張華 吳曉丹
2021年，我國鐵基非晶帶材發展進入新階段，在新冠肺炎疫情多點散發、能耗雙控、原材料價格過快上漲等不利因素影響下，相關企業堅持“穩”字當頭，穩中求進，取得較快發展。2021年，我國鐵基非晶帶材產量約為6.8萬噸，同比增加1.5萬噸左右，其中云路股份產量占國內總產量的60%以上，其他產量靠前的企業有浙江兆晶、安泰科技、江蘇國能、中岳非晶等。2021年，產量過萬噸的企業未超過3家。
當前，鐵基非晶帶材主要下游應用市場在配電變壓器領域。據非晶中國大數據中心統計，2021年國網非晶變壓器招標約4.8萬臺，其中非晶變壓器立體卷4.04萬余臺；南網變壓器招標4萬余臺，均為非晶變壓器平面卷。非晶配電變壓器國網占比為18.8%，南網占比為45%；油浸式非晶變壓器國網占比為58%左右，南網為67%；非晶配電變壓器占比為23.3%。社會工程用非晶變壓器約為1.4萬臺，其中立體卷非晶變壓器占比為52%。
產業發展的主要特點
一是龍頭企業引領作用大。我國鐵基非晶合金帶材產業發展迅速，目前年設計產能近30萬噸，使我國成為全球最大生產國。國內目前形成龍頭企業引領、多家企業齊頭并進的格局。其中，云路股份鐵基非晶合金帶材年設計產能達到6萬噸，成為全球最大非晶合金帶材生產制造企業，浙江兆晶、安泰科技、江蘇國能、中岳非晶等企業年產能均在2萬噸以上，分布在華東、華北等地區。
二是產業發展態勢先抑后揚。在全球疫情尚未得到有效控制、國內部分地區疫情多點散發、原材料價格急劇上升、能耗控制等多重外部環境影響下，市場需求動力不足，2021年上半年，只有少數企業堅持生產非晶合金寬帶，前9個月產量還不足4.5萬噸。受原材料價格波動影響，帶材生產企業利潤空間進一步受到擠壓，大部分企業生產線處于半停產狀態，最少時國內35條生產線僅有5條產線開機生產。進入2021年下半年，隨著“雙碳”目標推進及變壓器能效提升計劃實施，政策傳導效應顯現，變壓器一級能效招標比例提高，鐵基非晶帶材需求明顯增多，國內部分企業一度處于停滯的生產線快速啟動，2021年后3個月產量迅速飆升至2萬余噸。
三是價格上漲，利潤空間增大。從2021年10月份開始，國內鐵基非晶帶材的材料價格一路高漲。主要原材料硼鐵價格從原來的21500元/噸上漲到25000元/噸，純鐵價格從6022.9元/噸上漲到6976.9元/噸，國產金屬硅441價格從13805元/噸上漲到23878元/噸，國產金屬硅553價格從6466元/噸上漲到21878元/噸。隨著需求增多，鐵基帶材價格呈現出小步快跑態勢，僅3個月時間，非晶帶材價格就從原來的13元/千克~14元/千克漲到了17元/千克~18元/千克，部分鐵基非晶合金企業因利潤增加逐步走出困境。我們發現，雖然非晶帶材價格漲幅高達30%，但總體價格漲幅還是低于硅鋼。這就造成在設計同容量、同型號、同樣能耗等級的變壓器過程中，鐵基非晶的成本低于硅鋼，競爭優勢更加明顯，鐵基非晶帶材再次成為變壓器行業重點關注材料。
四是立體卷鐵芯市場趨好。非晶帶材立體卷鐵芯近年來得到市場認可。和常規非晶鐵芯比，其在結構上改善了傳統平面鐵芯的噪聲，采用獨特線圈支撐結構，加強了非晶鐵芯干式變壓器短路承受力，提升了安全可靠性。目前，國家電網、南方電網已將立體卷鐵芯變壓器列入新技術目錄。過去兩年，在國網的變壓器招標中，立體卷鐵芯變壓器已達近5萬臺，約占采購總量的8%。除配電網外，立體卷非晶變壓器在數據中心、風電、太陽能、新能源汽車充電站、軌道交通、船艦用變壓器應用中具有很大的潛力。從2021年11月份開始，非晶立體卷鐵芯市場需求劇增，價格上漲幅度較大。立體卷非晶鐵芯制造受帶材工藝影響，工藝復雜，加工效率不高，呈現供不應求現象，價格一路飆升，部分企業立體卷鐵芯價格最高報價為30元/公斤~32元/公斤。
五是產業復蘇，競爭有序。目前，國內鐵基非晶帶材企業有12家，產線有35條，設計年產能為30萬噸。截至2021年12月底，國內能夠穩定生產鐵基非晶帶材的4家企業共有10條生產線，理論產能在8萬噸，產業復蘇態勢明顯。預計2022年至少有18條生產線投入運行，產量進一步增加。2021年10月份，我國商務部解除了對日立金屬鐵基非晶帶材實施的反傾銷措施，因價格與國內產品比偏高等因素，日立非晶帶材尚未再次進入我國市場，但后期不排除由于不同客戶需求不同，會在高端市場上與國內帶材企業形成競爭。
六是出口市場穩步推進。我國鐵基非晶帶材在印度、東南亞、韓國等地有較大市場，特別是印度市場需求相對較大。盡管受到疫情影響，但我國帶材出口依然穩步增長。自2018年始，南亞及東南亞成為我國鐵基非晶帶材重要市場。2021年，全國鐵基非晶帶材出口量約為1.2萬噸，同比增長6%。海關總署公布的數據顯示，2021年我國變壓器出口量為337275萬個，同比增長17.9%；出口額為2371476萬元，同比增長5%。其中，非晶變壓器約占總出口量的11%。
產業發展存在的主要問題
一是高質量帶材不夠多。滿足立體卷使用要求的非晶帶材生產工藝要求嚴苛，在滿足低損耗的情況下，一致性好、穩定性好且有較好韌性的帶材才適合做立體卷鐵芯。國內能夠批量生產符合這樣要求的帶材企業不是太多，其占總產量不足四成。
二是新技術發展不夠快。以日立金屬為例，2020年底，該公司推出MdDC-A（簡稱A帶材）帶材，并在2021年6月份實現商業應用，制造出超級能效變壓器。這種帶材損耗比原來的非晶寬帶M帶材降低60%左右，噪聲降低7分貝~10分貝。而我國因前期受到疫情等多因素影響，相關技術還處于跟跑狀態，具體表現在鐵基非晶帶材新技術新工藝開發步伐不夠快，非晶立體卷鐵芯自動化生產能力不算高等。急需企業加快攻關突破步伐，不斷提升我國鐵基非晶帶材高質量發展的競爭力。
三是政產學研結合不夠緊。部分非晶帶材企業產業科技引領發展意識不強，總體科技投入不多，和科研單位合作緊密度不夠，多數非晶合金企業沒有關聯研發中心，持續創新后勁不足。
四是目前仍有問題待破解。多年前在鐵基非晶帶材生產使用中存在的問題，諸如產品優良率有待提高、數據性能漂移控制有待改善等，至今在部分企業中依然存在。究其原因，主要是生產不夠穩定，不善于總結提升技術工藝，埋頭攻關時間少，缺少攻堅克難的耐力。
產業未來發展前景值得期待
一是電力行業主市場不會變。我國在網運行的變壓器約有1700萬臺，總容量約為110億千伏安。變壓器損耗約占輸配電電力損耗的41%，非晶變壓器在電力行業具有較大節能潛力，主市場依舊為電力行業。中國電器工業協會非晶合金材料應用分會進行了測算，非晶變壓器在國網、南網配電變壓器領域可能在2年~3年內逐漸提升到40%，甚至到45%。
二是產能產量將持續增加。有專業人士分析，鐵基非晶合金帶材產業鏈在“雙碳”背景下，總體規模將會有一定比例擴大。預計2022年國內鐵基非晶帶材產量再次突破10萬噸，這是繼2016年后再次突破10萬噸。與過去不同的是，這次增長到10萬噸后，產量不會再像2018年那樣出現斷崖式下滑，預計在2022年~2030年有一個穩定的增長空間。到“十四五”末，預計各類變壓器的鐵基非晶帶材需求量在15萬噸~18萬噸。
三是競爭格局全方位、多領域。近年來，國內鐵基非晶帶材發展有較大起色，形成了較為完善的產業生態系統。但日立金屬非晶帶材和國產優質帶材價格差距不斷縮小，必將在部分領域形成市場競爭。在出口方面，未來，鐵基非晶帶材將繼續以東南亞、南亞等市場為重點。建議國內關聯企業攜手共進，統一標準和價格，避免在海外市場形成“內卷”競爭。
四是新工藝新產品不斷涌現。在新工藝新產品發展上，日本企業繼續走在前面。日立金屬A帶材走在前列，國內鐵基非晶帶材免退火、高Bs（有效飽和磁通密度）、低磁導率等新技術新工藝研發雖然也陸續跟進，但技術沉淀上要落后日本5年甚至更長時間。但不可否認的是，新工藝新產品會極大提升非晶合金產業發展速度，拓寬應用領域，定制化和專屬化將成為有實力企業發展的一大特色。鐵基非晶將持續不斷開發其下游產品在光伏、風力等新能源行業的應用，在“補鏈”“強鏈”上做足文章。
展望未來，助力鐵基非晶產業快速發展的內外部條件已經形成，進一步做大做強產業鏈將是重要課題。2022年，國際形勢復雜嚴峻，地緣政治紛爭對形成的短期經濟行為及疫情多點散發背景下經濟走向等不確定因素交織，任何產業均要做好應對艱難時期的準備。在“雙碳”背景下，國家正加大基礎設施等建設力度，作為綠色全產業鏈新材料代表，非晶合金產業必將迎來更加美好的春天。
（張華為中國電器工業協會非晶合金材料應用分會秘書長，吳曉丹為中國電器工業協會非晶合金材料應用分會秘書）
《中國冶金報》（2022年5月25日 03版三版）
