中国冶金固废综合利用产业化市场发展前景分析及发展模式研究
一、前言
　　中国钢铁工业经过近十年的高速发展，产能急剧扩张，2010年钢产量突破6亿吨已毫无悬念。钢铁产能的快速增长在极大满足中国经济高速增长对钢材需求的同时，也带来了产能结构性过剩，资源和能源的巨大消耗；特别是钢铁生产过程中产生的各类冶金固体废弃物（简称：冶金固废）数量庞大，种类繁多，如不加以妥善处置利用，将直接对生态环境造成污染和破坏，其后果必然是灾难性的。当前我国正处在工业化发展关键时期，政府和社会对企业节能减排与环境保护等提出了越来越严格的强制性要求，钢铁企业对冶金固废合理处置利用也越来越重视，这不仅是企业履行社会责任、树立负责任企业形象的重要体现，也是贯彻国家循环经济战略，支撑钢铁主业健康发展，实施环境经营的必然选择和不可或缺的保障性工作。实际上，冶金固废具有成分的多样性与复杂性、环境与资源的双重价值、有用与无用固废大集合等特性，而且有用和无用也是相对的，今天视为无用的废弃物，明天通过开发利用，就可能转化为有用的资源，甚至变为高附加值的资源。本文试图通过剖析我国钢铁行业固废处置利用的现状及存在问题，从政策环境和市场环境分析冶金固废作为再生资源进行产业化发展的可行性和发展前景，并阐述了支撑产业化发展的一些共性问题的解决路径。
二、我国钢铁行业固废处置利用现状
　　钢铁企业在生产过程中产生的固体废弃物主要有高炉渣（包括水渣、干渣）、钢渣、含铁尘泥（包括烧结、炼铁、炼钢及轧钢系统收集的除尘灰泥和连铸氧化铁皮）、电厂粉煤灰、废耐火材料、各类废油、废酸和工业垃圾等。根据实际经验估算，一家年产钢2000万吨，从炼铁、炼钢到热轧、冷轧全流程生产线的钢铁联合企业，年产生工业固废物约为1180-1200万吨，即平均吨钢产生工业固废物590-600千克（各企业工艺技术不同会有所差异），其中吨钢产生高炉渣230-250千克、炼钢渣100-150千克，是两种主要的冶金固废品种。固废物按大类可分为金属类和非金属类两大类。
　　若按照2009年我国钢铁行业铁产量5.69亿吨，钢产量5.77亿吨计算，产生冶金固废约达到3.5亿吨左右，其数量之庞大，种类之繁多，如处理不当，会对我国的生态环境构成很大威胁。
　　在西方发达国家，企业环境保护的发展经历了三个阶段。第一阶段是成本最小化阶段，在这一阶段企业将环境保护的投资看作是净收益的直接流出，因此企业会尽量避免环保投入、降低相关成本。第二阶段是成本效益相结合阶段，在这一阶段企业认为环境规则是强制性的，被迫采纳的环境控制需从成本效益的角度去考虑如何避免义务。第三阶段是有效环境控制阶段，在这一阶段环境保护提供了企业可持续的竞争优势，有效地提升了企业竞争力。目前我国钢铁行业总体状况基本处于第二阶段，个别企业尚处于第一阶段。
　　近十年来，我国钢铁企业通过多年的实践，在冶金固废的回收、处置、加工利用方面已积累了一定的经验，特别是一些大型钢铁企业通过借鉴国外技术和经验，在固废处置利用规模化、厂内循环利用及资源综合利用市场化产品开发等方面取得了一定的成效，但与世界先进企业相比，中国钢铁企业在固废资源综合利用上的投入与产出、科研成果转化、管理机制和产业化体系建设上还存在较大的差距，技术装备水平较低，固废资源再生利用率和产品转化率还不高，现有的利用方向和产品趋同，市场竞争激烈。
　　目前，我国钢铁企业固废处置利用总体存在以下问题：
1.大部分企业对固废资源处置利用认识不足，还处于被动控制阶段
　　大部分企业认为，固废处置业务是政府环境保护的强制性要求，企业对环境保护的投资是净支出，没有或很少投资回报，因此，在这一阶段企业对固废处置利用往往采取被动控制，尽量避免环保投入、降低相关成本，使环保成本最小化，对环保的科研投入更是无从谈起。
2.钢厂缺乏系统的固废集中管理机制，固废处置外委后末端管理不到位
　　目前大部分钢厂产生的冶金固废一般由下属辅业单位自行处置或委托外部民企处置，这些企业进入壁垒低，呈小型化、多样化、民营化、劳动密集型特征，大多数固废利用业务经营分散。而钢厂对各种冶金固废产生的流转环节缺乏系统的跟踪和持续有效的监管，只要有单位接收，无论是否采用了“三化”处理，均被列入处置利用，这就造成固废处理末端管理不到位，往往对环境造成二次污染。因此，固废管理机制和管理体系有待进一步完善。
3.固废利用企业普遍技术装备水平低、产品趋同，市场竞争激烈
　　由于目前大部分固废利用企业小型化、投资少、技术装备能力低下，业务特征主要呈劳动密集型，固废处置和低端再生利用的产品趋同，市场竞争异常激烈，但企业安于微利生产，缺乏投入资金进行技术装备改造的动力。
4.钢厂与固废利用企业之间缺乏有效协同，固废利用科研成果难以转化为生产力
　　近年来在冶金渣利用方面的实验室成果不少，以钢渣为例，钢渣微粉的研究课题不仅在我国一些大钢厂，而且在高校、研究机构多年来都投入了大量人力物力，就其安定性，双掺、三掺的配料及配比，材料的各种特性指标等，进行了深入研究，发表了大量的论著，其应用领域都得出了肯定的结论与评价。但一方面由于钢渣硬度大、加工设备投资较高，需要较大的投入；另一方面由于钢厂与固废利用企业之间缺乏有效协同的商业运营模式，钢厂相对强势，造成固废利用企业急功近利，对采用新技术积极性不高，使这些有价值的科研成果很难转化为生产力和体现出应有的经济效益。
　　综上所述，目前我国冶金固废利用业务尚未建立起成熟的市场环境与商业运营模式，固废利用企业缺乏创新和技术进步的驱动力。如不解决这些问题，不但影响固废利用业务良性发展，造成可回收利用资源的二次浪费，而且对环境保护构成威胁，影响钢铁行业与环境和谐发展。

三、固废资源利用产业化发展前景
（一）政策环境分析
　　我国国民经济经过30年的高速发展，在取得伟大成就的同时，支撑经济可持续发展的资源和环境面临前所未有的压力，迫切需要企业转变经济增长方式，从粗放型向集约型转化，走环境经营，循环经济之路。
　　从2002年国家颁布《清洁生产法》开始，近几年国家相继颁布了《循环经济促进法》、《固体废物污染环境防治法》等法律法规，从立法高度确立了政策支持导向，同时也明确了企业对环境保护和工业废弃物处置不可推卸的责任。
　　冶金固废的开发利用符合环境保护和循环经济理念，得到了从国家到地方各项政策法规的支持。国家《“十一五”资源综合利用指导意见》、《建材行业“十一五”规划》明确提出支持资源综合利用产业化，冶金固废的综合利用列入重点。转炉尘泥综合利用、高炉矿渣粉磨技术、钢渣综合开发利用技术等冶炼固废综合利用技术列入《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》支持名录。对以工业废渣等为原料和燃料进行生产的企业实行减免税等优惠，利用企业可获得国家给予的减免税等优惠。《资源综合利用企业所得税优惠目录》规定企业利用废水、废气、废渣等废弃物为主要原料进行生产的，可在5年内减征或者免征所得税。《关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策问题的通知》规定对在生产原料中掺有不少于30%的粉煤灰、烧煤锅炉的炉底渣（不包高炉水渣）及其他废渣生产的水泥实行增值税即征即退的政策。
　　随着我国资源环境政策法规逐渐完善配套，一方面冶金固废利用、资源再生产业支持力度加大，另一方面相关企业责任约束得以强化。国家《钢铁产业发展政策》要求企业根据发展循环经济的要求，建设污水和废渣综合处理系统，粉尘、废渣等能源、资源回收再利用技术，提高能源利用效率、资源回收利用率和改善环境，力争实现“零排放”，建立循环型钢铁工厂。
　　国家环境资源改革总体思路是坚持制约机制与激励机制并重，既对高污染、高环境风险产品、工艺、企业加征税费，又充分利用减税措施，在所得税、增值税、消费税、营业税改革等方面融入环保要求。
　　政策对钢铁业的环境责任约束与对固废循环利用的支持将对钢铁业与固废利用业务发展模式产生重大影响。政策主导固废利用企业盈利空间，固废利用企业盈利很大程度取决于政策支持力度，如税收减免、财政补贴等。政策主导行业格局，如废油的许可证制度就决定了废油再生企业规模。政策是固废利用业务发展的关键因素，当前极其有利的政策环境必将对冶金固废资源综合利用产业化发展产生深远的影响。
（二）市场环境分析
　　冶金固废利用产品所面对的市场和相关的产业链非常广泛，既有通过分选回收返回钢铁主业生产再利用的产品，如：钢渣、含铁尘泥等富含铁元素的固废的分选回用，废耐材、废油等固废无害化处理再生后回用；又有通过对固废处理和深加工生产再生产品供应相关产业链的，如：高炉水渣磨细成微粉作水泥掺合料，氧化铁红加工成铁氧体磁性材料等。按照目前具备的固废加工利用技术和生产装备，冶金固废利用主要产品供应的相关产业包括：建材行业、电子信息行业、有色金属行业、化工行业等。因此，固废利用业务的差异化不仅表现在固废种类繁杂、利用途径各异，也表现在各项业务面对的上下游相关行业周期性盈利能力和发展前景不同，决定了固废利用业务的周期性。下面对一些主要冶金固废利用产品市场环境和发展前景作一概要分析。
1.高炉水渣
　　高炉水渣的开发利用历史悠久，也较成熟，主要用于水泥和混凝土，目前的利用途径有两种：磨细成矿渣微粉和做水泥混合材，供应建材行业。
　　2003年以前，国内主要的大型矿渣微粉生产企业只有5-6家，2005年底已有7条矿渣微粉生产线相继建成投产，至2007年底主要的矿粉生产企业已接近20家，许多小水泥厂也纷纷上马了矿粉生产线。受规模、资源优势、管理能力等因素制约，华东地区宝钢宝田公司和沙钢矿粉企业最具竞争力，目前宝田和沙钢产品占据上海市场份额的90%以上。
　　由于运输和能源对矿渣微粉成本影响较大，因此业务受物流半径制约，行业竞争区域化，尚未形成产业集中度。目前矿粉企业尤其是较大规模企业都是依托钢铁主体或就近钢厂水渣进行生产加工，且尚未完全消化本钢铁主体水渣。
　　矿渣微粉有良好的市场前景。中国重化工业的发展、城市建设、固定资产投资拉动对建材需求旺盛，从而带动了矿渣微粉的需求。矿渣微粉替代水泥有性能和价格优势，作为水泥替代品的比重逐步提高，最高替代率可达70%（但不能完全替代）。由于水泥行业的发展变革，尤其是中国预拌混凝土市场的发展给矿渣微粉行业的发展带来机遇，矿渣微粉在工程中应用越来越广泛，市场接受程度逐步提高。至2008年，我国矿渣微粉总产量达到2000多万吨，但按2008年全国预拌混凝土生产能力测算，矿粉需求就可达8000多万吨，市场缺口很大，价格总体走高。
2.钢渣及含铁尘泥
　　钢渣含铁10%-40%，含铁尘泥含铁30%-70%，因此钢渣和含铁尘泥利用的大方向是选铁加工后返钢铁生产利用，其次作为固废加工后再利用。
　　钢渣产生量仅次于高炉渣位居第二，钢渣经破碎、磁选后，渣钢（含铁）全部返回钢铁生产系统，尾渣用于水泥生料及混合料、工程回填、建材骨料、混凝土掺合料等，部分尾矿可以替代白云石、矿石等冶金辅料返回烧结和炼钢使用。
　　含铁尘泥是钢铁生产中品种最多、成分最复杂的固体废物，主要有高炉瓦斯泥、转炉OG泥、转炉和电炉除尘灰、冷轧和热轧水处理污泥以及氧化铁皮等。含铁尘泥大部分返回烧结配料、炼钢单元作为冷却剂和保温剂使用等。对于含锌量高的含铁尘泥主要外销给一些小钢厂的小高炉使用，部分用于水泥生产的添加剂。
　　目前国内钢铁企业含铁尘泥和钢渣利用有两种模式：一是钢铁企业内部对尘泥和钢渣选铁加工回收，钢渣尾渣自行处理。二是委托外部企业加工或直接对外售出。这些流出钢厂的含铁类固废处理经营已形成了产业链，有大量的中小民营企业在低人力成本、低设备能源成本、低环保成本条件下从事相关业务，赢得利润。但由于这些企业对选铁后的尾渣处理上缺乏技术装备或经济利益驱动，钢厂外委后的末端管理不到位，很容易造成尾渣乱堆乱放，造成环境二次污染，而且固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有害物质会改变土壤的性质和结构，并对土壤中的微生物产生影响。
　　在经济上升周期，钢铁价格高启时，钢渣和含铁尘泥资源紧缺，但一旦经济下滑，这些固废即出现滞销。含铁尘泥利用和钢渣选铁业务的收益具有周期性，在目前的市场格局下，经济上升周期具有良好的经济利益。
　　目前技术条件下，我国对钢渣尾渣的大规模利用还存在一定的限制。在欧美国家尾渣大部分用于道路工程，用作多种路基材料，代碎石铺路、用于补路的热拌沥青拌合料、用于地基回填和软土地基加固等，路基材料是钢渣综合利用的一个重要途径，钢渣做路基材料很有发展前景，但需要妥善处理尾渣的膨化问题。
　　钢渣用于海洋工程在日本得到广泛应用。钢渣的促进作用可以使海洋吸收大量二氧化碳，从而改善温室气体效应。钢渣混凝土性能优越，还具有海洋生物附着率高的生态特点，完全符合循环经济理念，目前国内也在研究之中并取得了一定的进展，市场前景良好。
3.氧化铁红和氧化铁鳞
　　热轧副产品氧化铁鳞深加工可以生产永磁材料，冷轧废盐酸再生副产品氧化铁红深加工可以生产软磁材料。磁性材料广泛应用于电子信息、汽车、消费等领域，与我国宏观经济，甚至全球经济形势密切相关，近年来我国的铁氧体磁性材料行业高速发展，基本保持在20%以上速度增长。2008年磁性材料总产值约265亿人民币，其中永磁铁氧体产值62亿元，平均价格1.5万元/吨，软磁铁氧体产值93亿元，平均价格3.1万元/吨，技术领先规模较大的磁性材料企业经营效益良好。
　　目前国内大部分钢厂或下属企业仅将铁鳞和铁红加工成磁粉等初级产品，并未进入磁性材料深加工领域，造成低端产品竞争激烈，高端产品供给不足。我国磁性材料企业数量众多，但大多数是中小企业，产品档次低。截至2008年底，磁性材料企业共计1096家，其中软磁铁氧体企业162家，产品高端应用占22%。永磁铁氧体生产企业197家，产品高端应用占42%。由于行业技术不断进步，我国磁性材料行业正处于自由竞争市场向垄断市场过渡时期，行业呈现规模、地域集中的趋势，企业购并整合已拉开序幕。出现了一些具备技术、设备、市场份额优势的大型企业，如横店东磁、天通股份等。行业集中区域化，出现了以东阳、南京、海宁地区为主的软磁基地（占总量的70%），以江浙、广东、四川地区为主的永磁基地（占总量的90%）。
　　目前中国是世界磁性材料产品生产大国，磁性材料出口几近一半，对外依存度高。磁性材料向高频、高磁导率和低损耗，即“两高一低”方向发展；器件向小型化、片式化和表面贴等方向发展。
　　磁性材料行业具有良好的市场发展前景。我国消费经济的发展给磁性材料行业带来成长空间，高端产品具有结构性机会。磁性材料的应用领域如移动通讯、计算机、汽车及电动自行车、消费电子产品市场总体将保持持续增长态势，其产品升级、更新换代将给磁性材料带来新的需求。同时，中国磁性材料行业又有着资源、成本优势，正面临世界磁性材料产业向中国转移的历史性机遇。世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国，如日本的TDK、日立金属、德国的VAC、EPCOS等已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移，必将不断增强中国磁性材料工业的整体实力和技术水平，加速中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的进程。
4.冶金固废利用未来发展前景展望
　　由于冶金固废具有成分的多样性与复杂性，因此给开发利用提供了广阔的空间。今天视为无用的废弃物，明天通过开发利用，就可能转化为有用的资源，甚至变为高附加值资源。一些国内外钢铁企业正在与大学、科研院所合作研究深度开发利用固废资源的项目，有些成果已转入工业化。如：矿渣再生刚玉、镁砂骨料生产工艺研究、超细矿渣微粉应用技术及装备研究、热态高炉渣直接生产矿棉技术及装备研究、尾矿-粉煤灰再生微晶玻璃技术研究、钢渣应用于海洋生态工程的研究、建设超低损耗软磁铁氧体材料研究等等。随着冶金固废再生利用技术的不断开发，固废利用产业化不但在产品开发上，而且在固废利用装备集成和工程服务的协同发展上前景广阔。
四、固废资源利用产业化发展定位
　　以钢铁主业为依托，环境经营和体现循环经济水平为导向，建立与钢铁业共同规划、协同发展的共赢机制，充分利用国家政策支持，培育面向钢厂和市场的固废资源再生利用产品开发、装备集成、工程服务的协同发展模式，成为具有核心竞争力、可持续发展的再生资源综合利用集成供应商。
五、固废资源利用产业化发展路径
（一）加强固废资源集中管理，完善内部运营机制
　　钢铁集团要将固废再生利用业务作为一项多元产业发展，首先需要解决现有固废处置利用业务分散，固废处理末端管理不到位等问题。建议有条件的母公司对集团内固废利用企业进行必要的集中整合，构建内部固废利用产业化发展平台，设计新的理想业务模式，理清固废利用平台与钢铁主业的分工界面和责任，这样既有利于固废资源的集中管理，优化固废的处置利用，发挥一体化效应，又能支撑钢铁主业落实固废处理末端管理，降低因处置不当或失控后出现二次污染、影响公司形象的风险。
　　另外，由于目前我国固废利用产业还不发达，大部分产品尚处于低端，而低端产品市场竞争激烈，盈利空间有限。钢铁单元应从支持固废利用产业健康发展的角度出发，与固废利用产业化平台之间建立有效的内部商业运营模式，包括合理的定价机制和资源分配机制，引导和支持固废利用企业向产业链高端发展，形成协同竞争优势。
（二）与钢铁主业共同规划，形成合理的固废利用产业化布局
　　如前所述，冶金固废的来源在钢铁主业，由于运输和能源对固废利用业务成本影响较大，因此大部分业务受物流半径制约，只能在钢厂周围区域化发展。另一方面，随着国家环保政策的加强，与环境协调发展已逐步成为钢铁企业的共识，钢企将越来越重视固废处置利用的规划，并向钢厂内部“减量化、再利用、再循环”（3R）趋势发展，即通过技术进步尽可能减少钢铁生产单元的固废产生量，同时追求在厂内生产单元之间对固废的再利用和消化，最终以尽可能少的固废流向社会循环。
　　因此，在建立集中统一的固废管理体系和管理机制的同时，钢铁主业应参与编制冶金固废业务发展规划，协同固废产业化平台一起攻关，研究发展方向、重大决策和项目实施方案。在钢铁项目建设总图设计中预留固废业务场地、合理物流，以降低固废利用业务成本。逐步推进钢厂内部小循环、钢厂与固废利用平台中循环、以及与社会之间大循环的协调发展，实现一次资源的利用效率最大化，二次资源的回用价值最大化，三次资源的综合利用效益最大化，使钢铁主业与固废、其他副产品利用业务协调发展，实现系统最优、社会和经济效益整体最优。
（三）面向市场，构建开放式科研体系，形成产业化集成优势
　　固废利用“变废为宝”，关键在科研开发。目前国内大型钢铁集团都设立了研究院，有些还有自己的工程设备制造公司，技术力量雄厚。建议研究院在从事钢铁前沿技术研究的同时，应将钢铁循环经济技术纳入研究范围，关注冶金固废利用前沿技术的研究。固废利用产业化平台也应建立自身的专业技术研发中心、中试基地，构建一流的开放式科研体系，依托研究院、外部高校、科研院所等资源开展技术协同，面向市场，专业从事固废利用新产品和技术转化为生产力的研究。有条件的企业还可借助自身或外部设备制造力量，共同开发制造冶金固废利用工程装备，拓展固废利用运营与工程设备服务协同发展的产业化模式，形成能够提供再生资源综合利用产品和工艺设计、设备配套、工程技术咨询等服务协同发展的系统集成竞争优势。
（四）加强市场营销，新产品推介
　　固废利用新产品从开发到批量生产，市场接收是关键。在新产品研发初期，需加强市场调研，注重开发和生产成本与市场可接收程度的分析。由于固废利用产品涉及下游行业非常广泛，要使市场知晓、接收和使用固废利用产品，新产品推介指导和市场开拓营销尤其重要。应大力培养系统策划设计、市场营销、客户关系管理等专业领域的优秀人才和团队，构建“以客户为中心”的市场营销体系。
　　冶金固废利用产业作为钢铁行业循环经济的重要组成部分，越来越受到政府和企业各界的广泛重视，具有广阔的发展前景。政府应通过政策扶持，引导企业加大对冶金固废利用产业的投入，支持固废利用企业向产业链高端发展，使更多的固废资源得到再生利用、变废为宝，实现钢铁行业绿色经营，可持续发展。