近年來，隨著我國汽車保有量的與日俱增，能源緊缺與環(huán)境污染形勢日益嚴(yán)峻，尤其是汽車尾氣排放導(dǎo)致大氣中PM2.5超標(biāo)，使我們不得不重新思考汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和定位。
汽車步入環(huán)保時代
汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。研究表明，汽車發(fā)動機每燃燒1千克汽油，需要消耗15千克新鮮空氣，同時排出150克～200克一氧化碳、4克～8克碳氫化合物、4克～20克氮氧化合物等污染物。所以說汽車輕量化對于提高整車的燃油經(jīng)濟性，減少PM2.5排放具有重要的意義。
根據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)的調(diào)查顯示，汽車整備質(zhì)量每減少100千克，百公里油耗可降低0.3～0.6升。當(dāng)汽車重量從2500千克降低到750千克時，每升汽油行駛的公里數(shù)從約5公里上升到約25公里，相應(yīng)排出的二氧化碳量從約400克/公里下降到約100克/公里。
除此之外，車身變輕對于車輛穩(wěn)定性、舒適性、安全性等方面都大有裨益，因此受到眾多汽車企業(yè)的高度認(rèn)同和重視。在構(gòu)成汽車的2萬多個零件中，約有86%為金屬材料，因此可以通過使用輕金屬來減輕汽車自重，而汽車鋁化率達到60%以上也是完全可取的。在汽車制造領(lǐng)域，鋁合金是應(yīng)用最廣泛的輕量化材料，全球目前約有12％～15％的耗鋁量用于汽車工業(yè)，有些發(fā)達國家甚至已超過25％。北美汽車調(diào)查顯示，鋁的使用量將在2012年達到每輛車156千克，在2025年這個數(shù)字將達到249千克。
那么，汽車工業(yè)“以鋁代鋼”的節(jié)能效果究竟有多大？數(shù)據(jù)顯示，汽車每使用1千克鋁，可減輕自重2.25千克，減少廢氣排放20千克。關(guān)鍵汽車零部件使用高強度鋼僅能減少10%的車重，而使用鋁則能減少40%的車重。此外，鋁板的重量雖然約為鋼板的1/3，但其可吸收的碰撞能量卻是鋼板的2倍。根據(jù)專業(yè)測試，鋁合金在遭遇撞擊時的安全系數(shù)更高，因為其材質(zhì)有非常好的吸能作用。另外，在引擎蓋等部分應(yīng)用鋁合金可以減輕撞擊對人身造成的二次傷害。
因此汽車制造商一直保持著對鋁材應(yīng)用的熱情。事實上，自上世紀(jì)70年代以來，隨著汽車用鋁技術(shù)的進步，越來越多的車型開始了瘦身計劃：以美國為例，上世紀(jì)80年代初，中型轎車的平均質(zhì)量為1520千克；90年代初下降至1475千克；90年代末下降至1230千克。我國2013年汽車輕量化目標(biāo)是，國產(chǎn)目標(biāo)車型中燃油轎車減重5%~8%、混合動力客車減重10%。其實，無論從戰(zhàn)略角度，還是商業(yè)角度來看，汽車減重順應(yīng)社會發(fā)展的需要。
汽車用鋁前景廣闊
據(jù)了解，鋁材在汽車制造方面的應(yīng)用歷史已超過100年，雖然鋁的成本明顯高于鋼，而且加工工藝更為復(fù)雜，但汽車制造業(yè)始終阻擋不了鋁代鋼的發(fā)展態(tài)勢，因為鋁合金材料在提高運輸效率、重復(fù)利用、節(jié)能減排、交通安全等方面都具有明顯優(yōu)勢。尤其是鋁材的循環(huán)利用率要遠遠高于鋼材，因此對于生產(chǎn)企業(yè)而言，應(yīng)用鋁材的長期綜合成本仍低于鋼材。資料顯示，約90%的汽車用鋁可以回收并循環(huán)利用，60%以上的汽車鋁合金材料為再生鋁，而再生鋁的能耗僅相當(dāng)于原鋁生產(chǎn)能耗的5%，但廢鋼的再生能耗則相當(dāng)于精鋼冶煉能耗的25％～60％。
當(dāng)下，減少貨車尾氣排放是我國治理霧霾天氣的重點。然而在我國，小轎車的鋁化率高于大、中型客車，更高于貨車。如果我國鋁制掛車應(yīng)用比例達到發(fā)達國家70%的平均水平，即210萬輛，則一年可節(jié)約燃油900萬噸以上，減少二氧化碳排放約2717萬噸，為交通運輸行業(yè)帶來2，000億元以上的經(jīng)濟效益。
今天，世界汽車工業(yè)在節(jié)能減排、提高燃油效率等壓力下，正越來越呈現(xiàn)輕量化發(fā)展態(tài)勢，汽車用鋁的形態(tài)主要是鑄件、鍛件、型材和板材，其中以鑄件的占比最為顯著。資料顯示，鑄造鋁合金材料在強度和耐腐方面性能更為突出，主要用于發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、活塞、進氣歧管、搖臂、發(fā)動機懸置支架、空壓機連桿、傳動器殼體、離合器殼體、車輪、制動器零件、把手及罩蓋殼體類零件等；變形鋁合金材料主要用于車身面板、車身骨架、發(fā)動機散熱器、空調(diào)冷凝器、蒸發(fā)器、車輪、裝飾件和懸架系統(tǒng)零件等。不過，從應(yīng)用部位看，車身用板是最具潛力的細分市場。據(jù)統(tǒng)計，汽車車身約占汽車總質(zhì)量的30％，空載情況下約70％的油耗用于車身質(zhì)量，因此以汽車鋁板替代傳統(tǒng)鋼材的熱潮正在興起。
中國忠旺執(zhí)行董事兼副總裁路長青表示：“在未來，汽車鋁材開發(fā)與應(yīng)用主要集中在三個方面：一是車身、車架全鋁化及大型鋁合金型材的開發(fā)應(yīng)用；二是防沖擋及車門剛性結(jié)構(gòu)的全鋁化；三是轉(zhuǎn)動部分零部件的全鋁化。尤其是鋁制車身將會成為今后的一種發(fā)展趨勢，給我國鋁工業(yè)提供廣闊的市場，帶來發(fā)展機遇。”
車企爭當(dāng)用鋁先鋒
在剛剛落幕的底特律車展上，有500多輛新車亮相，汽車行業(yè)已由昔日傳統(tǒng)材料鋼鐵，逐漸轉(zhuǎn)向鋁合金輕質(zhì)材料，汽車用鋁進程又邁出了重大一步。參展的雪佛蘭“魔鬼魚”跑車采用了鋁制框架車身，比上一代采用傳統(tǒng)鋼制材料的車體質(zhì)量降低了45千克，車身強度提高了57%；新款瑪莎拉蒂“總裁”則配備有全鋁車身面板，與現(xiàn)款車型相比減重高達204千克；全新奔馳SL級敞篷跑車車身架構(gòu)幾乎全部采用鋁材制造，整備重量較前代減輕140千克。而走大眾路線的日本汽車也把鋁應(yīng)用在車蓋、支架、后保險杠、引擎等部位。
其實，揭開汽車用鋁時代序幕的當(dāng)屬奧迪公司。從1980年開始在Audi80和Audi100上采用鋁制車門開始，奧迪公司就從未停止過鋁材應(yīng)用的步伐。1994年，奧迪公司推出全球首輛全鋁車身轎車AudiA8，在德國上市僅3個月，就售出2，000輛，因為使用了546千克鋁合金材料，它的重量比同等鋼制車身車型至少減輕50%。
近年來，寶馬公司的鋁材使用量也在穩(wěn)步上升。鋼材是寶馬傳統(tǒng)車型最重要的材料，約占車重的40%，但在未來數(shù)年內(nèi)，鋁材取代鋼材的趨勢將進一步加劇，因為鋼材在減重技術(shù)上已經(jīng)達到極限。寶馬公司供應(yīng)鏈與可持續(xù)能力監(jiān)督員FrankWienstroth日前表示，寶馬最顯著的變化在于某些型號的車門、發(fā)動機罩和結(jié)構(gòu)鑄件已經(jīng)采用鋁材，寶馬5系的鋁材零部件占總車重的20%；其他車型中，寶馬X6采用鋁合金輪轂；而寶馬X1則實現(xiàn)發(fā)動機全鋁化，其同等排量發(fā)動機，若使用鋁缸體發(fā)動機，則可減重20千克左右。
從西安西沃的VolvoBIOM全鋁旅游大客車，鄭州宇通的全鋁公交客車，到上海大眾的鋁合金材質(zhì)電動轎車，再到比亞迪的全鋁車身電動大巴，由于大量采用鋁合金材料，車輛的減重效果十分明顯。
眼下，車企追求輕量化的風(fēng)潮漸入國內(nèi)公眾視野。早在2011年4月的上海國際車展，輕量化趨勢就已初露端倪，而2012年的北京國際車展可以說是本土汽車品牌輕量化成果的一次集體展示。以奇瑞汽車為例，整車重量相比2005年至少減重5%，整車安全性能也隨之明顯提高，并已形成零件、材料、工藝、模具的輕量化設(shè)計和輕量化評估體系。
最新消息稱，本田公司開發(fā)出了將鋼與鋁結(jié)合在一起的技術(shù)，在原為鋼制的車門外板部分采用了鋁材。據(jù)本田公司推算，重量減輕的幅度雖然是全鋁車門的一半，但成本上升幅度只有全鋁車門的1/19。憑借上述手段，與原來的鋼制車門板相比，4塊車門板的總重量從63.5千克減至52.5千克，減輕約17％，這將有助于提高燃效及動力性能，同時，由于車身外側(cè)變輕，重心向車身中心集中，因此還能提高操縱穩(wěn)定性。本田公司計劃在2013年3月于美國上市的北美款謳歌新車型“RLX”上采用該技術(shù)，然后陸續(xù)推廣至其他車型。
如今，汽車用鋁技術(shù)正處于不斷上升的快速通道，汽車用鋁趨勢正好符合了波士頓咨詢機構(gòu)的調(diào)研，其結(jié)果顯示，汽車制造商用鋁代替鋼來滿足消費者對燃油經(jīng)濟性的要求，鋁不僅成為制造引擎、散熱器和輪轂等車輛部件的主要材料，在車身、車門和車蓋上占的比重也愈來愈大。
汽車鋁板喜迎強勁增長
據(jù)工業(yè)和信息化部日前發(fā)布最新統(tǒng)計，2012年我國汽車產(chǎn)銷量雙超1，900萬輛，產(chǎn)銷量世界第一，但是在汽車鋁化率方面，我國仍相對落后。資料顯示，2010年，我國單車的平均用鋁量為127.5千克，總消費量為232.88千噸，比美國的約185萬噸高25.88%，成為全球汽車用鋁最多的國家。不過我國的單車用鋁量仍比美國145千克/輛低12%，比日本及德國約低13%，汽車鋁合金市場的發(fā)展前景非常廣闊。
按照目前我國汽車工業(yè)的發(fā)展態(tài)勢預(yù)計，到2015年我國汽車工業(yè)用鋁板帶需求有望達到55萬~60萬噸，而在2013年全球?qū)⑿略?0萬噸/年產(chǎn)能。急速增長的汽車鋁板市場為我國鋁加工企業(yè)創(chuàng)造了絕好的機會。然而，我國雖然可以生產(chǎn)乘用車車門與發(fā)動機覆蓋件用鋁合金板帶，但在汽車車身用鋁板帶生產(chǎn)方面卻一直處于空缺狀態(tài)，至今也未建成具有全球先進水平的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。我國在汽車車身鋁板帶生產(chǎn)方面的“短板”主要是缺少具有高技術(shù)水平的精整設(shè)備，因為汽車車身鋁板帶對其表面狀態(tài)有各種極其嚴(yán)格的質(zhì)量要求，當(dāng)前只有美、德、日、法等國企業(yè)具備生產(chǎn)能力。
而中國忠旺正在籌建的300萬噸鋁壓延材項目正是瞄準(zhǔn)了生產(chǎn)汽車車身所用鋁板市場。除斥資38億美元購買現(xiàn)代化的熱軋、冷軋裝備，配置高技術(shù)水平的精整生產(chǎn)線以外，中國忠旺還招納14位外籍專家領(lǐng)銜汽車鋁材的研發(fā)與生產(chǎn)。而在此前，通用等國際汽車制造企業(yè)還專程至中國忠旺遼陽生產(chǎn)基地進行參觀考察，雙方一致認(rèn)為在汽車輕量化這個新的市場藍海，彼此有著廣泛的合作基礎(chǔ)和良好的合作前景。
業(yè)內(nèi)人士表示：“300萬噸鋁壓延材項目的建成投產(chǎn)將為中國忠旺優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域，全面提高其在汽車行業(yè)中的市場地位打下堅實的基礎(chǔ)。在未來，汽車輕量化將會推動鋁薄板、中厚板在中國的廣泛應(yīng)用，中國忠旺的汽車車身鋁板帶業(yè)務(wù)將會為其帶來豐厚的利潤回報，因為無論是國內(nèi)需求，還是海外出口，其市場容量與收益都非常誘人�！�
在資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重的嚴(yán)峻形勢下，我國政府明確提出著力推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，是未來制造業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，跨越式發(fā)展的必由之路。未來10年，中國迫切需要在環(huán)境與發(fā)展之間尋求新的平衡，為建設(shè)美麗中國設(shè)計出一個時間表和線路圖。而鋁合金作為節(jié)約能源消耗、減少溫室氣體排放、提高運輸效率、維護道路安全最優(yōu)質(zhì)的綠色金屬材料，必將在汽車制造業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的價值，迎來更為強勁的發(fā)展勢頭。
PM2.5空氣污染城市之殤
連日來，我國華北、黃淮、江淮、江南等中東部地區(qū)相繼出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，多地空氣質(zhì)量指數(shù)達到嚴(yán)重污染級別，北京PM2.5瞬間值甚至超過了1000微克/立方米�！盁o窮無盡、緩慢移動的汽車長龍似乎像幽靈般出現(xiàn)而又消失在厚厚的濃霧中�！庇袌蟮肋@樣描述到。毫無疑問，現(xiàn)代工業(yè)文明的產(chǎn)物——汽車所排放的尾氣對生態(tài)環(huán)境造成的巨大危害，已引起社會的高度關(guān)注。
汽車尾氣是霧霾天氣元兇
年初，中央氣象臺持續(xù)發(fā)布的最高級別霧霾黃色預(yù)警，將社會的目光又集中到PM2.5指數(shù)上。PM的英文全稱為particulatematter（顆粒物），PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5在地球大氣成分中含量極少，但卻富含大量有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，對人體健康和空氣質(zhì)量影響巨大，因而被美國和歐盟部分國家作為監(jiān)測空氣污染程度的重要指數(shù)。
研究表明，在汽車保有量不斷攀升、城市道路不斷擁堵的情況下，汽車尾氣成了PM2.5的重要來源，尤其是在早高峰和晚高峰時，PM2.5濃度相對較高，伴隨著頻繁的怠速、低速、加速、減速，汽車尾氣的PM2.5排放量成倍增加。
數(shù)據(jù)顯示，目前我國機動車排放污染物達5200萬噸，其中氮氧化物600萬噸，碳氫化合物490萬噸，一氧化碳4100萬噸，顆粒物60萬噸，這些有害物質(zhì)在大氣污染中的分擔(dān)率分別為26%、23%、41%和5%。此外，汽車排放污染和其他污染不一樣，同樣是顆粒物，汽車排放的顆粒物構(gòu)成復(fù)雜，既有直接排放的PM2.5，也有生成的PM2.5。全球華語廣播網(wǎng)日本觀察員葉千榮表示，日本從上世紀(jì)80年代開始一直對PM2.5對人體的影響進行分析和討論，最后專家一致認(rèn)為，在大城市中，PM2.5微小顆粒的主要來源是汽車尾氣，尤其是柴油汽車尾氣，這些汽車尾氣包含的2.5微米以下的顆粒具有強烈的致癌物質(zhì)。
近年來，我國從兩輪社會向四輪社會過渡的愿望一直有增無減，其會使我國發(fā)生怎樣的變化？據(jù)統(tǒng)計，“十一五”期間，我國汽車保有量由3088萬輛增加到7721.7萬輛，保有量增加150%。然而，我國的油品質(zhì)量與歐美國家相差甚遠，因而導(dǎo)致汽車尾氣污染型城市日漸增多。數(shù)據(jù)顯示，雖然目前我國上路行駛的車輛共有9270萬輛，低于美國約2.45億輛的規(guī)模，但是按汽車排放標(biāo)準(zhǔn)分類，我國僅有5.7%的車輛符合最嚴(yán)格的國家第四階段機動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（國IV標(biāo)準(zhǔn)），該標(biāo)準(zhǔn)對包括溫室氣體和微小顆粒物PM2.5在內(nèi)的廢氣排放做出了限制。
如果按照“一輛汽車行駛一年，排放的尾氣大約將近3噸，相當(dāng)于汽車自身重量三倍左右”的說法，那么到2020年，我國保有的2億多輛的汽車每年至少將排放6億噸包含PM2.5等各種有害物的尾氣。這意味著，在人口稠密、汽車保有量高的大中城市，汽車尾氣排放對空氣質(zhì)量將會帶來巨大的壓力。
車企打響環(huán)保攻堅戰(zhàn)
在2011年之前，汽車行業(yè)一直享受著黃金十年爆發(fā)式增長的快樂，肩負(fù)拉動國民經(jīng)濟增長的殊榮；2011年，因為保有量的過快增長，汽車行業(yè)遭遇了第一次政策急剎車，以北京為代表的限車政策讓京城車市增速迅速下滑一半；2012年，我國汽車駕駛?cè)耸状瓮黄?億。同年，一個專業(yè)的環(huán)保術(shù)語——PM2.5在網(wǎng)上紅極一時，引發(fā)了公眾和管理部門的深刻反思，并倒逼汽車產(chǎn)業(yè)大調(diào)整。
當(dāng)前，汽車工業(yè)已經(jīng)無法回避節(jié)能減排的緊迫性。事實上，自“十二五”規(guī)劃以來，汽車“輕量化”就隨著綠色中國戰(zhàn)略被提到了前所未有的高度，國家對于節(jié)能減排的硬性要求使得汽車制造業(yè)拉開了“綠化”的序幕。
今年1月6日，北京市環(huán)保部門首次公布一組PM2.5的研究性監(jiān)測數(shù)據(jù)，標(biāo)志著我國環(huán)保工作開始“直面現(xiàn)實”，提升空氣質(zhì)量與治理汽車尾氣雙管齊下；相關(guān)政府部門要求“十二五”期間北京市機動車排放污染物減少1萬噸。與此同時，北京市政府還發(fā)布了《北京市“十二五”時期節(jié)能降耗與應(yīng)對氣候變化綜合性工作方案》。從節(jié)能汽車推廣補貼門檻提高，到車輛燃料消耗量限制，再到車輛排放限制等法規(guī)的頒布，政策制定者的關(guān)注重點也正在從“能源替代”過渡到“能源替代+減少排放”，汽車輕量化成為發(fā)展潮流，市場影響舉足輕重。
與此同時，我國汽車工業(yè)的發(fā)展正面臨著能源短缺的巨大壓力。2011年我國汽車平均燃料消耗量為百公里7.5升，若要達到2020年百公里5升的目標(biāo)，除大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車外，還須加快推動汽車向小型化、輕量化方向發(fā)展。
事實上，汽車減重一直是一個“永恒”的話題，其同樣是減少PM2.5排放量的有效途徑。作為一種輕質(zhì)材料，鋁合金正日益受到汽車制造企業(yè)的青睞，并成為分析師最為看好的基礎(chǔ)金屬品種之一。有關(guān)研究表明，以鋁代替鋼制造汽車，可使整車重量減輕30％～40％，制造發(fā)動機可減重30％，制造輪轂可減重30％。此外，鋁質(zhì)散熱器比相同的銅制品輕20％～40％，而鋁制車身比鋼制車身輕40％以上。
奧迪、奔馳、寶馬、福特、路虎等國際品牌早已成為汽車用鋁的先鋒，而其研發(fā)的以鋁為主要材料的車型越來越受到市場的歡迎。一份消費調(diào)查的結(jié)果表明，在2008年，僅有54%的潛在購車者愿意為節(jié)油這一項性能買單，而在2012年，這一比例上升至83%，鋁制車型因此被認(rèn)為具有更長期、更樂觀的消費需求前景。數(shù)據(jù)顯示，20世紀(jì)60年代，每輛汽車的平均用鋁量僅為27.2千克，到90年代中期，這一數(shù)據(jù)上升到113千克，約占汽車自身質(zhì)量的8％，尤其是在歐美日等發(fā)達工業(yè)國家，鋁材在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用量持續(xù)增加，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。當(dāng)下，汽車輕量化是我國節(jié)能減排戰(zhàn)略的緊迫需要，更是車企提高核心競爭能力的現(xiàn)實需求。
