原標(biāo)題:中國建造時速4000公里飛行列車,可行嗎?
編者按:日前,中國航天科工集團(tuán)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,將利用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)和真空管道研制飛行列車,最高可達(dá)4000公里/時。有網(wǎng)友覺得這會是中國傲視世界的機(jī)會,也有人擔(dān)心這是“巴鐵”式騙局。學(xué)者張?zhí)锟睆某杀竞图夹g(shù)等角度,結(jié)合中國過去在高鐵和磁懸浮列車方面的實踐,探討高速飛行列車的可行性,認(rèn)為總體還需要更充分的論證。
文丨張?zhí)锟?
8月30日,中國航天科工集團(tuán)宣布將研發(fā)時速達(dá)4000千米的高速飛行列車。一石激起千層浪,其中不乏網(wǎng)友的種種質(zhì)疑。當(dāng)日下午,中國航天科工集團(tuán)高速飛行列車技術(shù)總負(fù)責(zé)人毛凱正面回應(yīng)質(zhì)疑,從技術(shù)、成本、安全等各方面的可行性進(jìn)行了解讀。
從現(xiàn)有情況看,高速飛行列車顯然是一項震撼人心的科技項目,如果實現(xiàn),這個項目將極大改變當(dāng)今人們的生活方式,實現(xiàn)物流、資源、技術(shù)和人們生活的乾坤大挪動,既提升經(jīng)濟(jì),又能改寫“日日思君不見君”的歷史。
“高速飛行列車”不僅比普通高鐵快十倍以上,也比民航客機(jī)快了五倍。這顯然是一個宏偉的目標(biāo),不過,實現(xiàn)這個目標(biāo)需要克服很多難關(guān)。目前就有幾個非常重要的問題需要論證。
安全和成本
首先是安全,如果沒有安全保障(包括對人和環(huán)境),技術(shù)就沒有發(fā)展的必要,并且即便實施了,也會被淘汰。對此,中國航天科工集團(tuán)的技術(shù)總負(fù)責(zé)人的回應(yīng)是,高速飛行列車對人體產(chǎn)生的危害可以忽略不計,人的安全問題不能保障,這個項目肯定不會實施。
其次是,時速4000千米的高速飛行列車的成本如何解決,中國能否負(fù)擔(dān)得起。對此,技術(shù)總負(fù)責(zé)人并未具體回應(yīng),只是稱,會考慮引進(jìn)民間資本來共同參與建設(shè),對建設(shè)成本、運(yùn)營及乘客的費(fèi)用進(jìn)行初步核算后,才會啟動該高速飛行列車的研制。
公眾是外行,難以理解復(fù)雜的成本,但通過比較,還是大概能推測一下高速飛行列車的成本。比如,通過參照系對比。最好的參照系是目前中國研發(fā)并運(yùn)行的時速250-300千米的高鐵。根據(jù)世界銀行駐中國代表處2014年7月發(fā)表的一份關(guān)于中國高鐵建設(shè)成本的報告,中國高鐵的加權(quán)平均單位成本為:時速350千米的項目為1.29億元/千米;時速250千米的項目為0.87億元/千米。國際上,高鐵建設(shè)的成本多為每千米3億元以上。
也就是說,中國的高鐵造價最低。從簡單的比例關(guān)系來看,每小時350千米的高鐵每千米要用1.29億人民幣,那么速度10倍于350千米的高速飛行列車的造價會非常高昂。當(dāng)然,這種推測肯定不準(zhǔn)確,但速度越快,理論上成本會越高。不過,如果有多方投資,這也不算啥,中國現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)總量增長了,錢也多了。關(guān)鍵是投資后能否收回成本和贏利。
高鐵成本是否能回收沒有準(zhǔn)確的說法,有人認(rèn)為高鐵根本不能回收成本,也有人認(rèn)為高鐵建成數(shù)年即可回收成本。有一個推算是,高鐵建成之后幾十年可以回收成本,比如京廣高鐵建設(shè)花費(fèi)了4000億,建成之后15年可以回收成本。
當(dāng)然,經(jīng)濟(jì)學(xué)關(guān)于成本也有另一種理論,即單一數(shù)據(jù)無法反應(yīng)整體貢獻(xiàn)。也就是說,即便高鐵和高速飛行列車的運(yùn)營是賠錢賺吆喝,但在全面衡量后,也是贏利,表現(xiàn)在可以促進(jìn)其他行業(yè)和地方的經(jīng)濟(jì)快速提升,解決中國的人流物流與交通運(yùn)力嚴(yán)重矛盾的問題。如春運(yùn)和節(jié)假日運(yùn)力重荷,同時還有其他方面的高附加值,如在滬寧、京滬等高鐵沿線上,寧波形成現(xiàn)代物流商貿(mào)和電子商貿(mào)產(chǎn)業(yè),杭州建立了現(xiàn)代商務(wù)休閑、文化創(chuàng)意等高附加值產(chǎn)業(yè)體系,蘇州、無錫、常州等具有區(qū)域特色的新型制造業(yè)產(chǎn)業(yè)也迅猛發(fā)展。
如果能以這些理由證明高速飛行列車比現(xiàn)在的高鐵不止帶來10倍以上的經(jīng)濟(jì)效益和附加值,并說服公眾,高速飛行列車的建設(shè)就是可行的。
技術(shù)可行性
建造高速飛行列車的另一個重要因素是技術(shù)的可行性。高速飛行列車技術(shù)總負(fù)責(zé)人的回應(yīng)是,高速飛行列車項目需要超聲速技術(shù)、高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)、仿真建模技術(shù),在這些方面中國都居于國際領(lǐng)先水平。而且,中國在高速飛行列車項目的啟動加速是采用電磁推進(jìn)技術(shù),技術(shù)的起點(diǎn)要高于國外。這顯然為高速飛行列車的建造提供了可行的基礎(chǔ)。
高速飛行列車是利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力,通過磁懸浮減小摩擦阻力,這也是為何稱為飛行列車的原因,因為磁懸浮可以讓列車離地飛行。磁懸浮列車?yán)玫氖峭韵喑獾脑,列車上裝有電磁體,鐵路底部安裝線圈。通電后,地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性保持相同,產(chǎn)生同性相斥作用,在磁場作用下產(chǎn)生的排斥力使車輛懸。w)起來,列車運(yùn)行時與軌道保持一定的間隙(一般為1-10cm)。
但是,中國即便有領(lǐng)先的磁懸浮技術(shù),在這一問題上也受到制約,并且有爭論,結(jié)果已經(jīng)體現(xiàn)在高鐵建設(shè)的技術(shù)選擇和中國第一個磁懸浮列車的建造和運(yùn)營上。
1999年9月,中國國際工程咨詢公司組織有關(guān)專家再次對高速輪軌和磁懸浮列車兩個方案進(jìn)行論證,鐵道部研究員周宏業(yè)指出,磁懸浮方案在四大核心問題上存在障礙:后車對前車的越行問題;磁懸浮與普通鐵路的不兼容;磁懸浮造價相當(dāng)高,德國和日本分別是磁懸浮比輪軌高1.7倍和2倍;磁懸浮運(yùn)力小于輪軌。因此,磁懸浮列車票價將是飛機(jī)票價的1.8-2.4倍,輪軌高速列車票價只有飛機(jī)的40%至60%。
最后,高鐵選擇了輪軌,但是中國也沒有放棄磁懸浮列車,在上海建第一條磁懸浮鐵路。2001年3月1日動工,2002年12月31日全線試運(yùn)行,2003年1月4日正式開始商業(yè)運(yùn)營,線路全長29.863千米,西起上海軌道交通2號線的龍陽路站,東至上海浦東國際機(jī)場,運(yùn)營時速430千米,全程只需8分鐘。
但是,由于采用的是德國的常導(dǎo)磁懸浮技術(shù),中國只在磁懸浮的控制技術(shù)、車廂制造技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)和土木軌道技術(shù)中拿到土木軌道技術(shù)一項,因此2003年上海磁懸浮事故,電纜燒毀,還需要從德國空運(yùn)電纜過來。同時,據(jù)《中國科學(xué)報》報道,磁懸浮上座率只有1/6,上海磁懸浮公司2004年到2007年財務(wù)虧損超過10億元。
由此看來,高速飛行列車還需要在技術(shù)和成本可行性上進(jìn)行論證。
建造高速飛行列車不只是政府、科研人員的事,而是事涉公眾,因而進(jìn)行公眾論證是非常必要的,理由不僅在于修建高速飛行列車可能用到納稅人的錢,這也是一種科學(xué)傳播和提高公眾科學(xué)素養(yǎng)的極好機(jī)會。
最后,建造高速飛行列車還必須進(jìn)行環(huán)境和生態(tài)的評估,就像修建青藏鐵路一樣,要進(jìn)行從保護(hù)水源、植被、凍土,到保護(hù)動物的充分論證。




