鎂合金被稱為“21世紀(jì)的綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)材料”，有非常優(yōu)良的應(yīng)用性能，是目前質(zhì)量最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度大、消震性好、承受沖擊載荷能力大、電磁屏蔽性能優(yōu)異、無(wú)生物毒性、耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好、資源十分豐富等優(yōu)點(diǎn)。隨著加工技術(shù)水平的不斷提高，鎂合金應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。迅速發(fā)展壯大鎂合金戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，對(duì)于發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防科技工業(yè)具有十分重要的意義。
我國(guó)鎂陸地資源約占世界總探明儲(chǔ)量的35%以上，居世界第一位。其中，菱鎂礦資源總量31.45億噸，符合煉鎂要求的一、二級(jí)礦占78%；白云石資源探明儲(chǔ)量在40億噸以上。2019年，全球原鎂產(chǎn)銷量100萬(wàn)噸，我國(guó)為84.48萬(wàn)噸，占到全球的85%，其余為俄羅斯、以色列等有少量產(chǎn)出。國(guó)內(nèi)產(chǎn)量主要分布在陜西、山西、寧夏等地，其中，陜西51.76萬(wàn)噸、山西11.71萬(wàn)噸、寧夏5.85萬(wàn)噸。目前，全球原鎂約有45%用于生產(chǎn)鎂合金，這里面又有70%用于汽車行業(yè)，其余20%和10%分別用于3C和軍工、建筑材料以及飛行航空器等領(lǐng)域。
市場(chǎng)前景廣闊
在交通運(yùn)輸裝備領(lǐng)域：一是在汽車應(yīng)用方面，在采用相同動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)的前提下，汽車輪轂、覆蓋件、發(fā)動(dòng)機(jī)箱、電池艙等零部件的輕量化，是鎂合金最大的增量市場(chǎng)。德國(guó)大眾汽車統(tǒng)計(jì)，汽車自重每減輕10%，即可節(jié)約燃料5%，每使用10公斤鎂合金，汽車可減重4公斤左右；自重每降低100公斤，每百公里油耗可減少0.7升；每節(jié)約1升燃料可減少二氧化碳排放2.5克，年排放量減少30%以上。國(guó)外汽車已有60多個(gè)零部件改用鎂合金，如歐洲帕薩特和奧迪A4，每輛車上已達(dá)到14公斤以上，北美地區(qū)和日本的部分車分別達(dá)到3.8公斤和9.3公斤，有的甚至超過(guò)28公斤。根據(jù)我國(guó)汽車輕量化路線圖，到2020年、2025年和2030年，單車用鎂合金要分別達(dá)到15公斤、25公斤和45公斤。以2025年生產(chǎn)3500萬(wàn)輛、單車消耗25公斤鎂合金測(cè)算，需求量為87.5萬(wàn)噸。以2030年單車用量45公斤計(jì)算，則需要172萬(wàn)噸。2019年，我國(guó)生產(chǎn)純電汽車130萬(wàn)輛，小型乘用車3000萬(wàn)輛，如果僅把每輛車的覆蓋件改為65公斤的鎂合金板材，就需要203萬(wàn)噸。長(zhǎng)春一汽、上汽大眾、重慶長(zhǎng)安汽車等車企都已開(kāi)始批量使用鎂合金。展望未來(lái)，汽車用鎂合金用量或?qū)⒂瓉?lái)井噴式增長(zhǎng)。
二是在軌道交通方面，軌道交通只要減輕車體重量，就能使列車增加有效載荷，運(yùn)行速度更快?，F(xiàn)在一列八節(jié)車廂組成的高速列車，牽引力要高達(dá)5500~8800千瓦，而用鎂合金降重則可大幅降低動(dòng)力成本。國(guó)外軌道客車鎂合金的應(yīng)用遠(yuǎn)超我國(guó)，法國(guó)高速列車鎂合金鑄件和板材使用超過(guò)4.5萬(wàn)個(gè)，日本、韓國(guó)的高速列車也都采用了鎂合金鑄件和板材，成本降低8%~10%。我國(guó)規(guī)定常住人口300萬(wàn)以上、財(cái)政預(yù)算100億元以上的城市，可以發(fā)展軌道交通。全國(guó)已有43個(gè)城市開(kāi)通了地鐵或輕軌列車運(yùn)營(yíng)，另有15個(gè)城市制定了地鐵或輕軌規(guī)劃，2020年市內(nèi)軌道交通里程將達(dá)4500公里以上，各大城市都在修訂增大城市軌道交通計(jì)劃，僅成都市規(guī)劃的2035年度市域內(nèi)軌道交通里程就將達(dá)4500公里。成都天智輕量化科技有限公司已經(jīng)批量供應(yīng)地鐵列車鎂合金輕量化產(chǎn)品。軌道客車大量使用鎂合金材料也將成為必然。
在3C電子產(chǎn)品和軍工、建筑材料領(lǐng)域：鎂板帶材已開(kāi)始用于中高檔超薄型、或尺寸較小的筆記本外殼，工程塑料以及碳纖維所無(wú)法與此相比，鎂合金材料現(xiàn)為便攜式筆記本電腦外殼的首選。此外，還有電子產(chǎn)品的屏蔽層，超薄金屬鎂板（箔）也趨向使用鎂合金。新一代移動(dòng)通訊產(chǎn)品大量使用挖空鎂合金框架，在4G和5G通訊基站散熱器方面，僅國(guó)內(nèi)至少有500多億元的市場(chǎng)需求量。在軍工領(lǐng)域，鎂合金也已批量使用在可移動(dòng)便攜式通訊裝備、輕便武器系統(tǒng)單兵武器和智能化頭盔、軍車懸掛式外裝甲板以及肩扛式導(dǎo)彈、火箭彈殼體上。在墻面裝飾領(lǐng)域，特別是高層、超高層建筑中，輕量化鎂合金模板也開(kāi)始廣泛使用。
在飛行航空器等領(lǐng)域：飛機(jī)結(jié)構(gòu)中除了內(nèi)部支架框架以外，蒙皮、地板、艙板等最適合使用寬幅鎂合金薄板。有試驗(yàn)結(jié)果表明，飛機(jī)減重1磅所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，商用機(jī)為300美元，戰(zhàn)斗機(jī)為3000美元，航天器為3萬(wàn)美元，綜合減重效果比鋁合金高出25%~35%。歐洲空客公司早在上世紀(jì)就開(kāi)發(fā)了鎂合金板，比使用鋁合金減重近10噸。我國(guó)的西飛、成飛很早就在機(jī)體內(nèi)使用了鎂合金鍛件、鑄件和板材。民航、通用航空、商業(yè)航天領(lǐng)域，將來(lái)更是鎂合金大顯身手的領(lǐng)域。
中國(guó)淪為原鎂生產(chǎn)“巨人”
鎂合金制造“矮子”
目前，世界鎂工業(yè)的走向是：西方國(guó)家對(duì)原鎂減產(chǎn)殆盡，但中國(guó)在持續(xù)增產(chǎn)。美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、澳大利亞和日本等已經(jīng)把鎂作為21世紀(jì)的重要戰(zhàn)略材料，相繼制定了各自的鎂和鎂合金產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃。美國(guó)正在重點(diǎn)研究鎂合金的高端制造工藝，現(xiàn)擁有世界唯一的工業(yè)化寬幅板帶生產(chǎn)線；德國(guó)政府出巨資重點(diǎn)研究壓鑄鎂合金、快速還原化與工具制造等尖端技術(shù)；韓國(guó)制定了由三星、浦項(xiàng)、現(xiàn)代三巨頭聯(lián)合投資超過(guò)500億美元的東海岸三大鎂合金國(guó)家產(chǎn)業(yè)園計(jì)劃，2016年~2018年已經(jīng)招商引資超過(guò)100億美元，計(jì)劃到2025年在鎂合金深加工和高價(jià)值產(chǎn)品領(lǐng)域要達(dá)到世界領(lǐng)先水平。鎂合金高端產(chǎn)業(yè)已形成了從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究，再到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和終端應(yīng)用的完整體系，像高性能寬幅鎂合金板帶材、高性能鎂合金擠壓型材和精密鍛造件等尖端加工技術(shù)，已基本被全部壟斷，攫取了鎂終端產(chǎn)品85%以上的附加值。就連年產(chǎn)僅有2萬(wàn)多噸原鎂的烏克蘭，在航空、航天等關(guān)鍵零部件的精密壓鑄方面也走在了世界前列，年創(chuàng)造產(chǎn)值達(dá)42億美元。
雖然我國(guó)有豐富的資源和低成本的優(yōu)勢(shì)，2003年以來(lái)已連續(xù)18年成為世界最大的原鎂產(chǎn)地和輸出地，但卻是典型的原鎂材料生產(chǎn)“巨人”、鎂合金制造“矮子”。2019年，我國(guó)出口原鎂和鎂制品45.16萬(wàn)噸，金額553.6億元，均價(jià)12.25萬(wàn)元/噸，出口量占全球總產(chǎn)量的53%，主要出口荷蘭、加拿大、美國(guó)、日本等國(guó)。全國(guó)進(jìn)口鎂制品41.09萬(wàn)噸，金額701.9億元，均價(jià)17.08萬(wàn)元/噸。
鎂產(chǎn)品出口-進(jìn)口一圈后，國(guó)家凈損失148.3億元。在鎂精密鑄造和成形方面，雖然已成功開(kāi)發(fā)出了高速列車“復(fù)興號(hào)”擠壓側(cè)墻型材、地板導(dǎo)槽型材等產(chǎn)品，并進(jìn)入批量裝車應(yīng)用，但在鎂合金板材生產(chǎn)、應(yīng)用方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)需求。在運(yùn)輸裝備制造中，鎂合金板帶材的消耗量占到70％以上，盡管山西聞喜銀光鎂業(yè)（集團(tuán)）有限公司現(xiàn)為全國(guó)規(guī)模最大、品種最全的鎂合金企業(yè)，但年產(chǎn)板帶也不足3000噸；中鋁洛陽(yáng)公司和山東臨沂曙光鑄造有限公司的鎂合金板材數(shù)量也十分有限，而且技術(shù)水平低、裝備落后；河南鶴壁市高性能鎂合金材料年產(chǎn)值也只有50多億元；此外，寧夏太陽(yáng)、山西長(zhǎng)治、山東南山、重慶博奧、廣東慶鎂、福建坤孚等在加工方面雖有提升，但寬度大于1220毫米以上的鎂合金薄板材，仍然屬于空白。這些板材的采購(gòu)價(jià)格極其昂貴，如汽車用高強(qiáng)度板材28萬(wàn)~35萬(wàn)元/噸，飛機(jī)制造和國(guó)防工業(yè)用板材38萬(wàn)~45萬(wàn)/噸，最高價(jià)是出口原鎂30多倍。A股與汽車輕量化材料(鎂合金)相關(guān)度較高的上市公司，只有云海金屬和萬(wàn)豐奧威。
整體上看，我國(guó)規(guī)?；V合金深加工和高端制造水平還很低，現(xiàn)有規(guī)模以上原鎂冶煉企業(yè)83家，前10大企業(yè)產(chǎn)量占比37.7%，產(chǎn)能大于3萬(wàn)噸的只有13家，剩余的都是微小型企業(yè)，行業(yè)集中度差、裝備自動(dòng)化程度低，遠(yuǎn)未形成技術(shù)的引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)的集聚。
我國(guó)原鎂產(chǎn)品以白菜價(jià)出口，然后再花巨資從國(guó)外進(jìn)口的局面應(yīng)盡快改變；中國(guó)的鎂合金需要戰(zhàn)略級(jí)別的鎂合金產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和短期、中期、長(zhǎng)期的技術(shù)布局。要充分利用我國(guó)原鎂產(chǎn)量在世界范圍內(nèi)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，高起點(diǎn)規(guī)劃原鎂冶煉和鎂合金高端產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)的整體布局，抓緊引進(jìn)國(guó)外鎂合金高端產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和先進(jìn)加工裝備，立足陜西原鎂就地取材，盡快實(shí)現(xiàn)本土鎂合金應(yīng)用端產(chǎn)業(yè)升級(jí)，替代進(jìn)口，力爭(zhēng)在較短時(shí)間內(nèi)打造出我國(guó)的鎂合金戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)基地。
全力以赴做大做強(qiáng)鎂合金產(chǎn)業(yè)
近年來(lái)，陜西的府谷、神木兩地利用蘭炭副產(chǎn)的荒煤氣作燃料生產(chǎn)原鎂，形成了獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的金屬鎂冶煉低成本洼地，構(gòu)建了煤化工與金屬鎂生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈模式，原鎂產(chǎn)量和出口量連年增加，穩(wěn)居全國(guó)第一、全球第一。其中，2019年府谷產(chǎn)量43.33萬(wàn)噸，神木8.43萬(wàn)噸，總產(chǎn)量占到全國(guó)的62%，全球的52%。去年，鎂在國(guó)內(nèi)的銷售比例已達(dá)49%，未來(lái)10年國(guó)內(nèi)鎂消費(fèi)年均增幅將在20%以上。我國(guó)作為原鎂產(chǎn)量世界第一大國(guó)，應(yīng)緊緊抓住全球鎂合金應(yīng)用正在興起的戰(zhàn)略機(jī)遇，全力以赴做大做強(qiáng)鎂合金產(chǎn)業(yè)。為此建議如下。
一是在產(chǎn)業(yè)目錄中鼓勵(lì)高性能鎂合金的生產(chǎn)和加工，把鎂資源、原鎂錠和鎂合金納入國(guó)家重要的資源戰(zhàn)略、材料戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，加快、加大投入鎂合金研發(fā)，擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用，全力發(fā)展鎂合金產(chǎn)業(yè)。進(jìn)一步加快在交通運(yùn)輸裝備、3C電子產(chǎn)品和軍工、建筑材料以及飛行航空器等領(lǐng)域鎂合金輕量化材料的應(yīng)用步伐，盡快改變鎂合金生產(chǎn)加工受制于人的被動(dòng)狀況。
二是要站在全球格局的高度看待發(fā)展我國(guó)鎂戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的緊迫性和重要性。應(yīng)把目前陜西、山西等尚有一定污染、且產(chǎn)能仍然比較低的一些原鎂冶煉項(xiàng)目繼續(xù)列入鼓勵(lì)類。力爭(zhēng)提供所需技術(shù)和資金，特別是在環(huán)保執(zhí)法上不宜“一刀切”和“生硬冷”，防止間接抽空這一戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基石。
三是支持陜西創(chuàng)建世界一流的鎂產(chǎn)業(yè)園，有關(guān)部門(mén)共同做好這一戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和建設(shè)等工作。應(yīng)支持和幫助組建具有產(chǎn)業(yè)鏈條完整、加工配套齊全、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)突出、產(chǎn)能規(guī)模領(lǐng)先國(guó)際的鎂產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，加快引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)鎂合金加工生產(chǎn)設(shè)備，占領(lǐng)鎂合金高端深加工技術(shù)的制高點(diǎn)，帶頭領(lǐng)跑鎂合金產(chǎn)業(yè)向世界水平進(jìn)發(fā)。
四是鎂合金工業(yè)深加工技術(shù)裝備屬于重資產(chǎn)項(xiàng)目且投資巨大，利潤(rùn)周期長(zhǎng)，需要國(guó)家有關(guān)部門(mén)和陜西省共同主導(dǎo)強(qiáng)力推進(jìn)，全面整合國(guó)內(nèi)鎂合金科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)資源，構(gòu)建“國(guó)家鎂及鎂合金技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品制造中心”，將陜西打造成為國(guó)家級(jí)規(guī)?；叨随V合金生產(chǎn)基地和應(yīng)用推廣示范基地。推動(dòng)我國(guó)全面掌握國(guó)內(nèi)外金屬鎂市場(chǎng)的定價(jià)權(quán)，由高端鎂合金產(chǎn)品進(jìn)口國(guó)變?yōu)槌隹趪?guó)。
（作者單位：陜西省政府辦公廳）