常 鳳,王來信
(中冶華天工程技術(shù)有限公司,江蘇 210019)
生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金,是煉鋼、鑄造和各類鐵合金生產(chǎn)的主要原料[1]。中國是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國,2020年中國生產(chǎn)了世界上2/3的生鐵,包含臺灣地區(qū)在內(nèi)的全域生鐵產(chǎn)量達(dá)到了9億噸以上的歷史最高點,而這其中2/3的生鐵產(chǎn)量集中在我國華北和華東地區(qū)。從2010年到2020年間我國生鐵產(chǎn)量增加了49%,而鐵礦石自產(chǎn)量反而降低了19%,同期鐵礦進(jìn)口量增加了89%,造成了我國鐵礦石對外依存度從60%的高位進(jìn)一步提高到了78%的危險高度。
而增加廢鋼用量、降低鐵鋼比是減少我國鐵礦石對外依存度的重要手段。目前我國廢鋼資源供應(yīng)量逐年增加,鐵鋼比也呈現(xiàn)逐年下降的趨勢,并且連續(xù)4年處于0.85以下的水平,但依然明顯高于全球平均值0.7的水平。本文對10年來我國生鐵產(chǎn)量變化的情況進(jìn)行了概述,對我國生鐵產(chǎn)量主要分布狀況進(jìn)行了介紹,對我國煉鐵主要原燃料供應(yīng)對外依賴度進(jìn)行了分析。同時對我國煉鋼生產(chǎn)的鐵鋼比實際水平進(jìn)行了統(tǒng)計,對比了我國鐵鋼比與國際先進(jìn)水平的差距。
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十年中國生鐵產(chǎn)量呈先增,中間持平,再逐漸增加的趨勢。近十年中國大陸生鐵產(chǎn)量由2010年的6.0億噸增長到2020年的8.9億噸,增幅為48%,年均增長4.8%。其中2010~2013年增長了18%,2013~2017年保持持平,2017~2020年增長了30%。2020年中國大陸的生鐵產(chǎn)量同比增長了9.8%,創(chuàng)造了新的歷史記錄。圖1為近十年中國生鐵產(chǎn)量變化趨勢。

圖1 2010~2020年間中國生鐵產(chǎn)量變化圖
以上數(shù)據(jù)表明,中國鐵產(chǎn)量再次經(jīng)歷了快速增長的十年,尤其是近三年。這是國家實施供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革、淘汰落后產(chǎn)能,并實施鋼鐵產(chǎn)能置換帶來的效果。但鋼鐵屬于高污染、高能耗行業(yè),生鐵產(chǎn)量的快速增長不存在可持續(xù)性。隨著碳達(dá)峰、碳中和政策的制定與實施,預(yù)計我國生鐵產(chǎn)量將在下個十年達(dá)到峰值。
根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會數(shù)據(jù),近十年中國生鐵產(chǎn)量世界占比呈現(xiàn)先逐漸增加,中間基本持平,再逐漸增加的趨勢。中國生鐵產(chǎn)量世界占比由2010年的58%增長到2020年的67%,增幅為9%,年均增長0.9%。其中2010~2012年增長了2%,2012~2017年持平,2017~2020年增長了7%。2020年中國生鐵產(chǎn)量世界占比同比增長了4%,創(chuàng)造了新的歷史記錄。圖2為近十年中國鐵產(chǎn)量世界占比變化情況。

圖2 2010~2020年間中國鐵產(chǎn)量世界占比變化圖
以上數(shù)據(jù)表明,2020年我國生產(chǎn)了世界上2/3的生鐵。目前國家正在實行史上最為嚴(yán)格的鋼鐵行業(yè)超低排放政策,落后的鋼鐵產(chǎn)能正逐步被淘汰、升級,表明我國已由煉鐵大國向煉鐵強國轉(zhuǎn)變。
根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會數(shù)據(jù),近十年中國直接還原鐵產(chǎn)量基本為零。國外直接還原鐵產(chǎn)量占生鐵總產(chǎn)量的份額前期基本持平,2016年后逐年增加,直接還原鐵產(chǎn)量由2010年的0.72億噸增至2020年的1.06億噸,占生鐵總產(chǎn)量的份額由16%增長到25%。2018~2020年連續(xù)三年國外生鐵總產(chǎn)量分別為4.82億噸、4.72億噸、4.32億噸,相應(yīng)的直接還原鐵產(chǎn)量分別1.07億噸、1.11億噸、1.06億噸,其份額連續(xù)三年超過20%。圖3為近十年國外直接還原鐵份額變化圖。

圖3 2010~2020年間國外直接還原鐵份額變化圖
以上數(shù)據(jù)表明,世界直接還原鐵正在蓬勃發(fā)展,而我國在該領(lǐng)域的發(fā)展相對空白。直接還原鐵包括煤基和氣基直接還原,氣基相對于煤基直接還原生產(chǎn)更加清潔。迫于環(huán)保壓力,在歐洲,碳基煉鐵正在向氫基煉鐵轉(zhuǎn)變。在我國,寶武集團計劃退出85.6萬噸的高爐煉鐵產(chǎn)能,在廣東寶鋼湛江建設(shè)首座100萬噸氫基豎爐,擬于2023年建成投產(chǎn)。
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十年我國鐵礦石原礦自產(chǎn)量呈現(xiàn)先快速增長,再快速下降,后緩慢增長的趨勢。2010~2014年原礦自產(chǎn)量由10.7億噸增長至15.1億噸,年均增長約10%;2014~2018年原礦自產(chǎn)量由15.1億噸下降至7.6億噸,年均下降約12.5%;2018~2020年原礦自產(chǎn)量由7.6億噸緩慢回升至8.6億噸。2010~2020年間我國鐵礦石原礦自產(chǎn)量凈減少2.05億噸,降低19%。圖4為近十年中國鐵礦石原礦自產(chǎn)量變化圖。

圖4 2010~2020年間中國鐵礦石原礦自產(chǎn)量變化圖
全球優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源主要集中在少數(shù)國家和地區(qū)。按金屬鐵計,鐵礦石儲量前五的國家為俄羅斯、澳大利亞、烏克蘭、巴西和中國;從含鐵品位看,南半球富鐵礦多、北半球富鐵礦少。我國鐵礦石原礦平均含鐵量僅為32.7%,比世界鐵礦石平均品位低11%,且貧礦占總儲量的97.7%。多年來我國主要從澳大利亞和巴西進(jìn)口鐵礦石。
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十年中國鐵礦砂及精礦進(jìn)口量整體呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢,進(jìn)口量由2010年的6.2億噸快速增長至2020年的11.7億噸,凈增加5.5億噸,年均增長8.9%。圖5為近十年我國鐵礦砂及其精礦進(jìn)口量變化圖。

圖5 2010~2020年間我國鐵礦砂及其精礦進(jìn)口量變化圖
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十年中國鐵礦石對外依存度呈增加趨勢。自2010年鐵礦石長期合同定價方式由年度轉(zhuǎn)變?yōu)榧径榷▋r以來,中國鐵礦石對外依存度2010~2013年間基本保持在60%左右,2013~2018年逐年增加,2018~2020年基本保持在78%的歷史高位。圖6為2010~2020年間我國鐵礦石對外依存度變化圖。

圖6 2010~2020年間我國鐵礦石對外依存度變化圖
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十年中國焦炭產(chǎn)量呈先緩慢增加,再緩慢降低,后緩慢增長的趨勢。焦炭生產(chǎn)量由2010年的3.9億噸增長至2020年的4.7億噸,凈增加0.85億噸,年均增長2.2%,遠(yuǎn)低于中國生鐵產(chǎn)量年均增幅的4.9%。圖7為近十年中國焦炭產(chǎn)量變化圖。

圖7 2010~2020年間中國焦炭產(chǎn)量變化圖
鐵鋼比是指鋼鐵企業(yè)在煉鋼工序中投入的生鐵量與鋼產(chǎn)量之比,鐵鋼比的高低可以反應(yīng)碳排放水平和工序能耗的高低。短流程鋼鐵企業(yè)的鐵鋼比一般低于長流程鋼鐵企業(yè),不論是短流程還是長流程冶煉,廢鋼比越高,鐵鋼比越低。
根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),近十中國鐵鋼比呈緩慢降低的趨勢,由2010年的0.94降低至2020年的0.83,自2017年起連續(xù)4年處于0.85以下的水平,2019年鐵鋼比最低,達(dá)到0.81。鑒于中國落后高爐產(chǎn)能的退出和優(yōu)質(zhì)高爐產(chǎn)能的逐步釋放,以及廢鋼資源釋放不足的現(xiàn)狀,預(yù)計未來幾年我國鐵鋼比將大概率保持在0.80~0.85區(qū)間范圍內(nèi)。圖8為近十年我國鋼鐵企業(yè)鐵鋼比的變化圖。

圖8 2010~2020間年我國鋼鐵企業(yè)鐵鋼比變化圖
根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會數(shù)據(jù),近十年世界平均鐵鋼比和國外平均鋼鐵比均變化不大。世界平均鐵鋼比保持在0.68~0.72的范圍內(nèi),其中位值為0.70;國外平均鐵鋼比保持在0.53~0.57的范圍內(nèi),其中位值為0.55。當(dāng)前中國鐵鋼比高出世界其他地區(qū)平均水平約28%,長期來看,中國鐵鋼比的下降空間很大。圖9為近十年世界鐵鋼比變化圖。

圖9 2010~2020間世界平均鐵鋼比變化圖
根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年前十產(chǎn)鋼國鐵鋼比中有7個國家超過0.6,其他三個國家美國、土耳其和伊朗均低于0.4。中國是世界上最大的產(chǎn)鋼國,亦占據(jù)著主要產(chǎn)鋼國中最大的鐵鋼比。經(jīng)計算,2020年前十產(chǎn)鋼國平均鐵鋼比為0.75,扣除中國后平均鐵鋼比為0.58,這表明以鐵水作為主煉鋼原料的長流程鋼鐵生產(chǎn)工藝依然占據(jù)著鋼鐵生產(chǎn)的主要地位。圖10為2020年主要產(chǎn)鋼國鐵鋼比。

圖10 2020年主要產(chǎn)鋼國鐵鋼比
圖11為2020年中國生鐵產(chǎn)量區(qū)域分布圖。從區(qū)域占比來看:華北地區(qū)生鐵產(chǎn)量最高,占比達(dá)37.3%;其次為華東地區(qū),占比30.1%;東北地區(qū)位居第三,占比10.6%;華中、西南地區(qū)產(chǎn)量占比分別為8.4%、5.6%;西北、華南地區(qū)產(chǎn)量占比為4.1%、4.0%。

圖11 2020年中國生鐵產(chǎn)量(萬噸)區(qū)域分布圖
圖12為2020年中國各區(qū)域鐵鋼比。從區(qū)域鐵鋼比來看,2020年東北地區(qū)平均鐵鋼比最高,達(dá)0.94,華北地區(qū)平均鐵鋼比0.91,處于第二高,二者明顯高于全國平均值,其余五大地區(qū)均在全國平均鐵鋼比以下。其中,華南地區(qū)的鐵鋼比僅為0.53,處于國外鐵鋼比0.53~0.57范圍的下限;華東、華中、西南、西北四大地區(qū)的鐵鋼比相差不大,均在0.78~0.80范圍內(nèi)。

圖12 2020年中國各區(qū)域鐵鋼比
表1為近十年中國各省市生鐵產(chǎn)量排名及其變化情況。2020年中國生鐵產(chǎn)量前十省市分別為河北省、江蘇省、山東省、遼寧省、山西省、河南省、湖北省、安徽省、內(nèi)蒙古、江西省,其中河北省生鐵產(chǎn)量達(dá)到了22904萬噸,比2010年增長了2/3。十年間,全國生鐵產(chǎn)量從6億噸增加至9億噸,增長約50%。生鐵產(chǎn)量增加的地區(qū)有26個,其中11個地區(qū)增幅達(dá)到或超過全國平均增幅;生鐵產(chǎn)量減少的地區(qū)有4個,分別為北京、上海、浙江和貴州;中國大陸區(qū)域無鐵省市增至3個,分別為北京、海南、西藏。

表1 2010~2020年中國各省市生鐵產(chǎn)量排名及其變化情況
從生鐵產(chǎn)量變化量來看:十年間生鐵產(chǎn)量增加最多的前三個省份為河北、江蘇和山西,分別增加了9194萬噸、4808萬噸和2687萬噸;上海生鐵產(chǎn)量減少量最大,減少了490萬噸。從生鐵產(chǎn)量變化幅度來看:寧夏、廣東、陜西生鐵產(chǎn)量增長幅度超過100%;內(nèi)蒙、福建生鐵產(chǎn)量近乎翻倍;江蘇、山西、吉林、河北、黑龍江、重慶分別增長了92%、79%、73%、67%、55%和49%;北京地區(qū)生鐵產(chǎn)量減少幅度最大,達(dá)100%;上海生鐵產(chǎn)量減少26%;浙江和貴州地區(qū)生鐵產(chǎn)量減少幅度不大。
2020年中國生鐵產(chǎn)量排名前三的省市產(chǎn)量占總產(chǎn)量的45%,前五省市生鐵產(chǎn)量占總產(chǎn)量的60%,前十省市生鐵產(chǎn)量占總產(chǎn)量的74%,比2010年中國生鐵行業(yè)的區(qū)域集中度分別提高4%、4%、2%。內(nèi)蒙古、江西兩個地區(qū)替換了天津、上海兩個地區(qū),進(jìn)入前十行列。
30個產(chǎn)鐵省市中,共計12個省市排名得以提升,6個省市生鐵產(chǎn)量排名未發(fā)生變化,12個省市排名有所下降,退出一個省市。從各省市生鐵產(chǎn)量排名變化幅度情況來看:廣東、內(nèi)蒙古、陜西排名提升幅度最大,分別提升了9、6和5個名次;上海、浙江和新疆排名退后幅度最大,分別降低了8、5和4個名次。
(1)與2010年相比,2020年中國生鐵產(chǎn)量增加了49%,達(dá)到了9億噸的歷史最高水平。中國具有世界上規(guī)模最大、環(huán)保要求最高的高爐煉鐵裝備,但直接還原煉鐵工藝在中國尚處于空白,而同期國外直接還原鐵占生鐵產(chǎn)量的份額由16%提升至25%,中國在低碳煉鐵尤其是氣基直接還原煉鐵領(lǐng)域應(yīng)加大研究。
(2)從煉鐵生產(chǎn)主要原料來看,與2010年相比,2020年中國鐵精礦進(jìn)口量增加了89%,同期我國鐵礦石原礦產(chǎn)量確降低了19%,鐵礦石對外依存度由60%提高至78%,表明中國鋼鐵行業(yè)與國外主要鐵礦石供應(yīng)國之間的貿(mào)易融合程度在加深,屬于相互依賴、相互成就,但中國亟待破除鐵礦石定價不平等的局面。
(3)從煉鐵生產(chǎn)主要燃料來看,與2010年相比,2020年中國焦炭生產(chǎn)量增加了22%,遠(yuǎn)低于中國生鐵產(chǎn)量增加的幅度,從側(cè)面反應(yīng)了中國高爐生產(chǎn)系統(tǒng)的綠色化進(jìn)步十分明顯,這主要是由中國高爐煉鐵高效、低耗生產(chǎn)技術(shù)的大幅提升,使得高爐焦比明顯下降帶來的。
(4)從鐵鋼比這一指標(biāo)來看,近十年中國鐵鋼比呈緩慢降低的趨勢,由2010年的0.94降低至2020年0.83。同期世界平均鐵鋼比保持在0.68~0.72范圍內(nèi),國外平均鐵鋼比保持在0.53~0.57范圍內(nèi)。2020年中國華南地區(qū)的鐵鋼比為0.53,反應(yīng)該地區(qū)粗鋼生產(chǎn)碳排放水平和工序總能耗相對低。
(5)2020年中國生產(chǎn)了世界上2/3的生鐵,而中國2/3的生鐵產(chǎn)量主要分布在華北和華東兩個地區(qū)。2020年中國生鐵行業(yè)排名前五省市依次為河北、江蘇、山東、遼寧和山西,五省合計生鐵產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的60%,比2010年中國生鐵行業(yè)的前五省市集中度提高4%。另外,廣東、內(nèi)蒙古和陜西產(chǎn)量排名提升明顯。