浅说风、光电冶炼矿热炉的产业优势和配套技术

中国目前的铁合金产业是基本饱和的，硅锰已经过剩，锰铁基本饱和；铬铁随着钢铁升级扩产不锈钢还有需求，铬有每年约400万吨左右进口市场替代空间，未来还有不锈钢增量空间，同时未来的“铬系电池”可以消化部分高纯铬产品。

      硅铁目前也是基本饱和的，未来金属镁增产配套后才能消化新的绿电硅铁的产能，但未来镁用硅铁会从75升级到85硅铁，增加1000度光伏电冶炼85硅铁去提高镁20%回收率，是非常划算的“买卖”，尤其风光电价很低的时候。

     氢能源、储能和运氢的“氢化镁”会拉动中国金属镁的全球需求，毕竟中国是“镁都”，也会带来新硅铁产能需求，中国本土冶炼优势还是硅系和电石。

     (但未来75－85硅获得很可能通过硅铝分离金属铝副产硅铁，不再需要单独矿热炉冶炼硅铁)。

     目前中国大陆的工业硅设计产能约650万吨，目前已经投产约350万吨，未来硅市场可谓血雨腥风，这里还不包括未来绿电新增的工业硅产能，硅增量消化能力看内销和出口能力，新技术优势是工业硅的核心竞争力，技术优势主要是四大块:一节电2000度，增加利润800－1000元，基本实现10000度电左右，二是节硅石0.5吨增加利润250元左右，实现2.3吨左右硅耗，第三节电极30公斤左右，增加利润480元左右，第四提高产品质量，基本421替代521或553，吨利润增加300－500元，但低绿电会逐步提高在高耗能产业冶炼电量的占比。

     最近，内蒙自治区根据国家目前经济特点和地理优势，再次通过绿电政策增产铁合金，主要是硅锰、铬铁或硅铁以及部分碳化硅，这势必会打压内陆其它省份铁合金产业，尤其宁夏、甘肃和青海的“外矿冶炼”，也就是锰铬系冶炼，目前的市场价格和高物流成本，内地传统冶炼技术的“外矿冶炼”基本很难与内蒙抗衡了，后面内蒙风光冶炼开始进入，则优势更大，但西部光伏用地多，同时光照强度大，也会很快进入“光伏冶炼”时代，毕竟矿热炉是消化光伏发电和风电最理想的西部产业。

     风光电矿热炉有三部分优势:

      一半是在冶炼新技术，锰和铬可以有200－400元吨产品技术优势，另一半是光伏电价优势，也是200－400元，取决于各家用风光电方式和比例。第三是矿热炉变负荷能力强，加上光伏低电价，未来在氢冶炼电炉钢和硅铝铝硅分离替代电解铝上，提供有力的成本和技术优势。

    当然，如内蒙的新炉不采用新冶炼技术，还是“传统技术”或选择“直流冶炼”，加上风光电不稳定，其冶炼指标肯定不如目前工网冶炼电耗和渣金属，多数硅锰电耗还是3800左右，渣锰6－8%，铬铁氧化球团电耗3200度左右，渣铬3－8%，(直流渣铬肯定比目前交流更高)，所以内蒙的优势也仅仅是风光电优势和运费优势。

    但风光电冶炼企业间的相对优势并不长久，先有光伏指标后上炉子，和自己已经有炉子再配套光伏，只是时间差问题，政策优势不会是长期优势，很多宁夏，内蒙大冶炼企业也会迅速寻找光伏投资，增加自己光伏用电比例，毕竟中国今年大量超发资料要消化掉，目前只能通过大国企和上市公司投资到光伏解决投资拉动经济，即使光伏变成第二房地产也是饮鸩止渴，不得已而为之。

     光伏冶炼会推动电炉钢和氢还原替代高炉，同时推动矿热炉还原铝替代电解，毕竟矿热炉变负荷能力和成本优势，以及低水污染和低氟污染远，铝回收率好于电解铝，原料成本低，同时中国储量占全球33%粗铝矿非常适合用矿热炉还原铝，加之光伏电助力，电解铝的电解优势和原料高成本已经没有任何竞争力。

       如果内蒙同时采用新冶炼技术把硅锰电耗维持在3500度左右，渣锰4%，优势会增大，铬也是这样，如果宁夏甘肃和青海侧重新技术冶炼，能比内蒙降低每吨200元冶炼成本，同样风光电价，西北和内蒙优势会差不多，毕竟宁夏硅锰和内蒙就是170元运费差，宁夏、内蒙西部的化工焦和电极糊，还有运费优势，如果未来钢铁升级和出口西移，西部优势也会逐渐凸显。

      总体说，这个光伏布局对中国是有利的，一个是逐渐减少原煤燃烧获得能量的碳排放，一个是与电动汽车配套减少进口石油的外汇需求和原油采购量，这是也是金融和战略性的转移，毕竟石油被中东、美国和俄罗斯控制，马六甲海峡也是唯一通道。

    未来中国继续做高耗能大国到是条“中国出路”，关键要“国际购买力”的支持和认可，还有光伏冶炼需要“新技术”和新的“数字化矿热炉运行技术”的结合，继续抄袭传统“稳定功率型”的旧矿热炉或采用直流冶炼，光伏冶炼新建矿热炉电耗指标会比现在大工网还差。

      光伏虽然是第二房地产，电解铝是第三个房地产，铁合金是第四个房地产。好的是“第二房地产”可以上网，“第三、第四房地产”能运输，“第三、四房地产”的外销关键需要国际购买力认可和支持，如果中国制造业的出口受阻，那么对合金需求也会降低，对电力需求也会降低。

     同时传统火电体系和煤炭也需要生存，火电与光伏如同“实体店”和“电商”关系，过度提升光伏，就是打压火电煤炭经济体系，中国经济总量还是不能提高太多的。

     最后说说风光冶炼技术问题，毕竟风电是不同季节才有，光伏是白天有晚上没有，而且下雨和雾霾天光伏也发电量极低。总之，二者都是不稳定电源，电源可以通过调峰储能技术恒定功率，但是调储电成本就上去了，目前储移电价基本是0.48－0.5元，也就失去风电光电低价格优势。

      所以光伏和风电的核心技术还是要实现光伏电直接冶炼，通过新冶炼技术，新炉容的容量匹配，解决光伏冶炼的配套性，就不能矿热炉简单求大，要以科学性、合理性和低耗高产为核心，不能简单“伪科学”的“政策性”求大，或企业间“虚荣性”的“你大我比你更大！”

      矿热炉大不是目的，冶炼成本低才是关键。直流也不是冶炼目的，与光电配套和实现低耗、高产、低污染、高回收率才是冶炼的核心。   

     变功率运行和避峰运行都是“技术冶炼”，包括储能、移峰的结合，这“山不转水转”，不如“山水都转”更科学，需要根据冶炼性质，核心规律，电源特点，科学的做系统规划，纳入大数据关管理，这是冶炼与日俱增的新光电技术体系结合，电源性质变了，冶炼矿热炉肯定要变，不变就是伪科学的认识。 

 

 

      风光电冶炼的矿热炉有几个基本规律:

    1)电耗越低的炉子，避峰和变负荷运行能力越好，在这方面交流冶炼会比直流好。

    2)基准电耗越低的冶炼，尤其有渣冶炼，适应变负荷运行能力越差，但是实现避峰能力好一些。

   3)无渣冶炼中， 电耗在4000－8000产品，变负荷运行能力比较强，避峰能力开始走弱。

    4)耗电高的冶炼8500－13000度，从硅钙到85硅、97硅、工业硅、硅铝等，变功率运行能力增加，但是避峰运行能力较弱，有些大耗电冶炼基本不能避峰，或需要新技术和运行大数据实现避峰。

     5）目前风电电价基本0.28－0.3元，火电电价0.4－0.45元，避峰运行如果电耗增量30%，基本就失去意义，同时避峰会带来产品质量不稳定和矿耗增加，回收率降低。

     6)同原料下，容量越大的炉子，变负荷能力和避峰能力越差，这也是冶炼基本规律，船小好调头，小车好拐弯是一样的道理。    

     7)避峰、错峰、调峰运行，除了电力手段和冶炼新技术，还有冶炼容量组群手段:设计、容量匹配，多产品特点匹配，就会打烂传统单一冶炼思路，甚至冶炼和精炼结合，实现多冶炼、多容量共存的冶炼体系，所以在光电时代，一味求大，一味锁定电源，也是形而上学和唯心主义。

     8)直流和交流

     储能是直流，但直流在低电压整流、传输、变压、损耗很大，冶炼的避峰能力和变负荷能力直流都不如交流。比如直流电机也是平稳著称，高铁不用直流电机驱动，除了成本、功率、体积、发热、调压、变流等因素，直流电机变功率能力差也是因素之一，交流有电压、电流、频率和功率因数可调节功率手段，直流只有电压和电流，所以功率变化范围直流小的多，在矿热炉上也是一样的道理。 

       9)冶炼矩阵化趋势

      光伏冶炼和风电都是矩阵化发电单元，就是多单体并联发电，未来冶炼也是矩阵化单体冶炼并联，就是多核CPU技术类似，这是系统的规律决定的，多并联单体采用不同投用率，也是风光电调峰运行的有效冶炼手段，结合精炼和碳化硅，高难冶炼的小矿热炉在光伏冶炼上更有优势和意义。

 

 

      液晶，存储，发电，LED都是这个矩阵道理，包括高铁动车组和多镜头相机和射电望远镜。无支路电流矿热炉就是“矩阵冶炼”，把冶炼单元降低在12500-15000kva左右最佳容量，还能满足中国矿热炉产业政策，同时具有单电极冶炼优势，而且取消了底电极提高耐用性，其实用性高，而且在多种冶炼上非常有明显技术优势。

      那些还停留在传统矿热炉上想建超级大炉子的总包设备企业或研发企业，请醒醒吧，不要想用“传统矿热炉”技术建出“超级大而好的炉子”，更不要用大炉或直流去做“高难还原冶炼”的尝试，这如同“用蒸汽机”的思路不可能让“蒸汽机车”跑出“高铁速度”，就如同用显像管的“扫描”想法，是不可能实现4k液晶电视的画面。

     大家想想高铁也是单箱驱动的，称为“高铁组”或“动车组”，液晶和LED照明也是矩阵工作的，马斯克的胶囊列车也是多单元工作，这道理和包饺子一样，你不可能“和三斤”面“包五斤猪肉馅”做个“巨大”的饺子还想它味道好吃的。

      传统矿热炉所有核心关系我们都研究清楚也想明白了，而且完全可以给一个六岁孩子说清所有的道理，传统矿热炉是“不可能大容量和高质量产品同时实现”的，唯一改变就是更好的原料做代价，而且同质量冶炼电耗还低不了。同时我们也顺带明白直流不可能创造冶炼奇迹的根源，实际和大型矿热炉不能低耗高产的规律一样，而且直流把交流矿热炉容量的同原料同特征点的容量值缩小了一半，不信的人可以继续试验。

     2007年，石棉六电极电石炉没投产我知道说它必死，后来死了；2011年协鑫四川老工业硅炉才开工，我说它必死，还有贵州施秉恒盛的大炉子，结果后面两个老板和炉子都死了；2016年盐湖6电极炉子我听说后说它必死无疑，十年过去也没开成功过，如果不是国企，四十亿建四台炉十年不开，老板估计死三次了  。 

     自然科学的规律不可违背，这样例子太多了，小到每个企业多台同原料不同的炉子，都无一例外的吻合，科学是不会骗人的，虽然大炮打卫星曾经风靡欧洲，最后还是助推剂火箭把卫星送入太空和飞出太阳系的，这是宇宙能量和速度的规律，spaceX也是用助推剂技术，他改变助推剂类型和实现初级回收，猎鹰也是矩阵多单元推动，而不是用一个“超级”助推剂器。

    自然科学，大道至简，万法归一！

     最后，我们建议中国“铁合金行业”和“发改委系统”取消“矿热炉唯大”的伪科学认知和“矿热炉政策”，科技要向日本学习，矿热炉装置以低耗、高产、高回收率为核心，以电力的特点和冶炼产品特征需要为核心，不能政策背离科技事实和冶炼规律，尤其在光伏冶炼时代，这样从就业、产业健康、环保、产品质量和节能节电上都是利国、利民、利环境的好事。