中国制造2025|高铁领跑全球仅需十年 最大最快的背后仍面挑战?

撰文: 孙圣然
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2015年,国务院印发了《中国制造2025》,作为中国从制造大国迈向制造强国的核心纲领,旨在实现科技上的自给自足,减少对外国技术和供应链的依赖。其中,先进轨道交通装备被列为十大重点发展领域之一。
轨道交通作为国家基础设施的“大动脉”,一直是推动社会进步的核心动力。跨越十年,中国已建成超过4.5万公里、迄今全球最大的高速铁路网,并成为全球唯一实现高速铁路以时速350公里商业营运的国家,“轨道交通大国”这一称谓名副其实。
同时,中国还以创新驱动为核心,在技术突破、绿色智能化转型等领域取得了显著成就;并在“一带一路”战略契机的推动下,实现了国际化布局及区域协同发展,达成了从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的跨越。
而粤港澳大湾区作为国家区域协同发展的示范区,其轨道交通的“四网融合(干线铁路、城际铁路、市域铁路和城市轨道交通)”与无人驾驶等技术的应用,更是成为《中国制造2025》在先进轨道交通装备领域发展的典范。
不过,尽管中国的轨道交通发展速度举世瞩目,但依旧面临诸多挑战,譬如部分关键零部件包括芯片、高端轴承等仍需进口;以及在碳中和目标下,对节能环保技术的要求亦需进一步提高。

从跟跑到领跑

“八纵八横”示意图。(网上图片)

高铁是交通运输现代化的重要标志,为了推动其快速发展,中国进行了多次铁路网规划及编修,并由早期的“四纵四横”扩展至“八纵八横”。2016年7月,国家发改委、交通运输部和中国铁路总公司联合发布《中长期铁路网规划(2016-2030年)》,正式提出“八纵八横”高速铁路网。

目前,中国高铁营运里程已由十年前的1.9万公里增长了153%至4.5万公里,覆盖了97%的50万人口以上城市,并涵盖不同速度等级,能够适应高原、风沙等各种营运环境。截至2025年4月,“八纵八横”主通道已建成81.5%,在建13.7%,基本实现“八纵八横”主通道贯通,剩余段落因中西部复杂地形需延长工期,预计2026年左右基本建成。

中国自主研发的复兴号动车组。(中新社)

此外,中国高铁还通过自主研发的复兴号动车组、北斗高精度定位系统、智能化调度等技术,实现了安全与效率的双重突破。2017年6月26日,两列复兴号动车组分别从北京南站和上海虹桥站双向首发,标志最高运行时速350公里的复兴号,正式开通并投入营运。如今,京津城际铁路、京沪高铁、京张高铁、沪杭高铁、广深港高铁、成渝高铁等均实现以350公里的时速常态化运行。值得一提的是,京张高铁(北京至张家口)还是世界上首条实现时速350公里的自动驾驶商业营运的高铁线路。

虽然已是世界最快,但中国高铁仍向更快发展。2024年12月29日,CR450动车组样车在北京正式亮相,其测试时速达450公里,运行时速达400公里,准备前往渝厦高铁重庆至黔江段进行高速试验。另外,新一代时速达到1000公里的磁浮高铁,也在山西完成了测试。

2024年12月29日,CR450动车组样车在北京正式亮相,其测试时速达450公里,运行时速达400公里。(央视新闻)

从制造到智造

如今,中国已形成自主研发、配套完整、设备先进、规模经营的集研发、设计、制造、试验和服务于一体的轨道交通装备制造体系,其背后是智能化与绿色技术的突破。以复兴号为例,车体采用的新型铝合金型材较传统材料减重15%,车头流线型设计使空气阻力降低12%。在核心动力系统方面,永磁同步牵引系统的应用使能效提升10%,每列车年节电达20万千瓦时。

更加值得关注的是,网络控制系统作为复兴号的“大脑”,一度需要进口,严重制约了产品生产交付和技术叠代升级。因此,中国中车全力推进自主创新,攻克“大脑”,令数据传输速度提升60倍,实现列车控制与诊断功能的智能化突破。而5G和北斗双模定位技术亦将复兴号追踪间隔缩短至2分钟内,营运效率提升40%。

每列复兴号列车年节电达20万千瓦时。(视觉中国)

区域方面,粤港澳大湾区作为中国轨道交通客流量最大的区域,已形成“四网融合”的轨道交通体系,加速了“一小时生活圈”的建设。以深圳为例,当地轨道交通就包括不少智能化与绿色制造的突破,如全球首条智慧城轨——深圳地铁14号线,全面部署数字孪生系统,通过5.6万个感测器实时监控3.8万台设备,该系统运用大数据分析实现故障预测准确率达98%,维修成本降低30%,成为轨道交通智能运营的典范;深圳地铁还通过再生制动技术的普及,使列车能耗回收效率超过90%,该技术年回收电能可满足3万个家庭全年用电需求。

深圳还已形成以20号线、14号线、13号线、6号线支线、16号线等为核心的无人驾驶地铁网络,未来随着五期工程推进(如19号线、20号线二期等),全自动驾驶技术将进一步扩展,助力深圳建设“轨道上的大湾区”。此外,中国首列氢能源有轨电车已在佛山投入运营,其噪声水平较柴油机车降低15分贝,为城际交通提供了清洁能源解决方案。

深圳已形成以20号线、14号线、13号线、6号线支线、16号线等为核心的无人驾驶地铁网络。(新浪新闻)

在智能化与绿色制造的背后,不得不提的是明显的集群化发展成效。在产业链上,以中国中车股份有限公司为“链长”,上下游6000多间中小企业融通发展。以湖南株洲为例,中国中车在此打造了千亿级产业集群,以3间中车轨道交通装备企业为龙头,400多间上下游企业协同,可解决80%以上配套产品和技术,产业聚集度全球第一。

而在“双碳”战略牵引下,产业链绿色转型被快速推动。2021年9月,中国中车发布中车“双碳”行动计划,提出到2035年实现企业运营碳中和、2050年实现全价值链碳中和的总体目标。将风能转化为机械能再转化为电能则是一个巨大进展。2022年11月23日,中国自主研制的16MW海上风电机组成功下线。该款风机与国产大飞机C919等硬核重器共同位列“2022年度十大国之重器”榜单。

随着新一代科技革命和产业变革加速演进,互联网、大数据、云计算、人工智能等技术以及新材料新能源产业迅猛发展,与轨道交通装备制造业深度融合,智能化、绿色化、安全舒适等成为产业未来发展重点方向。

中国中车株洲轨道交通装备车间。(视觉中国)

全球化布局:覆盖100多个国家和地区

《中国制造2025》中提出,海外市场是中国轨道交通装备制造业持续发展的蓝海,轨道交通装备企业要抓住国家重点实施的“一带一路”战略契机,积极开展海外业务,构建“产品+服务+技术+投资”全方位国际化经营能力。

高铁“出海”是近年来中国推动“一带一路”倡议和高端装备制造“走出去”战略的重要组成部分。通过技术输出、项目合作和标准国际化,中国高铁已成为全球高铁市场的重要参与者。目前,中国高铁技术已出口至印尼、泰国、匈牙利等国。

雅万高铁。(X@KeretaCepatID)

其中,2023年正式开通营运的雅万高铁,就是中国高铁“出海”第一单,是中国首个全系统、全要素、全产业链“走出去”的高铁项目。连接印尼雅加达与万隆的雅万高铁,将两地通行时间从3小时缩短至46分钟。项目为印尼创造5.1万个就业岗位,并通过技术培训培养了4.5万名本地技术工人,推动印尼铁路现代化进程。

2023年,中国与塞尔维亚签署高铁出口协议,提供5列高速列车,标志中国高铁首次进入欧洲市场。该线路是泛欧铁路网的一部分,未来将连接布达佩斯与贝尔格莱德。

中老铁路。(新华社)

而作为泛亚铁路中线关键段、连接中国与东盟10国的中老铁路亦已于2023年4月13日正式开通国际旅客列车,其成功经验为后续中泰、中缅铁路建设提供模板。不过,有报道认为,泛亚铁路推进受缅甸政局动荡、越南防范心理等制约,中国仍需加强区域合作。

如今,中国已与俄罗斯、土耳其、沙特阿拉伯等国推进高铁合作,覆盖亚洲、欧洲、非洲等地区,形成多元化市场布局。中车集团的产品已覆盖全球100多个国家和地区,境外业务占比逐年提升。

挑战与瓶颈

包括轴承、芯片、高精度传感器等在内的部分高端零部件仍依赖进口。(Reuters/示意图片)

尽管中国在《中国制造2025》中关于推动先进轨道交通装备发展的多个目标都取得了显著进展,多个领域甚至达到世界领先水平,但仍然面临挑战与瓶颈。包括轴承、芯片、高精度传感器等在内的部分高端零部件仍依赖进口,据统计,自动驾驶列车的激光雷达传感器主要来自德国和日本,国产化率不足50%。

同时,发达国家通过“再工业化”战略争夺高端制造市场,以及东南亚国家以低成本优势承接中低端制造转移,均对中国高铁出口形成技术壁垒,挤压中国在全球产业链中的份额。另外,高铁建设对土地、能源的消耗巨大,部分地区出现运营亏损。例如,2024年大湾区城际铁路日均客流量虽增长209.7%,但部分线路仍需政府补贴维持。

时速600公里高速磁浮交通系统在青岛下线。(新华社)

总而言之,中国铁路的十年发展,取得了全方位的巨大成就,既是《中国制造2025》的缩影,也是大国崛起的技术宣言。从基础设施的数字孪生化到系统营运的智能化,从能源消耗的绿色化到产业协同的国际化,中国正以创新驱动为经济社会发展和提升国际影响力提供有力支撑,甚至改变全球交通格局。

未来,随着6G通讯、量子计算与人工智能等技术的深度融合,中国的先进轨道交通装备将面临更富创新的发展空间,实现从“制造大国”到“智造强国”的进一步跨越。