Blog

Dne 20. března vydaly Ministerstvo průmyslu a informačních technologií, Národní komise pro rozvoj a reformy, Komise pro dohled a správu státního majetku při Státní radě a Národní energetická správa společně “Prováděcí plán pro vysoce kvalitní rozvoj energeticky úsporných zařízení (2026–2028)” (dále jen “Prováděcí plán”). Tento plán jasně navrhuje dosáhnout průlomu v oblasti klíčových materiálů pro energeticky úsporná zařízení, mezi nimiž se vysoce výkonná křemíková ocel – tento na první pohled obyčejný tenký ocelový plech – stává měřítkem pro posuzování schopností země v oblasti špičkové výroby a přímo omezuje modernizaci a rozvoj čínského odvětví energeticky úsporných zařízení.

Jako “čip” energetického průmyslu představuje nenahraditelnost vysoce výkonné křemíkové oceli v motorech a transformátorech již dlouho “bolestnou záležitost” pro čínský zpracovatelský průmysl. Proč je tento ’tenký plech‘ tak zásadní? Proč jsme v této oblasti tak dlouho záviseli na jiných? Jaká technologická nadvláda a cesta k průmyslovému průlomu se za tím skrývají?

Technologická nadvláda a nenahraditelnost křemíkové oceli, krále materiálů
Křemíková ocel, slitina křemíku a železa s extrémně nízkým obsahem uhlíku a obsahem křemíku v rozmezí 1,0% až 4,5%, je známá jako “klenot” ocelářského průmyslu. Vyznačuje se vysokou magnetickou permeabilitou, nízkou koercitivitou a vysokým koeficientem odporu, díky čemuž může snížit spotřebu energie transformátorů o 45% až 50%. Jedná se o nepostradatelný magnetický materiál používaný v motorech, transformátorech, elektrických spotřebičích a elektrických přístrojích. Jeho obsah křemíku je obvykle vyšší než 3%, vyznačuje se extrémně nízkými ztrátami v železe a vysokou intenzitou magnetické indukce, což z něj činí základní kámen účinné přeměny mezi elektrickou a magnetickou energií.

Ve světě křemíkové oceli představují dvě kategorie s nejvyššími technologickými překážkami orientovanou křemíkovou ocel a vysoce kvalitní neorientovanou křemíkovou ocel. Zrna orientované křemíkové oceli připomínají dobře vycvičené vojáky – vyznačují se vysoce jednotným směrem uspořádání a vynikajícími vlastnostmi, jako je vysoká magnetická permeabilita a nízké ztráty ve směru válcování, ve kterém se materiál snadno magnetizuje. Tento materiál se používá hlavně k výrobě různých jader transformátorů, zejména k silikonové oceli s vysokou magnetickou orientací, která se díky nižším ztrátám bez zátěže a vyšší účinnosti využití energie stala hlavním typem produktu na trhu.

Neorientovaná křemíková ocel představuje zcela odlišnou kategorii – vyznačuje se neuspořádaným rozložením zrn a rovnoměrnými magnetickými vlastnostmi ve všech směrech. Obsah křemíku se pohybuje v rozmezí 0,5% až 3%; díky vyšší mechanické pevnosti a snadnému lisování a tváření se jedná o základní materiál pro výrobu různých motorů. Podle úrovně ztrát v hotovém materiálu lze neorientovanou křemíkovou ocel rozdělit na nízkou, střední a vysokou třídu, přičemž vyšší třídy odpovídají nižším úrovním ztrát.

Výroba vysoce výkonné křemíkové oceli je špičkové odvětví, které spojuje metalurgickou technologii, materiálové vědy a přesnou výrobu. Výroba orientované křemíkové oceli vyžaduje komplexní procesní řetězec – od tavení, válcování za tepla, normalizace, válcování za studena až po žíhání; každý článek tohoto řetězce vyžaduje přesnou kontrolu mikrostruktury. Na vysoce kvalitní neorientovanou křemíkovou ocel jsou kladeny přísné požadavky na klíčové technologie, jako je přesná kontrola složení, tavení čisté oceli a speciální povlaky. Tyto technologické překážky představují technologickou bariéru, kterou vysoce výkonná křemíková ocel nemůže překonat.

Monopolní prostředí: Postavení Číny v globální konkurenci
Na globálním trhu s vysoce výkonnou křemíkovou ocelí zaujímají již dlouhou dobu absolutně vedoucí postavení společnosti Nippon Steel & Sumitomo Metal (nyní známá jako Nippon Steel), JFE Steel a jihokorejská společnost POSCO. Tyto giganty si vybudovaly neotřesitelnou monopolní pozici na trhu díky desetiletím technologického rozvoje, komplexním patentovým bariérám, důkladnému know-how v oblasti výrobních procesů a silné schopnosti dosahovat prémiových cen díky své značce.

Zejména v oblasti špičkových výrobků jsou sofistikované výrobní kapacity japonských ocelářských společností považovány za významnou výhodu. Podle příslušných analýz dosáhlo Japonsko v ocelářském průmyslu pozoruhodného úspěchu díky svému jedinečnému řemeslnému duchu a schopnosti týmové spolupráce. Investovalo 80 miliard jenů a během tří let dokončilo výzkum a vývoj šesti technologických procesů, čímž se japonská technologie tavení oceli dostala přímo mezi tři nejlepší na světě.

V kontextu takové globální konkurenční situace čínské společnosti nepřestávají dohánět ztrátu. Přední domácí podniky, mezi nimiž vynikají společnosti China Baowu a Shougang Corporation, dosáhly významného pokroku v oblasti křemíkové oceli. Údaje ukazují, že do roku 2024 dosáhne čínská produkce křemíkové oceli 16,1 milionu tun, což představuje meziroční nárůst o 9%. Z pohledu jednotlivých společností dominuje skupina Baosteel s tržním podílem 52%, zatímco skupina Shougang zaujímá druhé místo s podílem 11%.

Za těmito slibnými údaji se však skrývá strukturální výzva. Ačkoli Čína zaujímá první místo na světě jak v produkční kapacitě, tak v objemu výroby, v oblasti špičkových produktů stále existuje značná mezera. Podle údajů z první poloviny roku 2024 vyrobila Čína 1,385 milionu tun orientované křemíkové oceli, z čehož produkce křemíkové oceli s vysokou magnetickou orientací činila 969 600 tun, což představuje 70,1 % celkové produkce. Ačkoli se tento podíl zvýšil, u orientované křemíkové oceli nejvyšší kvality a u neorientované křemíkové oceli ultra vysoké kvality pro vysoce účinné motory se stále ve velké míře spoléhá na dovoz.

Stabilita kvality výrobků představuje rovněž významnou výzvu. Mezi konzistencí jednotlivých šarží, rovnoměrností výkonu, kvalitou povrchu atd. a špičkovou úrovní existuje propast. Čínské podniky stále potřebují překonat technologické překážky v oblasti základního teoretického výzkumu, klíčových výrobních zařízení a vývoje originálních produktů. Ještě důležitější je, že vstup do mezinárodních dodavatelských řetězců špičkových zákazníků, jako jsou renomovaní výrobci automobilů a výrobci špičkových zařízení, je časově náročný a velmi obtížný. Tato překážka v podobě certifikace pro konkrétní použití brání čínským výrobkům z křemíkové oceli v proniknutí na světovou scénu.

Může se tato politika prosadit? ——Cesta a výzvy domácí substituce
Zveřejnění „Prováděcího plánu pro vysoce kvalitní rozvoj energeticky úsporných zařízení (2026–2028)“ vytvořilo historickou příležitost pro lokalizaci výroby křemíkové oceli. Tento plán, který společně vydalo Ministerstvo průmyslu a informačních technologií, Národní komise pro rozvoj a reformy a další čtyři resorty, jasně navrhuje dosáhnout do roku 2028 průlomů v oblasti klíčových materiálů a komponentů pro energeticky úsporná zařízení a dosáhnout mezinárodně špičkové úrovně energetické účinnosti u energeticky úsporných zařízení, jako jsou motory a transformátory.

Podpora politiky na národní úrovni probíhá především několika způsoby: zaprvé prostřednictvím dotací na výzkum a vývoj a podpory projektů, které směřují finanční prostředky a zdroje do výzkumu a vývoje klíčových materiálů; dále jde o podporu uplatnění a zajištění trhu, která nepřímo poskytuje příležitosti k počátečnímu ověření trhu a praktického využití domácí vysoce výkonné křemíkové oceli prostřednictvím propagace účinných a energeticky úsporných zařízení; a za třetí jde o stanovování norem a certifikaci zkoušek, které podporují zavedení a zdokonalování systému vysokých standardů v souladu s národními podmínkami a pomáhají domácím výrobkům získat uznání na trhu.

Za zmínku stojí, že Wang Peng, ředitel odboru úspory energie a komplexního využití Ministerstva průmyslu a informačních technologií, na tiskové konferenci uvedl, že “Prováděcí plán” klade důraz na technologické inovace. Na základě podpory zvyšování celkové energetické účinnosti se plán zabývá nezávislým výzkumem a vývojem základních materiálů a klíčových komponent, modernizací ekologických výrobních procesů a optimalizací provozu zařízení. To naznačuje, že na politické úrovni byla uznána důležitost materiálového základu.

K dosažení skutečných průlomů je nezbytná spolupráce v oblasti výzkumu průmyslového řetězce a ekologické výstavby. Klíčové je vertikální propojení od ocelářských podniků přes výrobce motorů a transformátorů až po konečné uživatele, což vyžaduje společnou definici produktů, společný výzkum a vývoj a sdílení dat. Nezbytné je také hledání inovativních modelů a hluboká integrace průmyslu, akademické sféry, výzkumu a aplikací je klíčem k překonání základních výzev v oblasti materiálových věd a klíčových společných technologických výzev.

Cesta vpřed je však stále plná výzev. Domácí substituce vyžaduje překonání krátkodobého tlaku na náklady, prolomení mezinárodních patentových blokád, budování důvěry uživatelů a jejich návyků při používání domácích materiálů a řešení možných rizik spojených s technologickými změnami. Zejména na pozadí nadbytečných kapacit v současném odvětví křemíkové oceli se stala důležitou otázkou, jak rozšířit výrobní kapacity a zároveň zlepšit kvalitu.

Reflexe a výhled: Rozhodnutí o cestě k autonomii
Naléhavost nahrazení vysoce výkonné křemíkové oceli domácími zdroji je nesporná a pokrok, kterého Čína dosáhla, si zaslouží uznání. Nelze však přehlédnout propast, kterou je třeba překlenout. Z údajů vyplývá, že podíl vysoce kvalitní a vysoce účinné neorientované křemíkové oceli na celkovém objemu neorientované křemíkové oceli vzrostl v roce 2024 na 31,21 TP3T, což představuje nárůst o 12,3 procentních bodů oproti roku 2016, což naznačuje, že modernizace průmyslu postupuje stabilním tempem.

V oblasti špičkových materiálů je dosažení průlomu dlouhodobým úsilím. Vyžaduje to jednak praktický nezávislý výzkum a vývoj, neustálé investice i hromadění know-how; zároveň je třeba vést mezinárodní fúze, akvizice a spolupráci, abychom rychle získali klíčové technologie a distribuční kanály. Nejde o volbu mezi jedním nebo druhým, ale o vzájemně se doplňující kombinaci strategií. Vývoj čínského odvětví křemíkové oceli – od zavedení japonského válcovacího systému “1,7 metru” v roce 1974 až po dnešní zpětný export produktů do celého světa – je názorným příkladem tohoto modelu “zavádění, asimilace, absorpce a inovace”.

Tloušťka křemíkové oceli ve společnosti Wuhan Iron and Steel se snížila z 0,35 milimetru na 0,1 milimetru, což nejenže zmenšuje rozměry, ale také snižuje čtyřicetiletý technologický odstup. Tento technologický pokrok nejenže překonává světový rekord, ale také dokazuje schopnost Číny dohnat zpoždění v oblasti špičkových materiálů. Sériová výroba ultratenké vysokopevnostní křemíkové oceli o tloušťce 0,1 mm představuje přelomový milník v lokalizaci “čipů” v energetickém průmyslu.

Teprve pokud si Čína v budoucnu zajistí pevné materiální zázemí, budou její energeticky úsporná zařízení a dokonce i celý špičkový zpracovatelský průmysl skutečně stát na pevných základech a dosahovat stabilního pokroku. S realizací tohoto prováděcího plánu se očekává, že čínský průmysl křemíkové oceli učiní významnější kroky v oblasti technologických průlomů, modernizace výrobků a expanze na trh, čímž přispěje čínskou moudrostí a řešeními k celosvětové transformaci na zelenou energii.