià)以及技術(shù)創(chuàng)新提供補(bǔ)貼等措施。法國(guó)的措施非常細(xì)致,例如推出產(chǎn)品生態(tài)評(píng)分,評(píng)分將印刷在產(chǎn)品外包裝上,標(biāo)準(zhǔn)涵蓋在制造過(guò)程中使用的電力清潔程度等方面。延長(zhǎng)電子設(shè)備使用壽命5~15年,也可納入低碳排放的指標(biāo)。挪威致力于研發(fā)CCUS技術(shù)(碳捕捉、存儲(chǔ)及利用技術(shù)),荷蘭、英國(guó)、德國(guó)都在研發(fā)低碳新技術(shù)。在這樣的形勢(shì)下,全球主要國(guó)家努力實(shí)現(xiàn)“碳中和”促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也成為大國(guó)之間競(jìng)爭(zhēng)與合作的一個(gè)重要領(lǐng)域。
2.從“碳達(dá)峰”到“碳中和”,中國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)環(huán)境上的差異
首先來(lái)看中國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)環(huán)境上的差異。西方發(fā)達(dá)國(guó)家例如美歐等國(guó)經(jīng)過(guò)百多年的工業(yè)化進(jìn)程,已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)代化,其碳排放量的程度較低;而中國(guó)目前仍然是發(fā)展中國(guó)家,現(xiàn)在還處于工業(yè)化階段的后期,何況國(guó)內(nèi)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不平衡,東南部較發(fā)達(dá),西北部較遲緩。因此,未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的預(yù)期還比較高,2035年GDP增長(zhǎng)預(yù)期比2020年要翻一翻,到2050年有可能會(huì)達(dá)到2020年的3.5倍。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)主要靠基建拉動(dòng),因此,能源需求的增加,中國(guó)目前依然是“生產(chǎn)型”而不是“消費(fèi)型”能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。美國(guó)的商業(yè)和居民用電約占76%,而中國(guó)僅為30%。[4]這一方面說(shuō)明西方發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)碳排放量較低,比較容易“碳達(dá)峰;另一個(gè)方面從“棄煤”角度來(lái)看,中國(guó)煤炭消費(fèi)絕大部分都是由第二產(chǎn)業(yè)消費(fèi)的,約2/3用于資本形成(包括基建)。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,決定了能源電力需求還保持較高的增長(zhǎng),預(yù)計(jì)要到2030年之后,能源總需求達(dá)到峰值。屆時(shí),我國(guó)單位GDP二氧化碳強(qiáng)度要比2005年下降65%以上。
為此,“十四五”期間要嚴(yán)格控制高能耗產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張,力爭(zhēng)高能耗產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放達(dá)到峰值;煤炭消費(fèi)量盡量做到零增長(zhǎng);“十五五”期間石油消費(fèi)達(dá)到峰值后,不再增加,而是增加天然氣消費(fèi);同時(shí),煤炭消費(fèi)量必須持續(xù)下降。與此相適應(yīng)的措施是,大力發(fā)展新能源和可再生能源,來(lái)滿(mǎn)足總能源新增加的需求。
3.中國(guó)鋼管行業(yè)實(shí)行深度碳減排的路線(xiàn)圖
鋼管行業(yè)包括無(wú)縫鋼管和焊接鋼管兩大產(chǎn)品,其中無(wú)縫鋼管是熱加工工藝生產(chǎn),焊接鋼管是冷加工工藝生產(chǎn)。無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程其中煉鐵與煉鋼環(huán)節(jié)與碳排放密切相關(guān)。據(jù)測(cè)算,2019年全球二氧化碳排放量達(dá)330億噸,其中中國(guó)二氧化碳排放量達(dá)到118億噸,占比36%,中國(guó)鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量大約占全國(guó)二氧化碳排放量的15%。鋼鐵行業(yè)從一次性能源消費(fèi)上來(lái)看,2005年占到一次性能源消費(fèi)的45%,2015年增長(zhǎng)到53%。一次性能源消費(fèi)不只是直接消耗,還包括熱力、電力等上游消耗。因此,鋼鐵行業(yè)是能耗高密集行業(yè),也是制造業(yè)中碳排放量最大行業(yè),更是2021年“碳達(dá)峰”的重點(diǎn)行業(yè)。[6]鋼鐵行業(yè)包括鋼管行業(yè)特別是無(wú)縫鋼管面臨繞不開(kāi)的挑戰(zhàn),必須現(xiàn)在開(kāi)始付諸實(shí)施低碳減排。
(1)有專(zhuān)家在2020年12月9日召開(kāi)的第三屆中國(guó)電爐煉鋼科學(xué)發(fā)展論壇上指出:“對(duì)溫室氣體排放、氣候變化全球戰(zhàn)略性問(wèn)題認(rèn)識(shí)存在不足”是當(dāng)前的短板之一。[7]筆者解讀這句話(huà)有兩層含義,其一當(dāng)然是指電爐煉鋼的發(fā)展認(rèn)識(shí)不足;更深層次的含義是指對(duì)“碳中和”的認(rèn)識(shí)不足。現(xiàn)在首先來(lái)審視電爐鋼的發(fā)展問(wèn)題。
(2)中國(guó)鋼管生產(chǎn)基本流程中,高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程與電爐短流即“碳冶金”與“電冶金”評(píng)判
電爐短流程是中國(guó)鋼鐵業(yè)有利于“碳達(dá)峰”“碳中和”戰(zhàn)略發(fā)展的基本生產(chǎn)流程。我國(guó)鋼鐵業(yè)能源結(jié)構(gòu)為:69.9%為煤炭,26.4%為電力,3.2%為石油,0.5%為天然氣。由于能源結(jié)構(gòu)以煤為主,即碳冶金,排放二氧化碳量高達(dá)17.7億噸,占全國(guó)排放量的15%左右。而這主要源自于高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程生產(chǎn)工藝:具有燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵;而電爐短流程生產(chǎn)工藝直接使用廢鋼冶煉,沒(méi)有煉鐵系統(tǒng)(鐵、焦、燒、球工序)的能源消耗及污染,即電冶金。長(zhǎng)流程碳排放強(qiáng)度約為2tCO2/t,短流程碳排放強(qiáng)度約為0.5 tCO2/t。歐美鋼鐵工業(yè)電爐鋼的產(chǎn)量占其鋼鐵總產(chǎn)量約54%以上,而我國(guó)電爐鋼的產(chǎn)量所占比例不足15%。
2020年12月9日第三屆電爐煉鋼科學(xué)發(fā)展論壇上,鼓勵(lì)長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀周邊和環(huán)境容量有限的地區(qū),因地制宜發(fā)展電爐鋼產(chǎn)業(yè)。這為無(wú)縫鋼管選擇電爐短流程指明了方向。目前制約我國(guó)電爐發(fā)展的原因:一是廢鋼量不足,二是電能偏緊和電費(fèi)過(guò)高。對(duì)于廢鋼資源問(wèn)題,有專(zhuān)家在論壇上建議鼓勵(lì)廢鋼產(chǎn)品進(jìn)口,并在稅負(fù)上給予優(yōu)惠。對(duì)于電費(fèi)過(guò)高問(wèn)題,建議似可參考德國(guó)對(duì)低碳排放企業(yè)下調(diào)電價(jià)。這對(duì)于無(wú)縫鋼管產(chǎn)量增加電爐鋼占比,相應(yīng)減少轉(zhuǎn)爐鋼占比,達(dá)到“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)是有促進(jìn)作用。我國(guó)政策出于環(huán)保原因,出臺(tái)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē);建議也可以按照同樣的原因,出臺(tái)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)發(fā)展電爐產(chǎn)業(yè)。
(3)“氫冶金”工藝流程重構(gòu)“碳冶金”工藝流程,將是一場(chǎng)具有顛覆性的技術(shù)革命。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,我們似有認(rèn)識(shí)不足。為了實(shí)現(xiàn)歐盟“碳中和大陸”目標(biāo),歐鋼聯(lián)前些年已提出了兩條技術(shù)路線(xiàn),分別是基于過(guò)程控碳的“直接碳避免”技術(shù)和末端治理的“智能碳使用”技術(shù),包括瑞典鋼鐵(SSAB)的HYBRT技術(shù)(氫能煉鐵技術(shù)),蒂森克虜伯的Carbon2Chen碳捕捉技術(shù),等。[9]我國(guó)一些鋼鐵企業(yè)目前也在嘗試非碳還原,一方面著手開(kāi)展氫能煉鐵和煉鋼試驗(yàn),例如,力拓將出資1000萬(wàn)美元與我國(guó)鋼企寶武在低碳煉鐵項(xiàng)目和研究方面開(kāi)展合作。寶武并且已敲定碳減排目標(biāo),2023年碳達(dá)峰,2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。另一方面就是二氧化碳的捕集和利用,我國(guó)一些鋼企已在實(shí)際生產(chǎn)中利用捕集的二氧化碳向高爐或轉(zhuǎn)爐中噴吹,而降低粉塵的排放量,(挪威清潔能源集團(tuán)SARGAS用船將液化后的二氧化碳運(yùn)送到北海油田,注入油井底部,增加產(chǎn)油量)從目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)外鋼企在降碳上的技術(shù)路線(xiàn)和操作方法都相同或相似,還有一個(gè)共同難點(diǎn),就是氫氣如何低成本制取。我國(guó)專(zhuān)家提出鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣制氫的思路,有重要參考價(jià)值。[10]
(4)關(guān)于鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣制氫的思路。由鋼鐵制造流程可以開(kāi)發(fā)出大量的新一代清潔能源——?dú)錃猓缤ㄟ^(guò)吸附制氫的方法從焦?fàn)t煤氣中得到氫,通過(guò)CO-H2O反應(yīng)從高濃度CO的轉(zhuǎn)爐煤氣中得到氫,也可以從熔融還原爐富CO、富H2的尾氣中得到氫。氫氣進(jìn)而還可以進(jìn)一步加工成二甲醚(CH3OCH3)作為液態(tài)能源。
焦?fàn)t煤氣制氫。鋼鐵企業(yè)(或煉焦廠(chǎng))產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣含有50%~%60%的H2,是非常好的制氫原料氣(下表)。目前,鋼廠(chǎng)主要還是將焦?fàn)t煤氣用作燃料。焦?fàn)t煤氣利用的合理途徑須引起重視,應(yīng)該盡可能少地將焦?fàn)t煤氣作為燃料使用。
焦?fàn)t煤氣與天然氣成份 單位:%
成份 | H2 | CH4 | CO | CmHn | CO2 | N2 | O2 |
焦?fàn)t煤氣 | 55-60 | 23-27 | 5-8 | 2-4 | 1.5-3 | 3-7 | 0.3-0.8 |
氣井 | - | 98.0 | - | 0.6-1.0 | - | 1.0 | - |
油井 | - | 81.7 | - | 10-15 | 0.7 | 1.8 | 0.2 |
目前,焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫技術(shù)在裝置規(guī)模為1000~3000m3/h是成熟的,大規(guī)模制氫裝置(如10000m3/h級(jí)以上)尚有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。
鋼廠(chǎng)其他煤氣制氫。鋼廠(chǎng)的轉(zhuǎn)爐煤氣和COREX煤氣成分,均富含CO甚至富含H2,其制氫工藝可以通過(guò)水煤氣變換反應(yīng),生成富H2的合成氣。
轉(zhuǎn)爐煤氣、COREX煤氣成份 單位:%
成份 | H2 | CO | CO2 | N2 | O2 |
轉(zhuǎn)爐煤氣 | 0.5-3 | 60-80 | 10-20 | 0-1 | |
COREX煤氣 | 10-30 | 48-80 | 5-30 | <5 |
轉(zhuǎn)爐煤氣制氫。轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)產(chǎn)生的煤氣經(jīng)降溫、除塵后,進(jìn)入水煤氣變換裝置中,在催化劑的作用下,發(fā)生水煤氣變換反應(yīng)。反應(yīng)后,經(jīng)冷卻、分離,獲得富含氫氣的混合氣體。混合氣體經(jīng)脫硫后,采用變壓吸附制氫法,獲得高純度氫氣。
COREX煤氣制氫。熔融還原爐(COREX)以鐵礦和煤炭為原料,在生產(chǎn)鐵水過(guò)程的同時(shí),產(chǎn)生大量富含CO和H2的COREX煤氣。在工業(yè)條件下,其制氫過(guò)程以及相應(yīng)其物料平衡大致如下表:
物料平衡表
物料名稱(chēng) | COREX氣 | 變換氣 | VPSA原料氣 | VPSA產(chǎn)品氣 | ||||
組成 | Nm3/h | mol% | Nm3/h | mol% | Nm3/h | mol% | Nm3/h | mol% |
CO2 | 35939 | 28.86 | 85981 | 49.5 | 85981 | 28.58 | / | / |
CO | 55714 | 44.74 | 5541 | 3.19 | 5731 | 1.91 | 190 | 0.1 |
CH4 | 1980 | 1.59 | 1980 | 1.14 | 2550 | 0.85 | 570 | 0.3 |
H2 | 25005 | 20.08 | 75611 | 43.53 | 200190 | 66.55 | 188179 | 99 |
N2 | 4570 | 3.67 | 4586 | 2.64 | 6368 | 2.12 | 1141 | 0.6 |
H2O | 1320 | 1.06 | / | 飽和 | 飽和 | / | ||
合計(jì) | 124528 | 100 | 173699 | 100 | 300820 | 100 | 190080 | 100 |
壓力Mpa.G | 0.6 | 0.55 | 0.55 | 0.5 |
注:物料對(duì)應(yīng)118噸鐵/小時(shí), 即110%負(fù)荷。
有專(zhuān)家透露,氫能源將納入我國(guó)終端能源體系,帶動(dòng)形成10萬(wàn)億級(jí)的新興產(chǎn)業(yè)。[11]目前已有多地?fù)尀┎季秩f(wàn)億氫能市場(chǎng),有40多個(gè)地區(qū)出臺(tái)了相關(guān)的氫能規(guī)劃。雖然氫能發(fā)展前景十分光明,但我國(guó)氫能發(fā)展方向,核心技術(shù)能力等多重難題,需要深入研究和探索實(shí)踐,例如輸送氫氣的鋼管尚需進(jìn)口,國(guó)內(nèi)目前還不能制造。
(5)實(shí)現(xiàn)連鑄坯熱裝熱送和控軋,是無(wú)縫鋼管工藝流程設(shè)置優(yōu)化的課題。一般無(wú)縫鋼管有二次加熱工序,其能耗值比其他軋材能耗值要高一些,例如2014年熱軋無(wú)縫鋼管能耗值達(dá)到103.4kgce/t。因此,如何實(shí)施鑄坯熱裝、熱送和控軋,以利于提高鋼管性能和節(jié)能,是熱軋無(wú)縫鋼管工藝流程設(shè)置優(yōu)化的課題。山東魯麗集團(tuán)磐金鋼管制造公司2018年新建成的φ159mm連軋管生產(chǎn)線(xiàn)在工藝布置時(shí),配有管坯熱送通道,試行了熱裝、熱送,其工藝創(chuàng)新特點(diǎn)有采用倍尺裝爐,管坯出爐后利用熱鋸將倍尺管坯切成單倍尺,分別供給兩條軋管線(xiàn),這種工藝流程模式在全球?qū)儆谑讋?chuàng)。[8]對(duì)無(wú)縫鋼管控軋控冷,以提高產(chǎn)品性能,寶鋼煙臺(tái)鋼管廠(chǎng)開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)首套無(wú)縫鋼管在線(xiàn)控冷設(shè)備,實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)控冷、淬火,提供了控制軋制的創(chuàng)新思路。
4.從深度碳減排的視角,探討中國(guó)鋼管發(fā)展的問(wèn)題
為實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展愿望,IEA國(guó)際能源署提出嚴(yán)格控制鋼鐵需求增長(zhǎng),減少材料影響的5個(gè)杠桿——去材料化、尋找替代品、提高制造效率、延長(zhǎng)使用壽命和有效回收。[6]這些“杠桿”對(duì)中國(guó)鋼管發(fā)展方向有所啟示:控制無(wú)縫鋼管增長(zhǎng)需求,強(qiáng)化焊接鋼管質(zhì)量升級(jí),用高質(zhì)量的焊接鋼管替代一部分無(wú)縫鋼管。理由很簡(jiǎn)單:焊接鋼管生產(chǎn)工藝是冷成型,是低碳性產(chǎn)品;無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝是熱加工,碳排放量高。
焊接鋼管有沒(méi)有能力來(lái)替代一部分無(wú)縫鋼管?從性能來(lái)看,焊接鋼管使用原料為軋制板帶,其壓縮比比無(wú)縫鋼管在軋制過(guò)程的壓縮比要高很多,因此,材料的力學(xué)性能好、壁厚較小、而且精度較高,例如,焊管可以做到D/t>25~30的薄壁管,(D—公稱(chēng)外徑,t—壁厚),減輕了重量。例如高精度管線(xiàn)管、油套管和機(jī)械管等用HFW焊管(高頻焊管)制造,可使用戶(hù)減少10%或更多材料的消耗。[12]
全球無(wú)縫鋼管2019年產(chǎn)量4260萬(wàn)噸,中國(guó)無(wú)縫鋼管占比達(dá)到60%以上。為什么西方發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)縫鋼管產(chǎn)量在減少?原因在于焊接鋼管替代了一部分無(wú)縫鋼管。寶鋼曾經(jīng)在2002年翻譯了美國(guó)《普林斯頓鋼管報(bào)告》,列舉了美國(guó)當(dāng)時(shí)有關(guān)焊接鋼管與無(wú)縫鋼管在石油專(zhuān)用管、管線(xiàn)管、標(biāo)準(zhǔn)管、機(jī)械管、結(jié)構(gòu)管、承壓管和不銹鋼管等7個(gè)方面所占比例的對(duì)照,焊接鋼管用量的比例大大超過(guò)了無(wú)縫鋼管,甚至高壓鍋爐管都用上焊接鋼管。[13]舉一個(gè)例子,世界多數(shù)國(guó)家和地區(qū),例如,北美、中東、非洲、南美、歐洲和俄羅斯OCTG(石油專(zhuān)用管)年消耗量中的比例,焊接鋼管和無(wú)縫鋼管約各占50%,而在中國(guó)油井管市場(chǎng)主要用無(wú)縫鋼管,焊接油井管的用量?jī)H占油井管總用量的10%左右。這和鋼鐵生產(chǎn)基本流程有一定的聯(lián)系,歐美諸國(guó)電爐短流程產(chǎn)鋼量約占54%,與之對(duì)應(yīng)其焊接油井管消耗量約占50%左右,中國(guó)高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程產(chǎn)鋼量約85%,與之對(duì)應(yīng)其焊接油井管消耗量約占10%左右。這有某種關(guān)聯(lián)性。油井管的消耗特點(diǎn)是隨各個(gè)地區(qū)油井條件不同而異,有小批量多品種的特點(diǎn),這和電爐鋼生產(chǎn)方式很相似;而中國(guó)鋼鐵業(yè)產(chǎn)鋼量以高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程為主,達(dá)85%,其生產(chǎn)板帶工藝流程優(yōu)勢(shì)是少規(guī)格品種、大批量,不適應(yīng)油井管多規(guī)格品種、小批量。而且前一個(gè)時(shí)候去產(chǎn)能,將1000立方米以下高爐,50噸以下轉(zhuǎn)爐淘汰出局,因而3000~5000立方米高爐、150~300噸轉(zhuǎn)爐更是規(guī)模化生產(chǎn),從而少批量、多規(guī)格品種的油井管對(duì)板帶要求與鋼廠(chǎng)供銷(xiāo)體系格格不入。我國(guó)焊管企業(yè)多是要調(diào)坯軋材,只有寶鋼等極少數(shù)企業(yè)自身生產(chǎn)板帶直供焊管廠(chǎng),容易協(xié)調(diào)焊管廠(chǎng)所需板帶品種規(guī)格,而且運(yùn)輸費(fèi)等為零。多數(shù)焊管企業(yè)需要向板帶生產(chǎn)企業(yè)訂購(gòu)原料,不容易協(xié)調(diào),而且價(jià)格較貴,再加上長(zhǎng)途運(yùn)費(fèi),其結(jié)果是生產(chǎn)的焊接鋼管價(jià)格不比無(wú)縫管便宜,失去了價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家往往焊管企業(yè)自身有電爐鋼配套,所以焊管價(jià)格一般比無(wú)縫鋼管便宜5~10%,因而占領(lǐng)油井管的半壁市場(chǎng)。
中國(guó)焊接鋼管行業(yè)有一個(gè)現(xiàn)象值得注意,就是石油焊接鋼管的高端品種質(zhì)量在消化引進(jìn)后達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,例如管線(xiàn)管(X80鋼級(jí))、套管(Q125鋼級(jí))等,這是因?yàn)槭拖到y(tǒng)有屬于自己的焊管企業(yè),而且配套有石油大學(xué)、研究所、檢測(cè)所,甚至有自己主管的學(xué)術(shù)期刊(《焊管》)及掛靠本系統(tǒng)的焊管學(xué)術(shù)委員會(huì),整個(gè)石油系統(tǒng)產(chǎn)、學(xué)、研以群策群力協(xié)同攻關(guān)的結(jié)果。這就給我們以啟示,中國(guó)焊接鋼管在其他下游行業(yè)所需高端品種,例如機(jī)械管、鍋爐管、石化管、結(jié)構(gòu)管等,要達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,從而能替代一部分無(wú)縫鋼管,就要像石油鋼管那樣集產(chǎn)、學(xué)、研之力,協(xié)同合作,才能奏效。還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),各個(gè)下游行業(yè)要認(rèn)識(shí)到“碳中和”的迫切性,對(duì)焊接鋼管的使用,從降碳減排角度來(lái)看是有必要的。同時(shí),有專(zhuān)家指出:“就政策來(lái)看,鋼鐵行業(yè)可持續(xù)轉(zhuǎn)型不會(huì)自行實(shí)現(xiàn),政府將發(fā)揮核心作用。”[6]2020年12月18日中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將做好“碳達(dá)峰”“碳中和”工作定為2021年8大重點(diǎn)任務(wù)之一。工信部為此正在制定低碳降排路線(xiàn)圖,確定四大舉措,堅(jiān)決壓縮鋼鐵產(chǎn)量和嚴(yán)禁新增產(chǎn)能。正如前述,法國(guó)在產(chǎn)品上要標(biāo)注生態(tài)評(píng)分,“形成壓力,推動(dòng)速度才能加快”。[14]
焊接鋼管只能替代一部分無(wú)縫鋼管。無(wú)縫鋼管要發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì),例如制造高性能油井管、高性能高壓鍋爐管、核電用管、火車(chē)轉(zhuǎn)向?qū)Ч堋⒒疖?chē)軸管、高壓氣瓶管、高壓容器管、軸承鋼管、液壓(氣壓)件用管、航天航空及軍用管等,這些品種在無(wú)縫鋼管領(lǐng)域甚至有不可替代的優(yōu)勢(shì)。無(wú)縫鋼管業(yè)在低碳減排形勢(shì)下要有進(jìn)有退;質(zhì)量要進(jìn),產(chǎn)量要退。
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2021年2月2日