氣候變暖、源短缺及環(huán)境污染已經(jīng)成為制約全球經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的突出問題,推動綠色高質(zhì)量發(fā)展成為全球共識。輕量化在降低能耗和碳排放的同時能夠滿足日益增長的高質(zhì)量發(fā)展需求。
裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要
汽車產(chǎn)業(yè)面臨著日趨苛刻的能耗和排放標(biāo)準(zhǔn)與持續(xù)擴大的社會需求之間的矛盾,其技術(shù)和產(chǎn)品向低碳化發(fā)展成為全球趨勢,節(jié)能和新能源汽車成為高質(zhì)量發(fā)展的重點,輕量化是關(guān)鍵共性技術(shù)之一。沃茲汽車(美國汽車行業(yè)三大刊物之一)的調(diào)查顯示,輕量化是汽車行業(yè)為滿足2025平均燃料經(jīng)濟性指標(biāo)(CAFE指標(biāo))時策略考慮的首選。研究表明,汽油乘用車每減重100kg將節(jié)油0.39L/100km,汽車質(zhì)量每降低10%,降低油耗6%-8%,排放下降4%。中國汽車工程學(xué)會預(yù)測,2004-2020年,為滿足節(jié)能減排要求,全球乘用車平均質(zhì)量年均需減少0.9%。考慮到同平臺的新能源車重于燃油車以及電池能量密度低的現(xiàn)狀,輕量化對加速新能源汽車的推廣。軌道交通裝備制造業(yè)將重點發(fā)展節(jié)能環(huán)保的綠色智能譜系化產(chǎn)品,建立世界領(lǐng)先的現(xiàn)代軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)體系,其中重點發(fā)展的關(guān)鍵零部件有齒輪傳動系統(tǒng)用輕合金箱體鑄造,關(guān)鍵共性技術(shù)有鎂鋁合金、高分子復(fù)合材料等車體材料、高強度輕量化等新型車輛車體技術(shù)。船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級行動計劃(2016-2020年)提出,面向綠色環(huán)保主流船舶、高技術(shù)船舶、海洋工程裝備及核心配套設(shè)備等重點領(lǐng)域,加強結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計技術(shù)等基礎(chǔ)共性技術(shù)研發(fā)。
輕量化自身創(chuàng)新發(fā)展的需要
輕量化涉及鋼鐵、有色、化工、建材等行業(yè)以及機械制造行業(yè),在行業(yè)共性技術(shù)支撐體系方面,這些行業(yè)面臨著共同的問題。資源整體配置和運行分散化、封閉化、低效化。共性技術(shù)創(chuàng)新周期長,3-5年難以取得實效,需要長期持續(xù)支持。受體制制約,經(jīng)費來源單一,多為國家全額撥款,社會融資缺失,且資金分散、效率低;課題制形式難以對共性技術(shù)研發(fā)提供連貫性支持;技術(shù)共享及轉(zhuǎn)移機制不健全,共性技術(shù)擴散效率低,難以輻射整個行業(yè)輻射。行業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新主體缺失。原科研院所轉(zhuǎn)制企業(yè)后,在經(jīng)濟效益考核指揮棒下,創(chuàng)新動力不足;國家工程研究中心、技術(shù)研究中心、重點實驗室等,多掛靠依托單位建設(shè),本身沒有獨立法人地位,不能獨立對外承接項目,沒有利益分配自主權(quán),成果全行業(yè)轉(zhuǎn)化難;企業(yè)由于市場競爭,投入多用于擴大生產(chǎn),對共性技術(shù)投入遠遠不足。
應(yīng)對國外輕量化加速發(fā)展的需要
美國、日本、歐盟以科技計劃形式,支持共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),鼓勵和支持跨產(chǎn)業(yè)合作,如USCar、EUcar(Horizon 2020)、WorldAtuoSteel等。美國成立了輕量化材料創(chuàng)新中心,聚焦破解關(guān)鍵技術(shù)“死亡之谷”,開展競爭前共性技術(shù)研究及示范、供應(yīng)鏈的技術(shù)集成、支持中小企業(yè)、各個層次勞動力的技能教育與培訓(xùn)等。英國成立了彈射中心,以加快研究成果的商業(yè)化,其中,輕量化工作主要由高價值制造彈射中心負責(zé)。德國成立“國家電動汽車平臺”(NPE)成立,重點任務(wù)之一是發(fā)展輕量化車身。韓國以國家戰(zhàn)略確立輕量化產(chǎn)業(yè)布局,重點發(fā)展鈦、鎂、鋁、碳纖維四大輕量化材料。