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2024年10月12日

電弧爐集塵灰循環再利用、爐碴回收公司,鋼聯(6581.TW)

循環經濟產業掛牌的公司愈來愈多,已經形成一個小族群。這邊就來簡單理解一下電弧爐集塵灰回收、爐碴循環再利用公司,鋼聯。


鋼聯,生產製程係向電弧爐鋼鐵業者收取集塵灰後,運用其自行研發的製程及配方,透過旋轉窯爐從中分離取得氧化鋅,並將氧化鋅銷售予國內外化工與煉鋅廠。


近年來營運及獲利能力表現皆優,加上積極跨入新業務,包括:水洗飛灰再利用、汙泥處理、鋅錳乾電池處理業務.....。並於 105 年 7 月轉投資成立持股 100% 之台鋼資源,從事電弧爐鋼鐵廠生產過程產生之還原碴安定化與再利用業務。


鋼聯是由鋼鐵業者共同成立的,股東成員包括豐興、東和、桂宏、威致、協勝發、震台、龍慶、金興、聯成、漢華、海光及金永勝十二家。


電弧爐集塵灰資源化處理流程主要是以旋轉窯高溫冶煉設施處理集塵灰,回收集塵灰中之粗氧化鋅。採用之處理方法因考慮到集塵灰本身之性質及特性以及國際通用技術趨勢,所以 20 年前引進高溫冶煉資源回收製程,以處理電弧爐煉鋼業所產生的集塵灰(EAF Dust),二座窯設計年總處理量為 198,900 公噸。公司採用之 Waelz Kiln Process 此處理程序在歐美、日本應用於集塵灰處理已有數十年之歷史,屬商業化成熟穩定之技術。


電弧爐集塵灰高溫冶煉產生之主、副產品分別為氧化鋅及爐碴。經旋轉窯冶煉後所產出之氧化鋅自集塵設備(旋風及袋式集塵器)收集後,約 91%出口銷售予日本和歐洲等國家金屬精煉業者,進行鋅錠提煉資源回收再利用(精煉成 99.995%純鋅錠),而其他 9%銷售至台灣、再製成鋅白,做為鞋業及輪胎業等之添加劑。 


產製過程中產生之爐碴係為經濟部37號之無害可資源再利用物,先經破碎、磁選回收鐵金屬後,剩餘之下腳料則作為控制性低強度混凝土及一般混凝土級配料及道路及路基填地等級配替代材料。


鋼聯產線及產能

鋼聯有二座旋轉窯高溫冶煉製程,年總再利用環評核可量為 198,000 公噸。 2023 年鋼聯集塵灰實際再利用處理量:119,140 公噸。 2023 年非集塵灰廢棄物 ( 污染土壤、焚化飛灰、含鋅產品、固體衍生燃料 SRF、電鍍污泥及鋅含量大於 2.5% 集塵灰 ) 實際再利用處理量:24,401 公噸。


台鋼資源產線及產能

台鋼有資源五座蒸壓釜,年操作許可量為 229,500 公噸。 爐碴破碎磁選篩分,年操作許可量為 300,000 公噸。 2023 年台鋼資源共計處理煉鋼還原碴 165,102 噸、煉鋼氧化碴 3,144 噸及鋼聯旋轉窯碴 98,289 噸,貢獻合併營收約 20%。 2023 年鋪面工程基底層級配料、混凝土粒料 ( 含瀝青 )、控制性低強度回填材料用粒料申報生產量合計:252,539 公噸。 2023 年控制性低強度回填材料及非構造物混凝土申報生產量 78,898 立方公尺。


還原爐碴再利用上之最大疑慮在於本身體積之高膨脹率,原因本身含有大量未反應完之生石灰,這些未反應完之氧化鈣會以游離氧化鈣 (Free-CaO) 之形式存在,易與水及二氧化碳反應消解成氫氧化鈣及碳酸鈣。在游離氧化鈣轉換成氫氧化鈣之過程中,爐碴體積會膨脹, 造成所謂道路膨脹,牆壁長痘痘之社會案件。


鋼聯出資成立台鋼資源子公司,主要安定化處理還原爐碴,利用高壓高溫資源化技術將爐碴加速安定化,穩定後之爐碴不再膨脹,成為可用之資源化產品,搭配處理鋼聯旋轉窯爐碴,使鋼聯達成 100% 循環經濟再利用模式。


鋼聯內共設置兩座再生粒料專用預拌混凝土廠,跨足爐碴預拌混凝土業,專廠專用流向完全掌控,並持續與下游廠商完成簽約並供貨。

目前鋼聯正積極增加其他有害事業廢棄物及污染土壤再利用許可項目,增加營收。鋼聯在環評新增廢棄物業務,已取得至少 18 項替代原料、燃料再利用資格,如:電鍍污泥、 焚化飛灰、SRF、具熱值廢棄物及含鋅產品等類別,去年處理噸數達 22,387 噸、貢獻全年營收 1.77 億元。


以下為鋼聯其他有害事業廢棄物及污染土壤再利用許可項目

主要原料類:

(1)其它製鋼廠集塵灰

配合轉型為集塵灰 ( 廢棄物代碼:A-7101) 通案再利用廠,除既有煉鋼廠外,將增加收受國內其他電爐製鋼廠 ( 含碳鋼及不鏽鋼電爐廠 )。最大處理量為28,000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


(2)棄置場所集塵灰

新增收受國內各棄置場所集塵灰 (A-7101),可提供妥善之去化管道,加速並活化國土利用。最大處理量為25,000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


(3)廢鋅 ( 單一金屬 )

各產業製程產出之廢鋅 / 渣 / 灰 (R-1303) 等鋅含量在 40% 以上的廢棄物。最大處理量為4,000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


(4)再利用或處理機構鋅含量 15~40% 產品

增加收受再利用或處理機構所產出之鋅含量 15~40% 較 低純度但銷售困難之產品,但可作為本公司旋轉窯高溫 冶煉製程之原料,予以資源化回收成為產品粗氧化鋅。最大處理量為4,000噸/年。允收標準Zn ≥ 15%。


(5)廢鋅錳鹼性電池

協助環境部基管會解決國內廢電池尚欠缺妥善最終處理機構問題,將增加收受廢鋅錳鹼性電池,並將廢電池中有價鋅金屬資源經由旋轉窯高溫冶煉予以回收成為產品粗氧化鋅。最大處理量為4,000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


(6)鋅含量≧ 2.5% 集塵灰或污泥 ( 如水五金、鋅銅合金產業等 )

增加收受其他產業鋅含量≧ 2.5% 之集塵灰或污泥之來 源 ( 如水五金、銅鋅合金產業 )。最大處理量為2,000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


(7)電鍍脫水污泥

增加收受電鍍製程經廢水處理廠處理後所產出之鋅含量 ≧ 2.5% 之脫水污泥 (A-8801),該廢棄物主要成份為重 金屬,但可經由本廠旋轉窯高溫冶煉製程資源化回收成 為產品粗氧化鋅,並可達成廢棄物妥善 100% 資源化處 理去化之目的。最大處理量為2,0000噸/年。允收標準Zn ≥ 2.5%。


副原料類:

(8)垃圾焚化廠及公民營廢棄物處理機構焚化爐焚化飛灰

垃圾焚化廠及公民營廢棄物處理機構設置之焚化爐產 出之焚化飛灰,氯含量≦ 3%,可替代旋轉窯高溫冶 煉製程之副原料消石灰 / 石灰,提供妥善之去化管道, 減少既有焚化飛灰必須固化長期掩埋所衍生之問題, 更可減少國內掩埋場用地需求延長使用壽命而活化國 土資源,達成廢棄物資源化零廢棄目的。最大處理量為3,5000噸/年。允收標準Cl ≤ 3%。


燃料類:

(9)RDF( 或 SRF) 固態 衍生 ( 再生 ) 燃料

增加收受 RDF( 或 SRF) 固態衍生 ( 再生 ) 燃料產品, 經旋轉窯高溫冶煉製程可再利用做為製程輔助燃料, 不僅可協助工業局解決去化問題,亦符合政府推動循 環經濟廢棄物能源化政策。最大處理量為3,0000噸/年。熱值kcal≥1,500。


(10)具熱值固體 ( 事業 ) 廢棄物

增加收受具有熱值 ( 允收熱值≧ 1,500 kcal/kg) 固體事 業廢棄物或經中央或地方環保主管機關專案核准且經 前處理篩分後所產出具有熱值之固體廢棄物,經旋轉 窯高溫冶煉製程可再利用做為製程輔助燃料,亦符合 政府推動循環經濟廢棄物能源化政策。最大處理量為3,0000噸/年。熱值kcal≥1,500。


(11)電爐煉鋼廠廢濾袋

增加收受煉鋼廠廢濾袋 ( 允收熱值≧ 1,500 kcal/kg), 經旋轉窯高溫冶煉製程再利用不僅可提供製程所需之 輔助熱能,且可將殘餘集塵灰中之有價金屬 ( 鋅 ) 予以 回收再利用,可提供該項廢棄物之妥善處理途徑,亦 符合政府推動循環經濟廢棄物能源化政策。最大處理量為3,0000噸/年。熱值kcal≥1,500。


(12)一般污染土/有害污染土/油污染土

土壤及地下水污染可能因工業製造、生產過程中原料存放、產品製程 及廢棄物質處理不當所致,污染地點可能為仍運作之工廠、停止生產之工 廠或其他非法棄置地區,土壤污染物種類中以重金屬污染場址數最多,包 括銅、鎳、鋅、鉻及鎘等,占總比例之 92.94 %。


公司生產技術係以旋轉窯爐高溫冶煉方式處理,將污染土壤替代矽砂副原料,因此成本相對傳統方法技術較低且品質穩定,訂價上較有競爭力。此外,本公司旋窯可處理高濃度之重金屬、毒性物質污染之土壤,在同業間產生重要區隔,競爭優勢強。

產業概況

全球資源在人類近幾十年來過度開發與使用下,已逐漸匱乏,世界各國已逐漸體認金屬資源有限,故追求資源永續利用與發展,成為維繫人類未來經濟活動之重要關鍵。在各項溫室氣體減量措施中,資源再生被視為屬低成本且較具減量效益之方式。因此,世界各國皆以「資源有效利用」作為環境政策的新方向與環保施政重點。


廢棄物產生量多寡與資源有效運用具高度關聯性,由於工業廢棄物種類多及成分複雜,如何將其轉化為提供各產業作為替代原物料之新資源,使資源得以循環再生於產業間,邁向資源永續發展之循環型社會,資源再生產業扮演著相當重要的角色。


在全球環保趨勢下,廢棄物資源化已然成為本世紀重要的新興產業之一。所謂廢棄物資源化乃指將各事業之廢棄物回收後再生成原料或產品而言。


國內依「公民營廢棄物清除處理機構許可管理辦法」,事業廢棄物機構可分為清除機構、處理機構及清理機構。清除機構係指接受委託清除廢棄物至境外或該委託者指定之廢棄物處理廠,處理機構為接受委託處理廢棄物之機構,清理機構則可同時執行清除及處理業務。鋼聯歸屬於可同時執行清除及處理業務的機構。


A. 電弧爐煉鋼廠廢棄物處理之產業現況

近年來我國工商業快速發展,事業廢棄物在量方面亦急遽增加,面對我國及其他工業先進國家數起由有害廢棄物引起之公害事件,使得國人逐漸瞭解有害廢棄物不當處置之嚴重性。此外,由資源有效利用之觀點來看,台灣地狹人稠的先天條件使得掩埋場地的取得非常困難,面對掩埋場逐漸飽和的窘境,廢棄物減量及資源化乃唯一可行的方法。


且「廢棄物」與「資源」的界定只是一念之間,若能有效利用不但可減輕環保的負擔,更能降低原料成本並製造商機,讓地球資源得以衝份利用。


目前國內電弧爐煉鋼廠一年產生約達 13~16 萬公噸之集塵灰,而早期國內尚無足夠之處理設備來回收集塵灰廢棄資源物,導致國內集塵灰貯存量超過 50 萬噸 以上,若無適當之處理設施,不肖業者任意傾倒之現象將更為頻繁。


電弧爐煉鋼廠於煉鋼過程中會產生煙塵,以集塵機收集後,稱之為電弧爐煉鋼集塵灰,電弧爐煉鋼集塵灰係屬於 「有害事業廢棄物認定標準」中之製程有害事業廢棄物,因此必須妥善處置以防止造成環境衝擊。由於電弧爐煉鋼廠所產生之集塵灰粒徑小,並含有害物質,若任意棄置或處理不當,將對環境造成嚴重衝擊。


鑑於此,「事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準」第 20 條乃規定,鋼鐵業集塵灰應先經 中間處理,其處理方法需以資源回收、穩定法或固化法處理,以避免該有害廢棄物造成二次污染。但固化及穩定化之最終處置場有限,且處置場之設置也將衍生後續環境問題,故一般以資源化處理方式為主。


另依「廢棄物清理法」第 28 條第 3 項之工業廢棄物共同清除、處理機構管理輔導辦法, 為鼓勵具相同製程之事業,共同解決所產生之事業廢棄物, 以妥善解決廢棄物清理問題,因此環保署及經濟部工業局乃輔導業者推動設置事業廢棄物共同聯合處理體系。


鋼聯為配合政府環保政策,積極處理電弧爐煉鋼業所產生之有害事業廢棄物集塵灰,並經行政院環境保護署、經濟部工業局共同輔導,於民國 84 年 5 月設立之「台灣區電弧爐煉鋼業廢棄 物共同處理體系」集塵灰資源再生廠,係屬於處理集塵灰之環境保護事業,除可有效解決國內電弧爐煉鋼業集塵灰之處置問題,並可回收集塵灰中有價重金屬如鋅、鉛等。


而製程所產出知爐碴可符合 TCLP 溶出標準,屬一般事業廢棄物, 且於 95 年 3 月由經濟部公告為公告第 44 號可再利用爐碴,為砂石業者或混凝土之良好材料資源。


目前全世界產出之電弧爐煉鋼業集塵灰中,僅極小部份以固化掩埋的方式處理,絶大部份進行有價資源之再生。電弧爐集塵灰中富含有 18%-24%之有價金屬-鋅,比鋅礦產中僅含有 5%-6% 金屬-鋅高出很多,因此資源回收價值高。而目前全世界對鋅錠之需求量以中國高居全球第一,因此在全球鋅礦有限資源之開採限制下,電弧爐集塵灰有價金屬-鋅之資源回收更顯日益重要的全球化趨勢。


鋼聯處理集塵灰後之產品為粗氧化鋅,係屬資源回收二次料,主要可供應國外煉鋅廠取代部份鋅礦作為煉鋅的原料,所以產品銷售供不應求,其價格與 LME 倫敦金屬交易市場鋅金屬價格連動,因此受國際景氣狀況與國際鋅價影響很大。


B. 國內廢污土壤整治概況

國內事業廢棄物主要來自工業、營建、農業、醫療、學校、國防等來源,其中石化工業及化學工業造成的土地污染以及營建業產生的廢棄土方均屬環保規定的廢汙土壤範圍,因此國內各大企業整治受污染之廠房場址專案的市場孕育而生。


近年來因廢棄物不當掩埋或棄置,造成各地非法棄置場址污染土壤及地下水事件,均是因工業廢棄物未妥善處理所間接造成土壤及地下水污染。國內「土壤及地下水整治法」通過後,針對評估判定之低危害性場址長期堆置廢棄物對附近土壤及地下水之影響,陸續調查發現各處污染場址。


目前公告非法棄置場址之土壤及地下水列管場址中控制場址 344處、整治場址 104 處、地下水限制地區 33 處。顯示未來所需整治污染土壤之棄置場址仍多。


由於目前國內掩埋場處理污染土壤去處存在以下問題: 

(A) 國內既有最終處置設施容量將逐漸不足:可收受之掩埋場將因剩餘掩埋年限以及掩埋容量的不足,使得掩埋場採限量進場,或是縮短年限。 


(B) 污染土壤經中間處理及再利用之產品去化問題:國內重金屬污染土壤處理專業技術缺乏,濕法處理衍生廢水二次污染問題,火法技術高溫且成本昂貴,該些污染土壤經處理後所產生之物質品質不定,又因民眾對既有處理業者觀感不佳及對其品質質疑等問題,造成銷售去化不易,故再利用管道因此受限。


鋼聯生產技術係以旋轉窯爐高溫冶煉方式處理,將污染土壤替代矽砂副原料,因此成本相對較低且品質穩定。


C. 國內飛灰處理概況

垃圾焚化飛灰全台年產量約十餘萬噸,因重金屬含量高為有害廢棄物,目前焚化廠大都採水泥固化法處理後送掩埋場掩埋。但台灣地區地狹人稠環,環保意識高漲,現有掩埋場即將飽和,而新建掩埋場極為困難,因此長遠妥善去化通路受限。 


飛灰氯離子含量甚高,不適用鋼筋混凝土結構,因此必須經過適當除氯流程,水洗後才可進行後段之安定化與再利用。全台有多座大型垃圾焚化爐,每年產生之灰渣數以萬噸計,其中焚化飛灰(含反應生成物)目前大都採水泥固化法並添加化學螯合劑處理後送掩埋場掩埋。其主要優點為成本較低、操作簡單、技術要求不高。


惟水泥固化法如使用多重毒性特性溶出試驗 MTCLP 以探討飛灰固化之長期溶出潛勢,當萃出液之 PH 達酸性狀態時,飛灰中之重金屬如鎘鉛等仍有可能溶出。但如添加足量水泥,則可有效降低重金屬之溶出,惟將大幅增加成本及固化物之數量,對掩埋場亦極為不利。 


鋼聯係以旋轉窯高溫冶煉技術處理,將水洗過之焚化飛灰取代石灰副原料,因此成本相對較低且無固化處理的掩埋容量問題。


產業上、中、下游之關聯性

(1)集塵灰

鋼聯目前主要業務仍集中於國內電弧爐煉鋼廠有害事業廢棄物集塵灰之清除、處理,因此上游即為國內電弧爐煉鋼業者,該煉鋼業者係以廢鋼(鐵)為主要原料透過高溫冶煉製成鋼胚銷售。


在電弧爐熔煉過程中,將回收廢鐵、廢鋼經電弧爐高溫熔煉後製成鋼材,殘留物為爐碴,煉鋼過程排放的懸浮微粒及氣體,收集之後稱為「集塵灰」,因煉鋼原料來自進口的廢鐵、廢五金,故煉鋼後殘留之集塵灰,通常含鋅、鉛、鉻、鎘等重金屬。集塵灰成分中之重金屬,由鐵及鋅等有價金屬佔大宗,若能將其中具經濟價值之金屬氧化物回收,其餘氧化物用作建材原料,不但能減輕環境負擔,更能開拓資源回收再生的商機。 


公司下游廠商主要為國際煉鋅廠及國內外化工廠等,主要係因粗氧化鋅產品可銷售予鋅冶煉廠,生產純鋅錠金屬製品,或銷售予化工廠提煉精製 ZnO 及 ZnCO3,並供應橡膠、鞋業、工業製品及窯業製品做為添加劑,以達資源化處理之目的。


鋼聯主要客戶為日本、泰國、比利時及波蘭最具規模的大型煉鋅廠,合計約佔鋼聯超過 89%之銷售量,另客戶還有國內外數家化工廠,化工廠客戶合計約11%。


(2)爐碴

鋼聯製程之最終產物旋轉窯爐碴係屬性質安定且可 100% 再利用之一般事業廢棄物,為 「經濟部事業廢棄物再利用管理辦法」35 號公告可再利用做為水泥原料、水泥製品混凝土粒料、瀝青混凝土粒料、瀝青混凝土粒料原料、非結構性混凝土粒料原料或鋪面工程之基層、底層級配粒料原料等用途。


公司產出爐碴,主要委由子公司台鋼資源製成土木再生粒料產品,並進入營建工程粒料循環,使鋼聯達成 100% 循環經濟再利用模式,零廢棄物產生,為國內外循環經濟典範。此外,台鋼於 109 年底完成兩座再生粒料專用預拌混凝土廠之設置,跨足爐碴再利用產製綠色環保建材,並專廠專用以完全掌控其流向,善盡企業責任。

優勢

氧化鋅是鋅的一種氧化物,難溶於水,可溶於酸和強鹼。氧化鋅是一種常用的化學添加劑,廣泛地運用於輪胎、橡膠、電子產品、化學品、塗料、農業及陶瓷上。氧化鋅主要應用在輪胎和製陶業,約佔7成。


礦廠開採鋅礦投資金額高,風險大。煉鋼集塵灰,因料源穩定,所產出之氧化鋅成份穩定,且相較於礦廠,鋼聯供貨交期穩定。隨著鋅的應用需求增加,鋅精礦數量減少,未來鋅金屬資源缺乏的情況下,資源循環再利用是非常重要的,資源再生之設備及技術亦成功之關鍵。


鋼聯近年來針對設備不斷的改善,降低成本,所產出之氧化鋅,相對於對國際鋅冶煉廠進貨價格較鋅礦便宜,目前係供不應求之狀況。


鋼聯,是一家電弧爐集塵灰、爐碴循環再利用公司。近5年ROE為12%,24%,15%,12%,11%。毛利率為43%,57%,55%,46%,45%。資產負債率為10%,13%,14%,30%,24%。以2023年為例,公司營收以氧化鋅銷售佔62%,清除再利用佔36%,混泥土銷售佔2%。銷售區域以日本佔32.77%,歐洲佔19.09%,泰國佔5.01%,氧化鋅(台灣)佔5.6%,清除再利用佔35.66%,其它佔1.87%。鋼聯最大兩大客戶分別是MMS佔營收25.44%,TFG佔營收16%。


競爭/市佔率

國家對環保的重視程度越來越加深,如推行節能減碳、資源回收等。由於電弧爐集塵灰富含鋅、鐵、鉛、鎘等重金屬,故國內外處理方式多採資源回收再利用,主要技術為 「高溫冶煉(Pyro-metallurgical process)」佔全世界 90%應用, 「高溫冶煉」為國內現行處理/再利用機構所採用技術。目前國內集塵灰處理/再利用機構資料如下表:


鋼聯乃目前亞洲最大之電弧爐集塵灰鋅資源回收廠,112 年清除處理量為 119,140 公噸電弧爐集塵灰,目前國內電弧爐集塵灰總產出量,超過 80%係由鋼聯處理,鋼聯位居國內電弧爐煉鋼廠集塵灰處理產業市場之龍頭地位。且技術水平已達國際一流水平。

景氣循環

鋼聯主要係處理電弧爐煉鋼廠於煉鋼過程中所產生之電弧爐煉鋼集塵灰,一般煙塵發生量約為 鋼鐵產量之 1.2%~1.8%,故原料來源受鋼鐵業景氣與集塵灰多寡影響。


公司所生產之高附加價值有價金屬-氧化鋅,係處理電弧爐煉鋼廠之集塵灰而獲得,其氧化鋅產量與處理電弧爐煉鋼廠集塵灰數量多寡存在高度正相關,故當鋼鐵業景氣衰退時,電弧爐煉鋼廠產量降低會導致生產製造過程所產生之集塵灰亦隨之減少。


氧化鋅價格受國際鋅價(LME 鋅價)波動影響

公司從集塵灰中收取的氧化鋅,其價格與 LME 國際鋅價呈現亦步亦趨的走勢,當 LME 鋅價上揚或下降時,銷貨給客戶的氧化鋅價格亦隨國際鋅價上漲或下跌,進一步影響公司整體營收與毛利。

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