建设钢铝(氧化铝)联合企业的构想

佘海波

(国家电投国际投资开发(几内亚)有限责任公司(几内亚共和国 科纳克里))

1 前 言

铝作为金属在全世界的消耗量仅次于钢铁。铝和钢铁一样,是国民经济中不可缺少的基础原材料,广泛应用于国民经济的各个领域,在国民经济建设和国防工业中具有举足轻重的地位和作用。目前这两个行业的矿石需求对外依存度均较高,状况相似。

自1997年起,我国成为全球粗钢第一大生产国,近10年来中国粗钢产量依旧保持5%以上的复合增长率。2017年,中国粗钢产量全球占比首次超过50%;2019年,中国粗钢产量达到9.96亿吨,全球占比上升至53.3%。中国铁矿石资源虽然储量较大,但资源总体品位较低,矿石加工费用较高;全球优质铁矿资源主要分布在澳大利亚、巴西、俄罗斯和非洲地区。自2011年以来,中国对进口铁矿石已形成高度依赖,目前对外依存度达80%左右[1]。

自2001年起,我国成为电解铝第一大生产国;截止2019年底,电解铝合规产能4100万吨/年,占全球的55.1%,电解铝产量为3593万吨,占全球的56.9%。作为电解铝的生产原料-冶金级氧化铝,自2007年起,也成为世界第一大生产国;近10年,中国氧化铝产量的年复合增长率达9.7%,远超全球的平均增幅4.7%;2019年中国氧化铝产量7155万吨,占全球氧化铝产量的54.7%。根据中国自然资源部最新发布的《2019年中国矿产资源报告》显示,2018年新增铝土矿资源储量1.16亿吨,中国铝土矿保有资源储量51.7亿吨,但工业可采基础储量仅为9.8亿吨,扣除各种损失后经济可开采储量仅5.5亿吨左右,静态服务年限不足10年。中国铝土矿以一水硬铝石型为主,铝土矿的铝硅比偏低,大部分为中低品位(铝硅比5左右)和低品位(铝硅比3.5左右)的铝土矿,加工成本较高;全球优质铝土矿资源主要分布在几内亚、澳大利亚、东南亚、巴西等。自2017年开始,我国铝土矿对外依存度超过50%,进口主要来自几内亚、澳大利亚、印尼等国,其中几内亚进口占50%以上[2]。

2 建立钢铝联合企业的可行性分析

根据2018年世界钢协公布的数据,当年以中国为代表的转炉生产工艺(长流程)产量为12.485亿吨,转炉钢占比为71.0%,折合铁矿石需求量约20.0亿吨。在中国长流程钢铁生产的带动下,全球钢铁冶金工艺仍以铁矿石为主要生产原料,这种生产工艺还将在未来较长时间内存在[1]。

氧化铝熔盐电解法生产原铝和拜耳法生产氧化铝的工艺自18世纪末问世以来,世界上的氧化铝和电解铝基本上是采用上述工艺进行生产。2019年,采用三水铝石拜耳法生产氧化铝7759.4万吨,占全球氧化铝产量近60%。

鉴于钢铁和铝业(氧化铝)两个行业矿石的对外依存度均较高,生产工艺又长期稳定,是否具备互补性,共建联合企业?

2.1 行业发展

2020年1月23日,国家发改委发布了《关于完善钢铁产能置换和项目备案工作的通知》,自2020年1月24日起,各省市地区不得再公示、公告新的钢铁产能置换方案,不得再备案新的钢铁项目;国家发展改革委、工业和信息化部正在会同有关方面,研究制定钢铁项目备案指导意见、修订钢铁产能置换办法。中国已经对钢铁增量规模进行了限制,据CRU对中国钢铁需求预测,在2020年已经达到或即将达到消费峰值。

2015年,工业和信息化部发布了《部分产能严重过剩行业产能置换实施办法》(工信部产业〔2015〕127号)后,中国电解铝合规产能的“天花板”已经形成。2019 年 10月28日,工信部发布《对十三届全国人大二次会议第7157号建议的答复》中指出,“不宜再通过控制氧化铝产能总量规模、实行产能减量或等量置换等行政手段约束行业发展,应按照市场化、法治化原则,创造公平市场环境,引导氧化铝行业有序健康发展”。 据CRU对中国铝需求预测,在2035年将达到消费峰值。

2.2 产业布局

2020年,全国粗钢产量超过10亿吨。近年来一些钢铁企业布局沿海,除环保因素外,进口铁矿石所需的沿海港口物流优势是其中一大因素[3]。中国沿海已建成产能超1亿吨,在建产能和规划产能近1亿吨,已经形成了辽宁鲅鱼圈、河北曹妃甸、山东日照、广东湛江、广西防城5个重要的沿海钢铁生产基地[4]。

随着河南铝土矿资源量下降以及山西铝土矿在环保压力下开采受限,西南地区以及使用进口矿生产氧化铝的沿海地区在建、拟建项目规模逐渐增加。根据统计,2019-2025年以国产矿为原料的氧化铝新建产能为580万吨/年,其中480万吨/年位于广西、贵州等西南地区。中国当前规划建设的氧化铝项目中,使用进口铝土矿的产能达到1140万吨/年,占总规划产能的66.3%,成为新建产能的主流。2019年,中国氧化铝产能为8715万吨/年,以进口矿为原料的山东省氧化铝产能位居全国第一位,占全国总产能的34.5%;2020年9月,中铝集团旗下的广西华昇新材料有限公司200万吨/年氧化铝项目开始试生产。2020年10月,河北文丰氢氧化铝及新材料项目开工建设。

受进口矿石限制,钢铁行业和铝业(氧化铝)布局沿海地区是行业发展和产能转移的一种趋势。从依山到傍海,由资源型布局向临港临海型布局转型,钢铁企业向沿海地区搬迁和氧化铝产能向沿海地区转移,不只是涉及一个企业,更涉及产业、经济、环境、社会等方面。随着中国冶金装备制造和成套技术水平大幅度提高,弃旧建新往往伴随着技术升级、工艺及产品结构优化,同时环保设施更加健全,绿色发展是钢铁和铝业行业未来不可逆的趋势,这种绿色发展不单纯局限于保卫蓝天,而且还包括守护碧海[5]。

2.3 生产工艺的互补性

钢铁生产工艺流程长,工序多,钢铁生产过程中又产生出许多新的二次能源,以副产煤气(高炉、转炉)为代表的二次能源利用,余热(蒸汽、热水、烟气)以及余压(高炉炉顶煤气的压差)等。以高炉产铁500万吨/年,转炉产钢540万吨/年为例,年回收高炉煤气和转炉煤气年总量分别约为85亿Nm3和6.5亿Nm3,发热值分别为3300kJ/Nm3和6000kJ/Nm3,除供其他生产系统使用外,仍有约30%剩余,供煤气站发电。

氧化铝生产所需的能源主要蒸汽和天然气或水煤气,以200万吨/年氧化铝厂规模为例,年需蒸汽340万吨,天然气1.68亿Nm3;提铝后主要废弃物是赤泥,年产干赤泥量316万吨。进口的三水铝石型铝土矿大部分为高铝高铁低硅型,赤泥全铁含量45%以上,赤泥选铁在国内已有广泛的生产实践,铁的回收率在50%以上,选铁后全铁含量50%左右,达到褐铁矿铁矿石标准,吨成本约200元,可为钢铁厂年供应铁精矿约150万吨左右。钢铁厂富裕的30%高炉煤气可满足氢氧化铝焙烧用气需要;同时还可为氧化铝厂提供约30%～40%的低压蒸汽;钢铁厂处理后的中水,也可供氧化铝厂生产使用。

2.4 物流的互补性

铁矿石、煤炭、大豆、铝土矿已经成为中国干散货进口的四大支柱,也是推涨干散货航运市场的重要驱动力。我国每年进口铁矿石10亿吨以上,进口铝土矿1亿吨以上,铁矿石和铝土矿的海运航线也基本一致,如澳洲航线、非洲或南美航线。运输铁矿石船型一般采用20万吨级或30万吨级好望角型散货船运输;来自非洲的铝土矿也采用20万吨级或30万吨级好望角型散货船运输;两种矿石运输在航线或船只上均可进行调配,降低海运风险。沿海的钢铁厂建有自己的铁矿石专用码头或依托于港口公司的铁矿石码头;去年7月,国家发改委批复山东和福建新设4个可以运营超大型铁矿石运输船的专用码头[4]。铁矿石码头除钢铁厂自用外,也可为铝土矿卸船提供服务。钢铁厂一般还建有铁路专用线,用于原燃料和产品运输,也可拓展为氧化铝厂提供铁路运输服务。

2.5 低碳经济的互补性

发展低碳经济是当前十分紧迫的任务,各行业均已开始制订二氧化碳减排路线图。二氧化碳减排是现代钢铁生产发展最重大瓶颈,需提高能源的利用效率、实现能源的高效转换、回收能源的高效高附加值,除自用外,还可为氧化铝厂提供能源供应,实现碳循环利用,减少二氧化碳排放。

2.6 废弃物综合利用的互补性

氧化铝厂赤泥是很好的水泥原料,但因含碱量超标,不能直接使用。高炉水渣也是很好的水泥原料,后续针对球团或烧结工序开展技术研究,直接用赤泥参配铁精矿粉,作为炼铁原料,废弃物直接作为水泥原料,彻底解决赤泥堆存问题。

钢铁工业与铝业联姻早已有之,日本神户钢铁公司在上世纪30年代就成立了铝·事业部;中国酒泉钢铁公司也在早些年成立了东兴铝业有限公司,并收购了俄铝在牙买加的氧化铝厂;2019年2月,中国钢铁巨头宝武集团旗下公司-宝钢股份有限公司入股河南三门峡市的同人铝业公司,占股51%,随后将公司更名为宝武铝业有限公司[6]。

3 结 语

综上所述,建立钢铝(氧化铝)联合企业互补性强,无论是技术上还是经济上均是可行的,有利于氧化铝行业产能向沿海转移;以500万吨/年钢铁厂与200万吨/年氧化铝厂规模匹配是合适的。依托现在的沿海钢铁基地,在辽宁鲅鱼圈、河北曹妃甸(供内蒙、东北区域电解铝厂),山东日照、江苏连云港(供中西部电解铝厂),广西防““(供西南区域电解铝厂)布局沿海氧化铝项目,联合已建或在、拟建钢铁厂共同建设钢铝(氧化铝)联合企业。后续需要解决的问题是开展在氧化铝生产前或后选提取铁矿石的专题研究,提高铁矿石品质,彻底解决赤泥综合利用问题;同时保护海洋环境也必将成为临港临海型钢铁厂和氧化铝厂需要解决的难题。