Blog

20. marca so Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo, Nacionalna komisija za razvoj in reforme, Komisija za nadzor in upravljanje državnega premoženja pri Državnem svetu ter Nacionalna agencija za energetiko skupaj izdali “Izvedbeni načrt za visokokakovosten razvoj energetsko varčne opreme (2026–2028)” (v nadaljevanju “izvedbeni načrt”). Ta načrt jasno predlaga preboj na področju ključnih materialov za energetsko varčno opremo, med katerimi visokozmogljivo silicijevo jeklo – ta na videz navadna tanka jeklena pločevina – postaja merilo za ocenjevanje zmogljivosti države na področju visokotehnološke proizvodnje ter neposredno omejuje posodobitev in razvoj kitajske industrije energetsko varčne opreme.

Kot “čip” energetske industrije je nezamenljivost visokozmogljivega silicijevega jekla v motorjih in transformatorjih že dolgo “glavobol” za kitajsko predelovalno industrijo. Zakaj je ta ’tanka pločevina‘ tako ključnega pomena? Zakaj smo že dolgo časa odvisni od drugih? Kakšna tehnološka prevlada in pot do industrijskega preboja se skrivata za tem?

Tehnološka prevlada in nenadomestljivost silicijevega jekla, kralja med materiali
Silicijevo jeklo, zlitina silicija in železa z izredno nizko vsebnostjo ogljika in vsebnostjo silicija od 1,0% do 4,5%, velja za “krono” jeklarske industrije. Ima lastnosti visoke magnetne prepustnosti, nizke koercitivnosti in visokega koeficienta upora, kar lahko zmanjša porabo energije transformatorjev za 45% do 50%. Je nepogrešljiv magnetni material v motorjih, transformatorjih, električnih aparatih in električnih instrumentih. Vsebnost silicija v njem je običajno večja od 3%, izgube v železu pa so izredno nizke, intenzivnost magnetne indukcije pa visoka, kar ga uvršča med temeljne elemente učinkovite pretvorbe med električno in magnetno energijo.

V svetu silicijevega jekla sta dve kategoriji z najvišjimi tehnološkimi ovirami: usmerjeno silicijevo jeklo in visokokakovostno neusmerjeno silicijevo jeklo. Zrna usmerjenega silicijevega jekla spominjajo na dobro usposobljene vojake, saj imajo zelo enotne smeri razporeditve ter odlične lastnosti visoke magnetne prepustnosti in nizkih izgub v smeri valjanja, v kateri se jeklo zlahka magnetizira. Ta material se uporablja predvsem za izdelavo različnih transformatorskih jeder, zlasti silicijevega jekla z visoko magnetno usmerjenostjo, ki je zaradi manjših izgub v prostem teku in večje učinkovitosti izkoriščanja energije postalo prevladujoča vrsta izdelka na trgu.

Neusmerjeno silicijevo jeklo predstavlja drugačno sliko, saj ima neurejeno porazdelitev zrn in enotne magnetne lastnosti v vseh smereh. Vsebnost silicija znaša med 0,5% in 3%; zaradi višje mehanske trdnosti ter enostavnega kovanja in oblikovanja je to osnovni material za proizvodnjo različnih motorjev. Glede na stopnjo izgub v železu v končnem izdelku ga lahko razdelimo na neusmerjeno silicijevo jeklo nizke, srednje in visoke kakovosti, pri čemer višje kakovosti ustrezajo nižjim stopnjam izgub v železu.

Proizvodnja visokozmogljivega silicijevega jekla je vrhunska umetnost, ki združuje metalurško tehnologijo, znanost o materialih in natančno proizvodnjo. Proizvodnja orientiranega silicijevega jekla zahteva zapleteno procesno verigo – od taljenja, vročega valjanja, normalizacije, hladnega valjanja do žarjenja; vsak člen verige zahteva natančen nadzor nad mikrostrukturo. Visokokakovostno neusmerjeno silicijevo jeklo postavlja stroge zahteve glede ključnih tehnologij, kot so natančen nadzor sestave, taljenje čistega jekla in posebni premazi. Te tehnološke ovire predstavljajo tehnološki jarek, ki ga visokozmogljivo silicijevo jeklo ne more premagati.

Monopolistično okolje: položaj Kitajske v globalni konkurenci
Na svetovnem trgu visokozmogljivega silicijevega jekla že dolgo zasedajo absolutno vodilni položaj podjetja Nippon Steel & Sumitomo Metal (zdaj znano kot Nippon Steel), JFE Steel ter južnokorejsko podjetje POSCO. Ti giganti so z desetletji tehnološkega razvoja, popolnimi patentnimi ovirami, strogo varovanim procesnim znanjem in močnimi zmogljivostmi na področju blagovnih znamk zgradili neomajen monopolni vzorec na trgu.

Zlasti na področju vrhunskih izdelkov se zdi, da imajo izpopolnjene proizvodne zmogljivosti japonskih jeklarskih podjetij pomembne prednosti. Po ustreznih analizah je Japonska v jeklarski industriji dosegla izjemen uspeh s svojim edinstvenim duhom obrtništva in sposobnostjo timskega dela. Vložili so 80 milijard jenov in v treh letih zaključili raziskave in razvoj šestih tehnologij obdelave, s čimer so japonsko tehnologijo taljenja jekla neposredno uvrstili med tri najboljše na svetu.

V takšnem globalnem konkurenčnem okolju kitajska podjetja neprestano nadoknadjajo zaostanek. Vodilna domača podjetja, ki jih zastopata China Baowu in Shougang Corporation, so na področju silicijevega jekla dosegla znaten napredek. Podatki kažejo, da bo do leta 2024 proizvodnja silicijevega jekla na Kitajskem dosegla 16,1 milijona ton, kar predstavlja medletno povečanje za 9%. Z vidika podjetij prevladuje skupina Baosteel z 52% tržnim deležem, medtem ko skupina Shougang zaseda drugo mesto z 11% deležem.

Vendar pa se za temi obetavnimi podatki skriva strukturni izziv. Čeprav Kitajska na svetovni ravni zaseda prvo mesto tako po proizvodnih zmogljivostih kot po obsegu proizvodnje, na področju visokokakovostnih izdelkov še vedno obstaja precejšnja vrzel. Po podatkih iz prve polovice leta 2024 je Kitajska proizvedla 1,385 milijona ton usmerjenega silicijevega jekla, od česar je proizvodnja silicijevega jekla z visoko magnetno usmerjenostjo znašala 969 600 ton, kar predstavlja 70%. Čeprav se je ta delež povečal, so za vrhunsko usmerjeno silicijevo jeklo in neusmerjeno silicijevo jeklo najvišje kakovosti za visoko učinkovite motorje še vedno v veliki meri odvisni od uvoza.

Stabilnost kakovosti izdelkov predstavlja prav tako velik izziv. Obstaja vrzel med doslednostjo serij, enotnostjo zmogljivosti, kakovostjo površine itd. ter najvišjo ravnjo. Kitajska podjetja morajo še vedno premagati tehnološke ovire na področju temeljnega teoretičnega raziskovanja, ključne procesne opreme in razvoja izvirnih izdelkov. Še pomembneje je, da je vstop v mednarodni sistem dobavne verige za visokokakovostne stranke, kot so znani proizvajalci avtomobilov in proizvajalci visokokakovostne opreme, dolgotrajen in zelo zahteven. Ta ovira v obliki certifikacije za uporabo omejuje vstop kitajskih izdelkov iz silicijevega jekla na svetovno prizorišče.

Ali se bo ta politika uveljavila? ——Pot in izzivi domače substitucije
Objava Izvedbenega načrta za visokokakovosten razvoj energetsko varčne opreme (2026–2028) je ustvarila zgodovinsko priložnost za lokalizacijo proizvodnje silicijevega jekla. Ta načrt, ki so ga skupaj izdali Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo, Nacionalna komisija za razvoj in reforme ter štiri druga ministrstva, jasno predlaga, da se do leta 2028 dosežejo preboji na področju ključnih materialov in komponent za energetsko varčno opremo ter da se dosežejo mednarodno vodilne ravni energetske učinkovitosti za energetsko varčno opremo, kot so motorji in transformatorji.

Podpora politike na nacionalni ravni poteka predvsem po več poteh: prvič, subvencije za raziskave in razvoj ter podpora projektom, s čimer se sredstva in viri usmerjajo v raziskave in razvoj ključnih materialov; nato s spodbujanjem uporabe in zagotavljanjem tržnih možnosti, kar posredno omogoča začetne priložnosti za preverjanje tržne sprejemljivosti in uporabe domačega visokozmogljivega silicijevega jekla s spodbujanjem učinkovite in energetsko varčne opreme; tretji način pa je določanje standardov ter testiranje in certificiranje, s čimer se spodbuja vzpostavitev in izboljšanje sistema visokih standardov, ki je skladen z nacionalnimi razmerami, ter pomaga domačim izdelkom pridobiti priznanje na trgu.

Treba je omeniti, da je Wang Peng, direktor Oddelka za varčevanje z energijo in celovito izkoriščanje pri Ministrstvu za industrijo in informacijsko tehnologijo, na novinarski konferenci izjavil, da “izvedbeni načrt” poudarja tehnološke inovacije. Na podlagi spodbujanja izboljšanja splošne energetske učinkovitosti se osredotoča na neodvisne raziskave in razvoj osnovnih materialov ter ključnih komponent, posodobitev zelenih proizvodnih procesov za izdelke ter optimizacijo delovanja opreme. To kaže, da se na politični ravni priznava pomen materialne osnove.

Za doseganje resničnih prebojev je nujno sodelovanje na področju raziskav industrijske verige in ekološke gradnje. Vertikalna povezanost od jeklarskih podjetij prek proizvajalcev motorjev in transformatorjev do končnih uporabnikov je ključnega pomena in zahteva skupno opredelitev izdelkov, sodelovanje pri raziskavah in razvoju ter izmenjavo podatkov. Nepogrešljivo je tudi raziskovanje inovativnih modelov, globoka integracija industrije, akademskega sveta, raziskav in uporabe pa je ključ za premagovanje izzivov na področju znanosti o osnovnih materialih ter ključnih skupnih tehnoloških izzivov.

Vendar pa je pot pred nami še vedno polna izzivov. Domača substitucija zahteva premagovanje kratkoročnih stroškovnih pritiskov, prebijanje mednarodnih patentnih blokad, vzpostavljanje zaupanja uporabnikov in navad pri uporabi domačih materialov ter obvladovanje morebitnih tveganj, povezanih s tehnološkimi spremembami. Zlasti ob upoštevanju presežne proizvodne zmogljivosti v sedanji industriji silicijevega jekla je vprašanje, kako razširiti proizvodno zmogljivost in hkrati izboljšati kakovost, postalo pomembna naloga, s katero se sooča industrija.

Razmislek in obeti: Odločitev o poti k avtonomiji
Nujnost domače nadomestitve visokozmogljivega silicijevega jekla je nedvomna, napredek, dosežen na Kitajskem, pa si zasluži priznanje. Vendar pa ne smemo spregledati vrzeli, ki jo je treba premostiti. Podatki kažejo, da se je delež visokokakovostnega in visoko učinkovitega neusmerjenega silicijevega jekla v skupni proizvodnji neusmerjenega silicijevega jekla do leta 2024 povečal na 31,21 TP3T, kar predstavlja 12,3-odstotno povečanje v primerjavi z letom 2016, kar kaže, da se posodobitev industrije vztrajno nadaljuje.

Na področju vrhunskih materialov je doseganje preboja dolgoročen boj. Zahteva tako praktično neodvisno raziskovanje in razvoj, nenehne naložbe kot tudi kopičenje strokovnega znanja; prav tako moram voditi mednarodne združitve, prevzeme in sodelovanja, da bi hitro pridobili ključne tehnologije in prodajne poti. Ti dve poti nista izključujoči, temveč se dopolnjujeta. Razvoj kitajske industrije silicijevega jekla, od uvedbe japonskega sistema valjarn “1,7 metra” leta 1974 do današnjega povratnega izvoza izdelkov po vsem svetu, je nazoren primer tega modela “uvedbe, predelave, asimilacije in inovacij”.

Debelina silicijevega jekla v podjetju Wuhan Iron and Steel se je zmanjšala s 0,35 milimetra na 0,1 milimetra, kar ne le zmanjšuje velikost, temveč tudi tehnološki zaostanek v višini štiridesetih let. Ta tehnološki napredek ne le presega svetovni rekord, temveč tudi dokazuje sposobnost Kitajske, da nadoknadi zaostanek na področju vrhunskih materialov. Serijska proizvodnja 0,1 mm tankega, visokotrdnega silicijevega jekla predstavlja mejni preboj pri lokalizaciji “čipov” v energetski industriji.

V prihodnosti bodo lahko kitajska energetsko varčna oprema in celo celotna visokotehnološka proizvodna industrija resnično trdno stala na nogah ter dosegala vztrajen napredek le, če bomo sami obvladali materialno osnovo. Z izvajanjem izvedbenega načrta naj bi kitajska industrija silicijevega jekla naredila večje korake na področju tehnoloških prebojev, nadgradenj izdelkov in širitve trga ter s tem prispevala kitajsko modrost in rešitve k globalnemu prehodu na zeleno energijo.