1.项目简介
1.1 项目背景
1.1.1 产品简介
近些年,随着轨道交通行业的迅速发展,轨道交通车辆的更新换代越来越快,人们对轨道交通车辆的综合要求也逐渐提高。同时,轨道交通运营商对轨道交通车辆也提出了更高的要求,即更低的能耗水平、更快的运行速度、更高的运载能力、更强的防护能力、更长的寿命周期以及便捷的维护保养等。而乘客对轨道交通车辆的要求则主要是良好的环境界面、舒适的乘坐感受和环保的制作过程等。因此,未来轨道交通装备将向轻量化、绿色、安全和高效方向发展。
碳纤维轨道客车部件,因碳纤维材料的优异性能,可在保持部件强度的前提下,极大地降低部件重量,实现整车轻量化,从而减少轨道客车行驶过程中对钢轨的损伤,以及车辆运行能耗。
吉林市是中国碳纤维产业“摇篮”,原丝产能全球第一、碳丝产能全球第二,形成了较为完整的碳纤维全产业链条。项目依托吉林市碳纤维资源,建设年产18万件碳纤维轨道交通轻量化部件生产线,面向全国和吉林省轨道客车市场。
1.1.2 市场前景
随着我国高铁技术的快速发展,轨道客车运行速度越来越高,其运行能耗以及车体对轨道的冲击也越来越大,特别是双碳目标的提出,交通领域降低能耗的压力也越来越大。因此,采用碳纤维材料实现轨道客车的轻量化,市场前景非常广阔。
(1)国外应用现状
国外在车体结构碳纤维复合材料的应用研究已取得诸多成果。国际上碳纤维复合材料在轨道列车的应用集中于车体、转向架、车外设备和车内装饰。
日本的碳纤维复合材料车体研发很早,于1999年推出安装了碳纤维复合材料司机室的E4车辆,随后发布的N700车辆安装了碳纤维复合材料车顶,也取得了较好的减重效果。韩国于2010年投入运营的TTX列车采用了碳纤维复合材料车顶、侧墙以及端墙结构,搭配传统的中空挤压铝型材组焊底架,在后续改进方案中还使用了碳纤维复合材料面板铝蜂窝芯夹层结构,该列车在长期的线路运营中表现良好。欧洲西门子、阿尔斯通公司等顶级轨道交通装备制造企业的发展水平整体较高,例如,英国Intercity125列车使用了碳纤维复合材料整体成型的司机室结构,相对钢结构减重30%~35%;法国TGV双层车体采用了真空固化袋工艺成型的碳纤维复合材料及大量蜂窝夹层结构,较铝制车减重超25%,且经过长期运行表现出较稳定的结构性能。
在转向架设计方面,日本存在较大的技术优势。川崎重工有限公司于2014年发布了efWING转向架,将部分框架材料换成碳纤维复合材料,并将侧梁与螺旋弹簧的功能整合到弓形CFRP弹簧中,达到减重40%的效果。虽然韩国与欧洲都研发出碳纤维转向架,但都停在试验阶段,没有大规模投入商用。
(2)国内应用现状
国内碳纤维复合材料车辆研究起步较晚,但目前仍取得一定成果。2018年9月中车长春轨道客车股份有限公司研制的碳纤维复合材料轻轨“光谷量子号”在长春轨道交通展上首次亮相,目前已在武汉轻轨线路上运营,这也是国际首列商业运营全碳纤维车体列车。同年中国中车集团发布了碳纤维复合材料地铁列车CETROVO,该车在车体、转向架、司机室、设备舱中使用了大量碳纤维复合材料,使司机室、设备舱减重30%以上,整车减重13%。2020年6月,中车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的速度600km/h磁浮列车成功试跑,其车体主结构、悬浮架、车辆内饰等部位使用了大量碳纤维复合材料。
除了整车级别的应用研究,目前已运营车型也正在通过改型设计替换新的碳纤维材料结构。例如,复兴号的设备舱正在进行碳纤维复合材料新结构、新工艺的尝试;京雄高铁线路列车的司机室也正在进行碳纤维一体化设计。
(3)碳纤维复合材料在轨道交通的市场需求
轨道交通车辆有可能是继风电叶片后,大量使用碳纤维复合材料的另一工业领域。随着原材料的发展和工艺的进步,复合材料在轨道交通应用中的成本正在逐步降低。
由于采用模块化设计及整体成型技术,大大降低了结构的复杂性,并减少了生产和总装所需要的工作量,降低了生产成本;由于复合材料的耐疲劳、耐腐蚀等特性,降低了维护、修理成本;由于减重,提高了运营能力,减少了能耗,寿命周期成本得到了降低。
轨道交通技术及产业蕴藏十分丰富的市场开拓机会与发展潜力,在其发展中,对材料的轻量化需求愈加显著。一大批轻量化材料,如先进复合材料等,为轨道交通装备的轻量化、减重提供了保障。以碳纤维复合材料为主要发展趋势的先进复合材料,是国民经济与国防建设不可缺少的重要新型战略材料,也是轨道交通轻量化的重要发展手段。
由于碳纤维复合材料的生产在原材料应用上具有较为广泛的选择性优势,因此,碳纤维复合材料在轨道交通中的应用,可以进一步实现成本的合理控制,有效地降低了国家交通基础设施建设过程中的成本控制压力和资金运行压力。
针对轨道交通基础设施的建设需求,主要将碳纤维复合材料用于车体外壳、车头罩、转向架、设备舱以及其他零部件的生产和设计,相比传统生产过程中所应用的原材料和耗费的人力资源相比,碳纤维复合材料能够进一步实现成本的合理控制,降低了成本的消耗,因此,碳纤维复合材料在轨道交通中的应用是切实可行的。
1.1.3技术分析
技术来源为合作研发。在列车高速行驶时,动力学前端受到的阻力占列车运行总阻力的50%,碳纤维复合材料制造的动力学前端可以承受很大的正负压,强度和刚度都可以满足车辆运行要求;采用碳纤维复合材料制造的车体,比铝合金、钢制车体重量可减轻40%以上;碳/碳复合材料刹车的摩擦系数、耐高温特性以及磨耗量,均优于传统刹车;碳纤维在轨道客车内饰件上的应用也非常广泛,车窗、车门、座椅等均可采用碳纤维复合材料制造,极大地减轻部件重量。
1.1.4项目建设的有利条件
(1)政策优势
国家层面政策
碳纤维是军民两用材料,高端碳纤维自力更生是唯一途径。因此高性能碳纤维的国产自主化生产是唯一途径。近年来,我国推出了诸多新政策以促进碳纤维产业的发展,并且开始为碳纤维产业配套专项扶持基金。
2021年3月,十三届全国人大四次会议通过了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,纲要中提出要在高端新材料领域加强碳纤维等材料的研发应用,各地政府密集出台相关政策支持碳纤维产业发展。
2021年9月,科技部拟推动建立碳纤维及其复合材料国家技术创新中心,在政府引导下,联合碳纤维及复合材料企业、高校、科研院所,突破全产业链共性技术,突破关系国家长远发展和产业安全的关键技术瓶颈,支持碳纤维及复合材料企业实现技术、技术装备和产品创新。
吉林地区政策
1.厂房租赁补贴:引进企业以租赁形式落户各园区建设的标准化厂房,对履约情况良好的企业,实行租赁费补贴政策。即:前三年给予全额补贴,第四年、第五年分别补贴50%。依据:《吉林市引进碳纤维复合材料及制品项目优惠政策》(吉市政办发〔2022〕40号);
2.保证原材料供应:支持原料企业通过订单调配、采购需求、投资合资等方式吸引下游企业来吉投资设厂,对新引进的企业优先保证原材料供应。依据:《吉林市引进碳纤维复合材料及制品项目优惠政策》(吉市政办发〔2022〕40号);
3.实行固定资产投资奖补政策:对符合国家战略性新兴产业范畴项目,企业资本全部到位且完成投资的,按实际完成投资额给予相应奖励。对投资1000万元至5000 万元(含5000万元)的项目,给予1%奖励;对投资5000万元以上至1亿元(含1亿元)的项目,给予2%奖励;对投资1亿元以上项目,给予3%奖励,奖补最高不超过500万元。依据:《吉林市引进碳纤维复合材料及制品项目优惠政策》(吉市政办发〔2022〕40号)。
4.具有能源保障优势,吉林省对碳纤维相关项目优先给予能耗指标。吉林市水电、火电发达,无供电限制,能够为碳纤维相关企业生产提供充足、稳定的电力保障。现市场平均电价为每千瓦时0.58元,正在争取绿电指标,与吉林省风电、光电项目相匹配,使新建项目用电享受绿电价格,进一步降低企业用电成本。
(2)产业优势
吉林经开区多方筹措资金,打造并建成了中国吉林国家碳纤维产业园、中国吉林高性能纤维复合新材料产业园等专业化园区,着力提升产业承载能力。启动了总占地面积185公顷的中国·碳谷碳/碳复合材料产业园、碳丝产业园、碳纤维制品产业园、碳纤维原辅材料产业园4个园区,专门为碳纤维及其下游应用项目提供定制服务。
吉林经开区是碳纤维产业发展的核心区,碳纤维原丝产能16万吨,碳丝产能4.9万吨,复材及制品产能1.5万吨,规格已涵盖1K—50K,性能稳定达到日本东丽公司T400水平,12K、25K、35K部分产品突破了T700级性能指标,已成为国内最大的碳纤维生产基地。
中油吉化公司丙烯腈厂是目前全国大型丙烯腈生产基地之一,商品量30万吨/年,吉化转型升级120万吨/年乙烯项目投产后,预计将增加丙烯腈商品量26万吨,完全满足碳纤维生产需求,与吉林化纤集团之间管道运输,有助于降低原料采购成本。40万吨碳纤维全产业链项目加速建设,可为碳纤维下游企业提供充足的原料保障。
(3)区位优势
吉林市公路、铁路、航空等交通系统均在吉林经开区范围内设有主要通道。距省会长春市85公里,距龙嘉国际机场60公里。铁路运输:东北地区铁路主干线长图铁路贯区而过,区内有九站和新九站两个铁路中间站;新开通的长吉城际客运专线在区内设双吉停靠站。公路运输:东北高速公路网主干线长珲高速公路在经开区设有出口。航空运输:距长春龙嘉国际机场仅60公里。水上运输:松花江吉林港选址在经开区内。经开区已形成水、陆、空立体交通运输优势。吉林市毗邻长春市,位于中车长春轨道客车股份有限公司配套半径之内。
(4)人才优势
吉林市是新中国化工产业的摇篮,更是我国碳纤维产业人才的输出基地,依托吉林化工学院等驻吉院校的培养,特别是中石油吉林石化公司、吉林化纤集团等国有大中型企业的历练,造就了一大批高素质的化工、纤维、复材生产专业技术人才和产业工人,且用工成本明显低于国内发达地区。
1.2 项目建设内容及规模
占地2万平方米,新建碳纤维轨道交通轻量化部件生产线及车体检测维修基地。面向全国和吉林省轨道客车市场,建设年产18万件碳纤维轨道交通轻量化部件生产线。
1.3.项目总投资及资金筹措
项目总投资30000万元,其中建设投资25000万元。
表1 项目总投资汇总一览表(单位:万元人民币)

1.4 财务分析及社会评价
1.4.1主要财务指标
项目达产后,年销售收入53000万元,利润6500万元,投资回收期7年(税后,含建设期1年),投资利润率20%。
表2 主要财务效益预测指标一览表

说明:表中“万元”均为人民币
1.4.2 社会评价
随着城市规模的逐步扩大,轨道交通将成为居民出行的新模式,本项目可助力轨道交通行业实现节能减排,同时进一步提高运力。同时在项目建设、生产过程中为吉林市提供部分劳动力岗位。
1.5合作方式
独资,合资、合作。
1.6需外方投资方式
资金、其他方式可面谈。
1.7项目建设地点
吉林经济技术开发区。
1.8项目进展情况
项目建议书已编制,项目正在招商中。
2.合作方简介
2.1单位基本情况
名称:吉林经济技术开发区管理委员会
地址:吉林市经开区九江大路499号
2.2单位概况
吉林经济技术开发区1998年建区,位于长吉图开发开放先导区腹地、吉林市北部工业核心区,是吉林市经济发展主战场、工业经济的排头兵。2010年4月,经国务院批准晋升为国家级经济技术开发区,行政管辖面积93.06平方公里,国批规划面积20.4平方公里,通过了ISO14001环境管理体系和ISO9001质量管理体系认证。2010年1月被科技部认定为国家碳纤维高新技术产业化基地,2020年3月被工信部认定为碳纤维及差别化纤维国家新型工业化产业示范基地,2021年9月被化纤协会认定为大丝束碳纤维及制品研发生产基地,现已成为全国最大的碳纤维原丝生产基地和低成本、大丝束碳纤维生产基地。
吉林经开区地处东北亚经济圈几何中心、东北交通主干枢纽,距省会长春市85公里,距龙嘉国际机场60公里。区内设有高速公路出入口、高铁客运站、铁路货运中间站,长珲高速公路、沈哈高速公路相通,长珲城际快速铁路和沈哈复线铁路相连,与即将启用的二台子机场构成四通八达的立体交通网络。已构建起基础设施完善、要素保障齐全的产业发展平台。生活水日供水能力8万吨,自备工业净水厂日供水能力20万吨,两座污水处理厂日处理能力36万吨,三座二次变供电能力20万千伏安,工业供汽能力每小时790吨,天然气年供气能力达1.3亿立方米。拥有吉林省首个B型保税物流中心,不出区即可办理口岸报关、出口退税、保税仓储等业务。吉林经开区坚持“软环境”建设无止境的宗旨,秉承“保姆式、跑步式、精准式”的服务理念,推行“全天候”“一站式”“代(带)办制”的服务方式,实施 “新建项目容缺审批制”,为项目落地与建设提供全方位的专项服务。
2.3联系方式
联系单位:吉林经济技术开发区科学技术局
联 系 人:林志明
电话:0432-66490609
13596202835
传真:0432-66490916
项目所在市(州)联系方式:
联系单位:吉林市科技局
联 系 人:董晓明
电话:0432-62048905