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近日，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》(以下簡稱有色“十三五”規(guī)劃)。有色金屬工業(yè)作為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是實現(xiàn)制造強國的重要支撐力。在有色“十三五”規(guī)劃中，提出了以加強供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和擴大市場需求的主體思路，并以高端材料、綠色發(fā)展、兩化融合等作為重點，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，拓展行業(yè)發(fā)展新空間。
翻閱有色“十三五”規(guī)劃，有一亮點是引人注目的，即“鎂”。作為21世紀綠色金屬的鎂，在這份規(guī)劃中出現(xiàn)的頻率極高，也可以說是有史以來最高，可以看出在這個五年規(guī)劃中，鎂產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展機遇和空間將是前所未有的。對于這個產(chǎn)量不到百萬噸的產(chǎn)業(yè)，有色“十三五”規(guī)劃有哪些重點涉及到它?與之前的五年規(guī)劃相比有什么變化?對產(chǎn)業(yè)未來會帶來什么影響?為此，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鎂業(yè)分會會長徐晉湘及相關(guān)行業(yè)專家進行解讀。
鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有必然性
從我國礦產(chǎn)資源方面來看，我國有色金屬工業(yè)面臨資源保障基礎(chǔ)薄弱等問題。有色“十三五”規(guī)劃提出，2015年國內(nèi)銅、鋁、鎳等重要礦產(chǎn)原料對外依存度分別為73%、45%(據(jù)了解到的最新數(shù)據(jù)為50%以上)、86%。受資源出口國政策變化、法律約束和基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等影響，我國進口資源面臨不確定性，行業(yè)抵御市場風(fēng)險能力不足。我國有色金屬行業(yè)發(fā)展面臨諸多制約和限制。
“礦產(chǎn)資源問題雖然與鎂金屬沒有直接關(guān)系，但卻具有非常重要的間接關(guān)系?！毙鞎x湘說。在礦產(chǎn)資源薄弱的大背景下，“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革”戰(zhàn)略意義的提出為我們指明了方向：擴大有效供給，提高供給結(jié)構(gòu)對需求變化的適應(yīng)性和靈活性。
在地殼眾多的元素中，鎂的豐度為2.1%，排在第8位。在全世界已探明的幾大有色金屬元素中，鎂的儲采比高居榜首，據(jù)統(tǒng)計，預(yù)計可采用近1000年。我國的鎂資源最為豐富，既有礦物資源，又有鹽湖資源，還有海水鎂資源，儲量占全球比例的50%以上，居世界首位;同時，鎂資源還可實現(xiàn)再生循環(huán)利用。中國工程院院士何季麟比喻鎂資源：“取之不盡，用之不竭。”
在我國面臨資源問題的時刻，如果對外依存度是我們頭上一把高懸的劍，那么，鎂資源就是迎刃而解的解藥。所以，鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極具歷史必然性，而供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革戰(zhàn)略的實施也為鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
從有色金屬行業(yè)來看，隨著我國經(jīng)濟進入“新常態(tài)”時期，整體消費增速將由“十二五”期間的高速轉(zhuǎn)為中高速，銅、鋁等主要金屬品種消費增速將明顯放緩。而“十三五”期間，在交通裝備輕量化和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及節(jié)能減排戰(zhàn)略要求的繼續(xù)實施，鎂產(chǎn)業(yè)將面臨前所未有的發(fā)展機遇期，消費增速不僅不會放緩，反而會出現(xiàn)高速增長的態(tài)勢。
在有色“十三五”規(guī)劃中，專欄2是2020年主要有色金屬表觀消費需求及產(chǎn)量預(yù)測，鎂一改往常，被列入了五大主要品種中，而國家預(yù)測的“十三五”年均增長率最高的金屬品種也是它，增長率為7.1%。對此徐晉湘對記者說：“這次有色‘十三五’規(guī)劃在鎂產(chǎn)業(yè)方面變化極大，可以看出，國家對鎂未來的發(fā)展空間十分認可，‘十三五’也為鎂未來發(fā)展定下了基調(diào)。
預(yù)計“十三五”期間鎂的年增長率將是最高的，2020年產(chǎn)能將達到130萬~150萬噸，甚至更多。”
鎂技術(shù)創(chuàng)新仍任重道遠
我國鎂產(chǎn)業(yè)經(jīng)過10多年的發(fā)展，已經(jīng)逐步走到了世界鎂工業(yè)大國的地位，原鎂產(chǎn)量達到世界總產(chǎn)值的80%。隨著技術(shù)進步，鎂冶煉技術(shù)逐步從橫罐工藝向豎罐工藝發(fā)展，冶煉成本不斷降低，每噸原鎂生產(chǎn)能耗從2000年的11噸標煤，逐步降到目前的4噸以下標煤;鎂加工技術(shù)也獲得了諸多突破，如寬幅薄板帶(卷)的設(shè)備設(shè)計制造和材料生產(chǎn)、鎂合金板成卷軋制、鎂合金連續(xù)軋制、鎂合金加工成型裝備大型化等。可以說鎂產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新在近些年已經(jīng)有了很大進步，但仍任重道遠。
在有色“十三五”規(guī)劃中提出，有色行業(yè)要以堅持創(chuàng)新驅(qū)動、堅持質(zhì)量為先、堅持綠色發(fā)展、堅持兩化融合、堅持開放合作為主要基本原則。鎂產(chǎn)業(yè)目前還處于“懵懂”時期，在技術(shù)創(chuàng)新方面存在極大的發(fā)展空間，急需自主創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的引領(lǐng)和推動。所以，鎂產(chǎn)業(yè)更應(yīng)緊緊圍繞這幾項基本原則，大力推動創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化，帶動行業(yè)的快速發(fā)展。
何季麟提出，從我國鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，目前我們的重點應(yīng)聚焦在制約鎂工業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸難題上，突破原鎂冶煉技術(shù)，實現(xiàn)規(guī)模化綠色冶煉，為下游提供高品質(zhì)、低成本的原鎂，同時開發(fā)新型鎂合金及先進加工技術(shù)，推動鎂產(chǎn)業(yè)集團化、高質(zhì)化、規(guī)模化的發(fā)展。
對此，據(jù)徐晉湘介紹，目前多數(shù)鎂冶煉企業(yè)仍采用硅熱法的橫罐工藝，這對于國家“十三五”時期對鎂冶煉能耗標準的要求來說，很難達到“十三五”末的每噸原鎂3.5噸標煤的標準，因此，“十三五”時期，橫罐工藝將面臨進一步的升級改造，而用新的鎂冶煉技術(shù)和設(shè)備來改造原有技術(shù)工藝將是“十三五”期間鎂產(chǎn)業(yè)的重點。
那么，鎂冶煉有沒有好的新工藝?
答案是新的豎罐工藝已經(jīng)趨于成熟。
徐晉湘表示，豎罐冶煉技術(shù)的突破性非常大，并且已經(jīng)可以實現(xiàn)工業(yè)化。目前該技術(shù)設(shè)計企業(yè)已有兩三家，技術(shù)也有了一定的成熟度和基礎(chǔ)。如果該技術(shù)可以推廣應(yīng)用，未來鎂冶煉的節(jié)能和能耗效益可在當(dāng)前技術(shù)的基礎(chǔ)上節(jié)省耗能30%以上。這項新技術(shù)無論是與有色行業(yè)橫向比，還是縱向比其他行業(yè)，30%的節(jié)省能耗將是綠色發(fā)展理念中獨樹一幟的，也是不可媲美的。另外，新的豎罐技術(shù)也是實現(xiàn)“兩化融合”的基礎(chǔ)，是鎂產(chǎn)業(yè)真正實現(xiàn)信息化和工業(yè)化結(jié)合的必由之路。
“從鎂冶煉方面來看，以往在5年規(guī)劃中絕不會出現(xiàn)的鎂冶煉技術(shù)，這次卻被‘十三五’列入了專欄10的‘綠色發(fā)展工程’中，可見‘十三五’對鎂產(chǎn)業(yè)冶煉技術(shù)發(fā)展的鼓勵和支持。”徐晉湘說。
除鎂冶煉之外，“十三五”規(guī)劃中還提出，要大力發(fā)展高端材料，其中包括高性能輕合金材料、有色金屬電子材料、有色金屬新能源材料等5項。應(yīng)關(guān)注重點在：高性能輕合金材料。
該項指出，圍繞大飛機、乘用車、高鐵、船舶、海洋工程等重大裝備高端制造領(lǐng)域，加快實施大規(guī)格鋁鋰合金鑄錠熔煉鑄造、大卷重高精度寬幅鎂合金帶材制造等生產(chǎn)線改造提升。要重點發(fā)展包括航空航天用高強鎂合金大尺寸復(fù)雜鑄造件、高強耐熱鎂合金大規(guī)格擠壓型材/鍛件，3C產(chǎn)品用鎂合金精密壓鑄件，大卷重低成本高成型性鎂合金板帶材，汽車輕量化結(jié)構(gòu)件用鎂合金精密壓鑄件等。
我們發(fā)現(xiàn)“大卷重高精度寬幅鎂合金帶材制造”一項在規(guī)劃中格外搶眼。徐晉湘介紹，“大卷重高精度寬幅鎂合金帶材制造”是一項極具戰(zhàn)略性意義的重點規(guī)劃項目，關(guān)鍵在就于“大卷重”三個字。
為什么有色“十三五”規(guī)劃提到鎂合金的大卷重?
“要求大板帶材要成卷，才叫做大卷重。目前我國的鎂合金寬幅板帶材可達2.0米~2.2米寬、20米長，但是這并不能達到卷的程度，而是片式的?！毙鞎x湘說。為什么一定要是卷式的?因為卷式的板帶材的綜合性能極好，這關(guān)系到板帶材的抗張性能、屈服強度和延伸率，這也是鎂合金板帶材能否實現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)?；痛罅繎?yīng)用在軍工領(lǐng)域和交通運輸領(lǐng)域的關(guān)鍵。
“高強耐熱鎂合金大規(guī)格擠壓型材/鍛件”中的鍛件一詞也是第一次出現(xiàn)在我國鎂合金的相關(guān)規(guī)劃中。徐晉湘解釋說：“鎂合金鍛件的含義就暗指著汽車用鎂合金輪轂等相關(guān)產(chǎn)品，盡快攻破鎂合金鍛件工藝，是實現(xiàn)鎂合金輪轂應(yīng)用的關(guān)鍵。”
此外，鎂部件工業(yè)化設(shè)計制造與應(yīng)用技術(shù)在鎂合金技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域和未來應(yīng)用設(shè)計領(lǐng)域也是極其重要的一點。
鎂在汽車輕量化上大有作為
黨的十八大和十八屆五中全會提出，堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，其中綠色、節(jié)能、減排的概念在近些年已經(jīng)慢慢走入人們的生活，也成為了未來各個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。其實，早在2005年的聯(lián)合國大會上，節(jié)能減排就成為了各個國家的共識，也是唯一一次各國不分政治信仰、制度、民族所達成的共同利益共識。
近些年，隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展，汽車、高鐵、航空等領(lǐng)域?qū)?jié)能減排的要求越來越嚴格。早在十幾年前，歐洲各國就定下標準，要求汽車行業(yè)要節(jié)能減排，使尾氣排放量和平均燃油經(jīng)濟指標降低到一定標準;近些年，在標準上更加嚴格，并強調(diào)汽車制造商生產(chǎn)的汽車回收率要不能少于自身重量的95%，否則會受到高昂的罰款。這些要求都迫使汽車產(chǎn)業(yè)必須采用更加輕量化的材料來達到標準，鎂就是最實際且適合的材料。
中國工程院院士左鐵鏞指出，目前許多國家都將汽車輕量化作為節(jié)能減排的重點，將如何使鎂用于汽車材料中作為研究重心。汽車行業(yè)對鎂的需求量是不可想象的，汽車輕量化材料的應(yīng)用是鎂產(chǎn)業(yè)的一大發(fā)展方向，也是解決現(xiàn)有鎂產(chǎn)業(yè)問題的有效途徑。
事實上，汽車行業(yè)可帶給鎂產(chǎn)業(yè)走出困局的出路，而鎂產(chǎn)業(yè)也是可以達到汽車行業(yè)要求的最佳材料。二者相輔相成，在交通運輸產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展中，是絕不可分割的互利雙方。因此，開拓市場、拓寬應(yīng)用是鎂產(chǎn)業(yè)在“十三五”期間必須要一一攻破的路徑。
有色“十三五”規(guī)劃中也再次對鎂合金的拓寬應(yīng)用提出要求，規(guī)劃指出，積極拓展應(yīng)用，建立交通運輸用鋁材和鎂材，形成上下游合作機制，提高材料性能和應(yīng)用服務(wù)水平，擴大產(chǎn)品應(yīng)用量，拓展產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間;積極支持新材料首批次應(yīng)用，擴大高性能輕合金材料等應(yīng)用;擴大應(yīng)用重點領(lǐng)域，支持鋁鎂合金壓鑄件、擠壓鑄造件和鍛造件等在高鐵、航空、汽車領(lǐng)域的應(yīng)用;到2020年實現(xiàn)鎂合金在交通運輸領(lǐng)域擴大應(yīng)用15萬噸。
如何具體實施?首先從立項開始，企業(yè)或科研機構(gòu)就要和下游緊密結(jié)合，從初始階段就要引進下游和終端企業(yè)進入;其二是在成果落實上，最終成果完成的標志一定是在下游實現(xiàn)應(yīng)用，使成果變成產(chǎn)品、商品進入市場。徐晉湘表示，這也是鎂業(yè)協(xié)會今后的主抓方向。
另外，鎂空氣電池也將是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。有色“十三五”規(guī)劃指出，有色金屬新能源材料要圍繞儲能與新能源汽車等領(lǐng)域要求，重點發(fā)展大容量長壽命儲能電池正極、負極等材料。專欄8還專門提出，金屬(鋁、鎂)空氣電池空氣電極材料為重點發(fā)展。
對于空氣電池來說，鎂在儲氫和放氫的性能極好，可儲量達7%，同時鎂放氫時對環(huán)境的要求與現(xiàn)有環(huán)境相適應(yīng)。徐晉湘介紹，面對我國綠色發(fā)展理念和國家對節(jié)能減排嚴格的要求，鎂空氣電池的前景巨大。目前上海交大正在作相關(guān)工作，研發(fā)的“MgH2”電池材料，是目前固體儲氫材料中是最好的。
綜上所述，“十三五”期間將是鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，將從根本上轉(zhuǎn)變鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式和發(fā)展方向。徐晉湘認為，鎂行業(yè)在“十三五”期間將得到國家的重視，并在一些重大項目上給予支持?！笆濉逼陂g，鎂產(chǎn)業(yè)將會在汽車輕量化的需求下，進一步擴大應(yīng)用市場規(guī)模，提升工藝、裝備水平，逐步成為重要的金屬材料產(chǎn)業(yè)，并加快使鎂產(chǎn)業(yè)走向世界先進行列，由鎂產(chǎn)業(yè)的大國變?yōu)殒V產(chǎn)業(yè)的強國。
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