一、引言
1.硅钢的定义
硅钢，也称电工钢，是一种含硅量0.5%~4.5%的碳硅铁合金材料，具有磁导率高、矫顽力低、电阻系数大等优异特性。根据晶粒排列方式和晶体取向聚集程度，硅钢可以分为无取向硅钢和取向硅钢。硅钢是体量最大的软磁材料，应用范围极为广泛。其中，高端电工钢是我国实现经济高质量发展不可缺少的重要原材料产品之一。
2.硅钢的作用
图1为电力产业链，包括发电、输电、配电、用电等环节。硅钢广泛应用于电力产业链的各个环节。无取向硅钢主要应用于电力产业链上游发电端各类发电机的转子和定子，以及下游用电端的各类型电机。电力产业链中游输配电设备中变压器作为输配电领域的核心部件承担着电力传输、电压转化等重要功能，也是取向硅钢重要的用户。
图1 电力产业链
二、市场需求分析
1.市场现状
表1表明，2019—2022年中国取向硅钢产量占全球产量的比例从47.4%上升到58.9%；无取向硅钢的占比从60.6%提升到64.4%。图2显示，最近20年中国进口硅钢数量从高峰时的15万吨降低到不足5万吨；进口硅钢单价从3 000美元/t降至1 500美元/t。
表1 2019—2022年中国硅钢产量占全球产量情况
图2 2002—2022年中国硅钢进口量及进口价格
上述数据表明中国硅钢产量占全球的比重逐年增加，有助于降低硅钢对外依存度。对保障供应链安全、稳定硅钢价格、为下游消费行业提供稳定的原料供应起到了重要作用。
图3显示，2017—2022年取向硅钢产量逐年增长。受到发电端低碳能源结构转型对变压器需求增加及国家强制标准GB20052-2020 《电力变压器能效限定值及能效等级》正式实施对变压器升级的要求[5]，我国对取向硅钢的需求逐年增加；2017—2021年无取向硅钢产量稳步提升至1 146万吨后，2022年有所下降。主要原因是下游行业对无取向硅钢的需求有所饱和。
图3 2017—2022年全国硅钢生产情况
图4、图5显示，硅钢的产品结构正在朝着高磁极化、高牌号方向发展。由于GB20052-2020 《电力变压器能效限定值及能效等级》和《变压器能效提升计划（2021—2023年）》等文件对变压器能效等级提升的要求，未来下游行业对取向硅钢的需求将继续增加；随着新能源汽车的市占率逐年提高，以及各类家电、工业电机能效等级的提升，未来高牌号无取向硅钢的产量占比将快速增加到50%以上。
图4 2020—2022年全国高磁极化取向硅钢生产情况
图5 2020—2022年全国无取向硅钢生产结构
2.未来需求分析
新能源和能效升级的发展，为硅钢材料打开成长空间。取向硅钢的下游需求中，绝大部分以变压器为主，直接受益于新能源景气和能效升级需求，整体而言取向硅钢需求相较无取向硅钢更高；而在新能源汽车、工业电机能效升级驱动下，高牌号无取向硅钢细分领域的需求更高。
（1）变压器
受益于各类能源装机量的提升，在火电建设重启叠加新能源高速发展的背景下，未来取向硅钢市场有望保持持续的高速增长。据相关机构测算，到2025年国内取向硅钢需求量有望达到291.5万吨，2022—2025年CAGR为15%。
（2）新能源汽车
随着驱动电机性能提升，新能源汽车用无取向硅钢正向着高牌号、低铁损、高强度方向发展。预计2025年新能源汽车用高牌号无取向硅钢市场空间或达94.3万吨，2022—2025年CAGR达到26%。
（3）中小电机
电机能效标准升级引领高牌号无取向硅钢渗透率增高。根据《工业能效提升行动计划》的目标，保守估计2025年工业电机用高牌号取向硅钢的渗透率将达到25%。
（4）家电
随着我国经济发展和城市化率的提升，人均拥有耗能家电产品数量大幅增加。当前家电行业普遍采用中低牌号的无取向硅钢，高牌号产品渗透率仅18%，在能效升级主线下，高牌号无取向硅钢渗透率的提升是必然趋势。预计到2025年，我国家电行业对高牌号无取向硅钢需求量有望达126.1万吨，2022—2025年CAGR为7%。
三、技术经济评价
技术经济评价的目的是根据国民经济和社会发展、行业和地区发展规划的要求，在做好产品市场需求预测及厂址选择、工艺技术路线选择等工程技术研究的基础上，计算项目的经济效益。通过多方案比较，对拟建项目的技术可行性和经济可行性进行分析论证，引导和促进各类资源合理配置，优化投资结构，减少和规避投资风险，充分发挥投资效益，为项目的科学决策提供依据。基于上述分析，本文重点针对高磁感取向硅钢及高牌号无取向硅钢由热轧原料卷经轧制后得到冷轧产品的原料、辅料、燃料消耗等技术参数、制造成本及项目的综合经济指标进行比较。
1.硅钢冷轧工艺及产品方案
（1）工艺路线
取向硅钢轧制工艺：热轧原料—常化酸洗—焊接预热—高温轧制（20辊可逆式轧机）—脱碳退火及涂氧化镁隔离层—高温再结晶退火—热拉伸平整及涂绝缘层—切边分卷—成品卷。无取向硅钢轧制工艺：热轧原料—常化酸洗—轧制（20辊可逆式轧机）—脱碳退火涂层—切边分卷—成品卷。
（2）产品大纲
项目建设规模分别为160 000 t/a高磁感取向硅钢、200 000 t/a高牌号无取向硅钢。产品大纲及成材率如表2所示。
表2 产品大纲
2.产品单耗指标及制造成本对比
高磁感取向硅钢及高牌号无取向硅钢产品单耗指标如表3所示。
表3 产品单耗指标对比
高磁感取向硅钢建设投资260 000万元，建设投资借款为156 000万元；高牌号无取向硅钢建设投资110 000万元，建设投资借款为66 000万元。
项目的固定资产采取分类折旧：房屋建筑按20年计提折旧，残值率为5%；设备按10年计提折旧，残值率为5%。年修理费按建设投资的3%、其他制造费按制造费的25%计算。项目消耗的原料、辅料、燃料动力均参考市场价格。
图6表明，由于高磁感取向硅钢的原辅料及燃料动力单耗均高于高牌号无取向硅钢，加之高磁感取向硅钢的建设投资显著高于高牌号无取向硅钢，因此其制造成本比高牌号无取向硅钢多3 185元/t。
图6 高磁感取向硅钢与高牌号无取向硅钢制造成本对比
3.经济指标对比
高磁感取向硅钢及高牌号无取向硅钢产品的销售单价均参考市场价格。按照项目城市维护建设税税率7%、教育费附加费率5%、所得税税率25%计算，高磁感取向硅钢及高牌号无取向硅钢经济指标如表4所示。
表4 经济指标对比
高磁感取向硅钢项目税后投资财务内部收益率为14.8%，投资回收期为7.75年；高牌号无取向硅钢项目税后投资财务内部收益率为10.2%，投资回收期为9.85年。二者均有较好的经济效益和投资前景，其中高磁感取向硅钢的主要经济指标优于高牌号无取向硅钢。
四、结束语
“双碳”战略背景下，硅钢节能减碳效果显著。硅钢未来市场需求将朝着高磁极化及高牌号方向发展。对冷轧高磁感取向硅钢和高牌号无取向硅钢建设项目进行技术经济分析可知，二者均有较好的经济效益，具备投资前景，是钢铁企业未来产品价值高端化、结构多元化的发展方向之一。
来源：冶金经济与管理
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