电工钢是关系到电力、电器革新进步的核心材料，也是对节能减排具有重要价值的高技术含量功能材料。在近日召开的2023（第二届）高端磁性新材料发展论坛上，多位专家表示，“双碳”目标下，下游行业对绿色、节能、低碳的钢铁材料要求越来越高，电力工程、电子器件等行业对电工钢的研制开发提出紧迫需求。作为我国战略性、功能性新材料，电工钢已成为新能源低碳化技术创新与应用的关键材料。
未来我国取向硅钢需求将不断增长
电工钢亦称硅钢片，是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。
过去，高端电工钢几乎依赖进口。“以变压器用取向硅钢为例，2009年前，高等级取向硅钢核心技术被日本新日铁以及韩国浦项等少数跨国企业垄断，几乎全部依赖进口。”专家表示，不过，近年来，随着高等级取向硅钢被列入“中国制造2025战略”目录，我国关键电力设备以自主保障、避免受制于人为重点研发方向。国产高等级硅钢片在皖电东送工程后逐步应用。目前，特高压变压器/换流变用硅钢片已全部使用国产高等级取向硅钢。
以首钢为例，取向电工钢广泛应用于特变、保变、西电、ABB、西门子、GE等国内外知名变压器企业。“输配电损耗占全国总发电量的6.6％，变压器损耗占输配电电力损耗的40％。”首钢智新迁安电磁材料有限公司相关负责人表示，电力行业碳排放占比接近50％，是降碳的关键，主要通过发电系统转型及输配电系统降耗实现，主导未来电工钢向着高牌号、高硅、薄规格和高磁感的方向持续增量。
该负责人预计，随着十四五及十五五期间，国家大力发展清洁能源风电、光伏、储能等绿色能源及新能源充电桩、5G基站及数据中心等新兴用电领域。通过对新能源发电端及新兴用电等各领域取向硅钢需求预测，2023年-2030年间，国内取向硅钢新增用量250万吨-300万吨，预计2025年我国取向硅钢需求达到250万吨左右，2030年我国取向硅钢需求达到320万吨左右。
新能源领域各项标准将进一步优化
2021年6月1日，《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB 20052-2020）正式实施，新的标准各类变压器比旧版标准损耗指标下降约10％-45％不等，已优于欧盟（欧盟于2021年7月1日起执行新标准）、美国相关标准要求。
专家表示，《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB 20052-2020）成为我国变压器及电力装备产业升级的助推剂，目前已完成第一阶段的历史使命，随着经济及电力结构的变化，有必要在固化现有效果的同时对标准覆盖范围进一步延伸。
专家认为，当前，这一标准尚未覆盖的产品类型较多，导致没有统一的指标要求；同时，相关其他标准不完整、指标落后，不符合国家“双碳”战略。
“随着新能源领域快速发展壮大，需要对接能效标准；同时，非电网场景变压器设备老旧、能效低，采购未执行能效标准。”专家指出，近年来，随着光伏、风电平价、竞价上网的推广，新能源收益空间大大降低，如果不尽力压缩设备成本，项目很难通过投资评审。但如果采用高能效1、2级变压器将会给项目成本和投资评审带来很大压力。
专家举例，以新能源电站常用的110kV油绝缘双绕组变压器为例，每年节省电量约为10512kWh；负载损耗比3级变压器低1.1kW，按照利用小时数2100小时计算每年节约电量2100kWH，两者折合电价不足1万元，按照电价0.6元，基准利率8％计算，20年的净现值为3.174万元。但2级变压器比3级变压器造假约高出15％，一般在50万元以上，两者差距巨大。对此，专家建议，新标准技术指标应反映我国能源政策导向，体现节能要求。同时，新标准应与国际标准有效衔接，标准应具有科学性、先进性和可操作性。
电机节能是投入最少见效最快的减碳方式
作为电工钢应用的另一重要场景，高效电机也是我国节能降碳的最重要途径之一。
专家认为，碳达峰碳中和的过程就是电气化的过程，而电动化是电气化的最主要形式。节能增效对我国推进碳达峰工作的贡献率占比近7成，因此，绿色高效动力装备的开发应用是节能降碳的关键。
“电机减碳体量巨大。”专家透露，我国现有电机保有量约31.4亿千瓦，年耗电量约占全社会用电量的60％，工业用电的75％。2021年，全国工业用电量为55090亿千瓦时，以当年火电比例68.8％计算，单位电量二氧化碳排放577克/千瓦时计算，全国电机的二氧化碳排放总量在23.8亿吨左右，接近全社会二氧化碳排放量的1/4。
专家认为，电机节能是投入最少见效最快的减碳方式。相对其他新能源方案，减少相同体量的二氧化碳，电机节能的资金投入更少，且不增加额外的场地与设备；相对锅炉、柴油机等其他动力装备，电机单体价格更低，更新换代更灵活便捷。按照我国《电机能效提升计划（2021-2023年）》的部署：到2023年，仅高效节能电机一项可减排二氧化碳2800万吨，政策相应立竿见影。
“从2022年电机能效提升已完成的情况看，高效节能电机年产量为1.67亿千瓦，在役高效节能电机占比14.8％左右，实现年节电量360亿千瓦时，相当于年节约标准煤1110万吨，减排二氧化碳2070万吨。”专家表示，考虑新能源在技术、安全、社会效应等方面的风险过渡期，电机节能在未来相当长的一段时间，仍是我国“双碳”航路上的压舱石。
（内容来源于中国环境报、不锈钢及特种合金联盟）
