謝開慧
(鞍山市金屬學(xué)會,遼寧 鞍山 114021)
近十年來,我國的鋼產(chǎn)量迅速增長,廢鋼資源相對不足,如何測算廢鋼鐵的總資源及其可獲量,是各界十分關(guān)注的課題,現(xiàn)就“十二五”規(guī)劃期末2015年的廢鋼鐵總資源及其可獲量進(jìn)行研究,供有關(guān)方面參考。
表1列出了2001—2010年我國的鋼產(chǎn)量及廢鋼消耗量[1];表2列出了經(jīng)過換算的2001—2010年我國的鋼產(chǎn)量及廢鋼生成量。換算的方法是:自產(chǎn)廢鋼的回收率按95%計算、外購廢鋼(社會回收廢鋼)的回收率按80%計算。由廢鋼鐵耗用量反推出廢鋼鐵的生成率和生成量。
表1 2001—2010年我國的鋼產(chǎn)量及廢鋼消耗量 萬t
由表1可見:“十五”期間,2006—2010年累計產(chǎn)鋼24.48億t。自產(chǎn)廢鋼耗用量為14 730萬t,平均耗用比為6.01;按回收率95%計,自產(chǎn)廢鋼生成率平均為6.33%。自產(chǎn)廢鋼生成量共計為15 500萬t。
2015年,鋼產(chǎn)量以7.2億t計,生成率以6.33%計,則其自產(chǎn)廢鋼生成量為4 558萬t。綜合回收率以96%計(考慮到渣處理技術(shù)的發(fā)展和渣山開發(fā)工作的加速等),自產(chǎn)廢鋼回收量可達(dá)4 375萬t,比2010年增加1 375 萬 t。
目前我國廢鋼鐵的統(tǒng)計分類還很不科學(xué),沒有把加工廢鋼和折舊廢鋼分開來統(tǒng)計,而是統(tǒng)稱為“社會廢鋼”。從而造成對廢鋼產(chǎn)生規(guī)律難以掌握,對未來發(fā)展難以預(yù)測。
國際上,通常把外購廢鋼分別統(tǒng)計和計算。即:
F外購=F加工+F折舊。
1.2.1 加工廢鋼,F(xiàn)加工
一般來講,加工廢鋼(也叫工業(yè)廢鋼)的生成具有規(guī)律性。通過物料平衡,便可測得。20世紀(jì),我國的機械加工工藝比較落后,成品率低,加工廢鋼生成比一度高達(dá)10%~15%,21世紀(jì)以來,已下降到6%~8%。只要得知某年的鋼鐵投放量,便可由此算得加工廢鋼的生成量。
2015年,鋼材投放量以7.0億t計(考慮到2010年開始,我國出口的鋼材數(shù)量激增,達(dá)到6 000萬t,機械設(shè)備、汽車和家電出口增加等因素),工業(yè)廢鋼生成率平均以7%計,則2015年的加工廢鋼生成量為4 900萬t。綜合回收率以90%計,加工廢鋼的回收量為 4 410 萬 t。
1.2.2 折舊廢鋼,F(xiàn)折舊
折舊廢鋼的生成量比較難以掌握。它與當(dāng)年的鋼產(chǎn)量和鋼材投放量之間沒有直接的關(guān)系,而是與若干年前的鋼鐵蓄積量和平均使用壽命(鋼的循環(huán)周期)有關(guān)。20世紀(jì),我國的鋼鐵蓄積量約為當(dāng)年鋼產(chǎn)量的10倍,平均使用壽命為20年。因此,可用20年前的鋼產(chǎn)量的1/2求得,十分方便。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著我國現(xiàn)代化步伐的加快,老舊設(shè)備和汽車、家用電器等實行強制報廢。城市建設(shè)日新月異,部分建筑不是使用到期,而是不合時宜,影響市容或與城市發(fā)展規(guī)劃不符,提前拆除。因此,其平均使用壽命在逐步縮短,目前約為18年“,十二五”末期,將進(jìn)一步縮短到16年。因此,2015年的折舊廢鋼生成量可用1999年(16年前)的鋼產(chǎn)量乘以10/16,即可求得。此公式也可用來預(yù)測今后10~20年的折舊廢鋼生成量。
表3是中國廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會常務(wù)副會長王鎮(zhèn)武先生對2006—2010年我國鋼鐵蓄積量和廢鋼鐵資源所做的估算[2]。鋼鐵蓄積量與當(dāng)年鋼產(chǎn)量的比值,平均為7.0,作者認(rèn)為與正常值(9-10)相比,低了22%~30%。其廢鋼鐵產(chǎn)生總量的數(shù)值與表2中的推算結(jié)果接近。
表3 “十一五”期間中國廢鋼資源情況
原冶金工業(yè)部副部長、中國工程院院士殷瑞鈺在2010中國廢鋼論壇上的演講中指出,“十一五”期間,我國廢鋼鐵消耗總量大幅增加。據(jù)中國廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會統(tǒng)計,2005—2009年我國粗鋼產(chǎn)量由3.56億t增長到5.68億t,增長60%,平均以每年5 300萬t的幅度遞增。同期,我國入爐廢鋼鐵年耗用量從6 330萬t增長到 8 310萬t,增長31%,平均以每年495萬t的幅度遞增。很顯然,廢鋼供應(yīng)增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于粗鋼產(chǎn)量的增長速度,幾乎相差了1倍,資源缺口很大。
由于廢鋼資源供應(yīng)不足,“十一五”期間,我國廢鋼鐵單耗從2005年的178 kg/t鋼下降到2009年的146 kg/t鋼,下降18%,而全球近幾年平均廢鋼單耗一直維持在400~450 kg/t鋼,轉(zhuǎn)爐鋼廢鋼單耗可達(dá)300 kg/t鋼,2009年世界廢鋼比平均水平為37.6%。我國廢鋼應(yīng)用還有很大的增長空間。
《關(guān)于廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的建議》制定的目標(biāo)為,“十二五”期間,我國廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)要進(jìn)一步增強廢鋼加工供應(yīng)能力,廢鋼綜合平均單耗應(yīng)超過200 kg/t鋼。2015年我國粗鋼產(chǎn)量若按7億t測算,按2009年14.6%的廢鋼比測算,年廢鋼需求量應(yīng)為1億t;按我國2000年廢鋼比水平22.7%測算,年廢鋼需求量應(yīng)為1.6億t;按2009年世界平均水平37.6%測算,年廢鋼需求量應(yīng)為2.6億t。
2000年以來的10年間,我國累計煉鋼消耗廢鋼鐵約5.6億t,按10年累計鋼產(chǎn)量33.1億t計算,廢鋼比約為16.9%。與國際鋼鐵工業(yè)利用廢鋼資源相比,比例雖不高,但廢鋼利用的總量不小。在消耗的廢鋼鐵中,鋼廠內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢鋼累計達(dá)2.1億t(其中還有一部分邊角次材外銷),鋼廠自產(chǎn)廢鋼的生成率在1999年為10.23%,2001年降至8.83%,2009年僅為5.35%。10年來,廢鋼鐵生成率相對減少約50%,這是好現(xiàn)象,說明鋼廠的連鑄比不斷提高,軋鋼成材率相應(yīng)提高,經(jīng)濟效益、環(huán)保效益相對增加。
制造加工過程廢鋼和社會折舊廢鋼從2000年的1788萬t到2009年的4 580萬t,10年間增長了2.56倍,累計產(chǎn)生量約為3.3億t,占消耗總量的59%。此外,進(jìn)口廢鋼也從2000年的500萬t增至2009年的1 369萬t,增長了2倍多,10年累計進(jìn)口廢鋼量約為7 800萬t,占同期廢鋼消耗總量的14%。我國的鋼鐵產(chǎn)量從2000年到2009年增長了4.4倍,而廢鋼消耗只增長了2.8倍,廢鋼單耗從2000年的227 kg/t鋼降至2009年的146 kg/t鋼。也就是說,廢鋼供應(yīng)量的增長速度低于粗鋼生產(chǎn)的增長速度。
廢鋼的產(chǎn)生量取決于鋼鐵的積蓄量和粗鋼總產(chǎn)量,我國近10年鋼鐵積蓄量增長了近2.8倍,人均不足5 t,美國、日本都超過了人均30 t,所以我國廢鋼相對短缺的局面還將持續(xù)一段時間。
我國的廢鋼資源回收總量(包括進(jìn)口廢鋼在內(nèi))現(xiàn)已達(dá)到每年1億t的水平,但仍占鋼產(chǎn)量的不足1/5。而美國每年產(chǎn)生的廢鋼已接近鋼鐵的生產(chǎn)量,自給有余,還可以出口。
2009年,時任中國廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會秘書長閆啟平在一次會議上對我國2001—2010年的廢鋼社會蓄積量進(jìn)行預(yù)測[3],見表 4。
表4 2001—2010年我國廢鋼社會蓄積量預(yù)測表 萬t
2011年7月,在“第三屆中國鋼鐵企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會”上,中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會首席分析師遲向東表示,中國到2020年鋼的社會積蓄量將達(dá)到100億t以上。
中金再生公司的CEO秦志威則認(rèn)為,隨著中國鋼鐵產(chǎn)量、社會積蓄量的增長,預(yù)計在15年內(nèi)我國廢鋼市場將達(dá)到基本平衡,甚至有望從廢鋼進(jìn)口國變成出口國。
中國煉焦行業(yè)協(xié)會會長黃金稱,粗鋼蓄積總量是世界通用衡量一個國家工業(yè)化進(jìn)程的重要指標(biāo)。完成工業(yè)化的美國粗鋼蓄積總量71億t,日本38億t,前蘇聯(lián) 56億t,2010年中國粗鋼蓄積量已達(dá) 57.5億 t,2012—2013年,中國將超越美國。
2011年8月,中國廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會副秘書長孫泉有稱,“十二五”期間,我國的年廢鋼供應(yīng)量要達(dá)到1.0~1.6億t;廢鋼綜合平均單耗達(dá)到200 kg/t鋼;煉鋼廢鋼比超過20%。表5為“十一五”期間我國的鋼產(chǎn)量和廢鋼鐵消耗量的統(tǒng)計表,以及“十二五”期間我國的鋼產(chǎn)量和廢鋼鐵消耗量的預(yù)測[4]。
表5 “十一五”—“十二五”我國鋼產(chǎn)量和廢鋼消耗量統(tǒng)計與預(yù)測 萬t
參照上述專家觀點,結(jié)合作者多年來的研究,對于 1981—2015年我國鋼鐵蓄積量的估算情況列于表6。
表6 我國1981-2015年鋼鐵蓄積量的估算和推定
2015年的折舊廢鋼生成量計算如下:
式(1)中,按平均使用周期16年、折舊率為5.55%計,折舊廢鋼生成量為7 766萬t。
式(2)中,按平均使用周期18年、折舊率為6.25%計,折舊廢鋼生成量為6052萬t。兩者相差1 708萬t。
綜合回收率以80%計,2015年折舊廢鋼的回收量為4 840~6 210萬t,兩者相差1 370萬t??梢娖湓趶U鋼總資源中的重要性。
由此可得2015年的外購廢鋼生成量:
F外購=4 900+7 766(6 052)=12 666(10 950)(萬 t)
2015年實際可回收的社會廢鋼量為:
4 410+4 820(6 210)=9 230(10 592)(萬 t)
按2015年鋼產(chǎn)量7.2億t、鋼材投放量7.0億t、平均周期為16~18年為基礎(chǔ),推定的2015年國內(nèi)廢鋼鐵總資源如表7所示。
表7 2015年國內(nèi)廢鋼鐵總資源 萬t
經(jīng)測算,2015年我國的廢鋼鐵總資源為1.55~1.72億t,綜合回收率以83.4%~87.1%計,實際可回收廢鋼鐵量為1.36~1.50億t。冶金爐料可獲得廢鋼鐵量為1.22~1.36億t。與2015年的廢鋼鐵需求量相比,尚有一定的差距。
按“十二五”發(fā)展規(guī)劃,2015年鋼產(chǎn)量7.0~7.2億t,入爐廢鋼比按20%計,冶金爐料需求量應(yīng)在1.5~1.6億(t考慮鋼鐵消耗為1 080~1 100 kg/t鋼)。
為此,建議國家有關(guān)部門采取以下措施。
(1)立即著手開展全國性的廢鋼鐵資源普查,摸清底數(shù)。掌握我國實際的鋼鐵蓄積量、廢鋼鐵資源的數(shù)量、種類,按部門和地區(qū)分布,測定各種廢鋼的生成率、回收率。為今后制定中長期發(fā)展規(guī)劃提供理論依據(jù)。
(2)大力加強廢鋼鐵的開發(fā)和有效利用,提高社會廢鋼鐵的回收率。淘汰落后工藝,杜絕不合理的利用。減少不可回收廢鋼鐵的損失。進(jìn)一步擴大鋼鐵渣的開發(fā)和綜合利用,增加冶金企業(yè)的非生產(chǎn)回收。繼續(xù)擴大拆船業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模,增加優(yōu)質(zhì)廢鋼資源。適時開展“挖地三尺”、“翻江倒?!毕虼笞匀灰獜U鋼的活動,要像找金礦那樣去發(fā)現(xiàn)、挖掘歷史上及戰(zhàn)爭遺留下來的廢舊武器、工事、炮彈、沉船、廢棄油井、礦井中的廢鋼鐵。再次興起“全民回收廢鋼鐵的高潮”。
(3)加快老舊機器、設(shè)備和汽車、家電等的更新?lián)Q代,提高折舊率,加快循環(huán)周轉(zhuǎn),增加折舊廢鋼的產(chǎn)生量。鋼的再循環(huán)速度,每加快1年,就可增加折舊廢鋼資源800萬t。
(4)進(jìn)一步發(fā)展商品廢鋼專業(yè)加工基地建設(shè),為冶金企業(yè)提供更多的優(yōu)質(zhì)爐料。加快廢鋼鐵加工和裝運設(shè)備的研制、推廣應(yīng)用和升級換代,提高廢鋼鐵的加工比例和商品廢鋼的比例。
(5)把握時機,在近5年內(nèi)集中力量從國外進(jìn)口一大批廢鋼鐵,以補充國內(nèi)廢鋼資源的不足。適當(dāng)建立地區(qū)性的廢鋼鐵儲備基地,力求做到均衡、及時供應(yīng),用以調(diào)節(jié)廢鋼鐵供需和穩(wěn)定市場價格。
(6)走出國門,不失時機地到世界各地去回收、開發(fā)利用廢鋼鐵資源。要從節(jié)能減排的戰(zhàn)略眼光出發(fā),下大本錢,搶灘收購、就地加工、集中轉(zhuǎn)運,以備國家長期需要。
(7)國家對再生資源行業(yè)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大稅收、資金等方面的優(yōu)惠和扶植力度,充分發(fā)揮其在節(jié)能減排和保護環(huán)境方面的作用。
(8)加強《廢鋼學(xué)》的基礎(chǔ)理論研究,鼓勵各方面的專家、學(xué)者和經(jīng)濟界、金融界人士投入到這個綜合性學(xué)科中來,建議有關(guān)院校開設(shè)“廢鋼鐵加工與管理”、“再生資源工程”專業(yè),為開發(fā)“第二礦業(yè)”培養(yǎng)后繼人才。
(9)建議成立“廢鋼鐵加工利用設(shè)計研究院”,逐步形成廢鋼加工廠和加工設(shè)備系列化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)及生產(chǎn)流程合理化。進(jìn)而做到全國廢鋼鐵資源回收、加工和利用及設(shè)備配置規(guī)?;?、區(qū)域化和最佳化。為高速發(fā)展的廢鋼加工業(yè)保駕護航。
(10)創(chuàng)設(shè)“再生資源企業(yè)開發(fā)基金”和“科研開發(fā)基金”,鼓勵、支持和幫助民營中小企業(yè)從事再生資源開發(fā)工作。為他們解決資金、技術(shù)和管理方面的問題。及時提供有關(guān)資源、商情等方面的信息。調(diào)動社會各界的財力、物力,充當(dāng)再生資源企業(yè)的后盾。表彰和獎勵一批多年來卓有成效的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家、學(xué)者;鼓勵中青年教師、職工和大專院校學(xué)生投入到這個福照千秋的偉大事業(yè)中來。
(1)提高冶金企業(yè)非生產(chǎn)回收的數(shù)量。
我國的水壩類型已經(jīng)從傳統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟雺夯炷令愋?,相比于傳統(tǒng)方式而言,碾壓混凝土具有低耗能、低膠凝材料用量、能夠快速施工的優(yōu)點,特別是在提倡環(huán)保節(jié)能的新型建筑工程理念的大趨勢下,越來越多的工程選擇這類混凝土筑壩形式。
目前,我國的鋼鐵渣開發(fā)利用工作如火如荼,每處理1億t礦渣,可回收大塊渣鋼和鋼鐵粒400萬t。我國每年新產(chǎn)鋼鐵渣約3.5~4億t,歷年積存的礦渣山估計還有幾十億噸。這是一筆不少的財富。開展含鐵尾礦、氧化煙塵、含鐵礦泥及氧化鐵屑的回收和綜合利用。大力回收一切鐵源。
(2)提高加工廢鋼的回收率。
目前,加工廢鋼的回收率約90%,每提高1%,即可增加廢鋼鐵40萬t。如能提高5%,達(dá)到95%,則可增加資源量200萬t。
(3)提高老舊設(shè)備的折舊率。
加快老舊設(shè)備的更新?lián)Q代,淘汰落后的工藝,對于超期服役的高耗能設(shè)備實行強制報廢制度,加快鋼的再循環(huán)速度。平均周期如能再縮短一年,達(dá)到15年。我國2000年的鋼鐵蓄積量以15.1億t計(見表4),2015年折舊廢鋼的生成量可達(dá)10 000萬t,增加資源量2 200萬t。折舊率每提高1%,折舊廢鋼資源可增加1 240 萬 t。
綜合回收率仍以80%計,平均壽命為15年時(折舊率6.67%),折舊廢鋼的回收量可達(dá)8 000萬t,增加資源1 800萬t,冶金企業(yè)可獲入爐廢鋼7 000~7 600萬t,增加1 400~2 000萬t。如此,也就不需要進(jìn)口廢鋼了。
(4)提高社會廢鋼的綜合回收率。
我國社會廢鋼的綜合回收率,目前約85%,每提高一個百分點,2015年的社會廢鋼回收量就可增加100萬t以上,如能提高5%,達(dá)到90%,即可增加回收量 500 萬 t。
(5)提高商品廢鋼的比例。
目前,向冶金企業(yè)提供的商品廢鋼約占我國社會廢鋼回收量的90%。每提高一個百分點,即可增加商品廢鋼供應(yīng)量90萬t。如能提高到95%,則可增加供應(yīng)量450萬t。
(6)提高生產(chǎn)工藝和廢鋼鐵加工比。
加強管理,提高商品廢鋼的質(zhì)量、等級和冶金價值系數(shù),減少運輸過程中的途耗、磅差;減少廢鋼中雜質(zhì)和氧化損失。降低鋼鐵材料消耗。
綜上所述,目前,我國的廢鋼鐵總資源已經(jīng)進(jìn)入了快速增長時期,潛力很大。經(jīng)測算,不足10年,我國的廢鋼鐵供需形勢必將發(fā)生驚天的逆轉(zhuǎn)。不但供過于求、自給有余,而且將再次出現(xiàn)歷史上(1987年)曾經(jīng)有過的爭先恐后出口廢鋼的局面。我國的廢鋼鐵市場,將既有進(jìn)口,又有出口;而且將躋身于世界廢鋼鐵凈出口國的行列。對此,有關(guān)部門和企業(yè)家應(yīng)當(dāng)有清醒的認(rèn)識,高瞻遠(yuǎn)矚,正確地把握商機,提前布局,方能穩(wěn)操勝券。
[1] 林加沖,胡品龍,陳國開.我國廢鋼鐵加工設(shè)備生產(chǎn)使用現(xiàn)狀及前景展望[J].中國廢鋼鐵,2009,2(9):28-31.
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[4] 孫泉有.努力加強廢鋼鐵統(tǒng)計工作 為貫徹落實《廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》促進(jìn)鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出新貢獻(xiàn)[J].中國廢鋼鐵,2011(4):7-38.