Как устроена экономика черной металлургии в России и в мире: инвестиционный обзор рынка?
Опубликованная ниже статья - это не обзор на конкретную дату и не анализ того, что с компаниями из анализируемой отрасли может произойти в ближайшем будущем. Мы постарались абстрагироваться от текущей конъюнктуры, и попробовали собрать самое главное о том, что влияет на рассматриваемую отрасль в долгосрочном периоде, включая закономерности, которым подчиняются основные составляющие денежного потока участников рынка. Как любая модель, данная статья представляет собой упрощение - сказанное ниже не обязательно будет в точности применимо к любой компании из отрасли. Тем не менее, мы надеемся, что статья будет полезна тем инвесторам и аналитикам, которым необходимо быстро познакомиться с отраслью, чтобы в дальнейшем выводы, сформулированные в статье, дополнить результатами собственного анализа на конкретную дату и для конкретной компании.
Цепочка создания стоимости
Черная металлургия - отрасль, занимающаяся производством черных металлов. К черным металлам относят железо и его сплавы (стали, чугуны, ферросплавы), а также хром, марганец и ванадий. Чистое железо в промышленности не используется (так как легко подвергается коррозии, проще говоря, ржавеет), только в составе сплавов (которые имеют повышенную устойчивость к коррозии). И сталь (steel), и чугун (pig iron) - это сплав железа с небольшим количеством углерода (в стали процент углерода ниже). Сталь обладает большей прочностью и пластичностью, чем чугун. Сталь в основном используют там, где необходимо получить большое количество стандартизированных и недорогих деталей несложной формы - для изготовления изделий из стали применяют методы обработки металла давлением (формовка, гибка, резка и пр.). Чугун сегодня имеет нишевое применение - его в основном применяют там, где необходимо получить детали сложной формы (блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коленчатые валы дизельных двигателей и т.п.) - для изготовления таких деталей применяют процессы литья. Другие черные металлы также имеют нишевое применение в конкретных отраслях промышленности. Сталь - это самый крупный в мировом масштабе рынок черных металлов. Далее в этой статье мы будем использовать термины черная металлургия и производство стали в качестве синонимов.
Производственную цепочку в черной металлургии можно достаточно четко разделить на четыре основных этапа:
- Добыча сырья (upstream). Основным сырьем в черной металлургии являются железная руда (Fe2O3) и коксующийся уголь (разновидность каменного угля, отвечающая ряду технологических требований). Процесс добычи в целом аналогичен процессу добычи других твердых полезных ископаемых. Железная руда после добычи измельчается до состояния окатышей. Экономика добычи угля подробно разобрана в этой статье.
- Производство(выплавка) стали (midstream). В рамках непрерывного технологического процесса на предприятиях черной металлургии из железной руды получают сырую сталь (crude steel) - чистый металл с незначительным содержанием углерода. Сталь производится в виде металлических чушек - кусков цельного железа различной формы (параллелепипед, трапеция и пр).
- Производство первичных металлургических изделий(downstream). На металлообрабатывающих предприятиях из стальных чушек производят стандартную номенклатуру металлических изделий - трубы, рулоны металлического проката, арматуру и пр. Эти изделия чаще всего сами по себе не являются годовой продукцией. Они могут быть использованы по-разному в зависимости от потребностей конкретного заказчика.
- Производство широкой номенклатуры металлических изделий. На этом этапе типовые виды металлических изделий обрабатываются с помощью процессов металлообработки (формовка, раскройка, сварка и пр.) превращаются в конечную продукцию широкой номенклатуры - садовый инвентарь, заборы, детали автомобилей и пр.
В этой статье речь пойдет только о первичной выплавке стали и производстве первичных металлургических изделий (этапы номер два и три).
Факторы, влияющие на спрос на сталь
Приблизительно половина мирового потребления стали приходится на сферу строительства (construction) - включая не только строительство зданий и сооружений (жилого и коммерческого назначения), но и многочисленной инфраструктуры (рельсы для железных дорог, перекрытия для мостов и пр.). Заметный объем (около 15%) потребления приходится на транспортную отрасль - сталь остается основным материалом для производства транспортных средств. Остальной объем потребления приходится на широкий спектр отраслей - энергетику, производство промышленной и потребительской техники, потребительских товаров и пр. Поэтому чаще всего для оценки потенциального спроса на сталь используют ожидаемые и фактические темпы экономического роста в конкретной стране. При этом надо учитывать, что эта зависимость особенно сильно проявляется в развивающихся странах - с ростом экономики и доходов растет спрос на сталь, однако при достижении определенного уровня дохода (по разным оценкам 30 тысяч долларов в год на человека), спрос на сталь перестает расти вместе с ростом экономики. Это связано с перемещением спроса в сторону высокотехнологичной продукции (электроника, самолеты, сложная техника), при производстве которой сталь почти не используется (в этом сегменте лидирует алюминий и другие цветные металлы).
Спрос на сталь является эластичным по цене. Это связано с тем, что сталь потребляется в отраслях, ориентированных на производство капитальной продукции (потребители в зависимости от уровня цен могут регулировать сроки приобретения такой продукции). И хотя данные разных исследований отличаются, в среднем коэффициент эластичности находится на уровне -0.7-1 (умеренная эластичность по цене - по модулю выше, чем у товаров, первой необходимости, но сильно ниже, чем у товаров роскоши). Эластичность по доходу, как уже было сказано, зависит от уровня доходов в стране - при определенном уровне доходов спрос на сталь начинает слабо зависеть от уровня доходов.
Эластичность по ценам товаров-заменителей - умеренная. Как и для большинства материалов, сталь в разных нишах может быть в разной степени заменена другими материалами. Серьезным минусом материала является его вес - в тех отраслях, где есть необходимость уменьшить массу изделия (например, в автомобильной промышленности это позволяет сократить расход топлива), сталь может быть заменена алюминием или более легкими композитными материалами (обладающими при этом необходимыми прочностными характеристиками). При этом конкурентным преимуществом стали остается цена - в пересчете на тонну она стоит существенно меньше своих более технологичных заменителей.
Факторы, влияющие на предложение стали
На сегодняшний день доступные мощности по производству стали избыточны (уровень их использования составляет 70-80%), поэтому основные фонды не являются фактором, ограничивающим объем производства. Как результат, основным ограничивающим фактором является себестоимость производства (в первую очередь стоимость железной руды и коксующегося угля). Если себестоимость производства (по переменным издержкам) становится ниже цен на сталь, то часть предприятий (компании с наиболее высокими издержками) сокращают объемы производства (например, начинают работать только на собственном сырье, отказываясь от использования дорогого покупного сырья). И наоборот, при снижении цен на сырье, часть производителей способна вывести на рынок дополнительные объемы металла и по более низкой цене, оставаясь при этом прибыльными.
Таким образом, кривая предложения в краткосрочном и среднесрочном периодах определяется издержками производителей. Эти издержки существенно отличаются у разных производителей. Они включают стоимость добычи или покупки руды и угля, стоимость энергии и труда, расходы на транспортировку. Каждый из компонентов может варьироваться в широком диапазоне (например, расходы на сырье определяются геологией конкретного карьера). Дифференциация издержек у разных производителей определяет положительный наклон кривой предложения (предложение эластично по цене).
Технология производства
Существуют две основные технологии получения стали - мартеновский метод (Blast Furnace and Basic Oxygen Furnace, BF-BOF) и электросталеплавильный метод (Electric Arc Furnace, EAF). В прошлом для получения стали применялись и другие технологии, но сегодня все металлургические заводы строятся вокруг одной из этих двух технологий (мартеновский метод пока преобладает).
Мартеновский метод
Основа данной технологии - мартеновская печь (blast furnace), она же доменная печь или домна. Домна - это особый вид печей, который позволяет нагревать сырье до температуры около 2000 градусов по Цельсию. В печь загружаются железорудные окатыши, коксующийся уголь и известняк, которые нагреваются под действием поступающего в печь воздуха. В печи непрерывно протекают следующие химические реакции:
O2 (горячим воздухом) + 2C => 2CO
Fe2O3 (железная руда) + CO => 2FeO + CO2
2FeO + CO => CO2 + Fe (выпускается как чугун)
CO2 + C (из кокса) => 2CO
В первой реакции коксующийся уголь (состоящий из углерода) реагирует с кислородом воздуха с образованием угарного газа СО. Угарный газ реагирует с окатышами железной руды (оксидом железа) с образованием чистого железа (фактически это пока ещё чугун, а не сталь, так как в нем остается большое количество углерода). Цикл повторяется многократно.
Основной процесс кислородной печи (basic oxygen furnace) - это метод первичной выплавки стали, при котором обогащенный углеродом чугун (pig iron), подаваемый из доменной печи, превращается в сталь. Первоначально он был разработан в начале 1950-х годов в австрийских городах Линц и Донавиц и поэтому называется процессом LD.
На плавильной станции (steel refining facilty) жидкую сталь из кислородной печи перемешивают с инертным газом (таким как аргон), для «очистки» стали от примесей. Примеси, такие как оксид алюминия (Al2O3) и сульфиды марганца (MnS), прикрепляются к пузырькам газообразного аргона и всплывают на поверхность стали, поглощаясь слоем шлака над сталью. Химический состав стали дополнительно уточняется путем добавления кальция, алюминия или ферросплавов по мере необходимости и стабилизируется за счет перемешивания материала.
Далее сталь попадает на процесс кастинга (continuous casting) - пропускается через специальные каналы установленной формы (один кусок отделяется от другого через определенный интервал времени). В результате получаются стальные чушки в форме похожей на трапецию - в зависимости от соотношения их ширины и высоты они делятся на слябы (slab), блюмы (bloom) и баббит (bibet).
В полученной стали процент углерода снижается до 0-2% в зависимости от сорта и технологии (в составе другого сплава железа и углерода - чугуна - процент углерода от 2% до 6%). Сниженное содержание углерода улучшает прочностные характеристики стали.
Мартеновская печь - это непрерывное производство. В ней необходимо постоянно поддерживать нужную температуру, ее остановка может привести к разрушению материала ее стен.
Электросталеплавильный метод
В реакторе железная руда (оксид железа Fe2O3) под воздействием восстановителя (обычно природный газ) превращается в твердый сплав, содержащий 90-97% железа (остальное - углерод и примеси). Такое процесс называется горячим брикетированием железа (direct reduction). Такая предварительная подготовка необходима, так как электродуговые печи обычно не могут работать с железной рудой.
В дуговой электропечи (electric arc furnace) электрическая энергия используется для нагрева стали. Электрические дуги большой мощности, передаваемые через графитовые электроды, проходят через лом, выделяя тепло и превращая лом в жидкую сталь. Жидкая сталь поступает на последующие этапы производства.
Жидкая сталь поступает на плавильную станцию и весь дальнейший процесс описан тому, что используется при мартеновской технологии. На выходе также получаются стальные чушки разных видов (crude steel).
Обратим также внимание, что технология допускает использование в качестве сырья металлического лома. В этом случае лом обычно сразу помещается в дуговую электропечь (этап горячего брикетирования отсутствует), где плавится до жидкого состояния, а затем проходит все те же самые этапы производства.
Производство металлопроката и труб
Вне зависимости от того, какой метод производства сырой стали был использован, дальнейший производственный процесс отличаться не будет.
Нагревательные печи (reheat furnace) используются на станах горячей прокатки для нагрева стальной заготовки (слябов) до температур около 1200 ° C, что подходит для пластической деформации стали. После нагрева заготовка попадает на прокатный стан (strip mill) - основной станок на этом этапе производства. Прокатный стан — комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла при сдавливании его между вращающимися валками. В результате металлическая заготовка меняет свою форму и внутреннюю структуру. Как правило, после прохода через прокатный стан стальная чушка превращается в металлический лист нужной ширины. Его можно нарезать на куски (hot roiled sheets), а можно "скатать" в виде рулона (hot rolled coils, HRC).
Горячекатаный прокат сам по себе является готовой продукцией. Так как в горячем виде сталь деформировать проще, себестоимость горячекатаного проката производства существенно ниже, чем у холоднокатаного (для производства последнего нужно потратить гораздо больше энергии, так как в холодном виде сталь деформировать сложнее). Но в горячем виде сложно обеспечить точную геометрию стали - поэтому HRC обычно применяют в тех отраслях, где точный размер изделия не столь важен (конструкционные материалы в строительстве и пр.). Часть HRC направляют на станы холодного проката, где получают куски холодного проката в виде листов или рулона (cold rolled coils, CRC). Более дорогие и точные по своей геометрии CRC находят свое применение в машиностроении и целом ряде других отраслей.
Из горячекатаного проката получают также стальные трубы (pipe products).
Из блюмов и баббитов получают трубки (seamless tube), арматуру (rods) и различные виды металлических профилей и заготовок различной формы (structural mill). Арматура используется в строительстве. Трубки (tubes) отличаются от труб (pipes) в первую очередь тем, что используются как конструкционный элемент (их полая форма позволяет снизить общую массу конструкции с минимальными потерями конструкционных характеристик), в то время как трубы - в основном для перемещения жидкостей и газов. В магистральных нефтегазопроводах (где требуется выдерживать огромное давление жидкости) тоже используют в основном трубки из-за того, что они представляют собой единую (литую) конструкцию, в то время как для соединения труб применяется сварка.
Структура и основные драйверы себестоимости производства стали
В структуре денежной себестоимости (без учета амортизации) стали преобладают переменные затраты - до 90% от общего объема затрат. Ключевые составляющие переменных затрат - это основное сырье (железная руда и кокс), энергия и расходные материалы (флюсы, электроды, огнеупоры, кислород, инертные газы и пр.). При мартеновском методе кокс выполняет две функции - используется в качестве топлива (как энергия) для разогрева печи, а также как реагент, восстанавливающий чистое железо из железной руды (оксида железа). Тем не менее, в рамках данной статьи будем считать кокс основным сырьем, а не компонентом энергетических расходов металлургического производства (в том числе из-за того, что в данном технологическом процессе кокс нельзя заменить другим видом топлива, таким как природный газ).
Около 75% от величины переменных затрат металлургического предприятия составляет стоимость основного сырья - железной руды и коксующегося угля. Далее следуют химические реагенты - ещё около 10-15%.
Около 10% процентов себестоимости приходится на энергетические расходы. На металлургическом предприятии обычно, помимо коксующегося угля, используется четыре источника энергии - природный газ, уголь, электричество и побочные газы (в первую очередь blast furnace gas и ещё ряд газов, данные газы образуются как побочный продукт в процесс работы доменной печи и используется для обеспечения энергией других технологических процессов предприятия). Энергия используется в первую очередь для нагревания выплавляемого сырья в различных технологических процессах (в силу того, что большинство процессов осуществляется при высокой температуре). Природный газ, уголь и побочные газы в целом взаимозаменяемы - выбор в пользу конкретного источника энергии определяется в первую очередь его себестоимостью. Электричество в больших объемах необходимо на тех предприятиях, где используется электросталеплавильный метод получения стали - оно являются частью технологического процесса дуговой электропечи.
Структура себестоимости также зависит от того, какая производственная технология используется. При мартеновском методе перерабатывают железную руду (так называемый primary route), а при электросталеплавильном методе возможна переработка как железной руды, так и лома металлов (в последнем случае это обычно называется secondary route). Энергозатраты на переработку лома черных металлов в дуговой электропечи обычно в пять раз меньше, чем энергозатраты мартеновской и кислородной печи. Также может существенно отличаться и стоимость сырья (стоимость железной руды определяется расходами на ее добычу и транспортировку, стоимость лома черных металлов - ценой его приобретения у потребителей и последующей логистикой).
Так как стоимость сырья и энергии у разных производителей отличается, то будет сильно варьироваться и себестоимость производимого разными компаниями металла. При этом чаще всего (результат сильно зависит от текущих цен на сырье) денежная себестоимость стали, произведенной с помощью электросталеплавильного метода, ниже. При электроплавильном методе можно широко использовать металлический лом, что позволяет сильно экономить как на железной руде, так и на расходах по ее транспортировке к месту производства. Кроме того, при электросталеплавильном методе существует возможность выбирать источник топлива, в то время как при мартеновском методе отсутствует альтернатива коксующемуся углю в основном технологическом процессе.
Надо также добавить, что дуговые электропечи существенно превосходят мартеновские с экологической точки зрения. Поэтому в тех юрисдикциях, где вредные выбросы предприятий облагаются дополнительными налогами, этот фактор также будет влиять на себестоимость производимой стали.
Разные первичные продукты переработки стали также имеют разную себестоимость. Холоднокатаные изделия стоят дороже, чем горячекатаные, что объясняется повышенными энергозатратами, которые нужно приложить для деформирования стали при низких температурах.
Капитальные расходы металлургического производства
Объем капитальных расходов определяется годовой производственной мощностью создаваемого предприятия - чем больше оно будет производить, тем больше печей нужно будет построить (либо увеличить объем самих печей), тем больше капитальных расходов нужно будет понести. Дуговые электропечи гораздо более компактны, чем доменные печи - типичная доменная печь производит до 13 тысяч тонн стали в сутки, дуговая электропечь - около 2.5 тысяч. За счет этого на основе электросталеплавильного метода можно запускать предприятия меньшей мощности (и с меньшим объемом капитальных вложений), ориентированные, например, на конкретный локальный источник вторичного сырья и конкретный региональный рынок сбыта.
При электросталеплавильном методе капитальные затраты на возведение одной и той же производственной мощности обычно ниже. Поэтому (а также принимая во внимание более низкую операционную себестоимость) новые сталелитейные мощности (особенно в развитых странах) возводятся в основном по электросталеплавильной технологии. Доменные печи обычно возводятся там, где гарантированы обширные запасы дешевой железной руды и коксующегося угля. До изобретения технологии брикетирования железа (direct reduction) электродуговые печи не могли работать с железной рудой, а одного вторичного сырья обычно было недостаточно для обеспечения необходимых объемов производства - в результате среди существующих мощностей по-прежнему преобладают предприятия, построенные по мартеновской технологии. Но постепенно их доля снижается.
Как выбирается место для размещения металлургического производства
Производство стали и изделий из нее зависит от доступности и дешевизны двух главных ресурсов - коксующегося угля и железной руды. В XIX веке почти все металлургические производства размещались поблизости от месторождений коксующегося угля. Это было связано с тем, что для производства тонны чугуна тогда требовалось 5-8 тонн угля, а стоимость транспортировки тонны угля во все времена была высокой. Однако со временем по мере развития технологий нормы расхода угля на тонну металла существенно снизились, особенно после того, как в активную практику был внедрен процесс переработки коксующегося угля в кокс (beehive coke manufacturing) непосредственно на угольных месторождениях. Металлургам уже не требовалось перевозить огромные объемы угля.
Вместе с тем, со временем добавились новые факторы. Многие металлургические компании начали производить не стальные чушки, а продукции более глубоких переделов - прокат, трубы и т.д. Производство разных продуктов переработки стали требовало использования разного набора факторов производства. Многие из этих перерабатывающих производств были энергоемкими, что повышало значимость стоимости энергии для выбора места размещения производства. Наконец, во многих странах заметный объем стали стал производиться из вторичного сырья - такое сырье обычно стоит дешевле. Как правило, и энергия, и вторичное сырье дешевле в регионах потребления металлургической продукции (энергия дешевле за счет инфраструктурной составляющей - в крупных регионах нет необходимости создавать ее с нуля). Эти факторы стали основой для перемещения металлургических предприятий ближе к рынкам сбыта.
Как правило, при размещении металлургического производства сегодня стараются найти баланс между близостью рынков сбыта и близостью запасов железной руды и коксующегося угля. В качестве примера такого баланса можно привести решение о размещении Череповецкого металлургического комбината. Комбинат, с одной стороны, был близко расположен к месторождениям железной руды (Карелия) и угля (Печерский и Донецкий бассейны), а с другой - недалеко от рынков сбыта продукции (Московский промышленный район). Кроме того, Череповец находится на перекрестке водных (Волга) и железнодорожных путей. По водным путям можно относительно дешево транспортировать сырье (железную руду и уголь), а по железнодорожным - готовую продукцию. Несмотря на то, что это решение принималось в условиях социалистической экономики, за рубежом производители придерживались тех же принципов и при рыночной экономике. Многие металлургические предприятия располагались на побережье морей и крупных рек, недалеко от основных рынков сбыта. Например, в США такими районами исторически была зона Великих озер и Атлантическое побережье США, в Великобритании - портовые города на побережье, в Европе - города на побережье Северного моря.
Основные участники и преобладающие стратегии ведения бизнеса
Железная руда и уголь являются достаточно распространенными полезными ископаемыми (хотя качество месторождений все же сильно варьируется), поэтому большинство мировых производителей стали предпочитает не владеть добывающими активами. Как правило, вертикально-интегрированная цепочка металлургов включает только сегменты midstream и downstream - выплавку стальных чушек и производство труб и проката. С одной стороны, владение горнодобывающими активами позволяет металлургам контролировать свою себестоимость - не зависеть от сильно колеблющихся цен на железную руду, уголь и стальной лом. С другой стороны, цены на руду и уголь могут оказаться ниже себестоимости собственной добычи вертикально-интегрированного холдинга. В этой ситуации на рынке останутся только производители с минимальной себестоимостью, остальные проекты будут законсервированы. Вертикально-комбинированный комбинат не сможет использовать все преимущества дешевого сырья, и будет вынужден субсидировать собственную убыточную добычу. Как итог, на длительном горизонте доходы компаний, не интегрировавших в свой бизнес сегмент добычи, оказываются выше. Однако доходы вертикально интегрированных структур будут в целом стабильнее и подвержены меньшей степени риска (так как цены на сталь колеблются не так сильно, как цены на железную руду).
Интересно, что другая крупная металлургическая отрасль, опирающаяся на общераспространенные полезные ископаемые - производство алюминия - также лишь наполовину состоит из вертикально-интегрированных структур. И наоборот, в нефтяной отрасли, где полезное ископаемое крайне дефицитно, а сегмент добычи высоко маржинален, преобладают вертикально-интегрированные структуры - все производители стремятся обеспечить контроль над ресурсами.
Среди российских производителей стали ситуация прямо противоположная. Все пять крупнейших производителей - Северсталь, НЛМК, ММК, Металлинвест и Мечел - являются полностью вертикально-интегрированными структурами. Их бизнес помимо собственно металлургического передела включает добывающий сегмент (пусть и не во всех случаях металлурги на 100% обеспечены собственным сырьем).
Также важная особенность российского рынка - преобладание горизонтальной интеграции среди производителей труб. Большинство советских гигантов металлургии строились с акцентом на производство проката. Для производства труб строились отдельные заводы. Сегодня в этом сегменте преобладает горизонтальная интеграция - ТМК, ЧТПЗ и ОМК имеют в своем составе исключительно активы, связанные с производством труб, и не владеют мощностями по выплавке сырой стали и проката.
Прогнозирование выручки и ценообразование
Сталь является важным биржевым commodity и торгуется на глобальном рынке. При этом предметом торга является не сама сырая сталь (чушки), а сырье металлургической отрасли (железная руда, коксующийся уголь, стальной лом) и некоторые виды стандартизированной металлургической продукции (в первую очередь горячий прокат и арматура). Наиболее популярные ценовые индексы по рынку стали следующие: SHFE Steel HRC, SHFE Steel Rebar, Dalian Iron Ore, SGX TSI Iron Ore CFR China. Как видно, активные торги проходят на Шанхайской фьючерсной бирже, также большие объемы стали торгуются на Лондонской бирже металлов и Чикагской товарной бирже.
Объемы производства стали определяются мощностью предприятия и не могут быть увеличены без существенной модернизации металлургического комбината. Впрочем, надо понимать, что многие сталелитейные производства не загружены на 100% и при наличии спроса они могут быстро наращивать выпуск.
При стабильных объемах производства стоимость сталелитейных компаний определяется прогнозом цен на сталь и прогнозом цен на основное сырье (соотношением цен на готовую продукцию и сырье). Для вертикально-интегрированных компаний - только ценами на сталь в условиях стабильной себестоимости.
Почему одни страны, города или компании добиваются экономического успеха, а другие - вынуждены влачить жалкое существование? Почему экономический рост такой слабый, а неравенство доходов все выше? Как новые технологии могут изменить глобальный экономический ландшафт? Присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте, чтобы получать больше информации о долгосрочных трендах в экономике и бизнесе.