炼钢工艺发展路径专题之二：短流程发展箭在弦上？政策、环保带来机遇，人才、技术仍有挑战，提高废钢回收率是关键前提.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 43 专题研究 |钢铁 2018 年 03 月 17 日 证券研究报告 本报告联系人：刘洋 021-87570852 gzlygf Tabl e_Title 炼钢工艺发展路径专题之 二：短流程发展 箭在弦上？ 政策、环保带来机遇，人才、技术仍有挑战，提高废钢回收率是关键前提 Table_Aut horHorizontal 分析师： 李 莎 S0260513080002 020-87574792 lishagf Table_Summary 一、 产业与环保政策：政 策鼓励短流程 ， 环保限产常态化、超净排放推高环保成本，长流程置换 短流程成理性选择 政策 扶持方面 ， 国家 正系统研究支持电炉钢发展的配套政策 ， 钢铁行业产能置换实施方法规定退出转炉建设电炉 可实施等量置换，鼓励现有高炉 -转炉 企业转型为电炉企业 ； 环保 限产方面 ， 采暖季环保限产以长流程为对象， 唐山市 非采暖季 环保限产 ， 常态化预期升温 ，频繁停限产或 缩短高炉寿命， 2005 年高峰期投产 高炉最迟将在2020 年迎来停炉大修 ，长流程置换短流程 成现实选择 ； 环保 成本方面 ， 钢铁行业环保高压或持续加码 ，长流程超低排放改造将启动、烧结 球团大气污染物排放标准拟大幅提升 或将大幅增加长流程钢企 环保投资和环保运行成本 。 二、 装备与技术：劳动生产率仅为国际先进水平 40%，装备技术差距明显、专业人才储备匮乏 根据国家工业和信息化部“钢铁行业（炼钢）清洁生产评价指标体系编制组”于 2017 年 8 月发布的钢铁行业清洁生产评价指标体系 (征求意见稿 )编制说明 ， 我国 目前 中小型电弧炉居多， 100 吨以上大型电炉产能仅占我国电弧炉总产能的 30.79%，整体装备水平较为落后 ； 根据冶金工业规划研究院彭锋等于 2017 年 4 月发表于钢铁期刊上的中国电炉炼钢发展现状和趋势论文 ， 2015 年 我国 短流程劳动生产率仅为国外先进水平 40%，生产技术与国外先进水平仍有相当差距 ； 电弧炉先进、创新技术均源自国外，自主创新能力 和 人才 储备不足，或 将成为 制约未来短流程炼钢技术发展 的重要 因素 。 三、 废钢：老旧废钢回收成主要增量，提高回收率是短流程快速发展的关键前提 废钢供给方面 ， 根据中国废钢铁 应用 协会统计数据， 考虑“地条钢”因素后 16 年我国废钢产量为 13519 万吨；根据日本铁钢联盟和中国废钢铁应用协会统计数据， 17 年 我国 人均钢铁蓄积量相当于日本 1980 年水平 ，假设 我国 钢铁 积蓄量 按 日本 8183 年增速增长 ， 且老旧废钢发生率与日本 8183 年类似 ，则 预计 2020 年 我国 老旧废钢发生量将达 2.16 亿吨、 废钢 总产量将达 15047 万吨 ， 老旧废钢回收 或成未来主要来源； 废钢需求方面 ， 根据中国废钢铁协会统计数据， 考虑“地条钢”因素， 2017 年我国废钢消费量达 16665 万吨； 17 年海外在建电弧炉产能为 3676.2 万吨， 1819 年计划新建 产能为 8835.5 万吨 ，国内已宣布 产能置换 电弧炉 产能 3118 万吨，假设 18、19 年国内 新 增 电弧炉产能 均 为 2113 万吨 ，则预计 2020 年我国将新增废钢需求 5388.15 万吨， 废钢消费量将达22053 万吨 ； 供需平衡方面 ， 提升老旧废钢回收率是满足短流程规模发展关键条件，其他条件不变 2020 年我国老旧废钢回收率提升至 65.65%以上时国内废钢将达 供需平衡状态 ，电炉废钢比以及废钢进口量对供需平衡条件也有重要作用。 四、 电力：供需与电价是关键，西南和西北地区更适合短流程炼钢 从电力供需角度看 ， 短流程耗电量较大，集中性、大规模的短流程企业或对所在地的用电造成负担，因此 内蒙古、云南、四川、新疆、山西等电力供过于求的地区 更适合短流程炼钢发展 ； 从电价角度看 ， 电耗成本是电弧炉重要生产成本，河北、西南、西北地区大工业 电价在全国平均电价之下，对短流程钢厂节约耗电成本更为有利 ； 五、 石墨电极：提高产能利用率是满足全球新增需求关键因素，减少电极出口即可满足国内大部分新增需求 新增 需求方面， 预计 1820 年 海外 及国内 新增 电弧炉产能对 UHP 石墨电极的 需求量 分别 为 9.27、 14.19 和4.92 万吨，合计 28.38 万吨 ； 海外 供给 方面， 预计 17 年海外石墨电极产能为 78 万吨，产能利用率为 71.86%，其中 7 家海外 电极厂商产能 市占率为 93.08%，产品多为 大规格 UHP 电极， UHP 电极 供给弹性相比国内企业 或更大 ； 国内供给方面 ， 2017 年我国石墨电极产能为 92 万吨 ， 产量为 59.09 万吨 ，产能利用率为 64.23%， 京津冀 及周边地区环保高压不减，炭素行业环保限产或成常态，石墨电极产能 产量受到持续压制 ； 供需平衡方面 ， 满足全球新增石墨电极需求需提升全球石墨电极产能利用率，减少 UHP石墨电极出口量或可满足国内新增石墨电极需求 。 六、 投资建议：政策、环保带来机遇，废钢回收率、人才储备、装备技术决定短流程发展速度 政策扶持、环保高压加速短流程发展，国内钢铁积蓄量、石墨电极 或 可满足短流程新增需求 ，但短期人才、技术制约短流程或 仍以中低端长材为主，老旧废钢回收率成影响短流程规模发展关键因素 。 建议重点关注废钢回收、拆解、加工 等 产业链投资机会 。 七 、 风险 提示 ：宏观经济大幅波动；废钢、钢材以及上游原材料价格大幅波动；上游原材料政策发生重大变化 Table_Report 相关研究 ： 【广发钢铁李莎】炼钢工艺发展路径专题之一：短流程 VS 长流程 -环保与经济性加速短流程发展，上游原材料及耗材产业链或受益 2018-03-06 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 43 专题研究 |钢铁 目录索引 前言：机遇 VS 挑战：我国短流程发展是否箭在弦上？ . 6 一、产业与环保政策：政策鼓励短流程，环保 限产常态化、超净排放推高环保成本，长流程置换成短流程成理性选择 . 7 （一）政策扶持：转炉置换电炉可以等量置换，工信部将系统研究支持电弧炉发展的配套政策措施 . 7 （二）污染防治：我国未来三年的三大攻坚战之一，重点是打赢蓝天保卫战 . 7 （三）防 环保限产：环保限产常态化，伴随高炉大修高峰到来，长流程置换成短流程成理性选择 . 8 （四）治 环保改造：钢铁启动超低排放改造、环保标准拟提升等，大幅提高环保投资和环保成本 . 10 二、装备与技术：劳动生产率仅为国际先进水 平 40%，装备技术差距明显、专业人才储备匮乏 . 12 （一）人才储备：我国电弧炉炼钢长期处于停滞状态，专业人才匮乏、研发力量薄弱. 12 （二）装备水平：我国中小型电弧炉居多， 100 吨以上大型电弧炉产能仅占 30.79%. 12 （三）技术水平：先进技术均源自国外、自主创新能力较弱，我国短流程劳动生产率仅为国外先进水平 40% . 13 三、废钢：老旧废钢回收成主要增量，提高回 收率是短流程快速发展的关键前提 . 15 （一）废钢供给：老旧废钢回收成未来主要来源，预计 2020 年老旧废钢发生量将达2.16 亿吨、总产量将达 15047 万吨 . 15 （二）废钢需求：考虑“地条钢”因素， 2017 年我国废钢消费量达 16665 万 吨、同比大幅增长 64.15%，预计 2020 年将达 22053 万吨 . 22 （三）供需平衡：提升老旧废钢回收率是满足短流程规模发展的关键条件 . 24 四、电力：供需与电价是关键，西南和西北地 区更适合短流程炼钢 . 29 （一）供需：内蒙古、云南、四川、新疆、山西等电力供过于求，更适合短流程炼钢发展 . 29 （二）电价：电耗成本是电弧炉重要生产成本，河北、西南、西北地区大工业用电电价在全国平均水平之下，对短流程钢厂更 为有利 . 29 （三）综合供需与电价：内蒙古、云南、山西、宁夏和四川等五省份相对更适合电弧 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 43 专题研究 |钢铁 炉短流程钢企落地 . 31 五、石墨电极：提高产能利用 率是满足全球新增需求关键因素，减少电极出 口即可满足国内大部分新增需求 . 33 （一）新增需求：预计 2018、 2019、 2020 年全球将新增石墨电极需求 9.27、 14.19和 4.92 万吨，合计 28.38 万吨 . 33 （二）供给： 2017 年全球石墨电极产能 170 万吨、产能利用率仅 67.73%，提高产能利用率是满足新增需求关键条件 . 35 （三）供需平衡：满足全球新增石墨电极需求需提升全球石墨电极产能利用率，减少UHP 石墨电极出口量或可满足国内新增石墨电极需求 . 39 六、投资建议：政策、环保带来机遇，废钢回 收率、人才储备、装备技术决定短流程发展速度 . 41 （一）机遇：政策扶持、环保高压加速短流程发展，国内钢铁积蓄量、石墨电极可满足短流程新增需求 . 41 （二）挑战：短期人才、技术受限仍以中低端长材为主，老旧废钢回收率成影响短流程规模发展关键因素 . 41 （三）建议重点关注废钢回收、拆解、加工产业链投资机会 . 41 七、风险提示 . 42 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 43 专题研究 |钢铁 图表索引 图 1： 1992-2016 年，我国高炉新增产能情况 . 9 图 2：我国电炉钢产量 2004以来维持在 4000-7000万吨，高炉 -转炉炼钢快速发展、由 2001 年的 1.28 亿吨增长至 2014 年的 7.72 亿吨 . 12 图 3：我国中小型电弧炉居多， 100 吨以上大型电弧炉产能占比仅 30.79% . 13 图 4：废钢供给有国内和进口两大来源，国内废钢分为自产废钢和社会废钢 . 15 图 5：我国进口废钢数量 20112014 年明显下降、 20152017 年相对稳定， 2016年以来我国进口废钢单价呈波动上升 趋势 . 16 图 6： 2016 年我国自产废钢 4430 万吨，社会废钢 4645 万吨，社会废钢增速更快. 16 图 7： 20152016 年全球自产废钢产量占比稳定在 24.00%左右 . 17 图 8： 20132016 年全球加工废钢产量占比稳定在 25.20%25.70%之间 . 18 图 9：日本人均钢铁资源蓄积量在粗钢产量达峰值后仍保持较快增长 . 19 图 10： 1971 年以来日本老旧废钢发生率为钢铁积蓄量的 1.7%3.0%，呈现波动下降的趋势 . 19 图 11： 20132016 年全球加工废钢产量占比稳定在 25.20%25.70%之间 . 19 图 12： 1980 年后的第 N 年日本老旧废钢发生率拟合曲线 . 20 图 13：同比 1980 年， 1980 年后的第 N 年日本钢铁积蓄量同比增速拟合曲线 . 20 图 14： 2017 年后的第 N 年我国老旧废钢发生量测算值 . 20 图 15： 2017 年我国废钢消费量达 14790 万吨，同比大幅增长 64.15%. 22 图 16： 2011 年全球废钢回收率达 57.60%，随后由于废钢需求减弱、铁矿石价格大幅降低冲击全球废钢市场，废钢回收率逐年走低 . 26 图 17： 20112015 年全球电弧炉废钢比由 76.90%波动下降至 2015 年的 75.88%. 26 图 18： 2016 年欧盟 28 国、美国、日本是废钢主要出口国 . 27 图 19： 2016 年土耳其、印度和韩国是废钢主要进口国 . 27 图 20：老旧废钢回收率、电弧炉废钢比和新增电弧炉产能决定了 2020 年我国废钢资源供需平衡曲面 . 28 图 21： 2017 年云南、四川、新疆和山西省电力明显供过于求；广州、江苏、浙江等省份电力则是明显 供不应求 . 29 图 22： 10KV 全国大工业用电电价比较 . 30 图 23： 35KV 全国大工业用电电价比较 . 30 图 24： 110KV 全国大工业用电电价比较 . 31 图 25： 220KV 全国大工业用电电价比较 . 31 图 26： 2017 年后石墨电极价格快速、大幅上涨 . 33 图 27： 2017 年我国石墨电极同比大幅增长 50% . 33 图 28： 2017 年海外 7 家海外龙头石墨电极厂商 2017 年产能市占率为 93.08%，日本 Showa Denko 为海外产能最大石墨电极厂商 . 37 图 29： 7 大海外石墨电极厂商产能由 2012 年的 95.8 万吨大幅下降 24.22%至 2017年的 72.6 万吨，预计 2018 年 Showa Denko 新增 3 万吨产能 . 38 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 43 专题研究 |钢铁 图 30： 2017 年我国石墨电极产量为 59.09 万吨，同比增长 15.71%，结束自 2011年来下滑态势 . 38 图 31：当 2020 年海外、国内石墨电极产能利用率落入阴影区域内时，可以满足2020 年新 增石墨电极需求 . 40 表 1：废钢、电力和石墨电极为短流程发展核心生产要素 . 6 表 2：短流程吨钢环保设备投资仅为长流程烧结、球团过程的 7%8% . 11 表 3：短流程吨钢环保运行成本仅为长流程烧结、球团过程的 1/8 左右 . 11 表 4：欧洲、日本电弧炉技术飞速发展并引领全球短流程技术创新 . 14 表 5：根据测算， 2016 年、 2020 年我国老旧废钢发生量将分别达 1.70 亿吨、 2.16亿吨，与公开报道数据基本吻合 . 21 表 6：若 20172020 年我国老旧废钢回收率维持 2016 年水平，预计 2020 年我国国内废钢产量将达 15047 万吨 . 22 表 7： 1719 年国内及海外新增电弧炉产能情况 . 23 表 8：预计 2020 年前我国将新增废钢需求 5388.15 万吨 . 24 表 9：预计 20182020 年我国废钢消费量将分别达 18461、 21155、 22053 万吨. 24 表 10： 2017 年我国废钢供需缺口预计为 21.41%， 20182020 年供需缺口或迅速扩大 . 25 表 11：不考虑其他因素， 20182020 年我国老旧废钢回收率分别提升至 54.59%、64.80%、 65.65%，国内废钢将达到供需平衡状态 . 25 表 12：不考虑其他因素，降低新增电弧炉废钢比将缓解 20182020 年废钢供需缺口 . 27 表 13：内蒙古、云南、山西、宁夏和四川等西北、西南五省份电力过剩较为严重，且电价相对更低，相对更适合电弧炉 短流程钢企落地 . 31 表 14： 2017 年海外在建短流程电弧炉产能为 3676.2 万吨， 20182019 年计划新建电弧炉产能为 8835.5 万吨；国内已官方宣布进行产能置换新建电弧炉设计产能为 3118 万吨 . 34 表 15：预计 2018、 2019、 2020 年全球将分别新增 UHP 石墨电极需求 9.27、 14.19和 4.92 万吨， 20182020 年合计将新增 UHP 石墨电极需求 28.38 万吨 . 35 表 16：测算方 法 1 预计 2016 年海外石墨电极产量为 55.41 万吨，略高于我国石墨电极产量 50.41 万吨 . 35 表 17：测算方法 2 预计 2016 年海外石墨电极产量为 56.05 万吨，占比 52.65%. 36 表 18： 2017 年海外、国内石墨电极产能利用率分别为 71.86%、 64.23%，全球平均为 67.73% . 39 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 43 专题研究 |钢铁 机遇 VS 挑战 ： 我国 短流程发展 是 否箭在弦上？ 我们在 2018年 3月 6日发布了炼钢工艺发展路径专题之一：短流程 VS长流程 -环保与经济性加速短流程发展，上游原材料及耗材产业链或受益深度报告 ，认为目前短流程与长流程钢种生产差异日益缩小，但短流程环保性与经济性更为突出。那么， 当前时点看向未来，我国短流程炼钢大规模发展所面对的机遇和挑战是什么 ？ 我 们将在本篇深度报告中详细论述以下 三 个问题 ， 以期对 未来 我国短流程发展将会遇到 的 机遇 和挑战 做出 判断 ： 1、 产业 与环保 政策 ： 我国钢铁产业政策 、环保 政策是否为短流程 发展 带来机遇 ？ 2、 装备与技术 水平 ：我国短流程电弧炉炼钢装备和技术储备水平如何，短期内会否成为短流程大规模应用与发展的挑战？ 3、 核心 生产 要素： 我国 废钢 资源 、电力 供给 和石墨电极，能否满足短流程 大规模 发展带来的需求？ 我们曾在 2018年 3月 6日发布了炼钢工艺发展路径专题之一：短流程 VS长流程 -环保与经济性加速短流程发展，上游原材料及耗材产业链或受益深度报告 中指出，废钢是短流程 炼钢 主要原材料，以石墨电极与废钢间电弧为能源，因此废钢、电力和石墨电极为短流程发展核心生产要素。 若加工成本按 500元 /吨，不考虑 铁合金、 折旧 、耐火材料 等费用， 全废钢电弧炉炼钢综合成本 =1.165*废钢+410*电价 +2.0*石墨电极价格 +500，按废钢价格 2450元 /吨、电价 0.6324元 /千瓦时、超高功率石墨电极价格 120000元 /吨计算，全废钢短流程炼钢吨钢综合成本达 3853元 /吨，其中废钢原材料成本占比 74.08%，电力成本占比 6.73%，石墨电极成本占比6.23%，合计占比 87.04%。 表 1： 废钢、电力和石墨电极为短流程发展核心生产要素 原材料 /能源 单价 吨钢成本 (元 /吨钢 ) 成本占比 废钢 2450 元 /吨 2854.25 74.08% 电力 0.6324 元 /千瓦时 259.28 6.73% 石墨电极 120000 元 /吨 240 6.23% 加工费 500 元 /吨钢 500 12.96% 合计 100.00% 数据来源： 炼钢工艺发展路径专题之一：短流程 VS 长流程 -环保与经济性加速短流程发展，上游原材料及耗材产业链或受益 报告 、广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 43 专题研究 |钢铁 一 、 产业 与环保 政策 ： 政策 鼓励短流程 ，环保限产 常态化 、超净排放推高环保成本，长流程置换成短流程 成 理性 选择 （一）政策扶持： 转炉置换电炉 可以等量置换， 工信部将系统研究支持电弧炉发展的配套政策措施 国家工信部将系统研究 支持电炉钢发展的配套政策措施，鼓励现有高炉 -转炉长流程企业转型为电炉企业 。 2018年 1月 3日，国家工业和信息化部原材料工业司官网发布 新闻深化供给侧结构性改革开创中国钢铁工业高质量发展的新局面， 提出2018年将继续做好钢铁工业布局优化和公平市场环境创建工作， 系统研究支持电炉钢发展的配套政策措施，鼓励现有高炉 -转炉长流程企业转型为电炉企业。 钢铁行业产能置换实施方法规定退出转炉建设电炉的项目可实施等量置换，进一步鼓励现有高炉 -转炉长流程企业转型为电炉企业 。 2018年 1月 8日，国家工业和信息化部原材料工业司官网公布工业和信息化部关于印发钢铁水泥玻璃行业产能置换实施办法的通知，正式发布 钢铁行业产能置换实施方法 （ 自 2018年 1月 1日起施行 ） ，规定 京津冀、长三角、珠三角等环境敏感区域置换比例 不低于 1.25：1，其他地区实施减量置换 ； 各地区钢铁企业内部退出转炉建设电炉的项目可实施等量置换，退出转炉时须一并退出配套的烧结、焦炉、高炉等设备 。 转炉置换电炉是钢铁行业产能置换实施方法中唯一允许等量置换的特例，这一规定将鼓励现有高炉 -转炉长流程企业转型为电炉企业，从而利用电弧炉在冶炼优特钢以 和 环保方面的优势提升供给质量 。 （二）污染防治： 我国 未来三年的三大攻坚战之一， 重点是打赢 蓝天保卫战 总书记 在十九大报告 决胜全面建成小康社会夺 取新时代中国特色社会主义伟大胜利中明确 ： 加快生态文明体制改革，建设美丽中国 。 “既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山”的系列讲话精神的贯彻将使得环保高压常态化成为必然 ； 2017年中央工作会议 也 提出： 今后 3年要重点抓好决胜全面建成小康社会的防范化解重大风险、精准脱贫、污染防治三大攻坚战。在打好污染防治攻坚战方面，会议要求，要使主要污染物排放总量大幅减少，生态环境质量总体改善，重点是打赢蓝天保卫战，调整产业结构，淘汰落后产能，调整能源结构，加大节能力度和考核，调整运输结构 。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 43 专题研究 |钢铁 （ 三 ） 防 环保 限产 ： 环保限产常态化， 伴随 高炉大修高峰到来， 长流程 置换 成 短流程 成 理性 选 择 1、 环保限产： 采暖季 环保 限产以长流程为限产对象， 唐山市等 地区已推行非采暖季高炉 -转炉 环保限产 2017年钢铁行业采暖季 限产以长流程为主要限产对象，电弧炉 炼钢 产能不在限产 范围 之 内 。 2017年 2月份，环保部、发改委、财政部、能源局会同北京市、天津市、河北省、山西省、山东省和河南省人民政府印发京津冀及周边地区 2017年大气污染防治工作方案，明确：各地实施钢铁企业分类管理，按照污染排放绩效水平，制定错峰限停产方案。 石家庄、唐山、邯郸、安阳等重点城市，采暖季钢铁产能限产 50%， 以高炉生产能力计， 采用企业实际用电量核实 。 2017年 8月 21日，环保部、发改委、工信部等十六部委印发京津冀及周边地区 2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案，再次明确： 石家庄、唐山、邯郸、安阳等重点城市，采暖季钢铁产能限产 50%， 以高炉生产能力计， 采用企业实际用电量核实 。 唐山市钢铁行业非采暖季环保限产使得高炉 -转炉长流程环保限产常态化预期升温 。 2018年 3月 8日，唐山市 印发 唐山市钢铁行业 2018年非采暖季错峰生产方案 ，规定非采暖季即 2018年 3月 16日至 2018年 11月 14日，共 244天 ，钢铁企业将进行错峰生产 。 钢铁企业限产比例与其对市主城区空气质量的影响程度直接挂钩，并根 据气象条件综合确定限产比例， 未取得排污许可证的钢铁企业全都停产，采用对高炉实行部分时间段停产的方式实施管控 。 位于市主城区的钢铁企业基础限产比例为15%，主城区之外的钢铁企业基础限产比例为 10%， 位于市主城区的钢铁企业不再增加动态限产比例；其余各县（市）区钢铁企业在基础限产比例的基础上，根据各月常年主导风向变化情况，对位于市主城区上风向