新能源用钢未来可期

   能源领域碳排放占我国碳排放总量的80%，推动能源绿色低碳转型和高质量发展，对实现我国双碳目标至关重要。碳达峰碳中和“1+N”政策体系文件中提出大力提升风电、光伏发电规模，非化石能源消费比重在2030年达到25%左右。新能源的快速发展将带动钢铁需求大幅增加，本文对我国风电和光伏发电行业用钢需求进行分析，供业内探讨参考。

一、政策引领，风光助力低碳转型

  《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，加快发展非化石能源，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电。2021年10月，中共中央、国务院下发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，到2030年，非化石能源消费比重达到25％左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；到2060年，非化石能源消费比重达到80％以上。2022年8月，工信部等三部委联合印发《工业领域碳达峰实施方案》提出，引导企业、园区加快分布式光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行，推进多能高效互补利用，促进就近大规模高比例消纳可再生能源。未来，构建以新能源为主体的新型电力系统，将成为我国电力减碳、能源减碳、实现双碳目标的必由之路。

二、风光无限，钢铁材料大有可为

     1、资源丰富，装机稳增

   据2020年风能资源普查初步统计结果，我国10m高度可开发和利用的风能储量超过10亿千瓦，仅次于美国、俄罗斯，居世界第3位。陆上风力资源主要集中在“三北（东北、华北、西北）”地区，海上风力资源集中于东南沿岸。据统计，我国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，年辐射量在5000MJ／m2以上。青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部等一类地区和山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部等二类地区是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，具有良好的开发前景，发展潜力巨大。

   据全球风能理事会（GWEC）及国际可再生能源机构（IRENA）数据，2021年全球新增风电装机93.6GW，新增光伏装机175GW。据中国风能协会和国家能源局数据，2021年我国风电新增装机46.95GW，同比下降34.49%，太阳能发电新增装机53.13GW，同比增长7.86%。《风能北京宣言》预测，“十四五”期间，我国年均新增风电装机须保证5000万千瓦以上，2025年后年均新增装机容量应不低于6000万千瓦，到2030年新增装机容量至少达到800GW，到2060年至少达到3000GW。据《中国2050年光伏发展展望（2019）》和IEA预测，到2050年，我国光伏发电总装机规模达到5000GW，光热发电到2050年装机量达到118GW。

     2、钢铁支撑，空间广阔

  根据风电装机量测算，“十四五”期间，我国新增风电用钢及铸锻件需求约3750万吨，预计“十五五”期间将达到4500万吨，2030-2060年，新增风电用钢及铸锻件需求约33000万吨。考虑到铸锻件产品成材率较低，平均按50%成材率计算，用钢原料需求还将再翻一倍。风电用钢主要包括风机基础、风机塔架和机舱用钢三部分。陆上基础主要由钢筋混凝土及少量型钢构成，海上基础以钢管桩为主，用钢材质基本都为低合金高强钢，海上用钢还需要具有一定的耐蚀和耐候性能。风机塔架由塔筒、法兰构成，通常以Q345E牌号为主，少量的Q345D与Q345C。机舱用钢主要体现在发电机、齿轮箱、主轴及轴承、偏航电机及偏航驱动装置、传动轴、变桨轴承和控制器等。风力发电机组运转环境非常恶劣，受力情况复杂，要求所用的材料除了要满足机械强度条件外，还应满足极端温差条件下所具有的材料特性，如抗低温冷脆性、冷热温差影响下的尺寸稳定性等。

   根据装机量测算，未来30年，光伏发电耗钢累计约24000万吨，光热发电耗钢累计约120万吨。光伏电站主要耗钢部件为光伏支架、螺栓、接地扁钢、避雷带、避雷带支架、钢桩等，其中光伏支架用钢大多以轻型结构钢和小截面普通型钢结构钢为主，近年来Q355NH耐候钢等新型工业材料开始应用于光伏支架，与常规镀锌钢相比，可减少热镀锌加工带来的环境污染、缩短工期、降低成本，同时具有优良的机械性能和耐大气腐蚀能力。螺栓、光伏防雷接地导片、光伏电缆夹、光伏不锈钢扎带等多采用304不锈钢。光热电站的核心装备是储热罐体和吸热器，由于熔盐具有一定的腐蚀性，而且大量的熔盐将在超过500℃高温下运行25-30年，因此罐体材质必须是具有长期耐腐蚀性和抗蠕变性的高性能的镍基合金和耐热不锈钢材料，目前市场上储热罐体主要采用TP347H，吸热器采用N06625。

  综上，我国新能源发展迅速，装机规模不断扩大，将带动用钢需求持续增加。到2060年我国风电总装机规模达到3000GW，年均耗钢约2200万吨。到2050年我国光伏发电总装机规模达到5000GW，年均耗钢约800万吨。未来，在发电成本持续下降、政策持续利好及新兴市场快速兴起等有利因素的推动下，全球风电、光伏市场仍将保持在较高水平，市场空间更大，将有效支撑钢铁消费需求增长。

三、储备动能，共同分享绿色盛宴

  “十四五”期间我国能源消费结构将向清洁能源加速转型，随着风电和光伏发电建设规模不断提升，国内用钢市场容量巨大，从而推动清洁能源行业“钢需”再起新征程。钢铁企业应以能源绿色低碳转型为契机，从以下几方面积极布局新能源领域工作，以实际行动助力行业高质量发展。

  一是建议高度关注能源转型发展。钢铁企业要充分认识能源绿色低碳转型对我国实现双碳目标的重要意义，及时掌握政策发展方向，把握绿色低碳经济发展下的新机遇，通过低碳转型，为企业赢得更广阔的发展空间。

  二是积极参与新能源项目建设，加大新能源用钢市场分析和研发力度。钢铁和能源领域应加强协同合作，整合各方资源，聚焦关键共性技术，持续推动新能源用钢产品研发和应用，实现钢铁产品和服务升级，提升自身竞争力。

  三是与新能源行业联合开展净零排放产线建设。建议钢铁企业因地制宜，充分利用风能、太阳能等能源，提高新能源和可再生能源的使用占比，实现能源结构和流程结构的进一步优化；充分利用大面积优质屋顶资源，建设分布式光伏发电项目，采购和使用绿电。（冶金工业信息标准研究院 刘静）