基于循环经济的钢铁企业价值创造研究

基于循环经济的钢铁企业价值创造研究

郝雅琦　戴淑芬　杨　兵

（北京科技大学东凌经济管理学院）

摘　要:钢铁生产的流程制造性特征决定其发展循环经济具有巨大潜力，基于资源和环境对钢铁工业发展的约束，发展循环经济同时也成为钢铁工业发展的必由之路。本文在分析钢铁企业发展循环经济的基础上，通过从资源能源投入和循环利用、废弃物消纳处理、钢铁产品升级替代三个方面研究钢铁企业价值创造体系有哪些方面的新拓展，区别于以往一些对于钢铁企业发展循环经济的片面看法，提出钢铁企业在发展循环经济过程中的价值创造驱动因素。

关键词:循环经济；钢铁企业；价值创造

一、问题的提出

钢铁产业作为国民经济的重要支柱产业，在促进经济发展，提升就业，拉动内需等方面都起着举足轻重的作用，尽管经过几十年的发展，我国钢铁产业取得了举世瞩目的成就，粗钢产量屡创新高（见图1），产品国际市场份额不断提升，大型钢铁集团竞争力显著增强，技术和人才优势逐渐凸现。

然而，自2008年下半年以来，受国际金融危机和钢铁产能扩张节奏明显超前的影响，钢铁行业的利润总额与销售利润率明显下滑。2012年上半年全国重点大中型钢铁企业的销售利润率更降至极其微薄的0.13%，大大低于5.43%的全国工业销售利润率。钢铁行业已经成为工业领域盈利能力最差的行业之一。除此之外，我国钢铁产业的发展还面临另一严峻课题——消耗的资源和污染造成的环境负荷非常大，已经成为我国钢铁工业可持续发展的瓶颈。因此，我国的钢铁工业要实现可持续发展，所有的钢铁企业需要面向未来，在发展循环经济的基础上寻求新的价值创造驱动因素。

图1　中国近年来钢产量占世界钢产量变化比较

二、钢铁企业发展循环经济的价值创造驱动因素分析

综合国内外学者对企业价值创造的研究可以发现:联系钢铁行业具体特征、对其企业价值创造进行研究的寥寥无几，而对企业价值创造驱动因素共性的研究大都从企业并购、产业价值链、智力资本投资和财务管理等角度出发。循环经济作为一种生态经济，以能源资源利用效率最大化、污染物排放量最小化为主线，其发展思路是在实现环境影响最小化的同时实现经济效益最大化。循环经济遵循的“减量化（reduce）、再利用（reuse）和资源化（recycle）”的基本原则分别从输入端、过程中和输出端强调资源能源消耗和废物产生的减少，同时强调废物资源化。

在充分理解钢铁制造流程动态运行过程物理本质以及循环经济原则和特征的基础上，面对世界宏观经济发展的新形势以及钢铁工业工艺技术发展的新阶段，分别从资源能源投入和循环利用、废弃物消纳处理以及钢铁产品升级替代三个方面研究钢铁企业在发展循环经济过程中的价值创造驱动因素。

1.资源能源投入和循环利用

钢铁生产流程是资源、能源密集型生产流程，钢铁生产过程是复杂的铁-煤化工生产系统。在钢铁联合企业内，每吨钢将消耗0.6～0.8吨标煤、1.50～1.55吨铁矿石、80～150千克废钢、3～8吨新水，由此形成了大量的物质、能量的输入与输出。钢铁工业是能源消耗的大户，其能耗约占全国总能耗的10%～13%。近年来，随着钢铁工业的持续发展，技术水平逐渐提高，能源转换效率逐步提高，主要表现为吨钢能源消耗逐步降低，图2和图3描述了“十一五”期间我国大中型钢铁企业能耗消耗总体状况以及分工序的能源消耗状况图，但企业之间能耗差异相当大。同时，近年来我国重点大中型钢铁企业生产取水量（吨钢耗新水）指标逐步趋好，吨钢耗新水由2000年的25.24m₃/t下降到2011年的3.84m₃/t，见图4。

图2　“十一五”中国大中型钢铁企业能源消耗图（kgce/t）

图3　“十一五”中国大中型钢铁企业能源消耗图（kgce/t）

清洁生产过程是指将整体的、预防的环境战略持续地应用于生产过程中。高效、紧凑、动态有序地实现低耗、优质、低排放与社会友好的清洁生产是新一代可循环钢铁流程的主要特点。大型钢铁企业在清洁生产流程中可采用的循环经济技术多达数十种，包括干熄焦、高炉TRT发电、转炉负能炼钢、高炉转炉煤气回收发电、联合循环发电CCPP和水梯级利用等等。循环经济技术的采用减少了原料、能源的消耗，节约了生产成本。以日照钢铁为例，2010年其节能减排循环经济体系共完成自发电30.3亿度，占全公司总用电量的52%，节省标准煤37.3万吨，产值18.5亿元；中水回用节省水费418.5万元。

图4　全国重点钢铁企业吨钢耗新水指标（m³）

目前我国钢铁行业一些企业环保不达标，靠牺牲环境取得成本优势的现象还十分普遍。今后随着国家严格环保执法，调整能源价格和资源税，以及铁矿石价格人民币升值等，我国钢铁企业成本竞争力将受到严峻挑战，而广泛采取各种节能降耗适用技术，使其吨钢综合能耗、吨钢耗新水等消耗指标大幅度降低，将有助于提高我国钢材的成本优势，成为未来钢铁企业价值创造的重要驱动因素。

2.废弃物消纳处理

伴随着冶金企业内部主体物质的运动会产生大量复杂的排放物，这就造成了环境问题，当前解决污染问题的最主要方法就是循环经济。提高冶金企业的环境管理水平并降低环保成本，就需要依据循环经济“再利用、再循环”的要求将企业的排放物进行资源化、商品化、产业化；同时，由于简单的闭环系统很难稳定下来，这就需要不断建设更大规模、更大范围的循环经济产业链，也就是说，我们可以将消纳社会废弃物作为冶金企业的一个功能引入系统。在保证冶金企业社会责任兑现的前提下，尽最大可能提升其经济价值，即向循环经济要效益。

（1）内部“三废”的处理与回收

作为重要原材料基础工业，钢铁工业的特点是资源密集，能源消耗大，对环境的影响越来越引起社会的关注。钢铁工业在生产过程中消耗了大量的原料、燃料，同时又排泄了为数相当可观的“废水”、“废气”、“废渣”，其中排放废气，废水占工业排放量的13%～14%，为仅次于化工的第二污染大户。这些“三废”大多为污染物，对环境的发展有着很大的影响，但是从另一视角来看，“三废”中还有一大部分可以变废为宝，主要包括对环境污染的治理和回收利用两方面。我国钢铁行业大中型企业“三废”利用进步较快，目前利用率均达到95%以上（见表1）。

表1　我国重点大中型钢铁企业废气、废渣、废水利用率（%）

资料来源:中国钢铁统计

一般来说，在“三废”中，对社会和环境直接有害的主要是“废水”和“废气”，对环境污染的治理也主要集中于“废水”和“废气”的处理。冶金废气流量大，而且多为含尘烟气，因此在净化冶金废气时，应首先进行除尘作业。处理完废气中的粉尘只是简单的处理烟气中的颗粒物，其中的有毒物质以及一些有价元素的回收并不能解决，要根据其物化性质的不同，采用冷凝、吸附、催化转化等方法进行进化处理。对废水的处理主要是通过物理、化学、生化的方法去除水中的有毒、有害的因素，以实现大部分废水综合循环利用，少部分外排废水达到无害于社会的标准。减量排放既履行了企业的社会责任，又节省了排污费。

就当前的科学技术水平看，至少有四大类“三废”可供进一步利用，这就是工业余热、工业废水、含铁尘泥和钢铁渣。余热在科学上通称二次能源，就钢铁工业来说，余热总量约占能源总消耗的63.9%，即2/3的能量变成了高温烟气余热、高温产品和炉渣余热、冷却介质余热和可燃气余热四种余热；工业废水的利用，主要是工艺设备的冷却水。一些钢铁企业利用焦化厂初冷循环水余热进行较大范围的集中供热，取得了良好的效果；含铁尘泥是“三废”中可利用的重要资源。对这些含铁尘泥充分回收，并在厂内循环利用，回收炼钢钢渣中的渣铁，炼钢、轧钢产生的废钢全部回收作为炼钢入炉料。通过充分回收及利用钢铁厂生产过程中的铁素资源，使铁素资源得到100%利用；除含铁资源循环利用外，所有固体废弃物，如高炉水渣、转炉渣等，供水泥厂可为其提供生产原料并提高产品性能，在“三废”综合利用的过程中既保护环境又节约成本。

上述这些物质能量交换方式不仅具有环境效益，对于双方企业而言都具有一定经济效益。如果钢铁工业进一步发展“中层”循环经济——构建钢铁工业生态园区、开发区，那么信息共享将进一步促进生态产业链的构建，生态园区/开发区内物质、能量交换也具有更直接、更快捷的特点，比长途运输节约了一定成本。

（2）城市废弃物的消纳

钢铁企业对城市废弃物的吸纳包括:①处理各种不同来源的废钢。用废钢直接炼钢可节约能源60%、水资源40%，废气、废水、废渣的污染可分别减少86%、76%和97%；②处理大宗废塑料，包括通过高炉风口喷吹或热压处理后装入焦炉；③处理废轮胎，即利用钢厂内制氧机的液氮将废轮胎进行深冷处理，粉碎、分离处理，或是加入电炉内燃烧处理；④处理大量社会垃圾，可利用钢厂熟悉的焚烧原理和钢铁厂的可燃气在专用焚烧炉中处理；⑤处理社区废水和污水，可利用钢铁厂庞大的水处理系统处理临近的社区污水等。目前较为典型的是钢铁企业消耗社会上的废塑料。我国城市垃圾中的废塑料占垃圾总量的4%～10%，年产量为500万～600万吨，而且每年正以8%～9%的速度增长。我国废塑料的回收再利用量仅为10%，约90%被填埋。处理社会上的废塑料潜力很大，若将废塑料全部处理，则每年的市场潜力在125亿～150亿元，减少填埋土地4500万～5400万平方米，节约炼焦用煤500万～600万吨，同时减少因此带来的环境污染问题。钢铁企业可以做到处理废塑料不亏本，若在政府的优惠政策下，企业可以做到稳定运行。

图5　钢铁企业在社会中的生态循环示意图

钢铁工业对城市废弃物的处理与应用使得钢铁工业融入更大范围的循环经济产业链，随着钢铁工业循环经济技术的不断拓展，钢铁企业特别是大城市周边的钢铁企业应该融入循环经济社会，逐步实施生态化转型（见图5），创造更大的经济-生态价值。在资源与环境约束日益紧张的背景下，在一定程度上减少钢铁工业自身对资源和能源的需求量，既节约成本、创造价值，同时也能够减轻城市的环境负担。

3.钢铁产品升级替代

钢铁生产排放出的废气以二氧化碳和一氧化碳居多，尽管减少燃料的使用量是削减废气排放的重要途径，但是钢铁产品的升级和替代也可以提供一系列二氧化碳减排的解决方案，具体有如下三种途径:

（1）用途转换——使用钢铁作为低碳经济的基础材料

用途转换指在服务于同一目的时，通过钢材的一种应用代替钢材的另外一种应用，使得所产生的温室气体强度减少。例如，为了降低对矿物燃料的依赖，预计风力发电将成为一个日益重要的能源来源。钢铁对风力发电的发展有很重要的作用，风力涡轮机大概85%的构件是由钢铁材料制成的，这还不包括塔基所需的钢材。从2003年到2008年，风能的年平均增长率达到了25%，而利用风能取代煤炭发电，每生产1千瓦时电能减少的CO₂排放量高达80%。（见图6）

图6　风力发电生产每千瓦时电能所产生的CO₂排放比（公斤）

资料来源:美国风能协会（AWEA）数据

钢铁对发展高速轨道交通也很重要，对于1到2.5小时的旅行，高速轨道将获得比航空更高的市场份额。未来的技术有可能把单节铁轨的长度延长到120米。在短途旅行中用轨道来代替航空旅行每名乘客每公里可减少高达90%的CO₂排放。

（2）材料替代——选择合适的钢材来代替温室气体密集型材料

材料替代是指通过利用钢铁替代其他材料来实现CO₂减排目的。例如，在建筑物中用钢结构来替代混凝土的范围很广。对于远距离施工来说，钢铁是理想的材料，这可以帮助降低损耗和物流。此外，钢铁的使用还让建筑更方便改装或者拆卸迁移，从而避免先破坏再重建。适当的设计可以使钢结构部件在其生命周期结束后还能够保持较高的再使用率和循环利用率，而且钢结构的抗震性能优良。与混凝土结构建筑物相比，钢结构在其整个生命周期里可以减少大约20%的CO₂排放量。在森林资源匮乏的地区，钢材是理想的木材替代品，并且有助于抑制森林砍伐。与木材相比，钢材不易腐烂也不易断裂、不会发霉也不会遭受蚁害。此外，在所有建筑材料中钢材的强度重量比也是最高的。

用钢材替代塑料存储包装食物也能起到节能减排的作用。尽管生产一个钢罐的能耗高过一个塑料袋或一个硬纸板包装盒，但是钢罐保存的食品不需要额外的冷藏程序。研究证明，考虑到区位和其他因素的不同条件，钢罐装青豆比冷冻储存方式的青豆在产品生命周期上减少了近30%的CO₂排放当量。

（3）新型钢材转换——选择新型和改良型钢材代替传统钢材

在向新型钢铁转换过程中，传统的低碳钢正在让位于高强钢等新开发的先进钢铁。如果能够得到应用，那么这些创新型钢铁将使更多的产品在它们生命周期里实现CO₂减排。（见图7）

图7　新型钢铁占汽车车身制造的比例（2003，2015）

资料来源:麦肯锡，《明日的汽车产品》，2006年

举例来说，在1辆典型的5座乘用车中，如果采用高级高强钢（A H HS）来替代传统钢材，会使该产品的终生CO₂排放当量减少6%。而这种CO₂排放量的节省量要比生产1辆车所使用的全部钢材所排出的CO₂排放总和还要多。如果全世界销售的汽车（2010年为7200万辆）车身结构都采用高级高强钢来替代传统钢材，那么世界汽车产品将减少1.58亿吨的终生CO₂排放当量。许多比CO₂更能影响全球变暖的其他温室气体是在其他非钢铁材料的生产过程中排放的。特别是在新能源汽车对于传统汽油燃料车辆越来越具有替代优势的情况下，钢材只有通过不断的技术进步才能继续保持汽车用材料中的主导地位。

低碳产品和技术的设计和使用本身已经减少了CO₂排放，而应用新钢种也可提高钢材的经济效益。例如，一个高约70米的典型现代风力发电机塔筒的重量只有140吨。如果和十年前相比，这比传统钢铁节省大约50%的重量，也使每一座风力发电机减少了200吨的CO₂排放。

未来的新型钢铁产品较以往将更轻、更薄，同时也更强韧、更安全。它们更易于焊接和成形，并且拥有更佳的耐腐蚀性和耐火性。在风力涡轮机、高速轨道、创新型乘用车和桥梁制造等众多应用中，钢材在减少CO₂排放方面经常是唯一或者最佳的选择。世界钢铁强国的竞争力主要体现在已形成钢铁新材料基础性前瞻性研究、生产技术储备、应用创新研究、引导市场消费的完整体系，始终走在引领世界钢铁新材料发展的前沿。与之相比，我国钢铁行业一直处于仅仅满足当前用户需求的局面。因此，我国钢铁工业由大转强，需要特别重视钢铁新材料产业的发展。

三、结论

我国钢铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇，传统的粗放型发展模式已难以为继。钢铁企业可以通过采用循环经济技术减少资源和能源的消耗，节约生产成本；通过将企业“三废”回收利用以及对城市废弃物消纳处理，既节约了排污费又创造了经济、环境和社会效益；通过对钢铁产品升级换代不仅减少了二氧化碳排放也提高了钢材的经济效益。我国钢铁企业只有依据循环经济发展路径作为价值创造的重要驱动因素，不断突破自身的增长“瓶颈”，才能够在国内外发展环境和竞争形势重大变化的情况下、在日趋激烈的全球化市场竞争中、在以转变发展方式为主线的“十二五”乃至更长的时期内保持可持续发展的竞争能力。

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