新能源、智能化、輕量化已成為未來汽車產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的發(fā)展方向,而隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的加速,汽車新材料也成為人們關(guān)注的熱點,未來市場規(guī)模或達數(shù)萬億元。

新材料寫進產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃

上月底,工信部、國家發(fā)改委、科技部三部委聯(lián)合印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)。在《規(guī)劃》中,輕量化被確認(rèn)為未來汽車發(fā)展的重要方向之一,而先進車用材料則成為其中的重要內(nèi)容。

根據(jù)《規(guī)劃》,未來將依托國家科技計劃,引導(dǎo)汽車行業(yè)加強與原材料等相關(guān)行業(yè)合作,協(xié)同開展高強鋼、鋁合金高真空壓鑄、半固態(tài)及粉末冶金成型零件的產(chǎn)業(yè)化及批量應(yīng)用研究,加快鎂合金、稀土鎂(鋁)合金應(yīng)用,擴展高性能工程塑件、復(fù)合材料應(yīng)用范圍。鼓勵行業(yè)企業(yè)加強高強輕質(zhì)車身、關(guān)鍵總成及其精密零部件、電機和電驅(qū)動系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件的制造技術(shù)攻關(guān),開展汽車整車工藝、關(guān)鍵總成和零部件等先進制造裝備的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用。

據(jù)介紹,汽車輕量化主要體現(xiàn)在汽車的優(yōu)化設(shè)計、合金材料及非金屬材料應(yīng)用上,其依次為汽車的輕量化減重10%至15%、30%至40%、45%至55%。

中國汽車技術(shù)研究中心黨委書記于凱在近日舉行的“2017車用材料國際論壇”上表示,我國汽車產(chǎn)業(yè)正進入轉(zhuǎn)型升級、由大變強的戰(zhàn)略機遇期,新一代信息技術(shù)、新能源、新材料等技術(shù)加快了與汽車產(chǎn)業(yè)的融合,產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在深刻變革,競爭格局也在全面重塑。中國汽車產(chǎn)業(yè)能否積極創(chuàng)新,搶占先機,把握機遇,關(guān)系重大。《規(guī)劃》明確提出,推動整車與材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)企業(yè)加強技術(shù)和資本融合,不僅為中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向,也為車用材料的發(fā)展提出了要求。

于凱介紹,作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ),車用材料與汽車的安全、環(huán)保、節(jié)能、綠色等性能息息相關(guān),歐、美、日各先進汽車產(chǎn)業(yè)對汽車車用材料都有深入的研究和嚴(yán)格的要求。我國在車用材料領(lǐng)域的研究起步較晚,基礎(chǔ)也較為薄弱,產(chǎn)業(yè)鏈合作尚不密切。因此,需要汽車生產(chǎn)企業(yè)和擁有先進技術(shù)研發(fā)能力的材料零部件企業(yè)與研究機構(gòu)之間,進行廣泛的跨行業(yè)、跨專業(yè)深度合作,大力研發(fā)新材料及新技術(shù),推行材料認(rèn)可制度,為汽車產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計與技術(shù)革新提供源源不斷的動力。

汽車輕量化意義重大

作為汽車節(jié)能減排的主要途徑之一,輕量化一直是汽車行業(yè)不斷推進的技術(shù)方向。福特汽車創(chuàng)始人亨利·福特就曾說過,任何多余的重量對汽車都是致命傷。當(dāng)前,隨著新能源汽車的發(fā)展,輕量化更是重中之重。

中國科學(xué)院副總工程師趙丕植表示,新能源汽車輕量化有很多好處,首先能夠增加續(xù)航距離,另外也可以降低成本。100公斤的減重可以增加10%左右的續(xù)航距離。同時,因為車身輕了,電池的重量也就能夠減輕,從而降低成本。另外,減重可以縮短剎車距離,提高安全性能,如果引擎蓋用鋁合金進行輕量化,還有助于保護行人。

根據(jù)中國汽車工程學(xué)會之前發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》,未來將主要分三個階段實現(xiàn)汽車的逐年減重。第一階段為2016年至2020年,實現(xiàn)整車比2015年減重10%;重點發(fā)展超高強度鋼和先進高強度鋼技術(shù),實現(xiàn)高強度鋼在汽車應(yīng)用比例達到50%以上。第二階段為2021年至2025年,實現(xiàn)整車比2015年減重20%,車身采用鋼鋁等多種混合材料,增加鎂合金和碳纖維零部件的應(yīng)用比例,單車用鋁量達到350kg。第三階段為2026年至2030年,實現(xiàn)整車比2015年減重35%,重點發(fā)展鎂合金和碳纖維復(fù)合材料技術(shù),實現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料混合車身及碳纖維零部件的大范圍應(yīng)用,單車用鎂合金達到45kg,碳纖維使用量占車重5%。

同時,汽車輕量化也與節(jié)能減排存在直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)《規(guī)劃》,到2020年,車企平均油耗必須降低到每百公里5升。經(jīng)過統(tǒng)計估測,若令汽車整車重量減少10%,燃油效率就能提高6%到8%,而油耗如果能夠下降到每百公里0.3到0.6升,氧化碳排放將降低5到8克。

對此,于凱說,汽車輕量化已上升到國家戰(zhàn)略層面,不僅《中國制造2025》將輕量化列為節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的核心技術(shù),在工信部、國家發(fā)改委、科技部等國家部委相繼發(fā)布的專項方案中,也多次對輕量化技術(shù)的發(fā)展提出了具體要求。而汽車輕量化目標(biāo)的達成,離不開高強度鋼、鎂合金、高性能塑料和碳纖維復(fù)合材料等輕量化材料的應(yīng)用,材料技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展已成為推動整車輕量化技術(shù)革命的重要途徑。

加快推進綠色制造

有機構(gòu)預(yù)測,在汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的助推下,汽車新材料行業(yè)的市場規(guī)模有望達到數(shù)萬億元。不過業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在輕量化和汽車新材料方面,我國目前和發(fā)達國家還存在差距。這主要表現(xiàn)在:我國材料的品種、數(shù)量、性能與國外有很大差距;國內(nèi)汽車行業(yè)特別是合資品牌有自成體系的供應(yīng)商體系,國產(chǎn)材料企業(yè)進入非常困難,導(dǎo)致國內(nèi)材料企業(yè)的發(fā)展明顯滯后于汽車產(chǎn)業(yè);材料和加工成本控制難度大,碳纖維等復(fù)合材料由于加工效率低,導(dǎo)致汽車部件和整車廠成本增大;我國還沒有完整的新材料技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),汽車企業(yè)和材料企業(yè)的融合不夠。

對此,工信部節(jié)能司司長高云虎表示,將加快構(gòu)建汽車工業(yè)綠色制造體系,既要做好節(jié)能減排、降本降耗的減法,也要做好提質(zhì)增效的加法。在中國經(jīng)濟進入新常態(tài)的大環(huán)境下,要積極培育綠色發(fā)展的新動能。作為我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長,關(guān)聯(lián)度大,輻射范圍廣,加快推進汽車工業(yè)綠色制造,實現(xiàn)綠色增長,具有重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

據(jù)了解,《規(guī)劃》,明確提出了推進汽車產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的目標(biāo)和主要任務(wù),對汽車的百公里燃油消耗、汽車回收利用率、全生命周期綠色管理等方面也提出了明確的要求。業(yè)界分析,強化汽車產(chǎn)業(yè)的全生命周期綠色管理,就是要在大力提升汽車燃油效率、大幅度降低排放和能耗的同時,著力推進汽車的綠色設(shè)計和綠色供應(yīng)鏈,進而構(gòu)建汽車工業(yè)綠色制造體系。

高云虎說,下一步,工信部將深入推進綠色設(shè)計示范和綠色設(shè)計產(chǎn)品評價試點。在汽車、電子電器、機械、大型成套設(shè)備等行業(yè),選擇一批代表性強、行業(yè)影響大、生產(chǎn)經(jīng)營實力雄厚、管理水平高的龍頭企業(yè),以綠色供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)責(zé)任制延伸制度為支撐,開展綠色供應(yīng)鏈的試點示范。同時,強化監(jiān)督管理,加強與有關(guān)部門的協(xié)作配合,強化事中事后的監(jiān)管,逐步建立綠色設(shè)計產(chǎn)品的市場監(jiān)督機制。