中國冶金固廢綜合利用產業化市場發展前景分析
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國冶金固廢綜合利用產業化市場發展前景分析及發展模式研究
一、前言
中國鋼鐵工業經過近十年的高速發展,產能急劇擴張,2010年鋼產量突破6億噸已毫無懸念。鋼鐵產能的快速增長在極大滿足中國經濟高速增長對鋼材需求的同時,也帶來了產能結構性過剩,資源和能源的巨大消耗;特別是鋼鐵生產過程中產生的各類冶金固體廢棄物(簡稱:冶金固廢)數量龐大,種類繁多,如不加以妥善處置利用,將直接對生態環境造成污染和破壞,其后果必然是災難性的。當前我國正處在工業化發展關鍵時期,政府和社會對企業節能減排與環境保護等提出了越來越嚴格的強制性要求,鋼鐵企業對冶金固廢合理處置利用也越來越重視,這不僅是企業履行社會責任、樹立負責任企業形象的重要體現,也是貫徹國家循環經濟戰略,支撐鋼鐵主業健康發展,實施環境經營的必然選擇和不可或缺的保障性工作。
實際上,冶金固廢具有成分的多樣性與復雜性、環境與資源的雙重價值、有用與無用固廢大集合等特性,而且有用和無用也是相對的,今天視為無用的廢棄物,明天通過開發利用,就可能轉化為有用的資源,甚至變為高附加值的資源。本文試圖通過剖析我國鋼鐵行業固廢處置利用的現狀及存在問題,從政策環境和市場環境分析冶金固廢作為再生資源進行產業化發展的可行性和發展前景,并闡述了支撐產業化發展的一些共性問題的解決路徑。
二、我國鋼鐵行業固廢處置利用現狀
鋼鐵企業在生產過程中產生的固體廢棄物主要有高爐渣(包括水渣、干渣)、鋼渣、含鐵塵泥(包括燒結、煉鐵、煉鋼及軋鋼系統收集的除塵灰泥和連鑄氧化鐵皮)、電廠粉煤灰、廢耐火材料、各類廢油、廢酸和工業垃圾等。根據實際經驗估算,一家年產鋼2000萬噸,從煉鐵、煉鋼到熱軋、冷軋全流程生產線的鋼鐵聯合企業,年產生工業固廢物約為1180-1200萬噸,即平均噸鋼產生工業固廢物590-600千克(各企業工藝技術不同會有所差異),其中噸鋼產生高爐渣230-250千克、煉鋼渣100-150千克,是兩種主要的冶金固廢品種。固廢物按大類可分為金屬類和非金屬類兩大類。
若按照2009年我國鋼鐵行業鐵產量5.69億噸,鋼產量5.77億噸計算,產生冶金固廢約達到3.5億噸左右,其數量之龐大,種類之繁多,如處理不當,會對我國的生態環境構成很大威脅。
在西方發達國家,企業環境保護的發展經歷了三個階段。第一階段是成本最小化階段,在這一階段企業將環境保護的投資看作是凈收益的直接流出,因此企業會盡量避免環保投入、降低相關成本。第二階段是成本效益相結合階段,在這一階段企業認為環境規則是強制性的,被迫采納的環境控制需從成本效益的角度去考慮如何避免義務。第三階段是有效環境控制階段,在這一階段環境保護提供了企業可持續的競爭優勢,有效地提升了企業競爭力。目前我國鋼鐵行業總體狀況基本處于第二階段,個別企業尚處于第一階段。
近十年來,我國鋼鐵企業通過多年的實踐,在冶金固廢的回收、處置、加工利用方面已積累了一定的經驗,特別是一些大型鋼鐵企業通過借鑒國外技術和經驗,在固廢處置利用規模化、廠內循環利用及資源綜合利用市場化產品開發等方面取得了一定的成效,但與世界先進企業相比,中國鋼鐵企業在固廢資源綜合利用上的投入與產出、科研成果轉化、管理機制和產業化體系建設上還存在較大的差距,技術裝備水平較低,固廢資源再生利用率和產品轉化率還不高,現有的利用方向和產品趨同,市場競爭激烈。
目前,我國鋼鐵企業固廢處置利用總體存在以下問題:
1.大部分企業對固廢資源處置利用認識不足,還處于被動控制階段
大部分企業認為,固廢處置業務是政府環境保護的強制性要求,企業對環境保護的投資是凈支出,沒有或很少投資回報,因此,在這一階段企業對固廢處置利用往往采取被動控制,盡量避免環保投入、降低相關成本,使環保成本最小化,對環保的科研投入更是無從談起。
2.鋼廠缺乏系統的固廢集中管理機制,固廢處置外委后末端管理不到位
目前大部分鋼廠產生的冶金固廢一般由下屬輔業單位自行處置或委托外部民企處置,這些企業進入壁壘低,呈小型化、多樣化、民營化、勞動密集型特征,大多數固廢利用業務經營分散。而鋼廠對各種冶金固廢產生的流轉環節缺乏系統的跟蹤和持續有效的監管,只要有單位接收,無論是否采用了“三化”處理,均被列入處置利用,這就造成固廢處理末端管理不到位,往往對環境造成二次污染。因此,固廢管理機制和管理體系有待進一步完善。
3.固廢利用企業普遍技術裝備水平低、產品趨同,市場競爭激烈
由于目前大部分固廢利用企業小型化、投資少、技術裝備能力低下,業務特征主要呈勞動密集型,固廢處置和低端再生利用的產品趨同,市場競爭異常激烈,但企業安于微利生產,缺乏投入資金進行技術裝備改造的動力。
4.鋼廠與固廢利用企業之間缺乏有效協同,固廢利用科研成果難以轉化為生產力
近年來在冶金渣利用方面的實驗室成果不少,以鋼渣為例,鋼渣微粉的研究課題不僅在我國一些大鋼廠,而且在高校、研究機構多年來都投入了大量人力物力,就其安定性,雙摻、三摻的配料及配比,材料的各種特性指標等,進行了深入研究,發表了大量的論著,其應用領域都得出了肯定的結論與評價。但一方面由于鋼渣硬度大、加工設備投資較高,需要較大的投入;另一方面由于鋼廠與固廢利用企業之間缺乏有效協同的商業運營模式,鋼廠相對強勢,造成固廢利用企業急功近利,對采用新技術積極性不高,使這些有價值的科研成果很難轉化為生產力和體現出應有的經濟效益。
綜上所述,目前我國冶金固廢利用業務尚未建立起成熟的市場環境與商業運營模式,固廢利用企業缺乏創新和技術進步的驅動力。如不解決這些問題,不但影響固廢利用業務良性發展,造成可回收利用資源的二次浪費,而且對環境保護構成威脅,影響鋼鐵行業與環境和諧發展。
三、固廢資源利用產業化發展前景
(一)政策環境分析
我國國民經濟經過30年的高速發展,在取得偉大成就的同時,支撐經濟可持續發展的資源和環境面臨前所未有的壓力,迫切需要企業轉變經濟增長方式,從粗放型向集約型轉化,走環境經營,循環經濟之路。
從2002年國家頒布《清潔生產法》開始,近幾年國家相繼頒布了《循環經濟促進法》、《固體廢物污染環境防治法》等法律法規,從立法高度確立了政策支持導向,同時也明確了企業對環境保護和工業廢棄物處置不可推卸的責任。
冶金固廢的開發利用符合環境保護和循環經濟理念,得到了從國家到地方各項政策法規的支持。國家《“十一五”資源綜合利用指導意見》、《建材行業“十一五”規劃》明確提出支持資源綜合利用產業化,冶金固廢的綜合利用列入重點。轉爐塵泥綜合利用、高爐礦渣粉磨技術、鋼渣綜合開發利用技術等冶煉固廢綜合利用技術列入《國家鼓勵發展的資源節約綜合利用和環境保護技術》支持名錄。對以工業廢渣等為原料和燃料進行生產的企業實行減免稅等優惠,利用企業可獲得國家給予的減免稅等優惠?!顿Y源綜合利用企業所得稅優惠目錄》規定企業利用廢水、廢氣、廢渣等廢棄物為主要原料進行生產的,可在5年內減征或者免征所得稅。《關于部分資源綜合利用及其他產品增值稅政策問題的通知》規定對在生產原料中摻有不少于30%的粉煤灰、燒煤鍋爐的爐底渣(不包高爐水渣)及其他廢渣生產的水泥實行增值稅即征即退的政策。
隨著我國資源環境政策法規逐漸完善配套,一方面冶金固廢利用、資源再生產業支持力度加大,另一方面相關企業責任約束得以強化。國家《鋼鐵產業發展政策》要求企業根據發展循環經濟的要求,建設污水和廢渣綜合處理系統,粉塵、廢渣等能源、資源回收再利用技術,提高能源利用效率、資源回收利用率和改善環境,力爭實現“零排放”,建立循環型鋼鐵工廠。
國家環境資源改革總體思路是堅持制約機制與激勵機制并重,既對高污染、高環境風險產品、工藝、企業加征稅費,又充分利用減稅措施,在所得稅、增值稅、消費稅、營業稅改革等方面融入環保要求。
政策對鋼鐵業的環境責任約束與對固廢循環利用的支持將對鋼鐵業與固廢利用業務發展模式產生重大影響。政策主導固廢利用企業盈利空間,固廢利用企業盈利很大程度取決于政策支持力度,如稅收減免、財政補貼等。政策主導行業格局,如廢油的許可證制度就決定了廢油再生企業規模。政策是固廢利用業務發展的關鍵因素,當前極其有利的政策環境必將對冶金固廢資源綜合利用產業化發展產生深遠的影響。
(二)市場環境分析
冶金固廢利用產品所面對的市場和相關的產業鏈非常廣泛,既有通過分選回收返回鋼鐵主業生產再利用的產品,如:鋼渣、含鐵塵泥等富含鐵元素的固廢的分選回用,廢耐材、廢油等固廢無害化處理再生后回用;又有通過對固廢處理和深加工生產再生產品供應相關產業鏈的,如:高爐水渣磨細成微粉作水泥摻合料,氧化鐵紅加工成鐵氧體磁性材料等。按照目前具備的固廢加工利用技術和生產裝備,冶金固廢利用主要產品供應的相關產業包括:建材行業、電子信息行業、有色金屬行業、化工行業等。因此,固廢利用業務的差異化不僅表現在固廢種類繁雜、利用途徑各異,也表現在各項業務面對的上下游相關行業周期性盈利能力和發展前景不同,決定了固廢利用業務的周期性。下面對一些主要冶金固廢利用產品市場環境和發展前景作一概要分析。
1.高爐水渣
高爐水渣的開發利用歷史悠久,也較成熟,主要用于水泥和混凝土,目前的利用途徑有兩種:磨細成礦渣微粉和做水泥混合材,供應建材行業。
2003年以前,國內主要的大型礦渣微粉生產企業只有5-6家,2005年底已有7條礦渣微粉生產線相繼建成投產,至2007年底主要的礦粉生產企業已接近20家,許多小水泥廠也紛紛上馬了礦粉生產線。受規模、資源優勢、管理能力等因素制約,華東地區寶鋼寶田公司和沙鋼礦粉企業最具競爭力,目前寶田和沙鋼產品占據上海市場份額的90%以上。
由于運輸和能源對礦渣微粉成本影響較大,因此業務受物流半徑制約,行業競爭區域化,尚未形成產業集中度。目前礦粉企業尤其是較大規模企業都是依托鋼鐵主體或就近鋼廠水渣進行生產加工,且尚未完全消化本鋼鐵主體水渣。
礦渣微粉有良好的市場前景。中國重化工業的發展、城市建設、固定資產投資拉動對建材需求旺盛,從而帶動了礦渣微粉的需求。礦渣微粉替代水泥有性能和價格優勢,作為水泥替代品的比重逐步提高,最高替代率可達70%(但不能完全替代)。由于水泥行業的發展變革,尤其是中國預拌混凝土市場的發展給礦渣微粉行業的發展帶來機遇,礦渣微粉在工程中應用越來越廣泛,市場接受程度逐步提高。至2008年,我國礦渣微粉總產量達到2000多萬噸,但按2008年全國預拌混凝土生產能力測算,礦粉需求就可達8000多萬噸,市場缺口很大,價格總體走高。
2.鋼渣及含鐵塵泥
鋼渣含鐵10%-40%,含鐵塵泥含鐵30%-70%,因此鋼渣和含鐵塵泥利用的大方向是選鐵加工后返鋼鐵生產利用,其次作為固廢加工后再利用。
鋼渣產生量僅次于高爐渣位居第二,鋼渣經破碎、磁選后,渣鋼(含鐵)全部返回鋼鐵生產系統,尾渣用于水泥生料及混合料、工程回填、建材骨料、混凝土摻合料等,部分尾礦可以替代白云石、礦石等冶金輔料返回燒結和煉鋼使用。
含鐵塵泥是鋼鐵生產中品種最多、成分最復雜的固體廢物,主要有高爐瓦斯泥、轉爐OG泥、轉爐和電爐除塵灰、冷軋和熱軋水處理污泥以及氧化鐵皮等。含鐵塵泥大部分返回燒結配料、煉鋼單元作為冷卻劑和保溫劑使用等。對于含鋅量高的含鐵塵泥主要外銷給一些小鋼廠的小高爐使用,部分用于水泥生產的添加劑。
目前國內鋼鐵企業含鐵塵泥和鋼渣利用有兩種模式:一是鋼鐵企業內部對塵泥和鋼渣選鐵加工回收,鋼渣尾渣自行處理。二是委托外部企業加工或直接對外售出。這些流出鋼廠的含鐵類固廢處理經營已形成了產業鏈,有大量的中小民營企業在低人力成本、低設備能源成本、低環保成本條件下從事相關業務,贏得利潤。但由于這些企業對選鐵后的尾渣處理上缺乏技術裝備或經濟利益驅動,鋼廠外委后的末端管理不到位,很容易造成尾渣亂堆亂放,造成環境二次污染,而且固體廢物及其淋洗和滲濾液中所含有害物質會改變土壤的性質和結構,并對土壤中的微生物產生影響。
在經濟上升周期,鋼鐵價格高啟時,鋼渣和含鐵塵泥資源緊缺,但一旦經濟下滑,這些固廢即出現滯銷。含鐵塵泥利用和鋼渣選鐵業務的收益具有周期性,在目前的市場格局下,經濟上升周期具有良好的經濟利益。
目前技術條件下,我國對鋼渣尾渣的大規模利用還存在一定的限制。在歐美國家尾渣大部分用于道路工程,用作多種路基材料,代碎石鋪路、用于補路的熱拌瀝青拌合料、用于地基回填和軟土地基加固等,路基材料是鋼渣綜合利用的一個重要途徑,鋼渣做路基材料很有發展前景,但需要妥善處理尾渣的膨化問題。
鋼渣用于海洋工程在日本得到廣泛應用。鋼渣的促進作用可以使海洋吸收大量二氧化碳,從而改善溫室氣體效應。鋼渣混凝土性能優越,還具有海洋生物附著率高的生態特點,完全符合循環經濟理念,目前國內也在研究之中并取得了一定的進展,市場前景良好。
3.氧化鐵紅和氧化鐵鱗
熱軋副產品氧化鐵鱗深加工可以生產永磁材料,冷軋廢鹽酸再生副產品氧化鐵紅深加工可以生產軟磁材料。磁性材料廣泛應用于電子信息、汽車、消費等領域,與我國宏觀經濟,甚至全球經濟形勢密切相關,近年來我國的鐵氧體磁性材料行業高速發展,基本保持在20%以上速度增長。2008年磁性材料總產值約265億人民幣,其中永磁鐵氧體產值62億元,平均價格1.5萬元/噸,軟磁鐵氧體產值93億元,平均價格3.1萬元/噸,技術領先規模較大的磁性材料企業經營效益良好。
目前國內大部分鋼廠或下屬企業僅將鐵鱗和鐵紅加工成磁粉等初級產品,并未進入磁性材料深加工領域,造成低端產品競爭激烈,高端產品供給不足。我國磁性材料企業數量眾多,但大多數是中小企業,產品檔次低。截至2008年底,磁性材料企業共計1096家,其中軟磁鐵氧體企業162家,產品高端應用占22%。永磁鐵氧體生產企業197家,產品高端應用占42%。由于行業技術不斷進步,我國磁性材料行業正處于自由競爭市場向壟斷市場過渡時期,行業呈現規模、地域集中的趨勢,企業購并整合已拉開序幕。出現了一些具備技術、設備、市場份額優勢的大型企業,如橫店東磁、天通股份等。行業集中區域化,出現了以東陽、南京、海寧地區為主的軟磁基地(占總量的70%),以江浙、廣東、四川地區為主的永磁基地(占總量的90%)。
目前中國是世界磁性材料產品生產大國,磁性材料出口幾近一半,對外依存度高。磁性材料向高頻、高磁導率和低損耗,即“兩高一低”方向發展;器件向小型化、片式化和表面貼等方向發展。
磁性材料行業具有良好的市場發展前景。我國消費經濟的發展給磁性材料行業帶來成長空間,高端產品具有結構性機會。磁性材料的應用領域如移動通訊、計算機、汽車及電動自行車、消費電子產品市場總體將保持持續增長態勢,其產品升級、更新換代將給磁性材料帶來新的需求。同時,中國磁性材料行業又有著資源、成本優勢,正面臨世界磁性材料產業向中國轉移的歷史性機遇。世界一些著名的磁性材料制造企業看好中國,如日本的TDK、日立金屬、德國的VAC、EPCOS等已經轉移到中國。世界磁性材料生產向中國轉移,必將不斷增強中國磁性材料工業的整體實力和技術水平,加速中國成為世界磁性材料生產基地和銷售市場的進程。
4.冶金固廢利用未來發展前景展望
由于冶金固廢具有成分的多樣性與復雜性,因此給開發利用提供了廣闊的空間。今天視為無用的廢棄物,明天通過開發利用,就可能轉化為有用的資源,甚至變為高附加值資源。一些國內外鋼鐵企業正在與大學、科研院所合作研究深度開發利用固廢資源的項目,有些成果已轉入工業化。如:礦渣再生剛玉、鎂砂骨料生產工藝研究、超細礦渣微粉應用技術及裝備研究、熱態高爐渣直接生產礦棉技術及裝備研究、尾礦-粉煤灰再生微晶玻璃技術研究、鋼渣應用于海洋生態工程的研究、建設超低損耗軟磁鐵氧體材料研究等等。隨著冶金固廢再生利用技術的不斷開發,固廢利用產業化不但在產品開發上,而且在固廢利用裝備集成和工程服務的協同發展上前景廣闊。
四、固廢資源利用產業化發展定位
以鋼鐵主業為依托,環境經營和體現循環經濟水平為導向,建立與鋼鐵業共同規劃、協同發展的共贏機制,充分利用國家政策支持,培育面向鋼廠和市場的固廢資源再生利用產品開發、裝備集成、工程服務的協同發展模式,成為具有核心競爭力、可持續發展的再生資源綜合利用集成供應商。
五、固廢資源利用產業化發展路徑
(一)加強固廢資源集中管理,完善內部運營機制
鋼鐵集團要將固廢再生利用業務作為一項多元產業發展,首先需要解決現有固廢處置利用業務分散,固廢處理末端管理不到位等問題。建議有條件的母公司對集團內固廢利用企業進行必要的集中整合,構建內部固廢利用產業化發展平臺,設計新的理想業務模式,理清固廢利用平臺與鋼鐵主業的分工界面和責任,這樣既有利于固廢資源的集中管理,優化固廢的處置利用,發揮一體化效應,又能支撐鋼鐵主業落實固廢處理末端管理,降低因處置不當或失控后出現二次污染、影響公司形象的風險。
另外,由于目前我國固廢利用產業還不發達,大部分產品尚處于低端,而低端產品市場競爭激烈,盈利空間有限。鋼鐵單元應從支持固廢利用產業健康發展的角度出發,與固廢利用產業化平臺之間建立有效的內部商業運營模式,包括合理的定價機制和資源分配機制,引導和支持固廢利用企業向產業鏈高端發展,形成協同競爭優勢。
(二)與鋼鐵主業共同規劃,形成合理的固廢利用產業化布局
如前所述,冶金固廢的來源在鋼鐵主業,由于運輸和能源對固廢利用業務成本影響較大,因此大部分業務受物流半徑制約,只能在鋼廠周圍區域化發展。另一方面,隨著國家環保政策的加強,與環境協調發展已逐步成為鋼鐵企業的共識,鋼企將越來越重視固廢處置利用的規劃,并向鋼廠內部“減量化、再利用、再循環”(3R)趨勢發展,即通過技術進步盡可能減少鋼鐵生產單元的固廢產生量,同時追求在廠內生產單元之間對固廢的再利用和消化,最終以盡可能少的固廢流向社會循環。
因此,在建立集中統一的固廢管理體系和管理機制的同時,鋼鐵主業應參與編制冶金固廢業務發展規劃,協同固廢產業化平臺一起攻關,研究發展方向、重大決策和項目實施方案。在鋼鐵項目建設總圖設計中預留固廢業務場地、合理物流,以降低固廢利用業務成本。逐步推進鋼廠內部小循環、鋼廠與固廢利用平臺中循環、以及與社會之間大循環的協調發展,實現一次資源的利用效率最大化,二次資源的回用價值最大化,三次資源的綜合利用效益最大化,使鋼鐵主業與固廢、其他副產品利用業務協調發展,實現系統最優、社會和經濟效益整體最優。
(三)面向市場,構建開放式科研體系,形成產業化集成優勢
固廢利用“變廢為寶”,關鍵在科研開發。目前國內大型鋼鐵集團都設立了研究院,有些還有自己的工程設備制造公司,技術力量雄厚。建議研究院在從事鋼鐵前沿技術研究的同時,應將鋼鐵循環經濟技術納入研究范圍,關注冶金固廢利用前沿技術的研究。固廢利用產業化平臺也應建立自身的專業技術研發中心、中試基地,構建一流的開放式科研體系,依托研究院、外部高校、科研院所等資源開展技術協同,面向市場,專業從事固廢利用新產品和技術轉化為生產力的研究。有條件的企業還可借助自身或外部設備制造力量,共同開發制造冶金固廢利用工程裝備,拓展固廢利用運營與工程設備服務協同發展的產業化模式,形成能夠提供再生資源綜合利用產品和工藝設計、設備配套、工程技術咨詢等服務協同發展的系統集成競爭優勢。
(四)加強市場營銷,新產品推介
固廢利用新產品從開發到批量生產,市場接收是關鍵。在新產品研發初期,需加強市場調研,注重開發和生產成本與市場可接收程度的分析。由于固廢利用產品涉及下游行業非常廣泛,要使市場知曉、接收和使用固廢利用產品,新產品推介指導和市場開拓營銷尤其重要。應大力培養系統策劃設計、市場營銷、客戶關系管理等專業領域的優秀人才和團隊,構建“以客戶為中心”的市場營銷體系。
冶金固廢利用產業作為鋼鐵行業循環經濟的重要組成部分,越來越受到政府和企業各界的廣泛重視,具有廣闊的發展前景。政府應通過政策扶持,引導企業加大對冶金固廢利用產業的投入,支持固廢利用企業向產業鏈高端發展,使更多的固廢資源得到再生利用、變廢為寶,實現鋼鐵行業綠色經營,可持續發展。
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