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原標(biāo)題：潘愛華：材料輕量化是發(fā)展電動(dòng)車的現(xiàn)實(shí)需求
1月14日-15日，2017中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇在釣魚臺(tái)國賓館舉行。會(huì)上，工業(yè)和信息化部材料司副司長潘愛華進(jìn)行了主題演講。
以下為發(fā)言實(shí)錄：
我的報(bào)告分四個(gè)部分，大家知道新能源汽車是《中國制造2025》明確提出來的重點(diǎn)突破領(lǐng)域之一，這里面專門提到輕量化材料作為重要的核心技術(shù)，我們要在制造強(qiáng)國建設(shè)的過程中予以推動(dòng)它的工程化和產(chǎn)業(yè)化。汽車輕量化從字面上就能理解，是在保障汽車強(qiáng)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(dòng)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(diǎn)，一個(gè)是體現(xiàn)對(duì)能源消耗的經(jīng)濟(jì)性，就是節(jié)能和減排。第二個(gè)是車輛性能的優(yōu)化，主要包括舒適的體驗(yàn)性、駕乘性和智能化。這些數(shù)據(jù)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(shí)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。
【工業(yè)和信息化部材料司副司長 潘愛華】
昨天苗圩部長也說過，去年和前年連續(xù)兩年新能源汽車，以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車增速都非?？欤?span>2016年幾乎達(dá)到百分之百。到2016年底新能源汽車的保有量已經(jīng)超過100萬輛，連續(xù)兩年位居全球第一。在這方面電動(dòng)汽車百人會(huì)起到了很重要的作用。對(duì)電動(dòng)汽車來說，因?yàn)殡姵?span>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(xiàn)實(shí)的需求。
目前輕量化的途徑有三個(gè)方面，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，一個(gè)是采用輕量化的材料，第三個(gè)方面是通過輕量化材料的呈現(xiàn)技術(shù)來提高，來突破，從這三個(gè)方面來促進(jìn)汽車的輕量化。
這張圖是汽車輕量化的歷程，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(fù)合材料、鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼、塑料及非金屬復(fù)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(qiáng)的復(fù)合材料最多不會(huì)超過2.0。所以從這個(gè)比重來看，工程塑料和碳纖維復(fù)合材料對(duì)汽車的減重效果肯定是最明顯的。
這張表是國際上幾個(gè)主要汽車生產(chǎn)國家實(shí)行輕量化材料的占比，可以看到德國是占比最高的，它的要求也最高，其次是美國、日本。德國由于歐盟的關(guān)系，它的能耗和排放政策很嚴(yán)格，而且德國的工業(yè)結(jié)構(gòu)上，高端車、豪華品牌最多，汽車工業(yè)很發(fā)達(dá)，同時(shí)它的新材料工業(yè)，特別是化工性材料方面，也集中了世界上最優(yōu)秀的幾個(gè)企業(yè)。另外一方面，它的機(jī)械制造企業(yè)也很強(qiáng)。所以這樣的工業(yè)結(jié)構(gòu)使得在推動(dòng)汽車輕量化方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。所以它的輕量化比重也是全球最高的，對(duì)未來的發(fā)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(dòng)汽車發(fā)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(dòng)力公司為代表，目前全球遙遙領(lǐng)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(yōu)勢。另外一個(gè)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上優(yōu)勢也很大。
前面講到幾種輕量化材料里面以工程材料和碳纖維復(fù)合材料重量最低。各個(gè)國家在塑料和復(fù)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(shí)有的汽車80公斤都沒到。所以從這個(gè)圖上也可以看出來，發(fā)達(dá)國家是把汽車用塑料量的多少作為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要標(biāo)志。由于中國這方面還使用得相對(duì)較少，所以空間也就更大。這是一個(gè)規(guī)劃，到2020年，發(fā)達(dá)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(fù)合材料。
經(jīng)過試驗(yàn)分析，現(xiàn)在通過以塑代鋼的輕量化技術(shù)，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(nèi)飾方面如果增加塑料用量可以減少15公斤，這兩個(gè)加起來可以減重七八十公斤。中國實(shí)際上也是塑料的使用和生產(chǎn)大國，光是2015年，光是車用塑料的用量已經(jīng)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(jīng)形成了約五大類一千多個(gè)品種的車用塑料工業(yè)體系，應(yīng)該說種類和數(shù)量都是非常大的。
這是復(fù)合材料的情況，復(fù)合材料重量輕、強(qiáng)度高、加工方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點(diǎn)，將逐步替代合金，在電子電器方面空間非常大。汽車復(fù)合材料的發(fā)展結(jié)合了化工、機(jī)械制造和汽車復(fù)合材料設(shè)計(jì)等多學(xué)科的技術(shù)，主要集中應(yīng)用在汽車的底盤，汽車覆蓋件和次結(jié)構(gòu)部件。剛才講到德國在汽車輕量化方面做得很好，主要因?yàn)樗墓I(yè)結(jié)構(gòu)正好和汽車復(fù)合材料應(yīng)用的重點(diǎn)高度吻合。復(fù)合材料方面，目前最主流的是兩種，一種是玻璃纖維的復(fù)合材料，因?yàn)椴ＡЮw維的成本相對(duì)比碳纖維更低一些，中國也是玻璃纖維的第一大生產(chǎn)大國。目前在，比如說風(fēng)電的葉片方面，我們國家的產(chǎn)能和產(chǎn)量都是世界第一，現(xiàn)在已經(jīng)開始往汽車上應(yīng)用。碳纖維前面也講過，這方面最強(qiáng)的是在日本動(dòng)力公司，技術(shù)上也是他們最強(qiáng)的，我們國家應(yīng)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(gè)，一個(gè)是品種數(shù)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(duì)比較少的原因，第二個(gè)是各個(gè)跨國汽車集團(tuán)的材料標(biāo)準(zhǔn)和支撐體系，我們國內(nèi)的供應(yīng)商實(shí)質(zhì)上是很難進(jìn)入跨國汽車集團(tuán)的供應(yīng)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?yàn)檫@個(gè)原因，所以國內(nèi)車用新材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展明顯地滯后于汽車行業(yè)的發(fā)展。中國汽車行業(yè)現(xiàn)在是絕對(duì)的全球第一大生產(chǎn)大國，現(xiàn)在每年產(chǎn)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(yè)的新材料方面只有幾個(gè)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(nèi)的車企還無法承受。去年下半年的時(shí)候我曾經(jīng)召集材料行業(yè)和汽車行業(yè)的同仁們一起開過一個(gè)座談會(huì)，大家發(fā)現(xiàn)，材料的成本固然有差異，比如說碳纖維復(fù)合材料，加工的成本可能表現(xiàn)得更為突出，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的材料的加工技術(shù)很成熟，自動(dòng)化設(shè)備都很成熟。用了像碳纖維復(fù)合材料這樣的新材料以后，相應(yīng)的加工自動(dòng)化設(shè)備沒有跟上，這樣使得加工部件的勞動(dòng)生產(chǎn)力大大降低，也提高了汽車使用的成本。
第四個(gè)差距，國內(nèi)還沒有完整的汽車塑料的零部件技術(shù)和材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)支持標(biāo)準(zhǔn)，就是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有跟上汽車工業(yè)的發(fā)展。
第五個(gè)差距，汽車企業(yè)和材料企業(yè)的融合度不夠，所以就發(fā)現(xiàn)汽車企業(yè)對(duì)國內(nèi)的材料企業(yè)技術(shù)和材料發(fā)展情況都不太熟悉，材料企業(yè)也不太清楚汽車行業(yè)對(duì)材料有什么樣清晰的需求。其實(shí)中國最大的化工企業(yè)——中石化，他們對(duì)汽車輕量化也一直很關(guān)注，但是和汽車行業(yè)還是沒有很好地互動(dòng)起來。這個(gè)方面德國是表現(xiàn)得非常好的，我10月份去德國，它的化工新材料企業(yè)在汽車新材料方面占比非常高，互動(dòng)得非常好。
最后講一下關(guān)于新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題。去年12月份國家正式成立了一個(gè)國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組，因?yàn)樾虏牧弦彩恰吨袊圃?span>2025》重點(diǎn)突破的領(lǐng)域之一，和新能源汽車是一樣的，馬凱副總理擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)小組的組長，這個(gè)領(lǐng)導(dǎo)小組的規(guī)格和制造強(qiáng)國領(lǐng)導(dǎo)小組的規(guī)格是完全一樣的。在周一的時(shí)候，領(lǐng)導(dǎo)小組召開了第一次會(huì)議，馬凱副總理對(duì)新材料的發(fā)展提出了五點(diǎn)要求，一是堅(jiān)持需求牽引、戰(zhàn)略導(dǎo)向。聚焦國家重大戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，加快發(fā)展一批關(guān)鍵基礎(chǔ)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(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。二是堅(jiān)持驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新、重點(diǎn)突破。三是堅(jiān)持產(chǎn)用結(jié)合，軍民融合。四是堅(jiān)持市場導(dǎo)向，政府推動(dòng)。
輕量化材料是當(dāng)前新材料發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)領(lǐng)域。新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要來深入推進(jìn)這項(xiàng)工作。在推進(jìn)汽車輕量化新材料方面有這樣幾個(gè)考慮，一是要通過部內(nèi)現(xiàn)有的政策來支持汽車輕量化材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。二是要組織行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)和專家，把汽車工業(yè)材料的標(biāo)準(zhǔn)體系，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的短板補(bǔ)起來。第三個(gè)是要鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作，就是材料和企業(yè)、和汽車企業(yè)能夠建立，通過上下游合作的形式，建立聯(lián)盟，來推動(dòng)上下游融合。第四個(gè)，將考慮創(chuàng)造條件，推動(dòng)電動(dòng)汽車行業(yè)和材料行業(yè)的骨干企業(yè)聯(lián)合起來，成立一個(gè)輕量化新材料的產(chǎn)業(yè)基金，通過市場的力量來聚集更多社會(huì)力量推動(dòng)汽車輕量化的發(fā)展。
