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磁浮技术国产化迷局

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在成本、技术以及兼容性的多重制约下,磁浮铁路能否在中国找到可以期许的坚实的生存空间?

11月14日,上海市正式“上海轨道交通基本网络规划建设情况”。细心者注意到,一度饱受争议的沪杭磁浮上海机场线项目没有列在其中。

上海市政府新闻发言人焦扬在被问及此事时,以“没有任何关于磁浮的信息可以”作为回应。

不过,在接受《财经》记者采访时,参与上海轨道交通项目以及磁浮项目建设的上海申通地铁集团有限公司副总裁朱沪生承认,磁浮之所以未被纳入轨道交通网络体系,主要原因是国务院尚未正式批准这条磁浮线的建设。

他表示,到底是先行建设全长35公里的上海机场线,还是建设全长200公里的沪杭磁悬浮线,估计要到2008年3月前后,才可能有一个比较明确的结果。

有迹象显示,沪杭磁浮铁路的前景并不乐观。《财经》记者获得的最新优化方案显示,仅以35公里的上海磁浮机场线路为例,其预算造价已高达204亿元,折合每公里造价为5.84亿元,远高于之前宣称的每公里2亿元的价格。更关键的是,鉴于种种制约因素,这条磁浮线路的最高时速将限制为200公里,不仅远低于上海浦东示范线路创下的时速430公里纪录,也与京沪高速铁路规划中的350公里的轮轨最高时速相去甚远。

自1962年磁浮列车概念提出后,在全世界范围内,这种被认为最能代表未来发展方向的铁路技术一直命运多舛。迄今为止,中国仍是世界上惟一建成并正在进行商业运营高速磁浮铁路的国家――2003年初,上海浦东线路曾给磁浮在中国的前景涂上一丝“玫瑰色”,但现在看来,称其为“曙光”或许还为时过早(参见《财经》2007年第13期“上海磁浮:待解的疑问”)。

磁浮诱惑

单纯从技术而言,磁浮列车的诱惑是可以想像的:由于列车可以与轨道无接触地悬空,可以避免与轨道之间的巨大摩擦,从而达到较高的运行速度。理论上,这一速度只受到空气阻力和电磁阻力的制约,甚至有望与飞机相媲美。

中国在这一领域起步较晚,技术能力与德国、日本等国相比差距较大。目前磁悬浮系统的设计,从技术上主要分两类:一类是德国的电磁悬浮系统(EMS),又称常导型、吸力型,是在列车中装有电磁铁,路轨为导磁体,调节电流大小,即可在车体和轨道间保持一定间隙;另一类是日本的电力悬浮系统(EDS),又称超导型、斥力型,是在列车内安装超导线圈,轨道上则排列短路铝环,由于电磁感应,一旦列车达到一定速度,就会产生足够的斥力,把车体浮起来。

上海磁浮列车示范线采用的,就是由德国西门子公司和蒂森克虏伯(Thyssen Krupp)公司提供的EMS技术。

这套技术共包括轨道、车辆、牵引供电、运行控制四大子系统,主要有16项核心技术。其中,线路轨道三项,车辆系统四项,牵引系统六项,运行控制技术三项。德国蒂森克虏伯公司长定子线圈负责人克里斯蒂安罗辛(Christian Rosin )在接受《财经》记者采访时表示,其中的运行控制系统和包括同步直流长定子电机在内的牵引系统,是最核心的技术。

这是因为与EDS相比,虽然EMS具备很多优势,比如车辆内外的磁场强度都较小、在静止状况下也可悬空等,但也有其自身弱点――鉴于电磁引力有着不稳定的特性,车体和导轨的间隙必须时刻予以监控,并利用计算机系统进行精确调节。一旦运行控制系统出现问题,列车就可能摇摆。而牵引系统则决定着列车最终可以达到的速度。

在中国率先投资并运行磁浮铁路,决策者希望借助国产化来缩短这种落差。但在很多专家看来,上海浦东示范线工程在这方面并没有交出一份令人满意的“答卷”。

北京交通大学教授周磊山在接受《财经》记者采访时直言,在上海示范线建设过程中,中方学到的“只有土建技术”。因为从分工来看,在车辆、运行控制以及牵引供电方面,均由德方提供成套技术设备,由中方负责安装;在线路轨道方面,则由德方提供技术转让,中方负责建造,其中技术服务部分仍由德方负责。在整个项目中,只有建筑工程部分全部由中方负责。

曾参与浦东磁浮示范线引进工作的原上海航天局工程师程之博在接受《财经》记者采访时表示,通过这一项目,中国掌握了轨道的施工技术,并对德国人的技术做出必要改进,也带出了运营维护队伍。但他同时也承认,“我们的原意,是想通过引进形成自己的磁浮产业,本着这个精神,应该组织有关专家进行反设计。但现在完全没有实现,甚至都没有考虑去实现。”

难获核心技术

据悉,新线路上拟采用的技术,也基本与原示范线相同。罗辛给《财经》记者的解释是,从安全性和实用性的角度看,新线路上将会使用在上海(浦东示范线)已被证实可靠的技术。

在2005年10月中德双方达成的《合作备忘录》中,中国希望通过新线路进一步推动国产化进程的意图相当明显。

根据这一备忘录,中方将负责系统设计及除牵引供电和运行控制两个子系统外的其他子系统设计。牵引供电子系统和运行控制子系统虽仍由西门子公司设计,但对方承诺在合作设计过程中,将“让中方掌握设计技术”。

但仔细研究这份备忘录就会发现,德国西门子公司采取的方式,是向国内合资企业转移牵引供电子系统的变流器逆变器机组的技术,以及运行控制子系统的控制软硬件技术。例如,车地通讯设备就是由德国德律风根公司依托西门子公司在西安的合资公司生产。

据《财经》记者了解,西门子在西安的这家合资公司,名为西安西门子信号有限公司。在这家1995年成立的合资企业中,西门子(中国)有限公司占70%股份,西安铁路信号厂仅占30%股份。

不少专家在接受《财经》记者采访时都暗示,向由西门子占据绝对控股地位的合资企业转移技术,实际上也意味着中方很难真正获得其中的关键技术。

德国蒂森克虏伯公司则承诺以技术许可的方式,向中国转移车体、车载发电与供电道岔、长定子技术,由中方组织生产;悬浮导向控制、车载诊断,则以部件方式向中方供货,由中方负责车辆总装。

蒂森克虏伯公司长定子线圈负责人罗辛工程师信心十足地对《财经》记者表示,在新线路上,定子元件、长定子线圈、道岔等一些在示范线上需要进口的部件,现在都可以在中国本地生产,以达到70%国产化的目的。“中国伙伴的水平已经提高了很多,我想在延伸线建成以后,整个系统都可以标上‘中国制造’了。”他补充说。

但《财经》记者从权威渠道获得的材料显示,2006年6月,中德双方成功签订了《磁浮专有技术特权使用许可合同》和《56套磁悬浮导向系统的供货合同》、《4套磁悬浮导向系统的供货合同》。根据这些合同,16项核心技术中,只有三项技术因为德国政府干预,没有转移,只能采购。但这三项,正是磁浮技术中最为关键和最具价值的技术,包括悬浮导向控制技术、车载发电机供电以及车辆诊断网等。

因此,在同济大学轨道交通学院孙章教授看来,“70%国产化”与核心技术转移,其实是两个完全不同的概念。

困境与希望

在国内,对磁浮技术研究较早的有国防科技大学、西南交通大学和铁道部科学研究院等单位。由于缺乏长距离的高速试验环境,中国目前磁悬浮铁路的研究重点,主要放在中低速技术方面,列车速度只能达到每小时150公里到200公里。

以国防科技大学为例。早在2001年7月,其研制的中低速磁浮试验车就已成功下线,并于同年9月进行试验运行。为实现磁浮列车工程化生产的目标,还在2005年7月研制成功了磁浮工程化样车。

国防科技大学磁悬浮技术研究中心有关人士在接受《财经》记者采访时,对中低速磁浮列车的工程化及产业化描绘了一个“三步走”的蓝图。其中,第三阶段就是生产实用型中低速磁浮列车,建设2公里试验示范线,完成试验及示范运营,以形成满足产业化需要的工程化生产体系。但受到种种条件制约,目前离第三阶段的完成还差得很远。

实际上,由于缺乏资金,即使同济大学所拥有的中国国内最长的试验线,也不足2公里。上海师范大学已退休的魏乐汉教授所研制的MAS3磁悬浮样本,则仅拥有不到5米的实验线。因此,所有的研究都还停留在理论和试验阶段。

魏乐汉告诉《财经》记者,由于仅能从上海师范大学获得20万元左右的资助,目前自己的磁浮车研究再也没有任何进展,“只在偶尔有人参观时,才载客启动一下。”

据《财经》记者了解,国防科技大学中低速磁浮项目原定的几条试运营线(包括北京八达岭、云南昆明等景区)计划,都已搁浅;成都西南交大、大连磁谷科技研究所等曾繁荣一时的“自主研发”磁浮机车系统,也只能静静地被尘埃覆盖。

国务院发展研究中心有关专家在接受《财经》记者采访时,也不无担忧地认为,一旦自主研发出现断层,不仅无法以竞争促使外国企业转让更多的核心技术,即使对方同意转让核心技术,中国国内恐怕也无法很好地加以消化、吸收以及再创新。

“已经远远地落在后边了,这种情况下谈超越,也许很大程度上只是‘皇帝的新装’而已。”上述专家表示。

毕竟,磁浮的未来仍是一个未知数,谁也无法看到铁路运输的清晰的未来。

截至目前,日本、美国、英国、瑞士、荷兰、西班牙、委内瑞拉、伊朗和一些中东国家的磁浮计划,都仍在早期阶段。

但今年9月,德国巴伐利亚已经决定,将投资26亿美元,修建连接慕尼黑市区与机场之间的磁浮线路。整个工程预计于明年夏天动工,2014年建成,这也是欧洲首条商用高速磁浮线。

磁浮最大的优势,在于其革命性的非接触技术设计能带来超高的速度。业界普遍的看法是,即使依靠现有的磁浮技术,实现时速500公里-600公里的稳定运行应无大碍。

但对高速轮轨而言,虽然在测试中曾经跑出超过500公里的速度,由于接触点的磨损惊人,其实际运行速度也许永远都达不到这个水平。

然而,革命性有时候也会成为一种劣势,因为它无法兼容原来的铁路系统,无法降低速度后就可以在普通轨道上运行,这就给管理和运行体制带来更大的挑战。或许,这也是中国在规划京沪高速铁路这样的“大动脉”时,最终选择设计运行时速为300公里的高速轮轨的原因。

科技部磁悬浮专项办公室有关人士在接受《财经》记者采访时,也表示了对中国磁浮前景的担忧。磁浮的优势在于上千里的长距离运输,距离越长,这种速度提高带来的效益才会越明显。但问题在于,短距离示范线路的不理想状态,以及凸显的各种瓶颈,在中国上马长距离工程的前景上,投下了阴影。

“这是最大的困境,(如果)跳不过去,磁浮就死了。” 这位人士对《财经》记者强调。没有人知道,人们担心的磁浮中国之“死”,到底是在一种“早产”技术的暮色之中,还是恰恰在真正的革命即将开始的时候。