建設(shè)鋼鋁(氧化鋁)聯(lián)合企業(yè)的構(gòu)想

佘海波

(國家電投國際投資開發(fā)(幾內(nèi)亞)有限責任公司(幾內(nèi)亞共和國 科納克里))

1 前 言

鋁作為金屬在全世界的消耗量僅次于鋼鐵。鋁和鋼鐵一樣,是國民經(jīng)濟中不可缺少的基礎(chǔ)原材料,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防工業(yè)中具有舉足輕重的地位和作用。目前這兩個行業(yè)的礦石需求對外依存度均較高,狀況相似。

自1997年起,我國成為全球粗鋼第一大生產(chǎn)國,近10年來中國粗鋼產(chǎn)量依舊保持5%以上的復合增長率。2017年,中國粗鋼產(chǎn)量全球占比首次超過50%;2019年,中國粗鋼產(chǎn)量達到9.96億噸,全球占比上升至53.3%。中國鐵礦石資源雖然儲量較大,但資源總體品位較低,礦石加工費用較高;全球優(yōu)質(zhì)鐵礦資源主要分布在澳大利亞、巴西、俄羅斯和非洲地區(qū)。自2011年以來,中國對進口鐵礦石已形成高度依賴,目前對外依存度達80%左右[1]。

自2001年起,我國成為電解鋁第一大生產(chǎn)國;截止2019年底,電解鋁合規(guī)產(chǎn)能4100萬噸/年,占全球的55.1%,電解鋁產(chǎn)量為3593萬噸,占全球的56.9%。作為電解鋁的生產(chǎn)原料-冶金級氧化鋁,自2007年起,也成為世界第一大生產(chǎn)國;近10年,中國氧化鋁產(chǎn)量的年復合增長率達9.7%,遠超全球的平均增幅4.7%;2019年中國氧化鋁產(chǎn)量7155萬噸,占全球氧化鋁產(chǎn)量的54.7%。根據(jù)中國自然資源部最新發(fā)布的《2019年中國礦產(chǎn)資源報告》顯示,2018年新增鋁土礦資源儲量1.16億噸,中國鋁土礦保有資源儲量51.7億噸,但工業(yè)可采基礎(chǔ)儲量僅為9.8億噸,扣除各種損失后經(jīng)濟可開采儲量僅5.5億噸左右,靜態(tài)服務(wù)年限不足10年。中國鋁土礦以一水硬鋁石型為主,鋁土礦的鋁硅比偏低,大部分為中低品位(鋁硅比5左右)和低品位(鋁硅比3.5左右)的鋁土礦,加工成本較高;全球優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源主要分布在幾內(nèi)亞、澳大利亞、東南亞、巴西等。自2017年開始,我國鋁土礦對外依存度超過50%,進口主要來自幾內(nèi)亞、澳大利亞、印尼等國,其中幾內(nèi)亞進口占50%以上[2]。

2 建立鋼鋁聯(lián)合企業(yè)的可行性分析

根據(jù)2018年世界鋼協(xié)公布的數(shù)據(jù),當年以中國為代表的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝(長流程)產(chǎn)量為12.485億噸,轉(zhuǎn)爐鋼占比為71.0%,折合鐵礦石需求量約20.0億噸。在中國長流程鋼鐵生產(chǎn)的帶動下,全球鋼鐵冶金工藝仍以鐵礦石為主要生產(chǎn)原料,這種生產(chǎn)工藝還將在未來較長時間內(nèi)存在[1]。

氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)原鋁和拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝自18世紀末問世以來,世界上的氧化鋁和電解鋁基本上是采用上述工藝進行生產(chǎn)。2019年,采用三水鋁石拜耳法生產(chǎn)氧化鋁7759.4萬噸,占全球氧化鋁產(chǎn)量近60%。

鑒于鋼鐵和鋁業(yè)(氧化鋁)兩個行業(yè)礦石的對外依存度均較高,生產(chǎn)工藝又長期穩(wěn)定,是否具備互補性,共建聯(lián)合企業(yè)?

2.1 行業(yè)發(fā)展

2020年1月23日,國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于完善鋼鐵產(chǎn)能置換和項目備案工作的通知》,自2020年1月24日起,各省市地區(qū)不得再公示、公告新的鋼鐵產(chǎn)能置換方案,不得再備案新的鋼鐵項目;國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部正在會同有關(guān)方面,研究制定鋼鐵項目備案指導意見、修訂鋼鐵產(chǎn)能置換辦法。中國已經(jīng)對鋼鐵增量規(guī)模進行了限制,據(jù)CRU對中國鋼鐵需求預測,在2020年已經(jīng)達到或即將達到消費峰值。

2015年,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《部分產(chǎn)能嚴重過剩行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》(工信部產(chǎn)業(yè)〔2015〕127號)后,中國電解鋁合規(guī)產(chǎn)能的“天花板”已經(jīng)形成。2019 年 10月28日,工信部發(fā)布《對十三屆全國人大二次會議第7157號建議的答復》中指出,“不宜再通過控制氧化鋁產(chǎn)能總量規(guī)模、實行產(chǎn)能減量或等量置換等行政手段約束行業(yè)發(fā)展,應(yīng)按照市場化、法治化原則,創(chuàng)造公平市場環(huán)境,引導氧化鋁行業(yè)有序健康發(fā)展”。 據(jù)CRU對中國鋁需求預測,在2035年將達到消費峰值。

2.2 產(chǎn)業(yè)布局

2020年,全國粗鋼產(chǎn)量超過10億噸。近年來一些鋼鐵企業(yè)布局沿海,除環(huán)保因素外,進口鐵礦石所需的沿海港口物流優(yōu)勢是其中一大因素[3]。中國沿海已建成產(chǎn)能超1億噸,在建產(chǎn)能和規(guī)劃產(chǎn)能近1億噸,已經(jīng)形成了遼寧鲅魚圈、河北曹妃甸、山東日照、廣東湛江、廣西防城5個重要的沿海鋼鐵生產(chǎn)基地[4]。

隨著河南鋁土礦資源量下降以及山西鋁土礦在環(huán)保壓力下開采受限,西南地區(qū)以及使用進口礦生產(chǎn)氧化鋁的沿海地區(qū)在建、擬建項目規(guī)模逐漸增加。根據(jù)統(tǒng)計,2019-2025年以國產(chǎn)礦為原料的氧化鋁新建產(chǎn)能為580萬噸/年,其中480萬噸/年位于廣西、貴州等西南地區(qū)。中國當前規(guī)劃建設(shè)的氧化鋁項目中,使用進口鋁土礦的產(chǎn)能達到1140萬噸/年,占總規(guī)劃產(chǎn)能的66.3%,成為新建產(chǎn)能的主流。2019年,中國氧化鋁產(chǎn)能為8715萬噸/年,以進口礦為原料的山東省氧化鋁產(chǎn)能位居全國第一位,占全國總產(chǎn)能的34.5%;2020年9月,中鋁集團旗下的廣西華昇新材料有限公司200萬噸/年氧化鋁項目開始試生產(chǎn)。2020年10月,河北文豐氫氧化鋁及新材料項目開工建設(shè)。

受進口礦石限制,鋼鐵行業(yè)和鋁業(yè)(氧化鋁)布局沿海地區(qū)是行業(yè)發(fā)展和產(chǎn)能轉(zhuǎn)移的一種趨勢。從依山到傍海,由資源型布局向臨港臨海型布局轉(zhuǎn)型,鋼鐵企業(yè)向沿海地區(qū)搬遷和氧化鋁產(chǎn)能向沿海地區(qū)轉(zhuǎn)移,不只是涉及一個企業(yè),更涉及產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、環(huán)境、社會等方面。隨著中國冶金裝備制造和成套技術(shù)水平大幅度提高,棄舊建新往往伴隨著技術(shù)升級、工藝及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化,同時環(huán)保設(shè)施更加健全,綠色發(fā)展是鋼鐵和鋁業(yè)行業(yè)未來不可逆的趨勢,這種綠色發(fā)展不單純局限于保衛(wèi)藍天,而且還包括守護碧海[5]。

2.3 生產(chǎn)工藝的互補性

鋼鐵生產(chǎn)工藝流程長,工序多,鋼鐵生產(chǎn)過程中又產(chǎn)生出許多新的二次能源,以副產(chǎn)煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐)為代表的二次能源利用,余熱(蒸汽、熱水、煙氣)以及余壓(高爐爐頂煤氣的壓差)等。以高爐產(chǎn)鐵500萬噸/年,轉(zhuǎn)爐產(chǎn)鋼540萬噸/年為例,年回收高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣年總量分別約為85億Nm3和6.5億Nm3,發(fā)熱值分別為3300kJ/Nm3和6000kJ/Nm3,除供其他生產(chǎn)系統(tǒng)使用外,仍有約30%剩余,供煤氣站發(fā)電。

氧化鋁生產(chǎn)所需的能源主要蒸汽和天然氣或水煤氣,以200萬噸/年氧化鋁廠規(guī)模為例,年需蒸汽340萬噸,天然氣1.68億Nm3;提鋁后主要廢棄物是赤泥,年產(chǎn)干赤泥量316萬噸。進口的三水鋁石型鋁土礦大部分為高鋁高鐵低硅型,赤泥全鐵含量45%以上,赤泥選鐵在國內(nèi)已有廣泛的生產(chǎn)實踐,鐵的回收率在50%以上,選鐵后全鐵含量50%左右,達到褐鐵礦鐵礦石標準,噸成本約200元,可為鋼鐵廠年供應(yīng)鐵精礦約150萬噸左右。鋼鐵廠富裕的30%高爐煤氣可滿足氫氧化鋁焙燒用氣需要;同時還可為氧化鋁廠提供約30%～40%的低壓蒸汽;鋼鐵廠處理后的中水,也可供氧化鋁廠生產(chǎn)使用。

2.4 物流的互補性

鐵礦石、煤炭、大豆、鋁土礦已經(jīng)成為中國干散貨進口的四大支柱,也是推漲干散貨航運市場的重要驅(qū)動力。我國每年進口鐵礦石10億噸以上,進口鋁土礦1億噸以上,鐵礦石和鋁土礦的海運航線也基本一致,如澳洲航線、非洲或南美航線。運輸鐵礦石船型一般采用20萬噸級或30萬噸級好望角型散貨船運輸;來自非洲的鋁土礦也采用20萬噸級或30萬噸級好望角型散貨船運輸;兩種礦石運輸在航線或船只上均可進行調(diào)配,降低海運風險。沿海的鋼鐵廠建有自己的鐵礦石專用碼頭或依托于港口公司的鐵礦石碼頭;去年7月,國家發(fā)改委批復山東和福建新設(shè)4個可以運營超大型鐵礦石運輸船的專用碼頭[4]。鐵礦石碼頭除鋼鐵廠自用外,也可為鋁土礦卸船提供服務(wù)。鋼鐵廠一般還建有鐵路專用線,用于原燃料和產(chǎn)品運輸,也可拓展為氧化鋁廠提供鐵路運輸服務(wù)。

2.5 低碳經(jīng)濟的互補性

發(fā)展低碳經(jīng)濟是當前十分緊迫的任務(wù),各行業(yè)均已開始制訂二氧化碳減排路線圖。二氧化碳減排是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展最重大瓶頸,需提高能源的利用效率、實現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)換、回收能源的高效高附加值,除自用外,還可為氧化鋁廠提供能源供應(yīng),實現(xiàn)碳循環(huán)利用,減少二氧化碳排放。

2.6 廢棄物綜合利用的互補性

氧化鋁廠赤泥是很好的水泥原料,但因含堿量超標,不能直接使用。高爐水渣也是很好的水泥原料,后續(xù)針對球團或燒結(jié)工序開展技術(shù)研究,直接用赤泥參配鐵精礦粉,作為煉鐵原料,廢棄物直接作為水泥原料,徹底解決赤泥堆存問題。

鋼鐵工業(yè)與鋁業(yè)聯(lián)姻早已有之,日本神戶鋼鐵公司在上世紀30年代就成立了鋁·事業(yè)部;中國酒泉鋼鐵公司也在早些年成立了東興鋁業(yè)有限公司,并收購了俄鋁在牙買加的氧化鋁廠;2019年2月,中國鋼鐵巨頭寶武集團旗下公司-寶鋼股份有限公司入股河南三門峽市的同人鋁業(yè)公司,占股51%,隨后將公司更名為寶武鋁業(yè)有限公司[6]。

3 結(jié) 語

綜上所述,建立鋼鋁(氧化鋁)聯(lián)合企業(yè)互補性強,無論是技術(shù)上還是經(jīng)濟上均是可行的,有利于氧化鋁行業(yè)產(chǎn)能向沿海轉(zhuǎn)移;以500萬噸/年鋼鐵廠與200萬噸/年氧化鋁廠規(guī)模匹配是合適的。依托現(xiàn)在的沿海鋼鐵基地,在遼寧鲅魚圈、河北曹妃甸(供內(nèi)蒙、東北區(qū)域電解鋁廠),山東日照、江蘇連云港(供中西部電解鋁廠),廣西防““(供西南區(qū)域電解鋁廠)布局沿海氧化鋁項目,聯(lián)合已建或在、擬建鋼鐵廠共同建設(shè)鋼鋁(氧化鋁)聯(lián)合企業(yè)。后續(xù)需要解決的問題是開展在氧化鋁生產(chǎn)前或后選提取鐵礦石的專題研究,提高鐵礦石品質(zhì),徹底解決赤泥綜合利用問題;同時保護海洋環(huán)境也必將成為臨港臨海型鋼鐵廠和氧化鋁廠需要解決的難題。