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相较于转炉炼钢，电炉炼钢因低碳特性而更符合绿色发展趋势。然而，由于成本较高，电炉炼钢发展面临阻碍。未来，随着废钢供应量的增长、碳排放成本的增加以及相关技术的进步，电炉炼钢的成本预计降低，但相关测算仍然较少。本文首先介绍两种炼钢方式的成本构成，并对比2024年电炉炼钢和转炉炼钢的成本。随后预测各项成本的变化趋势，探讨电炉炼钢何时相对于转炉炼钢获得成本优势，并指出主要驱动因素。一、2024年电炉成本比转炉高208元/吨钢
表格 1：电炉炼钢和转炉炼钢成本构成
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电炉炼钢和转炉炼钢都包含四项成本：废钢、铁水、其他原料和碳排放。电炉炼钢额外多两项成本：电力和电极成本。
（1）&（2）废钢和铁水。在中国，虽然独立电弧炉企业主要使用全废钢作为炉料，但综合性钢企由于同时具备长流程和短流程产能，常在电弧炉中添加铁水，以提供额外的热源、提高电炉生产效率。
此外，在转炉炼钢的过程中也会加入少量的废钢，这有助于降低炉温，避免飞溅。因此，无论是电炉炼钢还是转炉炼钢，都会消耗废钢和铁水，不过两者使用的废钢比例有所不同。据Mysteel调研，平均而言，目前我国电炉废钢比约为65%，转炉废钢比约为16%。
（3）其他原料成本。为了保证顺畅生产、调节产品化学成分，电炉和转炉都需要添加辅助材料，如合金、造渣剂、冷却剂等。
（4）碳排放成本。碳排放付费是大势所趋，随着碳价升高和钢铁行业碳免费配额下降，碳排放成本将构成未来炼钢成本的重要一项。
（5）电力。电炉钢需要利用电流产生的高温熔化废钢，因此耗电较高。
（6）电极。电炉炼钢需要消耗电极（通常是高纯度石墨）来产生高温电弧，电极会由于氧化、机械摩擦等原因产生损耗，需要定时更换。
2. 2024年成本对比：电炉成本比转炉高208元/吨钢
表格 2：2024年电炉炼钢和转炉炼钢成本对比
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注：单价数据采用2024年截至11月13日的年初至今均价。
数据来源：上海钢联
经粗略测算，2024年电炉钢成本3330元/吨钢，转炉钢成本3122元/吨钢。每项成本由单价*单耗计算得出，每项成本的数据解释如下：（1）&（2）废钢和铁水含铁量无法达到100%，因此实际生产中，65%废钢比电炉的废钢单耗为0.72吨/吨钢，铁水单耗为0.38吨/吨钢；16%废钢比转炉的废钢单耗为0.18吨/吨钢，铁水单耗为0.91吨/吨钢。废钢单价使用Mysteel废钢综合绝对价格指数，2024年均价（指截至11月13日的年初至今均价，下同）为2771元/吨。铁水单价采用全国平均铁水含税成本，2024年均价为2845元/吨。（3）其他原料成本电炉取60元/吨钢，转炉取30元/吨钢。（4）碳成本单耗要考虑吨钢碳排放和免费配额两项。吨钢碳排放方面，在文章《2030年钢铁行业碳减排目标能实现吗》阐述过相关计算，65%废钢比的电炉钢吨钢碳排放约为0.9吨/吨钢，长流程吨钢碳排放量取2.15吨/吨钢。免费配额方面，2024年尚未实行全国范围钢铁碳排放付费，但广东等省份已有部分钢企试点，综合评估碳免费配额取99%。通过“吨钢碳排放量*付费配额”得到单耗，电炉为0.009吨/吨钢，转炉为0.022吨/吨钢（即平均而言，每生产1吨电炉钢，需要购买0.009吨碳排放配额，每生产1吨转炉钢，需要购买0.022吨碳排放配额）。碳价采用上海环境能源交易所的碳排放配额（CEA）交易均价，2024年均价为89.76元/吨。（5）电力。全废钢电炉的吨钢电耗约为400-550千瓦时，如果原料中添加高温铁水提供热量，则耗电会降低。参考王国军等人的《电炉钢与转炉钢成本比较》，65%废钢比电炉的电耗取254千瓦时/吨钢。电价采用全国平均大工业用电价格，2024年均价为0.62元/千瓦时。（6）电极。电极单耗取0.002吨/吨钢。电极单价使用全国500mm高功率石墨电极市场价，2024年均价为14万元/吨。 二、预计到2039年，电炉成本将首次低于转炉
下图为2024—2060年两种炼钢方式的成本变化预测，对比发现：使电炉炼钢获得成本优势的关键是碳排放付费逐渐普及，转炉的碳排放成本因此快速上升，使其相对电炉钢逐渐失去成本优势。图表1 ：2024-2060E 电炉炼钢分项成本
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数据来源：上海钢联
尽管目前两种炼钢方式的碳排放成本较低，但随着碳价升高、免费配额逐步下降，碳排放成本将构成未来炼钢成本的重要一项。生态环境部2024年9月发布《全国碳排放权交易市场覆盖水泥、钢铁、电解铝行业工作方案（征求意见稿）》，提出“2024 年作为水泥、钢铁、电解铝行业首个管控年度”，并将2024—2026年作为启动实施阶段。这标志着我国钢铁行业即将被纳入全国碳交易市场，进入“钢铁碳排放付费”时代。Mysteel评估认为2027年左右碳排放付费将在全国钢铁行业开始实质生效。对于初期配额发放比例，我们参考2022年广东试点的相关政策，假设2027年起，全行业实行96%免费发放，4%有偿发放，并在此后逐年降低免费配额，到2050年左右降至0。配额下降的同时，碳价将呈现上升趋势。由下图可见，我国碳交易市场成立以来，碳价已由初期的40-50元/吨水平提高到超过100元/吨。《中国碳市场建设成效与展望（2024）》中预计“十五五”期间配额成交均价将突破200元/吨。虽然这一增长比较可观，但距离国际先进水平仍有距离，2023年2月欧盟碳排放配额（EUA）价格曾达到历史高点100.34欧元/吨，约合人民币730元/吨。IMF曾公开表示，为了实现2030年减碳目标，届时全球平均碳价需要达到75美元/吨。因此我国的碳价仍有不小的上升空间，一旦碳排放付费开始普及，高碳排企业对于碳排放额的需求还会推动碳价快速提高。图表 2：上海环境能源交易所：CEA：交易均价（日）
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数据来源：上海环境能源交易所，上海钢联
前文分析碳排放付费是电炉钢获得成本优势的关键；在其他分项中，占据大头的是废钢和铁水成本，这二者的未来变化对两种炼钢成本差的影响不大。（1）“废钢价格微降+废钢比攀高”使电炉和转炉的废钢成本均上升随着过去二十年高速发展期生产的大批量钢铁逐渐达到使用寿命并进入回收期，我国废钢积蓄量不断上升；与此同时，废钢回收技术不断进步，使积蓄量顺利转化为废钢供应。同时政策鼓励废钢回收利用，《2024—2025年节能降碳行动方案》提出“到2025年底，废钢利用量达到3亿吨”。Mysteel评估废钢供应在未来几年将会较快增加，对废钢价格形成向下压力。长期来看，废钢需求会渐渐升高，因此废钢价格经历一段下降后趋于稳定。值得注意的是，由于碳排放成本已在最终成本中单独列出，所以废钢和铁水的价格预测均只考虑市场因素，不包含碳溢价，并非对未来实际价格的预测。在降碳政策要求下，废钢带来的减碳效果有节省成本效果，电炉和转炉企业都将提高废钢入炉比。综合来看，废钢比上升的影响更为显著，两种炼钢方式的废钢成本到2039年分别提高了254元/吨和184元/吨。（2）“铁水价格下降+废钢比攀高”使电炉和转炉的铁水成本双双下降全球铁矿石供应过剩格局下，铁矿石价格难以再现曾经逾200美元/吨的高位，价格中枢将逐渐下降。根据我们的分析，由于入炉煤成本预期趋势降低，焦炭价格（仅考虑市场因素）也将下降。主原料成本的下降将使铁水价格降低（仅考虑市场因素）。如前所述，电炉和转炉的废钢比都将上升，对铁水的使用减少。最终使两种炼钢方式的铁水成本到2039年分别降低了508元/吨和489元/吨。因此，废钢和铁水成本变化对两种炼钢成本的影响大致相同，没有对电炉钢获得成本优势产生显著效果。 三、总结
2024年电炉成本比转炉高208元/吨钢，电炉钢成本3330元/吨钢，转炉钢成本3122元/吨钢。图表 3：电炉和转炉总成本预测
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数据来源：上海钢联
2039年电炉炼钢成本首次低于转炉成本，电炉钢成本为3178元/吨，转炉钢成本为3180元/吨，具体成本数据如下表所示。使电炉炼钢获得成本优势的关键是碳排放付费，转炉的碳排放成本快速上升，使其逐渐相对电炉钢失去成本优势，2039年转炉的碳排放成本比电炉高277元/吨钢。而在总成本中占据大头的废钢和铁水成本变化对两种炼钢成本差的影响不大。表格 3：2039年电炉和转炉成本
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注：废钢和铁水的价格预测均只考虑市场因素，不包含碳溢价。
数据来源：上海钢联
值得注意的是，电炉炼钢获得成本优势后，产量占比并不会无限制地提高。转炉钢使用高炉铁水为主要原料，能生产出纯净度较高的钢材，适用于制造要求较高的产品，如汽车、家电等高端行业所需的板材。而电炉使用废钢作为主要原料，难以保证成分的一致性和稳定性，尤其是在控制有害元素方面存在困难，影响了电炉钢在高端制造业中的应用。当前中国的制造业正在向更高技术、更高附加值的方向发展。随着对高性能、高纯度钢材需求的增加，传统的转炉炼钢方式将继续在某些领域保持其市场份额。数据来源：钢联数据
文章作者：赵小凡
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