高铁是怎样成为总理最爱的
2015-09-14
【行业篇】
《财经》(博客,微博)记者韩舒淋
“我每次出访都推销中国装备，推销高铁时心里特别有底气。”8月22日，在中国铁路总公司考察的国务院总理李克强说。这位总理因为不遗余力地推介中国高铁，得到了“高铁侠”的称号。
李总理底气十足，是因为中国的高铁装备制造业在市场规模和技术发展上都已实现跨越式发展。中国铁路总公司运营的高铁里程，占据全球高铁总里程的60％以上，中国中车(601766,股吧)成为全球最大的轨道装备制造商。依靠全球最大的高铁市场，中国正试图将高铁作为装备制造业的代表，实现大规模出口。
这一切，都发生在短短的十年间。
史上最大规模引进
最早提出跨越式发展中国高铁的，是已经落马的原铁道部部长刘志军。2003年6月，接任铁道部长仅三个月的刘志军提出：实现铁路跨越式发展，对于高速动车组和时速200公里以上列车，用技贸结合方式，整体引进技术，消化吸收，逐步实现国产化，力争达到国际先进水平。在刘的推动下，中国展开了铁路史上最大规模的引进消化吸收再创新工程。
为了这一轮引进再创新，原铁道部制定了“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的方针，具体体现在2004年的《时速200公里铁路动车组项目投标邀请书》中。其对项目合格投标人做了如下限定：“在中华人民共和国境内合法注册的，具备铁路动车组制造能力，并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业(含中外合资企业)。”
这一规定，一方面将国外的制造厂商拦在招投标门槛之外，另一方面也将国内自主研发的高速列车产品拒之门外。具备投标资格的只能是“国外合作方技术支持的中国制造企业”，这意味着投标的主体必须是与国外企业合作的中方公司。
在招标前，国内已经有部分自主研发的动车组车型，其中比较有代表性的车型，包括原南车旗下株洲电力机车公司（下称株机公司）研发的“中华之星”。与后来引进国外技术普遍采用的动力分散式方案不同，“中华之星”号采用动力集中式方案，其最高运营时速为270公里，2002年底在秦沈客运专线上进行正线试验时，曾跑出321.5公里的时速，是彼时国内铁路列车的第一高速。
不过中华之星此后命途多舛。2003年9月在长春召开的高速动车组专家研讨会上，与会者做出了“与国外先进水平相比，（国产车）在技术水平、产品成熟度和可靠性方面还存在着比较明显的差距”的评价。2005年7月，原铁道部召集有关部门召开中华之星阶段验收总结会，这次会议决定中华之星只能降速以160公里进行考核。2006年8月2日，中华之星被封存到沈阳机务段，彻底退出了历史舞台。
2011年2月，刘志军因贪腐下台，他在任时推行的引进路线再度引发争议。但中华之星总设计师刘友梅在当年11月的一次公开总结，给争议画上了句号。“现在有人建议重新启动中华之星，我说这是没有必要的，是不科学的。因为中华之星毕竟是在那个年代我们从零起步研发的，现在引进的CRH四种车型，技术平台比中华之星提升了。中华之星的出路是到中国铁路博物馆去，但应该还原它的历史。”
2004年，庞巴迪、川崎和阿尔斯通与各自的中方合作企业组成的联合体在首次招标过程中中标，之后分别研发了CRH1、CRH2和CRH5型车。而西门子因为要价过高，并拒绝转让相关技术，无缘此轮招标。
2005年11月，原铁道部启动第二轮300公里时速动车招标，西门子联合中方合作伙伴调整了报价后成功中标，车型后来定为CRH3。此轮招标中，四方公司与川崎联合体也再次中标，生产CRH2C型列车。
引进CRH2而搭建的川崎平台和引进CRH3而搭建的西门子平台，在后来的发展中扮演了更重要角色。在这两个引进平台基础上，四方公司研发出了CRH380A型车，长客公司和唐山机车公司研发出了CRH380B型车，成为目前国产300公里时速列车的主力。
其中，南车生产的CRH380A型车被业内认为是自主化程度更高的车型，也是近年来李克强总理在出访推销高铁时所携带的模型车型。
从“逆向复制”到“正向设计”
制造CRH380A的主机厂商——四方公司提供的一份资料显示，从开始引进到研发制造出CRH380A，主要经历了三个阶段。
第一阶段，在引进过程中，掌握时速200公里－250公里高速动车组CRH2A的设计、制造和监测技术，并开发出长编组车型CRH2B、卧铺动车组CRH2E；第二阶段，通过对动车组进行系统优化，研制出CRH2C型时速为300公里－350公里高速动车组；第三阶段，根据行动计划，研发出时速380公里的CRH380A高速动车组。
其中的第一阶段，是一个“照葫芦画瓢”的过程，对已有的日系车进行逆向翻版制造。通过引进，中方企业掌握了制造能力。以牵引电机为例，日方联合体中的三菱公司负责转让电机技术给原南车株洲电机公司（下称株洲电机），对方虽然转让了全套制造工艺，但设计软件、磁场计算软件这些核心技术并未转让。
核心的列车牵引传动系统也类似，日方仅转让了变流器、控制机箱的制造技术，但控制算法并未转让。因此，最早算法的调试需要日方协助才能进行。
“核心技术是设计能力，对方只给我们设计结果。但结果怎么来的，他们不会转让。”一位参与技术引进的株洲电机工程师说。
即便如此，国外工艺制造流程的引进，也给国内产业带来裨益。株洲电机首席设计师龙谷宗表示，引进之前，中方的问题在于技术管理平台较弱；通过引进，国内无法生产的材料可以通过引进方打通渠道，提供支持。
这一轮技术引进，中方实现了核心部件和整车在制造工艺上的本地化，拥有了来图制造能力。但是，在制造能力方面，显然还不能称之为具备自主能力。
2005年，原铁道部第二次招标之后，运营时速达到300公里的CRH2C被生产出来。从CRH2A到CRH2C，列车的牵引电机功率提升，并且列车的传动比从CRH2A的四动四拖改为六动两拖，这使得列车的总牵引功率从4800千瓦提升到8760千瓦。另外，在车体结构、降噪、转向架等领域也做了改进。
“从CRH2A到CRH2C，并没有本质的变化，个别领域有改进。实际的变动是从CRH2C到CRH380A，总体设计要求做了很大的提升。”株洲电力机车研究所（下称株洲所）一位工程师在接受《财经》记者采访时认为。
更进一步的跨越，在第三轮招标之后开始推进。2008年2月，原铁道部与科技部签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划》（下称“行动计划”），提出“研制新一代时速350公里及以上高速列车”的目标。该行动计划的出台，标志着国内列车制造开始进入“全面创新”阶段。
这批列车的应用场景，是筹划已久的京沪高铁。担任该行动计划总体专家组副组长的北京交通大学教授贾利民介绍，行动计划的目标是形成完全自主的中国高速列车技术、装备、产业化能力和运营服务能力。
京沪高铁全长1318公里，当初为之拟定的速度指标为试验速度达到420公里/小时，最高运营速度380公里/小时，持续运营速度350公里/小时。对交通工具来说，速度指标是最顶层的指标之一，决定了所有的其他指标。速度指标确定后，通过层层分解，再确立包括牵引传动系统、制动系统、走行系统、车体、辅助系统等各个子系统的指标，根据这一系列指标来开展研究设计。
先确定技术指标，再进行研发设计，这个过程与首轮引进的过程相比，是一个“正向过程”。
株洲所一位技术专家在接受《财经》记者采访时认为，“从创新过程来看，380A是先有顶层指标，通过正向设计把车做出来；原有引进平台的技术指标不足以支撑顶层要求，必须自主设计，仅仅做参数修改、变形不能达到目标。”
此轮行动计划的实施过程中，中国特有的“举国体制”被发挥到了极致。贾利民介绍，行动计划动员了全国最优势的科技资源，包括25所一流大学，20多个国家实验室与工程中心，500多家企业和将近40家中央级研究机构。参与行动计划的科研工作人员共有1万多人，其中有将近60名两院院士，500余名教授或研究员，完全采用中央－地方纵横一体化进行统筹，协同全国最优秀的资源，这在铁路行业历史上前所未有。
2011年6月30日，京沪线正式开通运营，CRH380A与CRH380B分别从上海和北京始发，相对开出。
从按图制造到自主研发，多位来自设备制造商的受访对象均强调，高铁技术的消化吸收并非从零开始，在引进之前中国已有了较强的技术研发能力。“汽车引进为什么不成功？首先它们没有核心技术，而我们是有技术基础的。”一位参与引进的工程师对《财经》记者说。
以牵引传动系统为例，一位参与引进研发的株洲所工程师表示，在与三菱合作前，株洲所已有了自己的研发和产品平台，早在上世纪90年代就开展了交流传动技术研究。引进过程中，在日本平台基础上，又进行了核心开关器件的核算和更换，对散热、冷却系统进行重新梳理和设计提升。在列车速度不断提升的过程中，对牵引传动系统的要求也不断提升，原引进产品已无法满足新需求，硬件电路、控制软件必须进行重新设计、试验验证和考核。
贾利民表示，通过行动计划，引进消化吸收做到了“真正、彻底”。目前1、2、3、5几种车型都还在，但是“瓤子”已经全部换掉。譬如，“以前CRH3型车的调试离不开德国工程师的帮助，但现在已经基本看不到德国人的影子。”
同时起跑最新一代技术
受益于庞大内需，中国连续多年成为全球最大的高铁及铁路市场，内需一方面为本土技术的发展创造了条件，另一方面也让中国的装备制造商迅速膨胀。
贾利民称，不断发展的高铁，为技术创新提供了研究、试验、运行的闭环研发条件。从京津、武广、郑西、沪杭到京沪，每一条新线路开通，都是很好的试验环境，都要安排时间为自主创新成果进行验证，国外绝对没有这个条件。中国企业也充分利用了这个条件，在一些关键技术上拼命追赶。
在轨道交通的电力牵引领域，已经经历了从直流到交流的变革。如今，电力牵引技术的下一个革命或许即将到来——永磁同步电机的永磁同步牵引系统，正在成为新的研究趋势。
但这一次，中国厂商和国外选手站在了同一起跑线上。
在科技部2012年出台的《高速列车科技十二五专项规划》中，提出了“形成基于永磁电机的新型牵引传统技术、标准和装备体系”，“适应并引领世界高速列车牵引传动模式的技术和装备战略转型”。
南车电机首席设计师龙谷宗在受访时介绍说，永磁电机的优势在于节能、体积小，单位重量的输出功率更高。测算数据显示，采用永磁电机的动车组系统可以节能10％。
但相比交流异步电机，永磁电机的制造成本更高，配套的变流器设备也更多。总体而言，永磁电机一次性投入成本高，但未来运行成本低。
目前包括阿尔斯通、庞巴迪、西门子等国际轨道交通巨头，都已展开了永磁牵引系统的研究。其中阿尔斯通研制的AGV型高速列车，已经获得了意大利NTV公司的25列列车订单，于2012年下线商业运营。
国内永磁牵引传动系统的研究虽然起步稍晚，但正奋起直追。2011年，株洲所研发的国内首套轨道交通永磁同步牵引系统下线，在沈阳地铁二号线上实现了应用。2014年11月，首列采用永磁牵引系统的高速列车在四方公司下线，这部永磁列车的电机由株洲电机生产，牵引传动系统由株洲所提供，设计时速为350公里。目前已经完成了地面试验和环形道试验，下一步计划将在大西线进行运行考核试验。
参与研发的业内人士向《财经》记者介绍，作为最新技术，国外企业不可能进行技术转让，永磁高铁列车的研发完全由中国自己主导。
在上一个直流传动向交流传动变革的周期中，中国大大落后于国外。2000年初，交流传动技术已经成为国外铁路牵引主流技术，但中国的交流传动比例依然很少。原铁道部部长傅志寰被迫提出，要用十年时间实现交流传动，人称“十年换代”目标。
株洲所基础与平台研发中心副主任许峻峰曾告诉媒体，在交流异步电机牵引系统研发阶段，中国曾比国外落后了20多年。而目前永磁牵引传动技术的研发，中国虽然起步较晚，但目前已经逐渐追赶上国外先进水平。
在下一代牵引传动技术投入研发的同时，中期的技术推进也在同步进行。2015年6月30日，中国标准动车组试验列车在原铁道部铁科院环铁下线，开始进行试验。下线的标准动车组有两种型号，分别是四方公司生产的CRH-0207与长客公司生产的CRH-0503。
这是联合行动计划推出CRH380系列列车之后，中国高铁列车装备的最新进展。
高铁带动了整个轨道制造业
2010年前后，四方公司计划与GE合作，开拓美国高铁市场，转让四方公司的高铁技术。为避免争议，四方宣称，CRH380A高速动车组经过了美国戴维斯律师事务所评估和美国专利商标局900多项专利检索，未发现任何侵权。
这一度引起了川崎的不满。2011年，川崎通过媒体对四方专利发出质疑，川崎重工总裁大桥忠晴表示，“如果中国高铁海外申请专利的内容与中国和川崎重工关于新干线技术出口的契约相抵触，将不得不对中国提起诉讼。”对此，时任铁道部发言人王勇平回应称，“中国企业申请高铁的相关技术专利是合理合法的，是为了更好地促进高铁技术的革新、转让和传播，更好地为人类社会服务。我们的底气十足。”
2012年3月，香港高铁招标结果出炉，四方公司旗下380A中标9列订单。此次招标是国际招标，包括川崎在内的大批国际公司参与。招标过程中，对方未对中方提出关于知识产权的异议。
多位受访的国内专家均认为，对于CRH380A而言，目前知识产权不会对高铁未来出口设置任何障碍。《财经》记者曾联系川崎公司就知识产权问题置评，但对方以不方便接受采访为由婉拒。
不过，截至目前，在列车出口领域，除了四方公司中标的香港铁路公司9列高速列车之外，中国高速列车还未实现真正意义上的出口。
业内人士分析称，中国高铁出口难，与国际市场容量有限有关。
市场有限，竞争激烈。国外客户普遍认为，中方高铁在造价和融资上具有优势，但技术成熟性依然存疑。美国得克萨斯州中央铁路公司计划建设高铁连接达拉斯和休斯顿，该公司董事长主席RichardLawless在今年4月接受美国之音采访时曾对中日技术有如下对比：“在技术、运营经验和安全性上，显然是日本更具优势，他们有很好的运营记录”，“财务也是一个关键的因素，中方更具优势，这会让中方企业在很多国家具有竞争优势”。
泰国农业大学铁路专家Wichai在接受美国之音采访时也表示，“如果你带着资金和贷款来谈，那么赢得项目的可能性就非常大。”
印度一位铁路部门的高层人士曾对当地媒体评论说，“日本在信号、控制、车辆和安全记录上都是典范。”不过中国快速发展高铁的经验也让这位印度官员印象深刻，他表示，“中国在短短几年间就建成了全世界最大的高铁网络，在如何实施项目上中方可以分享经验。”
美国加州高速铁路管理局主管JeffMorales接受每日电讯报采访时曾表示，“中国在高铁上巨大的进步和领导地位让我们印象深刻。”
造价优势已经帮助中国车辆企业在海外拿下普通车辆订单。2014年10月，原中国北车以5.56亿美元拿下波士顿地铁项目，这一价格是竞标方中报价最低的。与之相比，竞争对手现代Rotem的报价为7.21亿美元，川崎重工报价9.05亿美元，庞巴迪报价10.8亿美元。招标结果，中国列车企业首次拿下美国订单。
这也是中国轨道交通制造业的一个缩影：尽管高速列车出口尚未有实质性突破，但包括城市轨道交通、电力机车在内的其他轨道交通装备出口正逐年增长。2014年，中车新增海外订单总额达到67.6亿美元，创下新高，今年出口订单总额有望继续大幅度增长。
业内人士在接受《财经》记者采访时表示，虽然高铁出口难，但是推动高铁出口，有助于提升我国轨道交通制造业的品牌和技术，从而带动整个轨道制造业出口。
