“十四五”钢管业如何“十四五”钢管业如何走好低碳化、减量化发展之路?走好低碳化、减量化发展之路?

2021-08-11 1918

上海钢管行业协会起草编制的《氢能源汽车用不锈钢管》团体标准于2021年7月正式发布,此标准由上海舜华新能源系统有限公司和马鞍山尊马科技有限公司等主要单位起草。该标准规定,氢能源汽车用不锈钢管管径φ5毫米~φ30毫米,最大压力35兆帕。这一行动意味着,在当前碳达峰、碳中和的目标要求下,钢管行业将全力打造低碳竞争力,助力自身及用户企业实现碳减排,走好低碳化、减量化高质量发展道路。

“十三五”圆满收官——

数据亮眼展辉煌,重要领域再突破

“十三五”期间,钢管行业克服了新冠肺炎疫情导致的市场萎缩、国际油价大跌对石油用管需求的冲击以及国际贸易的停滞,经历了百年变局,取得了亮丽的成绩。

数据亮眼展辉煌。

截至目前,中国钢管产量占世界钢管产量的50%,中国雄居世界第一钢管大国已有22年。“十三五”期间,全国钢管产量累计达39886.45万吨,其中,2020年全国钢管产量为8954.27万吨,同比增长了3.73%(其中,无缝钢管产量为2787.68万吨,同比下降了0.11%;焊管产量为6166.6万吨,同比增长了5.56%)。

重要领域再突破。

一、在高端技术领域取得了令人鼓舞的成绩。例如,石油钢管企业在中俄东线黑河-长岭段钢管建设中攻克了低温环境(-45摄氏度)、大壁厚(30.8毫米)、高钢级(X80)钢管脆性止裂韧性难题。

二、绿色可持续发展取得初步成效。例如众多焊管企业实现镀锌酸洗、冷轧/冷拔酸洗零排放,废气、污水零排放。

三、数字化、智能化向前推进。机器人已在钢管企业发挥重要作用,例如捞渣、下料、拆带、喷标、打包、打磨等机器人。

四、国际市场开拓步伐加快。

五、企业联合重组动作频频。

六、品牌效应显著。

“十四五”任重道远——

绿色减量发展,保障有效供给

首先,国内外市场展望向好,钢管需求持续旺盛。

2021年3月9日,经济合作与发展组织(OECD)预测2021年全球经济将增长5.6%,如美国GDP(国内生产总值)将增长5.1%,德国GDP将增长3%,带动国外钢铁价格上扬。

从国内来看,2021年是“十四五”开局之年,经济增长目标定为6%以上。从宏观上来看,以新型基础设施、新型城镇化以及交通、水利等重大工程为代表的“两新一重”项目将集中发力,并与传统基建配套建设。从微观上来看,按照GDP增速6%计算,国内经济总量(100万亿元)同比将增加6万亿元,按照每万元GDP耗钢100千克计,6%的GDP增速将增加6100万吨钢材需求,其中包括约500万吨钢管。由此可见,钢管需求将持续旺盛。

其次,低碳化、减量化是必由之路。

钢管行业作为我国经济发展的支撑产业和碳排放重点行业,需在这两方面找到平衡点。工信部和钢铁行业提出了确保2021年粗钢产量同比下降的目标,这可能导致钢管产量也同比下降。因此,钢管行业要坚持走低碳化、减量化高质量发展之路。

最后,“十四五”期间和2021年钢管产量预计均将下降。

要对“十四五”和2021年的钢管产量进行评估,不妨从“十二五”“十三五”的钢管产量发展趋势中加以分析。

笔者将着重分析3个典型产量:2015年9801.8万吨,2017年6610.8万吨,2020年8954.27万吨。

“十二五”时期(2011年~2015年),改革开放进一步深化,国民经济高速增长,钢管行业进入高速发展阶段,钢管产量从6832.4万吨发展到9801.8万吨,达到了历史的峰值。

“十三五”时期(2016年~2020年),着力深化供给侧结构性改革,主要抓好去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板五大任务。在这一政策影响下,2016年,钢管产量开始回落至8000万吨以下,为7945.67万吨;2017年的固定资产投资增速低于2016年,导致钢管产量跌到6610.8万吨的谷底。

2018年~2020年,在贸易问题和新冠肺炎疫情的影响下,我国提出“国内国际双循环”的新发展格局,进一步扩大内需。2020年,我国累计发行国债7.12万亿元,较2019年大幅增加2.95万亿元;累计发行地方政府债券6.44万亿元,较2019年大幅增加2.08万亿元。在积极财政政策的支撑下,经济恢复的力度加大,钢管产量急剧增加,2019年达到8632.63万吨,2020年上升到8954.27万吨的高位。

由以上的政策及数据分析可知,钢管产量的增加或减少,取决于当年经济态势、政策掌控特别是投资力度的程度。那么,2021年钢管产量能否在2020年8954万吨的产量高位上继续增长呢?

笔者认为不可能。原因在于,2019年~2020年是特殊时期,特殊时期的特殊政策,未来必然呈现出逐步有序退出之势。实际上,从2021年1万亿元的特别国债不再发放,并且将财政赤字率调减到3.2%(介于疫情前的2.8%和2020年的3.6%之间)可以看出,政策逐步回归常态。这种趋势在钢管行业已露出端倪,2021年1月~2月份,焊接钢管产量为685.2万吨,日均产量为11.61万吨,日均产量较2020年12月份下降36.01%。

那么,“十四五”和2021年钢管产量的具体数量应如何评估呢?以2019年的钢管产量为参照,评估2021年钢管产量为8500万吨(其中无缝钢管2500万吨,焊管6000万吨),并作为市场需求量,评估主要下游行业用钢管量,详见表1。

“十二五”钢管累计产量为40938万吨,年均产量为8187.6万吨;“十三五”钢管累计产量为39886.45万吨,年均产量为7977.29万吨。由此,可预测“十四五”钢管累计产量为40000万吨。若产量即为需求量,则年均市场需求量为8000万吨(其中无缝钢管2300万吨、焊管5700万吨)。以此为依据,评估主要下游行业用钢管量情况如表2所示。

立足碳达峰——

“十四五”是钢管业从高速增长转移到高质量发展的关键阶段

第一,低碳发展是中国钢管行业“十四五”的发展要求。

钢铁行业2020年粗钢产量占全球粗钢产量的57%,碳排放量占全球钢铁排放总量的60%以上,占全国碳排放总量的15%左右,是制造业31个门类中碳排放量最大的行业。2020年12月18日,中央经济工作会议将做好碳达峰、碳中和工作定为2021年八大重点任务之一。2021年3月15日,习近平总书记在主持召开的中央财经委员会第九次会议上强调,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

今年两会,碳达峰、碳中和首次被写入政府工作报告,包含“落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标”“扎实做好‘碳达峰’‘碳中和’各项工作。制定2030年前碳排放达峰行动方案”等内容。工信部明确提出,钢铁工业要力争2025年率先实现碳排放达峰,中国宝武在此基础上又将目标敲定至2023年,2025年具备减碳30%的工艺技术能力,2035年力争减碳30%,2050年力争实现碳中和。河钢集团发布低碳冶金路线图,敲定2022年实现碳达峰,2050年实现碳中和。

在这种背景下,钢管行业编制“十四五”规划,也要提高站位,确定碳达峰具体目标。

第二,钢铁行业生产过程中的工序能耗状况。

中国钢管生产基本流程,从热轧无缝钢管来看,有高炉-转炉长流程和电炉短流程。长流程的碳排放强度约为2吨二氧化碳/吨,而短流程的碳排放强度约为0.5吨二氧化碳/吨。

热轧无缝钢管生产流程中,轧制管工序是热加工,与其他热轧材工序相比,由于有两次加热过程(穿孔一次,轧管一次),能耗值要高出很多,2017年统计数据为88.46千克标准煤/吨,详见表3。

由表3可知,焊接钢管的成型工序是以热轧板带为原料,将其冷卷取后焊接成型,属于冷加工,因而能耗值很低。但从碳踪迹来追溯,其原料为热轧板带,生产工序为热加工,属于中等能耗。然而,从能耗值对比角度来看,焊接钢管能耗值比无缝钢管低很多,应尽可能用焊管。

第三,碳减排的主要途径是减少化石能源消耗。每生产1吨钢消耗600千克煤炭,耗电400千瓦时,据此计算,生产10亿吨钢需要消耗6亿吨煤炭和4000亿千瓦时的电。钢管行业的工艺特点决定了碳减排的主要途径是减少化石能源消耗。当前,钢管企业要围绕节能降耗等重点领域自主开发新技术、新工艺。钢铁企业生产中约有50%的能源转化为煤气、蒸汽等余热余能,高效利用这些余能余热发电,对减少社会耗电量、降低碳排放有重大意义。

钢铁行业余能余热自发电率平均在50%,平均每吨钢耗电455千瓦时,按全年产钢10亿吨计,全年余能余热的发电量约2275亿千瓦时,超过了2个三峡的发电量(2019年968.8亿千瓦时),可以相对减少2.4亿吨二氧化碳的排放量。提高煤气发电、高炉煤气干式余压发电TRT(含BPRT,即高炉煤气余压透平装置)、干熄焦发电、烧结等余热发电等设施发电效率。自发电率在“十四五”如果能提高到80%,按全年产量9亿吨计,钢企全年余能余热发电量可达3276亿千瓦时,相当于3个三峡的发电量,相对减少了3.6亿吨二氧化碳排放量。低碳排放对企业和国家都将产生很大的经济效益和社会效益。

钢管生产工艺——

低碳工作的重要切入点

第一,实现连铸坯热装、热送和控轧,是无缝钢管工艺流程设置优化的课题。一般无缝钢管有二次加热工序,其能耗值比其他轧材能耗值要高一些,如前所述2017年热轧无缝钢管能耗值达到88.46千克标准煤/吨。因此,如何实施铸坯热装、热送和控轧,以利于提高钢管性能和节能,是热轧无缝钢管工艺流程设置优化的课题。

山东鲁丽集团磐金钢管制造公司2018年新建成的φ159毫米连轧管生产线在工艺布置时,配有管坯热送通道,试行了热装、热送。其工艺创新特点有采用倍尺装炉,管坯出炉后利用热锯将倍尺管坯切成单倍尺,分别供给两条轧管线,这种工艺流程模式在全球属于首创。为实现对无缝钢管控轧控冷以提高产品性能,宝钢烟台钢管厂开发国内首套无缝钢管在线控冷设备,实现在线控冷、淬火,提供了控制轧制的创新思路。

第二,低碳发展要求提高产品性能。钢管行业应着力开发高压氢气管线管、630摄氏度以上超超临界火电机组、第4代核电机组、航空轴承以及高技术船舶、化工及海工装备制造等关键领域用管需求。

第三,用钢材料轻量化是低碳化要求的一个方面。2021年3月1日,工信部党组书记、部长肖亚庆在答记者问时指出:“从节能减排方面来看,钢铁冶炼能力要大幅压缩。在这个过程中,我们要提高标准,提高产品性能,在总量不变的情况下,确保单位用钢量进一步降低,强度、韧性,钢的种类、质量进一步提升。”唐山地区带头压缩粗钢产量5000万吨,“十四五”期间还将有2.36亿吨的粗钢产能陆续退出。

钢企产能产量“双控”情况下,提高钢材(包括钢管)质量和产品性能,实现减量化用钢具有很大潜力。例如2020年,我国钢筋产量为2.66亿吨,若用IV级钢筋取代III级钢筋,可以节约10%的钢材(约2600万吨);输电铁塔用高强度钢材(Q390+Q460)替代普通钢材(Q345)后,可以减少用钢10%以上;钢结构用高强度钢材(Q460)代替普通钢材(Q345)可减少30%的钢材(约3000万吨),西气东输二线工程的主干线长约4816公里,钢级从X70提高到X80级,使得每公里可减少使用109吨钢材,则全线可减少钢材约52.5万吨,最终减少105万吨以上的二氧化碳排放量。有专家评估,通过提高钢材性能和延长使用寿命,可以节约1亿吨左右的钢材消耗。按1吨钢约产生2吨二氧化碳计算,节约1亿吨钢材可减少2吨二氧化碳排放。

焊接钢管有没有能力替代一部分无缝钢管?从性能来看,焊接钢管使用原料为轧制板带,其压缩比比无缝钢管在轧制过程的压缩比要高很多,因此,材料的力学性能好、壁厚较小且精度较高。例如,焊管可以做到D/t>25~30的薄壁管(D为公称外径,t为壁厚),减轻了重量。

例如高精度管线管、油套管和机械管等用HFW焊管(高频焊管)制造,可使用户减少10%或更多材料的消耗。上海申花钢管公司开发桥梁护栏焊管φ114毫米×6毫米,先进材料MDB400,取代了原设计无缝钢管材料为B330级,φ114毫米×12毫米,节约了钢材30%,减排二氧化碳约60%。江苏嘉宝科技制管有限公司于2009年在HFW焊管生产线开发出N80Q和P110级套管和油管。

第四,持续推动兼并重组。钢管行业产能过剩,超过1.15亿吨,但集中度仍处于较低水平。2020年前10位无缝钢管企业产量为1200万吨,占全国无缝钢管总产量2483万吨的45.6%;2020年前10位焊接钢管企业产量为2700万吨,占全国焊接钢管总产量4837.24万吨的55%。而国外,日本主要钢管企业产量占90%以上,俄罗斯主要钢管企业集团产量占85%以上,美国主要无缝钢管企业产量占85%以上。

我国钢管集中度同西方发达国家相比显然偏低,企业数量众多,形成了小、乱、散的产品同质化竞争的局面。因此,要打造不同层级的优势企业集团,培育具有全球影响力、区域号召力、专业影响力的龙头企业,彻底改变小、乱、散的发展格局,淘汰落后及环保长期不合格、污染严重的企业,从而实现压缩产能、提高产业集中度。

第五,重新认识进出口贸易环境,发挥好进出口调节作用。自2021年5月1日起,我国取消146类钢铁产品出口退税(此前出口退税率为13%)。有专家分析,被取消出口退税品种的出口量占2020年国内市场份额比重超出5%的主要有:涂层板(占55%)、无缝钢管(占7%)和热轧板卷(占6%)。取消出口退税后,可能导致部分产品回流国内,从钢管来看:无缝钢管产品中,小口径管道和不锈钢管国内市场将受到影响;所有管件产品将给国内细分市场的价格带来一定波动;焊管产品中,国内市政管道市场将受到影响。最近又出台了新政策,自2021年8月1日起,我国还将取消钢轨等23种钢铁产品的出口退税。我国钢管市场将受到更显著的影响。

就国际市场而言,一方面只有提高钢材出口报价才能获得收益。在一段时间内,国际市场价格会高于国内市场,因此,取消出口退税目前不会导致钢材出口降为零。另一方面,为助力碳减排,欧美、日韩等国已对上游供应商提出碳足迹认证要求,欧盟对进口产品将征收碳关税,如每吨钢碳排放量大于1吨二氧化碳须交碳关税。

结语

清华大学国家金融研究院院长朱民坦言:“碳中和在根本上是重建中国经济,也提供了提升劳动生产率、推动科技发展的抓手。”这段话对钢管行业是颇有启迪的。

首先,“十四五”时期主要特点有两个:一是中国钢管行业从高速增长转移到高质量发展的关键阶段;二是碳达峰的目标在“十四五”期间要提前完成。

其次,低碳发展是高质量发展的内涵之一,低碳竞争力是企业核心竞争力的一个组成部分。

最后,今后钢企实施新项目、新投资、新技术需要取得碳指标,这个指标的要求很严格。下游用户例如宝马已经要求汽车供应商必须出具产品全生命周期(碳足迹)评价结果。这一要求将来可能扩大到建筑、装备、能源等下游行业。

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