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新能源汽車是《中國制造2025》明確提出來的重點突破領域之一，其中專門提到輕量化材料作為重要的核心技術，我們要在制造強國建設的過程中予以推動它的工程化和產業化。汽車輕量化從字面上就能理解，是在保障汽車強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的重量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗、降低排氣的污染。它的意義主要集中在兩點，一個是體現對能源消耗的經濟性，就是節能和減排。第二個是車輛性能的優化，主要包括舒適的體驗性、駕乘性和智能化。這些數據大家可能都熟悉，輕量化以后，重量每降低10%，燃料效率可以提高6-8%，汽車重量每減輕100公斤，百公里油耗能降低0.3-0.6升，二氧化碳排放可以降低5-8克。在加速性能方面，加速到60公里的時速，1.5噸的車大概需要十秒，如果減重25%就可以減少到8秒。 去年和前年連續兩年新能源汽車，以電動汽車為代表的新能源汽車增速都非常快，2016年幾乎達到百分之百。到2016年底新能源汽車的保有量已經超過100萬輛，連續兩年位居全球第一。在這方面電動汽車百人會起到了很重要的作用。對電動汽車來說，因為電池300公斤，所以輕量化的需求更為迫切，通過材料的輕量化，把300公斤的重量再減下來，這就是很現實的需求。 目前輕量化的途徑有三個方面，一個是結構設計的優化，一個是采用輕量化的材料，第三個方面是通過輕量化材料的呈現技術來提高，來突破，從這三個方面來促進汽車的輕量化。 汽車輕量化最開始以鋼為主，比較重，后來變成鋼和鋁。輕量化的材料主要包括碳纖維復合材料、鋁合金、鎂合金、高強度鋼、塑料及非金屬復合材料，主要用來改善和替代車身的材料。這幾種材料不同的特性這里簡單說一下：從材料的比重來說，毫無疑問，鋼和銅的比重肯定是最高的，鋼是7.6，銅是8.4，鋁是2.7。一般塑料的比重在0.5-1.5，纖維增強的復合材料最多不會超過2.0。所以從這個比重來看，工程塑料和碳纖維復合材料對汽車的減重效果肯定是最明顯的。 國際上幾個主要汽車生產國家實行輕量化材料的占比，德國是占比最高的，它的要求也最高，其次是美國、日本。德國由于歐盟的關系，它的能耗和排放政策很嚴格，而且德國的工業結構上，高端車、豪華品牌最多，汽車工業很發達，同時它的新材料工業，特別是化工性材料方面，也集中了世界上最優秀的幾個企業。另外一方面，它的機械制造企業也很強。所以這樣的工業結構使得在推動汽車輕量化方面有著得天獨厚的優勢。所以它的輕量化比重也是全球最高的，對未來的發展要求也同樣是最高的。美國也一樣，豪華品牌車型也比較多，而且電動汽車發展也很快，以特斯拉為代表，它的輕量化也做得比較好。我覺得日本是在碳纖維方面全球最好，以動力公司為代表，目前全球遙遙領先第一名。波音公司和寶馬汽車上用的碳纖維基本上都是日本的碳纖維。這是它很大的優勢。另外一個，它的結構設計上優勢也很大。 幾種輕量化材料里面以工程材料和碳纖維復合材料重量最低。各個國家在塑料和復合材料汽車上的用量情況，德國超過300公斤，美國、法國是220-249公斤，日本是126-150公斤。中國大約是90-110公斤，但其實有的汽車80公斤都沒到。所以從這個圖上也可以看出來，發達國家是把汽車用塑料量的多少作為衡量汽車設計和制造水平的重要標志。由于中國這方面還使用得相對較少，所以空間也就更大。這是一個規劃，到2020年，發達國家汽車平均用的塑料量可能到500公斤以上，這里也包括塑料的復合材料。 經過試驗分析，現在通過以塑代鋼的輕量化技術，用到汽車的外飾上，增加塑料的用量可以起到減少60公斤的效果。在汽車內飾方面如果增加塑料用量可以減少15公斤，這兩個加起來可以減重七八十公斤。中國實際上也是塑料的使用和生產大國，光是2015年，光是車用塑料的用量已經到了1046萬噸，而且呈逐年上升的趨勢。目前我們國家在塑料方面已經形成了約五大類一千多個品種的車用塑料工業體系，應該說種類和數量都是非常大的。 復合材料重量輕、強度高、加工方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，將逐步替代合金，在電子電器方面空間非常大。汽車復合材料的發展結合了化工、機械制造和汽車復合材料設計等多學科的技術，主要集中應用在汽車的底盤，汽車覆蓋件和次結構部件。剛才講到德國在汽車輕量化方面做得很好，主要因為它的工業結構正好和汽車復合材料應用的重點高度吻合。復合材料方面，目前最主流的是兩種，一種是玻璃纖維的復合材料，因為玻璃纖維的成本相對比碳纖維更低一些，中國也是玻璃纖維的第一大生產大國。目前在，比如說風電的葉片方面，我們國家的產能和產量都是世界第一，現在已經開始往汽車上應用。碳纖維前面也講過，這方面最強的是在日本動力公司，技術上也是他們最強的，我們國家應該說還在追趕，低端的也搞了不少，高端的還剛剛開始。用到汽車上的也還是在探索之中。成本，碳纖維也比玻璃纖維更高一些。其他一些化工新材料一樣在汽車方面很有潛力。 目前在車用輕量化材料方面存在的問題，有這樣幾個，一個是品種數量和性能存在較大的差距。比如說塑料可能也是在汽車上用得相對比較少的原因，第二個是各個跨國汽車集團的材料標準和支撐體系，我們國內的供應商實質上是很難進入跨國汽車集團的供應鏈。中國目前的車輛還是合資品牌、外資品牌占比較多，特別是高端的車。也可能是因為這個原因，所以國內車用新材料技術和產業的發展明顯地滯后于汽車行業的發展。中國汽車行業現在是絕對的全球第一大生產大國，現在每年產銷量都在2600萬輛以上，今年到2600萬輛以上。但是我前面有一張幻燈片沒講，在車用新材料方面，專業的新材料方面只有幾個公司做得比較好，而且和德國、日本的公司相比，差距還非常大。 第三是材料和加工成本控制難度大，國內的車企還無法承受。去年下半年的時候我曾經召集材料行業和汽車行業的同仁們一起開過一個座談會，大家發現，材料的成本固然有差異，比如說碳纖維復合材料，加工的成本可能表現得更為突出，因為傳統的材料的加工技術很成熟，自動化設備都很成熟。用了像碳纖維復合材料這樣的新材料以后，相應的加工自動化設備沒有跟上，這樣使得加工部件的勞動生產力大大降低，也提高了汽車使用的成本。 第四個差距，國內還沒有完整的汽車塑料的零部件技術和材料標準和技術支持標準，就是國內標準沒有跟上汽車工業的發展。 第五個差距，汽車企業和材料企業的融合度不夠，所以就發現汽車企業對國內的材料企業技術和材料發展情況都不太熟悉，材料企業也不太清楚汽車行業對材料有什么樣清晰的需求。其實中國最大的化工企業——中石化，他們對汽車輕量化也一直很關注，但是和汽車行業還是沒有很好地互動起來。這個方面德國是表現得非常好的，我10月份去德國，它的化工新材料企業在汽車新材料方面占比非常高，互動得非常好。 去年12月份國家正式成立了一個國家新材料產業發展領導小組，因為新材料也是《中國制造2025》重點突破的領域之一，和新能源汽車是一樣的，馬凱副總理擔任領導小組的組長，這個領導小組的規格和制造強國領導小組的規格是完全一樣的。在周一的時候，領導小組召開了第一次會議，馬凱副總理對新材料的發展提出了五點要求，一是堅持需求牽引、戰略導向。聚焦國家重大戰略亟需和產業發展的瓶頸，加快發展一批關鍵基礎材料和前沿新材料。汽車輕量化的材料毫無疑問就屬于國家重大戰略亟需和產業發展的重點。二是堅持驅動創新、重點突破。三是堅持產用結合，軍民融合。四是堅持市場導向，政府推動。 輕量化材料是當前新材料發展戰略重點領域。新材料產業發展領導小組的辦公室就放在工信部，由原材料司具體承辦。下一步的工作將是圍繞著總體的要求和產業發展的需要來深入推進這項工作。在推進汽車輕量化新材料方面有這樣幾個考慮，一是要通過部內現有的政策來支持汽車輕量化材料的研發和產業化。二是要組織行業協會、企業和專家，把汽車工業材料的標準體系，這個標準的短板補起來。第三個是要鼓勵產業鏈上下游合作，就是材料和企業、和汽車企業能夠建立，通過上下游合作的形式，建立聯盟，來推動上下游融合。第四個，將考慮創造條件，推動電動汽車行業和材料行業的骨干企業聯合起來，成立一個輕量化新材料的產業基金，通過市場的力量來聚集更多社會力量推動汽車輕量化的發展。 |
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