“十三五”中国轨道交通用铝材需求
“十三五”期间国内客运轨道车辆铝材需求253kt。据原国家铁路局发布的《铁路“十三五”发展规划征求意见稿》(下称《征求意见稿》):全国铁路网要基本覆盖20万人口以上城市,80%县级行政中心。基本实现国家、高速铁路网基本覆盖50万人口以上的城市、区域中心城市1h~8h高速通达圈;相邻大城市1h~4h快速交通圈;城市群内0.5h~2h通勤圈。
国内高速铁路。中国自2004年起开始建设高铁,2007年12月首条城际高铁——京津高速铁路开通,至2013年高速铁路已突破1万km,占世界总里程的近50%,2015年中国高铁运营里程已达1.9万km,占世界总里程的65.5%。
《征求意见稿》称:“十三五”期间铁路固定资产投资规模将达3.5万亿~3.8万亿元。笔者认为,规划的投资规模趋于保守,终决算规模有可能突破4.2万亿~4.5万亿元。
《征求意见稿》称:“十三五”期间,高速铁路网要在“四纵四横”骨架基础上,继续实施一批条件成熟的高铁项目共计20多个,其中重点建设项目包括北京至沈阳、北京至张家口至呼和浩特、大同至张家口等23个高速铁路项目;同时建设郑州至万州、太原至郑州、贵阳至南宁等21个高速铁路。至2020年末,中国高速铁路里程可达到3万km。
以上3万km高铁通车里程有1.1万km是在“十三五”期间通车运营的,按1km配备1辆铝合金车辆匡算(含机车),需1.1万辆,这是保守的匡算,乐观的匡算则需要1.3万辆,平均2200辆/a~2600辆/a。每辆车采购铝材消费量约12t(含外购产品如空调系统的用铝量),其中挤压材(含管材)10.6t,平轧材0.8t,铸件0.4t,锻件0.2t。“十三五”期间国内高铁车辆对铝材的总需求为:132kt~156kt,平均为26.4kt/a~31.2kt/a;另外,在车站、厂房、其他设施建设方面还要用一些铝材,如果每km按1t采购量匡算,则采购量为11kt。由此可见,需要采购的铝材总量为143kt~167kt。
城际铁路。城际铁路的服务半径大于100km。在城际铁路布局上,《征求意见稿》提出:城际铁路规划新开工建设5000km左右,2020年城际铁路规模达到5000km。重点建设京津冀地区、长三角地区、珠三角地区等8个城市群城际铁路,其中大的是京津冀城际,由27条城际铁路线组成,总规模3796km,京唐城际、京滨城际、廊涿城际、首都机场到北京新机场联络线计划2016年开工。如果按1.5辆/km配备动车辆,则需要车辆5694辆,若其中40%是用铝合金制造的,则需购置铝合金车辆2278辆;若“十三五”期间有50%线路投入运营,则投入运营的铝合金动车有1140辆,需采购铝材1140辆×9t/辆=10.26kt。这就是说,铝加工业在“十三五”期间应向客车车辆制造企业提供10.26kt铝材。当然这些铝材有小部分是从2014年起提供的,因为有些车辆需提前制造,制造周期1a~1.5a。
市域轨道线路。市域轨道交通是一个大家族,包括磁悬浮、中低速磁悬浮、地铁、高架城轨、市域快轨、市区单轨等,中国当前有38个城市的轨道交通线路获得国家发改委审批通过,约有50个城市在继续建设与准备建设这类交通线路。但是“十三五”期间究竟有多少里程开始运营没有确切的统计资料可供利用,所以很难作出靠谱的对铝材需求量。制造这类客运轨道车辆车体用的主要材料有:低合金化高强度碳钢、不锈钢、铝材、复合材料。用铝材制造的车辆约占总数的35%,估计“十三五”期间市域轨道线路铝合金车辆总制造量约8000辆,每辆铝材采购量按9t计算,铝加工厂的供应量约72kt,平均每年供应14.4kt;线路、车站等建设的铝材用量按1kt/a计算,则铝材的供给量为15.4kt/a。
“十三五”期间运煤车需要铝材85kt。1996年齐齐哈尔车辆公司与美国有关企业合作研制了两辆铝合金运煤车,2004年3月齐齐哈尔车辆公司、二七机车车辆公司、株洲电力机车车辆公司等生产首批210辆交付大秦线使用,2010年运营的C80型运煤车已超过11000辆,2015年神黄线购买了8000辆C80车。至此,中国投入运营的C80运煤车约25000辆。《征求意见稿》称,“十三五”期间将建设成都至兰州、拉萨至林芝、蒙西至华中铁路通道,预计需要C80型运煤车25000辆。神黄运煤专线全长860km,运输能力1亿t/a,侯月等运煤专线的总运量也在1亿t/a以上。
C80型运煤车为双浴盆式,车厢长13m、高2m、宽2.5m,用6mm~8mm的5083-H32合金板与加固型材铆接而成。每辆车约用板材1.8t,型材1.6t,共用铝材3.4t/辆,“十三五”期间制造C80运煤车需要铝材85kt。中国制的双浴盆式铝合金运煤车与C63A型、C62B型钢运煤车的技术参数比较见表1。
与钢煤车相比,铝合金车的优越性显而易见,它的经济效益与社会效益巨大,与C63型钢车相比,每辆提高载重19t,提高运输能力31.1%,因此每辆车平均收益提高22.92万元,在车辆使用期内每辆收益提高572.90万元,同时可减少车辆保有量,按大秦线目标运量2亿t计算,可减少车辆购置3763辆、减少机车购置165台。
铝合金煤车的抗腐蚀性能比钢车的强得多,可大大减少车的维修费用,在运输含硫高的煤炭时,这个优点尤为突出,同时由于铝合金的表面光滑,有利于卸煤。
中国是全世界产煤最多的国家,2015年的产量37.5亿t,为美国的(8.9亿t)的4.21倍,可是美国的运煤车有14万辆,为中国运煤车的5.6倍,美国从1993年起停止生产钢运煤车,可见中国铝合金煤车的发展潜力还很大,运煤车的铝化率还很低。制造运煤车用的铝材属常规工业铝材,中国已能全部制造。