Blog

Den 20. marts udsendte Ministeriet for Industri og Informationsteknologi, Den Nationale Udviklings- og Reformkommission, Statsrådets Kommission for Tilsyn med og Forvaltning af Statsejede Aktiver samt Den Nationale Energimyndighed i fællesskab “Gennemførelsesplanen for højkvalitetsudvikling af energibesparende udstyr (2026–2028)” (i det følgende benævnt “gennemførelsesplanen”). Denne plan foreslår klart at skabe gennembrud inden for nøglematerialer til energibesparende udstyr, hvoraf højtydende siliciumstål – denne tilsyneladende almindelige tynde stålplade – er ved at blive en målestok for et lands evner inden for avanceret produktion og direkte begrænser opgraderingen og udviklingen af Kinas industri for energibesparende udstyr.

Som “chippen” i energisektoren har højtydende siliciumstål i motorer og transformatorer længe været en “torn i øjet” for Kinas fremstillingsindustri på grund af dets uerstattelighed. Hvorfor er denne ’tynde plade‘ så afgørende? Hvorfor har man i så lang tid været afhængig af andre? Hvilken form for teknologisk overherredømme og vej til industrielle gennembrud gemmer sig bag dette?

Siliciumstålets teknologiske dominans og uerstattelighed – materialernes konge
Siliciumstål, en legering af silicium og jern med et ekstremt lavt kulstofindhold og et siliciumindhold på 1,0% til 4,5%, er kendt som stålindustriens “kronjuvel”. Det har egenskaber som høj magnetisk permeabilitet, lav koercitivitet og høj modstandskoefficient, hvilket kan reducere transformatorers energiforbrug med 45% til 50%. Det er et uundværligt magnetisk materiale i motorer, transformatorer, elektriske apparater og elektriske instrumenter. Siliciumindholdet er normalt større end 3%, med ekstremt lavt jerntab og høj magnetisk induktionsintensitet, hvilket gør det til hjørnestenen i effektiv omdannelse mellem elektrisk og magnetisk energi.

Inden for siliciumstål er de to kategorier med de største teknologiske barrierer orienteret siliciumstål og højkvalitets uorienteret siliciumstål. Kornene i orienteret siliciumstål ligner veltrænede soldater med en meget ensartet retning i kornstrukturen samt fremragende egenskaber med høj magnetisk permeabilitet og lavt tab i den let magnetiserbare valseretning. Dette materiale anvendes hovedsageligt til fremstilling af forskellige transformerkerner, især siliciumstål med høj magnetisk orientering, som er blevet den dominerende produkttype på markedet på grund af dets lavere tomgangstab og højere energieffektivitet.

Ikke-orienteret siliciumstål er en helt anden sag, med en uregelmæssig kornfordeling og ensartede magnetiske egenskaber i alle retninger. Siliciumindholdet ligger mellem 0,5% og 3%, og materialet har en højere mekanisk styrke samt er let at stanse og forme, hvilket gør det til det foretrukne kernemateriale til fremstilling af forskellige motorer. Afhængigt af niveauet for jern tab i det færdige produkt kan det inddeles i uorienteret siliciumstål af lav, mellem og høj kvalitet, hvor højere kvaliteter svarer til lavere niveauer af jern tab.

Fremstillingen af højtydende siliciumstål er en banebrydende kunst, der forener metallurgisk teknologi, materialevidenskab og præcisionsfremstilling. Produktionen af orienteret siliciumstål kræver en kompleks proceskæde – fra smeltning, varmvalsning, normalisering og koldvalsning til udglødning; hvert led kræver præcis kontrol af mikrostrukturen. Højkvalitets, ikke-orienteret siliciumstål stiller strenge krav til kerneteknologier såsom præcis kontrol af sammensætningen, smeltning af rent stål og specielle belægninger. Disse teknologiske barrierer udgør en teknologisk forhindring, som højtydende siliciumstål ikke kan overvinde.

Det monopolistiske landskab: Kinas position i den globale konkurrence
På den globale scene inden for højtydende siliciumstål har Nippon Steel & Sumitomo Metal (nu kendt som Nippon Steel), JFE Steel og POSCO fra Sydkorea længe indtaget en absolut førende position. Disse giganter har opbygget et urokkeligt monopol på markedet gennem årtier med teknologisk opbygning, omfattende patentbarrierer, indgående proceskendskab og stærke evner til at skabe mærkevarepræmie.

Især inden for segmentet af højkvalitetsprodukter anses de japanske stålvirksomheders raffinerede forarbejdningskompetencer for at udgøre væsentlige fordele. Ifølge relevante analyser har Japan opnået bemærkelsesværdig succes inden for stålindustrien takket være sin unikke håndværksånd og evne til samarbejde. De investerede 80 milliarder yen og gennemførte forskning og udvikling af seks procesteknologier på tre år, hvilket direkte bragte Japans stålsmeltningsteknologi op blandt de tre bedste i verden.

I lyset af dette globale konkurrencebillede har de kinesiske virksomheder ikke holdt op med at indhente efterslæbet. Førende indenlandske virksomheder, repræsenteret af China Baowu og Shougang Corporation, har gjort betydelige fremskridt inden for siliciumstål. Data viser, at Kinas produktion af siliciumstål i 2024 vil nå op på 16,1 millioner tons, hvilket svarer til en stigning på 9% i forhold til året før. Set fra et virksomhedsperspektiv dominerer Baosteel Group med en markedsandel på 52%, mens Shougang Group indtager andenpladsen med en andel på 11%.

Bag de lovende tal ligger der imidlertid en strukturel udfordring. Selvom Kina indtager førstepladsen i verden både med hensyn til produktionskapacitet og produktion, er der stadig et betydeligt efterslæb inden for segmentet for højkvalitetsprodukter. Ifølge data fra første halvdel af 2024 producerede Kina 1,385 millioner tons orienteret siliciumstål, hvoraf produktionen af siliciumstål med høj magnetisk orientering udgjorde 969.600 tons, svarende til 70%. Selvom andelen er steget, er der stadig et stort behov for import af orienteret siliciumstål af højeste kvalitet og uorienteret siliciumstål af ultrahøj kvalitet til højeffektive motorer.

Stabiliteten i produktkvaliteten udgør ligeledes en stor udfordring. Der er en kløft mellem batchkonsistens, ensartethed i ydeevne, overfladekvalitet m.m. og det højeste niveau. Kinesiske virksomheder har stadig brug for at overvinde teknologiske flaskehalse inden for grundlæggende teoretisk forskning, nøgleprocesudstyr og udvikling af originale produkter. Endnu vigtigere er det, at adgangen til de internationale leverandørkæder for high-end-kunder, såsom kendte bilproducenter og producenter af high-end-udstyr, er forbundet med en lang cyklus og store vanskeligheder. Denne barriere i form af godkendelseskrav hindrer Kinas siliciumstålprodukter i at trænge ind på den internationale scene.

Kan politikken slå igennem? ——Vejen frem og udfordringerne ved indenlandsk substitution
Offentliggørelsen af gennemførelsesplanen for udvikling af energibesparende udstyr af høj kvalitet (2026–2028) har skabt en historisk mulighed for lokalisering af siliciumstål. Denne plan, der er udarbejdet i fællesskab af Ministeriet for Industri og Informationsteknologi, Den Nationale Udviklings- og Reformkommission samt fire andre ministerier, indeholder klare forslag om at opnå gennembrud inden for nøglematerialer og komponenter til energibesparende udstyr inden 2028 samt at nå internationalt førende energieffektivitetsniveauer for energibesparende udstyr såsom motorer og transformere.

Den politiske støtte på nationalt plan virker hovedsageligt gennem flere kanaler: For det første tilskud til forskning og udvikling samt projektstøtte, hvor midler og ressourcer kanaliseres mod forskning og udvikling af nøglematerialer; Dernæst kommer anvendelsesfremme og markedsgaranti, hvor der indirekte skabes muligheder for indledende markeds- og anvendelsesverifikation af indenlandsk højtydende siliciumstål gennem fremme af effektivt og energibesparende udstyr; for det tredje er der fastsættelse af standarder samt test- og certificering, hvor man fremmer etableringen og forbedringen af et system med høje standarder, der er i overensstemmelse med de nationale forhold, og hjælper indenlandske produkter med at opnå anerkendelse på markedet.

Det er værd at bemærke, at Wang Peng, direktør for Afdelingen for Energibesparelse og Omfattende Udnyttelse under Ministeriet for Industri og Informationsteknologi, på en pressekonference udtalte, at “Gennemførelsesplanen” lægger vægt på teknologisk innovation. Med udgangspunkt i at fremme en forbedring af den samlede energieffektivitet går planen i dybden med uafhængig forskning og udvikling af grundlæggende materialer og centrale komponenter, modernisering af grønne fremstillingsprocesser for produkter samt optimering af udstyrets drift. Dette tyder på, at man på politisk niveau har erkendt betydningen af det materielle grundlag.

For at opnå reelle gennembrud er det nødvendigt at samarbejde om forskning i industrikæden og økologisk udvikling. Den vertikale sammenkobling fra stålvirksomheder til producenter af motorer og transformere og videre til slutbrugerne er afgørende og kræver fælles produktdefinition, fælles forskning og udvikling samt datadeling. Udforskningen af innovative modeller er ligeledes uundværlig, og en tæt integration mellem industri, akademiske miljøer, forskning og anvendelse er nøglen til at overvinde udfordringer inden for grundlæggende materialevidenskab og centrale fælles teknologiske udfordringer.

Vejen frem er dog stadig fyldt med udfordringer. Indenlandsk substitution kræver, at man overvinder kortsigtede omkostningspres, bryder igennem internationale patentbarrierer, opbygger brugernes tillid til og vaner med at anvende indenlandske materialer samt håndterer mulige risici for teknologisk fornyelse. Især på baggrund af overkapaciteten i den nuværende siliciumstålindustri er spørgsmålet om, hvordan man udvider produktionskapaciteten og samtidig forbedrer kvaliteten, blevet et vigtigt problem for branchen.

Refleksion og fremtidsudsigter: Beslutningen om vejen mod autonomi
Der er ingen tvivl om, at det haster med at erstatte højtydende siliciumstål med indenlandske produkter, og de fremskridt, der er gjort i Kina, fortjener anerkendelse. Det kløft, der skal overvindes, kan dog ikke ignoreres. Dataene viser, at andelen af højkvalitets og højeffektivt ikke-orienteret siliciumstål inden for ikke-orienteret siliciumstål er steget til 31,21 TP3T i 2024, hvilket er en stigning på 12,3 procentpoint i forhold til 2016, hvilket tyder på, at den industrielle modernisering skrider støt frem.

Inden for avancerede materialer er det en langvarig kamp at opnå gennembrud. Det kræver både jordnær, uafhængig forskning og udvikling, løbende investeringer og opbygning af know-how; jeg skal desuden stå i spidsen for internationale fusioner, opkøb og samarbejder for hurtigt at tilegne os nøgleteknologier og distributionskanaler. De to er ikke et enten-eller-valg, men en gensidigt supplerende kombination af strategier. Udviklingsforløbet i Kinas siliciumstålindustri – fra indførelsen af det japanske “1,7 meter”-valsesystem i 1974 til nutidens omvendte eksport af produkter til hele verden – er et levende eksempel på denne model med “indførelse, bearbejdning, tilegnelse og innovation”.

Tykkelsen på siliciumstål hos Wuhan Iron and Steel er faldet fra 0,35 millimeter til 0,1 millimeter, hvilket ikke blot reducerer størrelsen, men også indhenter et teknologisk efterslæb på fyrre år. Dette teknologiske fremskridt slår ikke blot verdensrekorden, men demonstrerer også Kinas evne til at indhente efterslæbet inden for avancerede materialer. Masseproduktionen af 0,1 mm ultratyndt siliciumstål med høj styrke er et banebrydende gennembrud i lokaliseringen af “chips” i energisektoren.

Fremadrettet er det kun ved at mestre det materielle grundlag i vores egne hænder, at Kinas energibesparende udstyr og endda hele den avancerede fremstillingsindustri virkelig kan stå fast og opnå stadige fremskridt. Med gennemførelsen af implementeringsplanen forventes den kinesiske siliciumstålindustri at tage større skridt inden for teknologiske gennembrud, produktopgraderinger og markedsudvidelse og dermed bidrage med kinesisk viden og løsninger til den globale omstilling til grøn energi.