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临港新片区三周年|以上海为龙头打造长三角动力干线
2019年8月20日,上海自贸试验区临港新片区正式揭牌。两个月前,上海市经信委等六部门联合发布了《聚焦临港核心区打造上海“全球动力之城”实施方案》。方案提出,以聚焦临港打造全球动力之城核心区为目标,将上海建设成为源源不断向世界输出强大澎湃“中国动力”的全球动力之城。
临港新片区如何打造成为融合硬科技和人文软实力的全球动力之城核心区,在临港新片区三周年之际,澎湃研究所与上海中创产业创新研究院联合推出临港新片区揭牌三周年特别策划“在这里,逐梦星辰大海”。策划将从临港、上海和长三角城市群三个维度分析临港建设全球动力之城的实力和短板,此外,还将重点分析“空天陆海能”五个动力产业体系。
为攻克航空发动机难题,国家启动实施“两机重大专项”,在上海成立中国航发商发。2021年10月1日,中国航发推出的“长江”CJ-1000A商用航空发动机样机在珠海航展上展出。 人民视觉 图
动力是大国重器“皇冠上的明珠”,是衡量一个国家制造业实力和科技创新水平的重要标志。长三角作为中国重要的先进制造业基地,在航空动力、航天动力、汽车动力、海洋动力、能源动力等领域也具有扎实的产业基础。6月底,上海发布了《聚焦临港核心区打造上海“全球动力之城”实施方案》,明确提出“核心牵引与统筹布局”相结合的思路,加强与长三角区域协同,形成动力产业发展新格局。上海全球动力之城建设,要实现与长三角区域的有效分工,实现机制、创新和供应链的联动协同,共同打造具有全球影响力的动力磁场。
从长三角动力基础看区域集群竞争力
航空动力:上海领航发展,无锡集聚明显
航空发动机——飞机的“心脏”,是人类有史以来最复杂、最精密的工业产品之一。中国虽然研发出了自己的大飞机,但是国内民用大涵道比涡扇发动机研制起步晚、底子薄、难度大、周期长,与世界一流发动机差距较大, C919大飞机的“心脏”仍然首选美法合资公司CFM国际的LEAP-1C涡扇发动机。
为攻克航空发动机难题,国家启动实施“两机重大专项”,在上海成立中国航发商发,正式开启了民用航空发动机型号的研制进程。目前中国第一款商用航空发动机产品——长江1000A发动机已经进入测试阶段,预计2025年前交付。
一台航空发动机由35000余个零组件构成,需开展多种类型、数十万个小时试验,涉及的试验环节远高于绝大多数装备制造业,实现难度堪称工业之最。国产的航空发动机虽然尚未量产制造,但以上海航发商发为核心,配套产业链已经在长三角布局,尤其无锡企业集聚明显,航亚科技、派克新材、航发控制均为国内上市龙头企业,无锡透平亦是香港上市公司集优机械核心全资企业。
长三角航空发动机产业布局图 本文图表均为作者自制
航天动力:上海优势明显,多地竞相布局
SpaceX掀起蝴蝶效应,卫星互联网纳入“新基建”,低成本运载火箭、卫星等商业航天迎来新蓝海,以“国字号”为主的航天领域也注入了民营经济的活力,火箭发动机、卫星推进系统等航天动力也成为民企研发、资本关注的重点领域。
上海航天历史悠久,1961年8月1日,上海航天技术研究院的前身上海市第二机电工业局正式成立,奏响了上海航天“铸国之重器,赴星辰之约”的序曲。依托闵行商业航天基地和临港卫星产业基地两个核心聚集区,上海航天动力集聚了上海航天技术研究院、上海空间推进研究所、中科院微小卫星创新院以及下属相关企业埃依斯、上海格思、欧科微等一批实力强劲的“国家队”选手,其中上海航天技术研究院下属上海航天动力技术研究所是中国航天领域唯一一个集固体火箭动力系统与推进剂配方设计、研制、生产、试验为一体的专业研究所,上海空间推进研究所是中国唯一专业从事空间推进系统和中、小推力姿轨控液体火箭发动机研发的航天高科技专业研究所。此外,欧比特、九天微星、时空道宇等民营企业也纷纷落“沪”。
基于长三角雄厚的制造业基础,苏州、宁波、南通等城市也纷纷抢占商业航天新赛道,九州云箭、蓝箭航天、天兵科技等国内火箭“独角兽”纷纷在长三角布局火箭发动机及总装制造基地。尤其是宁波将建设国内第五个航天发射基地——宁波国际商业航天发射中心,弥补长三角商业航天发展短板,将会吸引更多航天动力相关企业集聚。
长三角航天动力相关机构布局
汽车动力:锂电、氢燃料并行,集聚效应明显
长三角是中国六大汽车产业集群区之一,有国内最大的汽车制造集团上汽,有国际新能源汽车龙头特斯拉,有本土新能源汽车龙头蔚来汽车,有国内民营造车的领头企业吉利汽车。依托汽车产业优势,长三角汽车动力企业集聚效应明显,在汽车发动机传统动力领域,浙江吉利、上海大众动力总成、安徽奇瑞2021年汽车发动机生产量位居全国TOP10,而在新能源汽车动力领域长三角亦处于领先地位。
锂电池动力领域,集聚了国轩高科、中航锂电、力神、孚能科技、上汽时代、欣旺达等国内龙头企业,国内排名第一的宁德时代也在常州、上海布局生产基地,除比亚迪外,全国TOP10锂电池企业均在长三角布局、尤其常州受到多家巨头青睐。
氢燃料电池动力领域,江苏和上海氢燃料电池相关企业数量位居全国第一、二位,长三角企业数量合计占全国比重高达46%。根据广东佛山发布的《2021全球氢能企业排行榜TOP100》,上海至臻、上海捷氢科技、上海重塑能源、江苏清能、上海汉兴等企业位居国内氢能TOP20。可以看出,上海、苏州氢燃料电池动力布局已经走在前列。
长三角汽车动力电池企业布局。
电机电控领域,在特斯拉、蔚来、极氪汽车、上汽等新能源汽车整车带动下,长三角各城市吸引了大量的电机、电控、电驱动企业集聚,全国TOP10企业中,除弗迪动力、小鹏汽车外,均在长三角布局,尤其上海、常州、宁波凭借发达的制造业基础,企业集聚明显。此外,作为电机控制器的核心部件IGBT芯片,全球TOP5均为外企,市场占有率合计占比62.1%,集中度较高,国内企业与其差距较大,少有企业能生产,但全球第六、国内第一的IGBT龙头斯达半导体、国内领军企业闻泰科技、士兰微、比亚迪均落户于长三角。
长三角电机/电控/电驱动企业布局图
船舶动力:上海迈入全球领先行列,集聚优势明显
国内船舶动力巨头——中船动力集团旗下三家控股子公司沪东重机有限公司、中船动力有限公司、中船动力研究院有限公司均落户上海,其多项机型均为世界首台套,产品多领先于国内外。作为船舶“心脏”,全球90%以上的远洋船舶均采用低速发动机,一直被德国曼恩和芬兰瓦锡兰等国外巨头垄断。经过多年努力,2016年中船动力集团完成了对瓦锡兰低速柴油机业务100%收购,助力其技术水平达到全球领先行列。未来,伴随船舶发动机国内配套率提升(日、韩关键零部件本国配套率达到90%;我国仅为60%),以上海为核心,大批配套企业将在长三角布局。
长三角船舶动力机构布局
能源动力:大国重器“重型燃气轮机”落“沪”,核/光/风/氢均具优势
重型燃气轮机:上海勇啃“硬骨头”。重型燃气涡轮机被称作“工业制造皇冠上的明珠”,目前只有少数国家可以独立研制出燃气涡轮机,全球市场一直被通用电气、德国西门子、日本三菱日立所垄断。重型燃气轮机是国家“两机重大专项”之一,其承担单位中国重燃总部落户上海临港,国家重大科技基础设施——高效低碳燃气轮机试验装置正加快建设。重型燃气轮机与大涵道比涡扇发动机结构相似、工作原理基本相同,诸多核心技术、零部件存在共通性,其在长三角产业链配套布局与航空发动机亦是相同,江苏永瀚等均是其配套企业。
涡扇航空发动机(上)和重型燃气轮机(下)结构图
核电:围绕上海电气形成配套链条。以上海为主的长三角区域奠定了中国核电事业的发展基础,中国大陆第一座30万千瓦核电站——杭州秦山核电站,由上海承担主要设计,全部设备70%国产,主要设备一半来自上海。“华龙一号”是中国研发设计的具有完全自主知识产权的、世界领先的三代压水堆核电技术,上海电气、上海核工院等长三角机构是重点研发参与单位,“百年老店”上海电气也是国内唯一覆盖所有技术路线,拥有核岛和常规岛主设备、辅助设备、核电大锻件等完整产业链的核电装备制造集团,其核岛主设备市场份额一直保持领先地位。此外,长三角还集聚了上海自动化仪表、应流股份、江苏神通、久立特材、纽威股份等核电配套龙头企业。
长三角核电企业布局
太阳能光伏:江苏位居全国第一。长三角是中国光伏制造产业链最完整、产量最大、企业和从业人员最集聚的区域,尤其江苏省几乎占据中国光伏制造业半壁江山,素有“世界光伏看中国,中国光伏看江苏”之称。根据工信部发布的符合《光伏制造行业规范条件》企业名单,共186家企业上榜,长三角区域拥有103家,占比55.4%,其中江苏省已形成从硅料提取、硅锭制备、电池生产到系统应用于一体的完整产业链,集中了全国一半以上的重点光伏制造企业,多晶硅、硅片、电池片、组件等产量占全国比重均超过40%。2021全球组件出货TOP10,长三角占据7席,天合光能、协鑫能源等大多数企业已经成为制造、服务于一体的智慧能源集成服务商。
长三角太阳能光伏企业布局
风能:全球巨头青睐。根据GWEC《全球风电市场-供应侧报告》,2021年全球风机制造商前十五强中,有10家中国公司,其中长三角占三家,分别为远景能源、运达风电、上海电气,市场份额合计占全球份额20.8%。全球第二大风机制造商在上海、全球第三大风机制造商金风科技在无锡、盐城亦有布局。此外,长三角集聚了恒润重工、振江股份、日月股份、泰胜风能等一批上市企业,是全国风电制造领域上市企业数量最为集聚的区域。
长三角风电装备企业布局
氢能:上海、苏州优势明显。氢能被称为21世纪的终极能源,从制氢端看,全球范围内主要是天然气制氢为主,但中国由于煤炭矿产丰富主要是煤制氢路线,占全国制氢60%以上,长三角区域凭借化工产业优势,主要以化工副产氢为主,上海、苏州等地拥有一批龙头企业;从储氢、加氢端看,长三角多个城市均有布局,但上海领先优势明显,上海舜华、上海氢枫等企业均位居国内氢能企业TOP50。
长三角制氢/储氢/加氢企业布局
以上海建设全球动力之城为牵引打造更具竞争力的长三角动力干线
长三角地区良好的动力产业基础,丰富了上海打造全球动力之城的目标内涵,也拓展了上海全球动力之城的发展空间,上海可与长三角城市之间通过延伸产业链、协同创新链、拓展服务链、完善生态链的方式深化多维度的合作,共同打造具有世界影响力的动力干线。
延伸产业链
动力产业覆盖领域广、细分领域产业链较长。由于上海相对较高的商务成本和相对稀缺的土地资源,很难承载全产业链的布局,包括一些验证测试平台上海也缺乏承载空间,因此,需要加强与长三角城市之间产业链不同环节的分工,形成核心技术研发、高端环节生产、高附加值服务在上海,生产基地在周边的产业分工格局。建议研究成立一市三省动力产业发展联盟,推动长三角地区央企、国企、民企信息畅通和资源共享,三省一市工信部门支持链主企业牵头举办主题式供应链对接会,促进研发、生产、配套需求有效对接,共建安全韧性动力产业链供应链。
协同创新链
建议由三省一市科技部门,联合发布一批动力领域的重大科技攻关专项,面向长三角内动力领域的科研院所、社会化研发机构、主要企业进行“揭榜挂帅”,突破一批国内接近乃至超越国际先进水平的重大动力核心。设立“长三角动力明珠奖”,奖励区域内动力领域的重大创新成果,打造成为国内动力领域的顶尖奖项,并不断向全国领域拓展。发挥长三角在五大动力领域的科研院所和创新平台力量与作用,加快开展创新协同,支持跨区域机构的创新合作,由引导长三角动力领域产业链上下游企业围绕一批基础、共性、关键技术开展联合攻关,加快进口零部件的国产化替代。
拓展服务链
长三角发展动力产业集群,不仅在于要形成高端动力装备的产业集群,也要形成完备和专业的服务体系,专业高端的服务业可以提高动力产业的附加值,也是长三角占据动力产业链价值链高端环节、彰显增值服务能力的重要支撑。对于长三角区域而言,深化拓展服务链,要支持专业的研发设计、检测认证、运营维修、展览展示、海外贸易多元服务发展,培育市场化的专业服务机构,支持动力产业链企业面向新产品开发设立工程技术服务中心,提供高端产品设计服务;建设一批动力领域专业检测认证机构,建立材料、零部件、整机的检测认证能力;加大国产动力装备产品推广应用力度,培育行业维修再制造服务企业。促进制造业与服务业融合发展,构建立足长三角、服务全国、辐射全球的动力服务链。
完善生态链
动力产业的发展需要特殊的生态支撑,对于长三角而言,构建区域化的产业生态圈也是重要的路径和手段。具体来讲:一是推动公共服务平台的共享。建立协同机制,联合创建专业化、市场化、国际化的动力集群促进机构。鼓励重点城市和龙头企业合作建设产品检验检测平台、工艺仿真平台、智能运维服务平台、大数据服务平台等功能性平台,实现区域公共服务平台资源共享。二是深化产学研用合作。推动区域内高校、科研院所、研发机构与企业之间的产学研合作,推动区域内动力核心装备、产业链上下游核心零部件的政府及国有企业采购力度,推动动力创新产品应用。三是探索数字赋能区域动力产业发展。依托专业的集群促进组织,搭建数字供应链平台,建立区域内链主企业、产业链上下游企业的信息共享和对接平台;联合发起区域“数字工厂标杆工程”,形成一批动力领域的数字标杆工厂和一批数字化集成服务解决方案,提升动力产业发展能级。四是拓展丰富长三角动力文人体验功能。策划举办“全球动力大会”等主题展会,依托进博会、工博会等平台,搭建区域动力展示窗口和交流平台,打响动力品牌。整合区域航空动力、航天动力、海洋动力等领域的博物馆、特色工业基地等资源,串联打造“长三角动力之旅”特色旅游线路。
(作者李光辉系上海中创产业创新研究院新兴产业研究中心副主任,丁国杰系上海中创产业创新研究院副院长,唐小于系上海中创产业创新研究院研究助理)
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