Blogg

Den 20 mars offentliggjorde ministeriet för industri och informationsteknik, den nationella utvecklings- och reformkommissionen, statsrådets kommission för tillsyn och förvaltning av statliga tillgångar samt den nationella energimyndigheten gemensamt “Genomförandeplanen för högkvalitativ utveckling av energibesparande utrustning (2026–2028)” (nedan kallad “Genomförandeplanen”). I denna plan föreslås tydligt att man ska göra genombrott inom nyckelmaterial för energibesparande utrustning, däribland högpresterande kiselstål – denna till synes vanliga tunna stålplåt – som håller på att bli ett riktmärke för att mäta ett lands förmåga inom avancerad tillverkning och som direkt begränsar uppgraderingen och utvecklingen av Kinas industri för energibesparande utrustning.

Som kraftindustrins “chip” har högpresterande kiselstål i motorer och transformatorer, med sin oersättlighet, länge varit ett “bekymmer” för Kinas tillverkningsindustri. Varför är denna ’tunna plåt‘ så avgörande? Varför har man länge varit beroende av andra? Vilken typ av teknologisk hegemoni och vilken väg till industriella genombrott döljer sig bakom detta?

Kiselstålets tekniska överlägsenhet och oersättlighet – materialets konung
Kiselstål, en kisel-järnlegering med extremt låg kolhalt och en kiselhalt på 1,0% till 4,5%, kallas för stålindustrins “kronjuvel”. Det har egenskaper som hög magnetisk permeabilitet, låg koercitivitet och hög resistanskoefficient, vilket kan minska transformatorers energiförbrukning med 45% till 50%. Det är ett oumbärligt magnetiskt material i motorer, transformatorer, elektriska apparater och elektriska instrument. Kiselhalten är vanligtvis högre än 3%, med extremt låga järnförluster och hög magnetisk induktionsintensitet, vilket gör det till hörnstenen för effektiv omvandling mellan elektrisk och magnetisk energi.

Inom området kiselstål är de två kategorierna med de högsta tekniska hindren orienterat kiselstål och högkvalitativt icke-orienterat kiselstål. Kornstrukturen i orienterat kiselstål liknar välutbildade soldater, med mycket enhetliga orienteringsriktningar samt överlägsna egenskaper i form av hög magnetisk permeabilitet och låga förluster i den lättmagnetiserbara valsriktningen. Detta material används främst för tillverkning av olika transformatorkärnor, särskilt kiselstål med hög magnetisk orientering, vilket har blivit den dominerande produkttypen på marknaden tack vare sina lägre tomgångsförluster och högre energieffektivitet.

Icke-orienterat kiselstål är en annan typ, med en oordnad kornfördelning och enhetliga magnetiska egenskaper i alla riktningar. Kiselhalten ligger mellan 0,5% och 3%, vilket ger högre mekanisk hållfasthet och gör det lätt att stansa och forma, vilket gör det till det viktigaste materialet för tillverkning av olika motorer. Beroende på nivån av järnförluster i det färdiga materialet kan det delas in i icke-orienterat kiselstål av låg, medel och hög kvalitet, där högre kvaliteter motsvarar lägre nivåer av järnförluster.

Tillverkningen av högpresterande kiselstål är en avancerad konst som förenar metallurgisk teknik, materialvetenskap och finmekanisk tillverkning. Produktionen av orienterat kiselstål kräver en komplex processkedja – från smältning, varmvalsning, normalisering och kallvalsning till glödgning, där varje steg kräver noggrann kontroll av mikrostrukturen. Högkvalitativt icke-orienterat kiselstål ställer stränga krav på kärnteknologier såsom exakt sammansättningskontroll, smältning av rent stål och specialbeläggningar. Dessa tekniska hinder utgör en teknisk skyddsvall som högpresterande kiselstål inte kan övervinna.

Det monopolistiska landskapet: Kinas ställning i den globala konkurrensen
På den globala marknaden för högpresterande kiselstål har Nippon Steel & Sumitomo Metal (numera känt som Nippon Steel), JFE Steel och POSCO från Sydkorea länge haft en absolut ledande ställning. Dessa jättar har byggt upp ett orubbligt marknadsmonopol tack vare årtionden av teknisk kompetensuppbyggnad, omfattande patentbarriärer, gedigen processkunskap och starka förmågor att skapa varumärkespremier.

Särskilt inom segmentet för högkvalitativa produkter anses de japanska stålföretagens sofistikerade tillverkningskompetens utgöra en betydande fördel. Enligt relevanta analyser har Japan uppnått anmärkningsvärda framgångar inom stålindustrin tack vare sin unika hantverksanda och sin förmåga till lagarbete. De investerade 80 miljarder yen och slutförde forskning och utveckling av sex processtekniker på tre år, vilket direkt placerade Japans stålsmältningsteknik bland de tre främsta i världen.

Inför en sådan global konkurrenssituation har de kinesiska företagen inte slutat att ta igen försprånget. Ledande inhemska företag, representerade av China Baowu och Shougang Corporation, har gjort betydande framsteg inom området kiselstål. Data visar att Kinas produktion av kiselstål kommer att uppgå till 16,1 miljoner ton år 2024, vilket motsvarar en ökning med 9% jämfört med föregående år. Ur ett företagsperspektiv dominerar Baosteel Group med en marknadsandel på 52%, medan Shougang Group ligger på andra plats med en andel på 11%.

Bakom de positiva siffrorna döljer sig dock en strukturell utmaning. Även om Kina ligger på första plats i världen både vad gäller produktionskapacitet och produktion, finns det fortfarande en betydande klyfta inom segmentet för högkvalitativa produkter. Enligt uppgifter från första halvåret 2024 producerade Kina 1,385 miljoner ton orienterat kiselstål, varav produktionen av kiselstål med hög magnetisk orientering uppgick till 969 600 ton, vilket motsvarar 70%. Även om andelen har ökat är man fortfarande i hög grad beroende av import när det gäller orienterat kiselstål av högsta kvalitet och icke-orienterat kiselstål av ultrahög kvalitet för högeffektiva motorer.

Produktkvalitetens stabilitet utgör också en stor utmaning. Det finns en klyfta mellan partikonsistens, prestandajämnhet, ytkvalitet m.m. och den högsta nivån. Kinesiska företag måste fortfarande övervinna tekniska flaskhalsar inom grundläggande teoretisk forskning, nyckelutrustning för tillverkningsprocesser och utveckling av egna produkter. Ännu viktigare är att det tar lång tid och är mycket svårt att ta sig in i de internationella leverantörskedjorna för högklassiga kunder, såsom välkända biltillverkare och tillverkare av högklassig utrustning. Detta hinder i form av certifieringskrav hindrar Kinas kiselstålprodukter från att ta sig ut på den globala marknaden.

Kan politiken slå igenom? ——Vägen framåt och utmaningarna med inhemsk substitution
Offentliggörandet av genomförandeplanen för högkvalitativ utveckling av energibesparande utrustning (2026–2028) har skapat en historisk möjlighet för lokaliseringen av kiselstål. I denna plan, som utfärdats gemensamt av ministeriet för industri och informationsteknik, den nationella utvecklings- och reformkommissionen samt ytterligare fyra myndigheter, föreslås tydligt att genombrott ska uppnås inom nyckelmaterial och komponenter för energibesparande utrustning senast 2028, samt att internationellt ledande energieffektivitetsnivåer ska uppnås för energibesparande utrustning såsom motorer och transformatorer.

Det politiska stödet på nationell nivå fungerar främst via flera olika vägar: för det första genom forsknings- och utvecklingsbidrag samt projektstöd, som styr medel och resurser mot forskning och utveckling av nyckelmaterial; Därefter kommer tillämpningsfrämjande och marknadsgarantier, som indirekt skapar möjligheter till initial marknads- och tillämpningsverifiering för inhemskt högpresterande kiselstål genom att främja effektiv och energibesparande utrustning; För det tredje handlar det om standardisering och provningscertifiering, vilket främjar inrättandet och förbättringen av ett system med höga standarder som är anpassat till nationella förhållanden och hjälper inhemska produkter att vinna marknadserkännande.

Det är värt att notera att Wang Peng, chef för avdelningen för energibesparing och heltäckande utnyttjande vid ministeriet för industri och informationsteknik, vid en presskonferens uppgav att “genomförandeplanen” lägger tonvikten på teknisk innovation. Med utgångspunkt i att främja en förbättring av den övergripande energieffektiviteten går planen in på egen forskning och utveckling av grundmaterial och kärnkomponenter, uppgradering av miljövänliga tillverkningsprocesser för produkter samt optimering av utrustningens drift. Detta tyder på att man på politisk nivå har insett vikten av en solid materiell grund.

För att uppnå verkliga genombrott är det nödvändigt att samarbeta kring forskning inom industrikedjan och ekologisk utveckling. Den vertikala kopplingen från stålföretag till tillverkare av motorer och transformatorer och vidare till slutanvändarna är avgörande och kräver gemensam produktdefinition, samarbetsinriktad forskning och utveckling samt datadelning. Det är också oundgängligt att utforska innovativa modeller, och en djup integration mellan industri, akademi, forskning och tillämpning är nyckeln till att övervinna utmaningar inom grundläggande materialvetenskap och viktiga gemensamma tekniska utmaningar.

Vägen framåt är dock fortfarande full av utmaningar. Inhemsk substitution kräver att man övervinner kortsiktiga kostnadstryck, bryter igenom internationella patentblockader, bygger upp användarnas förtroende och vanor när det gäller att använda inhemska material samt hanterar eventuella risker för teknisk iteration. Särskilt mot bakgrund av överkapaciteten i den nuvarande kiselstålindustrin har frågan om hur man ska utöka produktionskapaciteten samtidigt som kvaliteten förbättras blivit en viktig utmaning för branschen.

Reflektion och framtidsutsikter: Beslutet om vägen mot självständighet
Det råder ingen tvekan om att det är brådskande att ersätta högpresterande kiselstål med inhemska alternativ, och de framsteg som gjorts i Kina förtjänar erkännande. Det gap som måste överbryggas kan dock inte ignoreras. Enligt uppgifterna har andelen högkvalitativt och högeffektivt icke-orienterat kiselstål inom kategorin icke-orienterat kiselstål ökat till 31,21 TP3T år 2024, vilket är en ökning med 12,3 procentenheter jämfört med 2016 och tyder på att den industriella uppgraderingen går stadigt framåt.

När det gäller avancerade material är det en långsiktig kamp att åstadkomma genombrott. Det kräver både gedigen egen forskning och utveckling, kontinuerliga investeringar och uppbyggnad av kunskapsbas; man måste också driva internationella fusioner, förvärv och samarbeten för att snabbt kunna tillägna sig nyckelteknologier och distributionskanaler. Dessa två är inte ett antingen-eller-val, utan en kompletterande kombination av strategier. Kinas kiselstålindustris utvecklingsprocess – från införandet av det japanska valsverkssystemet “1,7 meter” 1974 till dagens omvända export av produkter till hela världen – är ett tydligt exempel på denna modell med “införande, bearbetning, tillägnande och innovation”.

Tjockleken på kiselstål hos Wuhan Iron and Steel har minskat från 0,35 millimeter till 0,1 millimeter, vilket inte bara innebär en minskning av storleken utan också överbryggar ett tekniskt gap på fyrtio år. Denna tekniska utveckling slår inte bara världsrekordet, utan visar också på Kinas förmåga att komma ikapp inom området för avancerade material. Massproduktionen av 0,1 mm ultratunt, höghållfast kiselstål är ett banbrytande genombrott för lokaliseringen av “chips” inom energibranschen.

I framtiden är det endast genom att själva behärska den materiella grunden som Kinas energibesparande utrustning – och till och med hela den avancerade tillverkningsindustrin – verkligen kan stå på fast mark och uppnå stadiga framsteg. Med genomförandet av genomförandeplanen förväntas den kinesiska kiselstålindustrin ta större steg när det gäller tekniska genombrott, produktuppgraderingar och marknadsexpansion, och därmed bidra med kinesisk visdom och lösningar till den globala omställningen till grön energi.