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摘要：對取向硅鋼在能源、電力產業鏈中的作用，以及在國家碳達峰、碳中和戰略中的重要價值進行了介紹，隨后分析了隨著“雙碳”戰略的推進，特別是“十四五”期間國家能源變革浪潮給取向硅鋼帶來的市場規模及結構提升的雙重機遇，同時分析了鋼廠與變壓器廠在新能效標準體系下如何通過高等級取向硅鋼實現發展利益的共贏。

關鍵詞：“雙碳”戰略；能源變革；取向硅鋼；市場需求

2020年9月22日，在第75屆聯大一般性辯論中提出，中國將力爭在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。作為當前全球最大的碳排放國，碳目標的提出和實現，任務十分艱巨。這意味著國家所有產業都需要快速走上綠色低碳發展的道路，而電力工業、鋼鐵工業等能源生產和消費的主體更需要加速加快“雙碳”在行業層面的策略制定和實施。我國致力打造清潔低碳、安全高效的現代能源體系，加快推進能源生產清潔替代和能源消費電能替代，電力傳輸作為能源生產、消費的橋梁和紐帶，對雙碳目標的實現起著舉足輕重的作用。取向硅鋼作為電力裝備的關鍵基礎材料，在電力生產、電力傳輸及電力消費各環節起著至關重要的作用。毫無疑問，取向硅鋼的制造和應用對我國能源的清潔低碳轉型和“零碳”革命將影響深遠。

1取向硅鋼與變壓器損耗的關系

變壓器是電網輸配電的關鍵裝備，而取向硅鋼是變壓器的核心材料，其損耗性能是變壓器損耗和效率等關鍵性能的決定因素。變壓器損耗一般可分為空載損耗和負載損耗，取向硅鋼的鐵損性能與兩者都緊密關聯。取向硅鋼鐵損主要由磁滯損耗和渦流損耗構成，前者由磁通流經取向硅鋼時因為磁阻產生，后者是由于垂直于磁力線平面上產生的感應電勢在取向硅鋼疊片斷面上形成閉合回路產生。先進的薄規格高等級取向硅鋼通過優化抑制劑體系等一貫制工藝控制晶粒尺寸、提升高斯晶核數的同時降低偏離角，可有效降低磁滯損耗及渦流損耗，繼而大幅降低變壓器鐵損整體損耗。

2取向硅鋼的減排價值

公開資料顯示，我國輸配電損耗占全國發電量的6．6％左右［1］，而變壓器損耗約占輸配電損耗的40％［2］。按2020年我國全社會用電量約7．5萬億kWh計算，變壓器損耗高達約2000億kWh，相當于2020年廣西一年的用電量［3］，對應的二氧化碳排放高達1．97億t［4］。由此可見，提升取向硅鋼牌號等級，降低變壓器損耗，對提升能源利用效率、助力國家碳減排潛力巨大。為進一步降低變壓器損耗，國內主流鋼廠與變壓器企業聯合設計，已經將B18R060、B20R070、B23R070等高等級取向硅鋼應用在多個110kV～500kV電力變壓器項目中。相比使用普通取向硅鋼，使用以070級高等級取向硅鋼制造140MVA／110kV電力變壓器按負載率51％測算，全生命周期可節約1496萬kWh。如果全網變壓器能普遍提升一個牌號取向硅鋼，每年可以節電870億度，這相當于三峽電站約一年的發電量，二氧化碳減排貢獻高達8670萬t。用高等級取向硅鋼制造出的高能效變壓器，繼而構成清潔低碳、安全高效的全球能源互聯網。這張網，一端連接著能源生產的清潔替代，一端連接著能源消費的清潔替代。未來的能源秩序如果能從石油主導變為電力主導，對于全球最大能源生產和消費國來說，這無疑具有深遠戰略意義。

3“十四五”取向硅鋼的市場機遇

3．1“十四五”能源結構變化

在“碳中和”發展目標的大背景下，我國電力能源必將加快低碳化結構轉型。“十四五”期間，我國發電結構預計仍將以火電為主導，但水電、風電和太陽能等清潔能源裝機和發電量占比將呈現明顯擴大趨勢，見表1。根據全球能源互聯網發展合作組織《中國2030年能源電力發展規劃研究及2060年展望》的分析研判［5］，“十四五”期間，水電及儲能穩中有升，風力和太陽能為代表的清潔能源裝機增長進入快車道。在主要發電方式中，火電集中在西北部的煤電新建2000萬kW，集中在中東部的天然氣發電新增5400萬kW；水電重點開發西南地區，優化開發西北上游黃河水電常規水電裝機新增約0．9億kW，抽蓄新增約0．36億kW；風電新增2．56億kW至5．36億kW，逐步成為第三大電源；太陽能光伏新增3．1億kW至5．6億kW。預計到2025年，清潔能源裝機總量將占全國電源裝機總量的57．5％，較“十三五”末提升14個百分點。而各類能源發電方式區域化集中的特點將帶動特高壓輸電新一輪投資高峰，十四五規劃建設新疆－重慶±800kV等8條支流及南昌－浙西等13條交流特高壓線路。

3．2取向硅鋼市場容量計算方法

變壓器是取向硅鋼近乎惟一的下游行業，中國境內變壓器廠的用材總量即為取向硅鋼的國內總表觀需求。根據中國電器工業協會變壓器分會的數據，我國變壓器企業多達2000～3000家，其中相當一部分屬于規模以下企業，加之目前硅鋼與變壓器供應鏈中間環節的鐵心行業日益發展，目前的統計途徑或方法均無法保證變壓器kVA產量絕對無遺漏或無重疊。因此，對取向硅鋼未來市場容量的測算常采用分段計算和系數計算兩種方式，系數計算又分GDP法和電源計算法。無論哪一種計算，都很難做到絕對無偏差，兩種方式各有利弊：分段計算是對發電、輸電及用電環節單獨計算后求和，這種方法邏輯嚴謹但容易產生重復或遺漏計算；后者通過相對精準的GDP或電源端計算后通過系數折算全網，這種方法規避了重復和遺漏計算，但需要依靠經驗值作為系數。本文側重以電源系數法開展測算。

3．3取向硅鋼“十四五”需求增量

各能源方式的發電端變壓器由于技術標準、設計習慣、安全等級乃至資本運作特點不同，對于發電機組與配套變壓器的容量關系要求也各有不同。一般情況下，核電的容量比值最高，新能源比值最低。根據對各發電方式，“十四五”規劃相對于“十三五”實績發電裝機相對凈增減及容量系數，計算電源端變壓器所用取向硅鋼量變化，如表2所示。從發電機組到用電終端，需要經歷發電、傳輸、配電，按我國五級電壓全網口徑測算，從電源到全網折算系數約為13（“十三五”實績為12．8），且由于干網建設趨于完善呈現下降趨勢。按此測算，“十四五”相對于“十三五”取向硅鋼年均凈增需求保守測算為20萬～30萬t。此外，變壓器一般設計壽命為30年，我國存量變壓器一直處于不斷迭代的過程中。根據近年變壓器產量，按相對符合國情的迭代率保守測算，“十四五”期間存量變壓器迭代所帶動的取向硅鋼需求約8．4萬t／a（隨著GB20052－2020新國標的實施，存量變壓器的迭代率預計會加速），具體如表3所示。

3．4取向硅鋼結構升級

國家強制標準GB20052－2020《電力變壓器能效限定值及能效等級》已于6月1日正式實施。與原標準相比，35kV～500kV電力變壓器空載損耗下降20％～45％，負載損耗下降5％～10％。選材研究表明，用材主體將提升2個牌號，新1級能效電力變壓器將采用075及以上等級。與新國標相匹配的工信部等三部委印發的《變壓器能效提升計劃（2021－2023年）》明確指出：當年新增高效節能變壓器占比達到75％以上，到2023年，高效節能變壓器在網運行比例提高10％。按目前行業的主流設計，節能型配變和電力變的起步牌號將提升至085級、090級。不僅在中國，全球電網都在逐步向清潔、環保、安全、節能的方向發展。歐洲ECO－Design（T2）標準將于2021年7月強制實施，其空載損耗比現行標準降低10％，日本Top－Runner標準、美國DOE標準等也都在不斷的升級，變壓器能效提升已成為全球趨勢。這些標準必將全面推動全球高效節能變壓器的應用，并帶動取向硅鋼用材向低損耗、低噪音、高磁感方向轉化。從技術模擬及營銷實踐判斷，B23R075、B23R070、B20R070以上牌號在新一輪能效標準體系中將扮演越來越重要的主力牌號角色。

4取向硅鋼與變壓器產業的共贏模式

取向硅鋼、銅基電磁線、變壓器油是變壓器廠的三大核心主材。銅基電磁線雖然期貨套保、現貨帶料加工雙軌并行，但重大項目一般都采用套期保值方式確保成本可控。變壓器油方面，由于我國新疆某油田環烷基成分不容易產生氣體的特性，在國內變壓器油領域具有突出的品質優勢，導致這一品種偏供方市場特點。因此，取向硅鋼成為變壓器廠三大主材中供需關系最為市場化、技術降本空間最大的物料。在國內外新能效標準體系全面升級的當下，這一合作生態對于供需雙方來說意味著更大的共贏機會。為此，鋼廠應通過EVI模式計算更為合理的牌號組矩，并輔以更為穩健的價格政策，鼓勵變壓器廠選擇更高等級牌號，繼而通過最佳銅鐵比實現綜合成本最優。對于變壓器廠普遍關心的薄規格加工工藝，鋼廠應基于材料特性提供專業化的剪切及疊裝技術支持。與此同時，變壓器廠應敢于打破常規，以更開放的設計思路嘗試高等級取向硅鋼的項目化應用。目前，已有國內鋼廠與變壓器廠合作使用0．18mm取向硅鋼制造110kV電力變壓器，這是全球范圍內電力變壓器用取向硅鋼最高牌號、最薄規格的成功應用案例。

5結論

作為變壓器核心材料，取向硅鋼的高等級應用，關系著電力能源使用效率，對節能減排起到重要的支撐作用?！笆奈濉逼陂g，在國家“雙碳”戰略的政策牽引下，能源戰略深刻變革將為取向硅鋼帶來市場規模及結構性的雙重機遇。根據測算，年均需求規模較“十三五”提升約20萬～30萬t／a，存量迭代將進一步擴大需求增量。與此同時，中國及全球變壓器能效標準的升級，將帶動取向硅鋼需求牌號等級整體提升。通過高等級取向硅鋼的產業鏈合作，變壓器廠與鋼廠可以尋找到在新能效標準下實現共贏的利益契合點，雙方可以在實現企業發展的同時，共同為國家“雙碳”戰略做出貢獻。

作者：徐勁松 單位：寶山鋼鐵股份有限公司