给汽车减重为环境减负

走进位于山东滨州市邹平市的山东魏桥创业集团有限公司轻量化基地展厅，一块浮在水面上的材料引起了记者的注意。“这是我们自主研发的泡沫铝产品，密度不及水的一半，压缩强度却是碳钢的5倍，是一款具有吸音、隔热、防磁、防爆等特性的新型功能性材料，可广泛应用于公路交通、建筑家居等领域。”魏桥集团旗下山东宏和轻量化科技有限公司副总经理程健说。

作为中国铝产业的排头兵，魏桥集团让传统铝制品实现了“七十二变”，不断推动铝产业走向高端化、智能化、绿色化。集团目前已拥有2家国家级智能制造示范工厂、4家国家级绿色工厂。

闯出新发展路径

魏桥集团自2001年进入铝业领域以来，坚持上下游业务一体化发展，逐步构筑起“热电—采矿—氧化铝—原铝—铝深加工”产业链，已发展为全球最大的铝材生产商之一。

近年来，魏桥集团乘势而上，深耕铝业领域，逐步构建起从铝土矿、氧化铝、原铝、铝型材到铝精深加工的全产业链条。魏桥集团所在的滨州市被科技部认定为国家高端铝材高新技术产业化基地。

“魏桥集团从事的是传统制造业，产业规模大、转型难度也大，但是我们仍要循‘新’出发、向‘新’而行。”魏桥集团董事长张波说，近几年，集团主要瞄准高端化、智能化、绿色化发展方向，推动高质量发展。

“我们提出‘再造一个新魏桥’，但并不是比拼规模经济，而是打破路径依赖，从上游铝业向下游应用领域延伸，实现从‘创业魏桥’向‘创新魏桥’‘科技魏桥’的转变，闯出一条新旧动能转换、高质量发展的新路。”张波说。

自2019年以来，魏桥集团加快轻量化基地建设，以新能源汽车用系列高强高韧新型铝合金材料开发为核心，专注提供汽车轻量化系统解决方案，努力打造技术水平领先的全流程轻量化研发、试验、制造基地。

攻关轻量化难题

在魏桥集团轻量化全车身总成车间，生产线上高精准、柔性化的机器人正在进行精准焊接工作，仅12分钟，一台全铝车身便组装下线。

魏桥集团旗下的山东宏奥汽车轻量化科技有限公司设备总工程师高仪康告诉记者:“通过高温熔融摩擦焊接等工艺，生产线将不同材料一次连接成型。与传统的钢车身点焊工艺生产线相比，采用多种连接工艺不仅能在保证强度的情况下减少焊接变形，还能充分保证产品质量。”

“我们生产的全铝车身较传统钢车身减重约40%，搭载于纯电动车型上可提升3%至5%的续航里程，搭载于燃油车型上每百公里可降低约0.6升油耗，每公里减少5克二氧化碳排放。”山东宏奥汽车轻量化科技有限公司副总监李曙光介绍。

“实现轻量化最有效、最经济的途径之一就是用铝合金来替代钢铁。加快向价值链高端延伸，持续抓好铝的精深加工是当务之急。”张波说。

近年来，不少新能源车企力求在设计制造车身环节尽可能多地使用铝合金零部件，进一步减轻车身重量，提升续航里程。魏桥集团抢抓交通装备轻量化市场新机遇，创新研发铝合金新材料，全力推动铝合金在汽车产业中的广泛应用。集团与苏州大学携手，成立了魏桥苏州大学研究院、魏桥轻量化研究院，在全球招募研发团队，专门研发轻量化铝合金新材料。

通常来说，在铝合金材料中，高强度、高韧性和高服役性三者存在矛盾。强度提高了，韧性和防腐蚀性就会降低，同时产品的服役性能就会变差。为了解决这个问题，魏桥轻量化研究院院长张海带领50多人的研发团队潜心攻关。

历时6年多，科研团队推出6款铝合金新材料，突破了材料越硬越脆、越薄越脆的难题，同时提高了铝合金材料中的高强度、高韧性和高服役性。研究院基础研究部部长秦简说，这6款铝合金新材料如能应用到汽车生产中，可以在保证安全性和成本控制的条件下，比现有铝制车身减重20%左右，燃油车每百公里油耗将再降低1升左右，电动汽车续航里程增加近20%。

魏桥集团坚持把科技创新作为动能转换的核心动力，用科技赋能产业链再造和价值链提升。集团研发投入占销售收入的比重连续多年超过3%，2023年达3.74%。集团1800多项创新成果获得专利，参与制定修订国家、地方、行业标准上百项。

多年来，魏桥集团相继打通交通装备轻量化从基础研究到批量生产各个环节，不断推动科技创新成果推广应用。“今年以来，魏桥集团加大投资合作力度，以示范带动推广，目前，已与国内外20多家汽车生产商达成轻量化战略合作。”张波说。

实现绿色化生产

近年来，魏桥集团瞄准绿色化发展，加速推进铝加工绿色低碳转型，取得一系列显著成效。

张波介绍，铝电解槽是铝电解生产的主体设备，而其中的复合阴极作为核心导电装置，直接影响铝电解槽的使用寿命及生产指标。国际上通常以钢棒为原料，能耗高、污染大，而节能环保的铝电解槽阴极材料成为电解铝行业实现绿色低碳发展的关键因素之一。

魏桥集团创新采用“铝水不落地”生产模式，将铝水直接转换成零部件，减少了二次熔炼的过程。通过这种方式，大幅减少了加工企业铸造环节的排放和能耗，也大幅降低了吨铝能耗和排放。

集团自主研发的600千安电解槽技术装备是全球首条实现工业化生产的最大型电解槽，吨铝能耗最低、自动化程度高，烟气净化效率达到99.8%以上，清洁能源占比超过三分之一。

围绕国家“双碳”目标和高能耗产业政策的要求，魏桥集团深入践行绿色低碳发展理念，在600千安特大型阳极预焙电解槽上试验推广“铝电解一体化铜炭复合阴极技术”，每生产1吨铝可降低电耗约600多千瓦时，增加经济效益约800元，槽龄由2480天延长到4360天，达到国际领先水平。全系列600千安特大型阳极预焙电解槽投产近10年来，整体技术一直保持国际领先水平，被评为“国家节能标准化示范项目”。

此外，魏桥集团累计投资100多亿元，在行业内率先实现了热电、氧化铝、电解铝的超低排放，电解槽烟尘颗粒度、二氧化硫远低于国家标准。

从“一块铝”到“一辆车”，魏桥集团逐绿而行，不断以制造含绿量提升发展含金量，奋力书写“创新魏桥”新篇章。