七零年代末中国的工业技术
七零年代末中国的工业技术与当时的世界先进水平相比,处于什么位置?我只举五项技术为例:
氧气转炉炼钢、铁路机车、汽油引擎、水泥工业、火力发电,分述如下:
1. 氧气转炉炼钢
五零年代初,革命性的最新炼钢技术,氧气转炉(LD-converter)炼钢,在奥地利问世,由于其生产效率高、节奏快、成本低,欧美日本,纷纷引进推广,到了1968年,日本原先炼钢的最主要设备,平炉(Open hearth ),就全部被氧气转炉所取代,率先完成了钢铁工业的革新换代,五年后的1973年10月,中国武钢第一炼钢厂8座平炉的最后一座,8号平炉,建成投产,在文化大革命的火红年代,被大事宣扬为毛泽东思想在钢铁工业上的伟大胜利,试问,这种被日本淘汰了5年之久的落后工艺,平炉,建成投产到底是毛泽东思想的伟大胜利呢?还是毛泽东思想的伟大失败呢?随后西欧美国也在七零年代也基本淘汰了平炉,而广泛采用氧气转炉(刚开始是顶吹,后来是顶底复吹,现在则被通称为BOF ,Basic Oxide Furnace )。
http://en.wikipedia.org/wiki/Open_hearth_furnace
http://en.wikipedia.org/wiki/Basic_oxygen_steelmaking
改革开放后,中国慢慢开始了钢铁工业的革新换代,到2000年平炉钢产量已不足全国钢产量的0.85%。从1960年至1968年,包钢4座500吨大型平炉相继建成投产,这四4座平炉先后于1985年、1997年、1999年、2001年相继关停,2001年12月28日上午10时30分,包钢1号平炉流出最后一炉钢水,中国最后一座炼钢平炉宣告关停,美国则在1992年,全部淘汰了平炉,在1999年,平炉炼钢占炼钢比率最高的国家,则由前苏联的加盟共和国,乌克兰夺冠(50%),2006年,乌克兰平炉炼钢占炼钢比率降为44.6%,氧气转炉炼钢占炼钢比率则升为51.7%,其余为电炉,3.7%(http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/country/2007/myb3-2007-up.pdf)。
2. 铁路机车
1952年,四方机车车辆厂制造出了新中国第一台“解放”型蒸汽机车 (steam locomotive) 。其后,大连、唐山、大同等机车车辆厂陆续生产了近万台蒸汽机车。而就在我们的“第一台”呱呱坠地的1952年,日本停产蒸汽机车,美国和苏联也分别在1953年和1957年停产蒸汽机车,第三世界的印度也在1974年停产蒸汽机车,而就在印度停产的这一年,中国不但在轰轰烈烈地进行文化大革命,还在轰轰烈烈地生产这种在日、美、俄、印都已停产的蒸汽机车,而且还继续生产了14年,直到1988年中国才正式停产,在铁路机车的革新换代上,中国比日、美、苏、印,分别晚了36、35、31、14年。
日、美、苏、印在停产蒸汽机车之前,就已经开始生产更为节能环保的柴油内燃机车和电力机车,其实中国的四方机车车辆厂在1959年也已经制造出了柴油机车(见下面网站链接),为什么不以此为契机,逐步用柴油机车来淘汰蒸汽机车呢?即使质量或性能有所不足,也可以在以后的生产使用中,逐步改进。然后有计划地安排所有的机车厂,由生产蒸汽机车,改为生产柴油机车或电力机车。这是体制问题,到了改革开放以后,还是又花了十年,才完成生产铁路机车的汰旧换新,比第三世界的印度都整整晚了14年。
http://wapedia.mobi/zh/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%9F%B4%E6%B2%B9%E6%9C%BA%E8%BD%A6%E5%88%97%E8%A1%A8
3. 汽油引擎
汽油引擎的压缩比(compression ratio)是汽油引擎热工效率的最主要因素,压缩比越高,热工效率越高,七零年代末,中国生产的解放牌汽车的汽油引擎,追本溯源,是美国福特的的汽车引擎。30年代末福特把将要淘汰的汽车生产线卖给了苏联,苏联在1956年援建一汽时,稍加改进,传给了中国,其压缩比为6.5,这个技术指标在当时国际上就已经是落伍的了,中国一生产又生产了20多年,一直到改革开放,6.5的压缩比一直不变,欧美日本在60年代生产的汽油引擎,其压缩比都已经在8.0以上,个别型号的汽油引擎,压缩比还到了12.0以上,改革开放后,中国才开始了汽油引擎的技术提升,慢慢和国际接轨,然而到了2007年,中国生产的车用汽油牌号,除了90#、93#和97#三个牌号外,仍保留70#老牌号。因为汽油引擎的压缩比为7.0以下的东风、解放等老式汽车还在使用70#车用汽油。汽油引擎的压缩比在7.0以上的新式汽车如:桑塔那、奥迪、解放CA141、跃进NJG131等小轿车则改用90#以上的汽油。
你如果现在居住在美国,叫你去买70#的汽油,你还不知道到哪里去买呢,40年前的加油站也无此牌号,30年前的加油站,还有卖加铅汽油,其普通级的辛烷值是89,高级的是93,无铅汽油则正在被大力推广,其普通级的辛烷值是87,高级的是91、92、93。
(Note:汽油引擎的压缩比有个上限,汽油引擎的压缩比受气缸排气量大小的约束,排气量越大,其汽油引擎可承受的的压缩比越小。汽油引擎的压缩比越大,爆震(knocking)的可能性就越高(i.e.对汽油辛烷值的要求也越高),废气中氮的氧化物也越多,空气污染越严重。)
“早在上个世纪80年代初,国家宣布在1986年在全国供应80号汽油,同时要汽车生产企业对现有的发动机提高压缩比,以便达到节能减排得效果。由于石油行业不作为,一汽在解放牌卡车换型时,发动机所用汽油按80号汽油进行设计和生产。但是市场上却没有80号汽油供应,只有66号汽油,由于压缩比高,汽车加了低标号汽油,出现严重的爆震和烧气缸垫的问题,使产品大量积压而卖不出去,差点因此让一汽破产”。
“由于石油行业的垄断,使中国石油产品技术进步很慢,他们操纵和干扰石油产品的技术质量标准的制定,是我国石油产品的技术质量标准比国外低的主要原因。目前,中国存在着大量进口和国产合资品牌的高档车因国产油品质量差,酿成重大交通事故和车辆重损坏的事件发生”。
“美国商人知道,中国的柴油质量仅是他们国家二战时期的水平”
“由于我国炼油企业干预汽、柴油技术质量标准的制定,造成现有汽、柴油产品质量标准很低,因此即使是新建成的炼油企业,生产流程、炼油装置也比较落后、加工手段比较单一、致使我国汽、柴油质量与欧美等发达国家相比差了十年以上,差距主要是烯烃含量高、硫含量高、使燃烧系统的性能变坏,增加有害废气的排放量。”
(以上引自《曾庆洪议案:提高国产车用汽柴油品质》
http://auto.sina.com.cn/news/2010-03-05/1607574744_21.shtml)
“国有垄断企业”及“计划经济体制”,就是妨碍发展的绊脚石, 经过30年的改革开放,仍然余毒未尽,深化改革,犹有未竟之功。
4. 水泥工业技术
粗略地分,当今世界的水泥工业技术可分下列4种:
生产工艺 |
技术 |
生产效率 |
水泥品质 |
工业污染 |
立窑 |
|
|
|
|
半干法 |
旧 |
低 |
低 |
高 |
回转窑 |
|
|
|
|
半干法 |
新 |
高 |
高 |
低 |
湿法 |
新 |
高 |
高 |
低 |
新型干法 |
最新 |
最高 |
最高 |
最低 |
从上表可以看出,4种水泥工业技术中,立窑是最落后的,但也是建厂成本最低的,新型干法(NSP, New Suspension Preheater),各项指标则是最先进的。
(http://www.guococap.com/marketSensor/IPO_Prospectuses/00691/E114.pdf)
改革开放初的1978年,中国水泥产量只有6524万吨,其中立窑水泥占65%,其余的也是回转窑里面两种较落后的生产工艺,从1985年起,中国水泥产量开始跃居世界第一,到了2001年,水泥产量增加到六亿六千万吨,其中立窑水泥所占的比率却不减反增,增加到了80%,下表为2001年中国水泥工业与亚洲邻国的比较:
国别 |
年产量 |
新法干窑 |
其他回转窑 |
立窑 |
高质量水泥 |
工厂平均规模(万吨/年) |
中国 |
660 |
11 |
9 |
80 |
15 |
15 |
日本 |
83.3 |
96 |
4 |
|
100 |
400 |
韩国 |
59.9 |
100 |
|
|
100 |
500 |
泰国 |
47.8 |
90 |
10 |
|
100 |
800 |
从上表可以看出,进入21世纪,我们的邻国,日,韩,泰都已经采用最先进的工艺大规模生产高质量的水泥,而世界水泥的第一生产大国,中国,仍然以大量小厂采用最落后的工艺生产低质量的水泥,这是因为新中国自1949年成立以来,由于经济建设对水泥的强烈需求和资金的极度短缺,迫使中国发展了一大批小型立窑水泥企业,并长期成为中国水泥工业的主体。
下表为近年来水泥产量及生产工艺的演进:
年份 |
产量 |
新型干法(NSP) |
其他(Non-NSP) |
2001 |
664 |
11 |
89 |
2002 |
725 |
15 |
85 |
2003 |
862 |
22 |
78 |
2004 |
967 |
32 |
68 |
2005 |
1069 |
45 |
55 |
2006 |
1237 |
50 |
50 |
2007 |
1360 |
55 |
45 |
2010 |
1880 |
77 |
23 |
2020(计划) |
|
100 |
0 |
(http://bbs.wenxuecity.com/mychina/523733.html)
中国水泥工业中落后工艺的产量占总产量的比率,从2002年才开始止升回降,按计划,到2020年才能完成水泥工业的革新换代,比泰国、韩国都晚了超过20年。
5. 火力发电
火力发电大致分三种,1柴油内燃机(Diesel engine)驱动发电机发电;2燃气轮机(gas turbine)驱动发电机发电;3汽轮机(steam turbine)驱动发电机发电。
前两种发电功率都比较小,优点是机动性好,启动方便,缺点是热工效率不如汽轮机,而且只能使用油或天然气,不能使用煤或核能,一般只作为应急备用机,在停电时紧急发电,或在停电时赶运至停电区内紧急发电,或因用电量激增,电网不堪负荷时发电调峰。
汽轮机发电的基本流程是:1热源加热锅炉里的水成高压水蒸汽,2高压水蒸气驱动汽轮机,3汽轮机驱动发电机,4发电机发电,再经过变压器、高压输电线、变压器,把电送至用户。
其中1之热源又可分成:A燃煤;b燃油;c天然气;d核能,前三者又统称为化石燃料(fossil fuel),化石燃料中的石油,天然气,和核能所用的铀在全世界上的储藏量都不算多,只有煤的储藏量最为丰富,是火电燃料的最可靠来源。
影响汽轮机热工效率的最主要因素就是水蒸汽的温度和压力,温度和压力越高,热工效率就越高(当然,由于种种技术原因,温度和压力还是有个高限),超超临界机组的热工效率,优于超临界机组,超临界机组的热工效率,优于亚临界机组。
1957年以前全世界的火电厂只有亚临界火电机组,1957年美国投产了全世界第一台125MW超临界 (SC, supercritical) 机组,1958年美国又投产了全世界第一台325MW超超临界 (USC, ultra-supercritical) 机组,这就引领了一场全世界轰轰烈烈的火电技术大革命风潮,50年代末,60年代,及70年代,全世界的新建的火电机组,纷纷从亚临界机组,进步到超临界机组,或超超临界机组。
(http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/advresearch/Ultrasupercritical.html)
这时候前苏联也没有置身事外,投入了大量人力物力,积极进行这场火电技术大革命,紧追西方发达国家,然而同样是社会主义的中国在干什么?中国的火电专家们在干什么?他们对全世界正在进行的火电技术大革命知不知道?他们有没有从事这方面的努力?
他们也许在田里接受贫下中农的再教育,也许在工厂车间了认真学习毛泽东思想。
58,59,60年,中国在大跃进,放卫星,结果在1959年投产的323万千瓦机组中,有200万千瓦都不具备投产条件。
66年到76年,中国在文化大革命,结果在1976年末,中国火电装机容量虽然已经达到3984万千瓦,但是其中却有400万千瓦因为设备失修、缺少配套、基建结尾工程未完等原因不能发电。
(http://www.china5e.com/show.php?contentid=50428)
这不能怪当时的火电专家,1949年,新中国成立后,开始大规模经济建设,需电孔殷,资金严重不足,还受到当时西方国家的全面封锁,就只能从苏联东欧引进火电技术,1952年,中国从原捷克斯洛伐克引进6MW和12MW火电机组制造技术,1953年,从原苏联引进6MW和50MW火电机组制造技术。
后来中苏关系恶化,苏联专家在1960年全部撤离,中国的火电建设就只好自力更生了,在薄弱的工业基础上,一无图纸,而无外援,还要经受各式各样的政治运动干扰,甚至迫害,到文革结束前,居然还先后开发了12.5万、20万和30万千瓦等大容量火电机组,不能不令人敬佩,但是由于技术工艺不过关,投运后事故频发,用户反应很强烈,虽然这些技术问题,经过火电专家们的努力,最终都一一解决了,但还是因而导致了后来大量进口300MW火电机组的局面。
到了改革开放前夕,就发生了一个有趣现象,中国火电厂的主力机组竟然还是12.5万千瓦以下的中小型机组,供电质量和煤耗等技术指标,与发达国家的差距越来越大,当时中国的火力发电设备,从锅炉,汽轮机,发电机,变压器,到输电线,火力发电厂本身,则从建造,到经营管理,都处于全世界最落后之列,不但比不上西方发达国家,也比不上苏联东欧,甚至还比不上南韩台湾,因为南韩台湾根本就没有计划要发展自己的大型火电设备工业,因此就干脆直接购买欧美日本的最先进火电机组,其平均机龄,比欧美的还要低,技术还要先进。
1980年代,中国从美国引进了30万、60万千瓦大型亚临界火电机组的设计制造技术,值得注意的是,这种亚临界发电机组,在西方发达国家正在加速退出历史舞台,虽然技术已不算先进,但还是比中国原有的先进得多,而且比较容易被中国消化吸收,所以耐心的补课,中国的火电专家还是比较稳重的。
1990年代初,中国已完全掌握了300 MW、600 MW亚临界火电机组的设计、制造技术,并进行了优化。在其后的几年中发展迅速,中国已不再依靠进口300 MW、600 MW亚临界火电机组,并向国外出口。
1992年,中国引进的首台600 MW超临界火电机组安装在上海石洞口二厂,比美国晚了35年。
2004年,国产第一台60万千瓦超临界机组———河南沁北电厂1号机组投产。
2006年,国产第一台超超临界百万千瓦机组在浙江玉环电厂投产,该机组供电煤耗仅为291.39克/千瓦时。
2007年底,国内火电设备制造企业共持有600MW超临界火电机组订单203台,完成生产交货104台,在电网中投入运行的有70多台。
温家宝总理在十届人大五次会议上提出“十一五”期间关停5000万千瓦小火电机组的目标。
截至2009年6月30日,中国已累计淘汰小火电7467台,总容量超过5407万千瓦(平均容量是7241千瓦!)。
2008年单机60万千瓦及以上火电机组占同口径总容量的比重为31.27%,30万千瓦及以上火电机组达到65.18%,单机10万以下的火电机组下降到13.38%。
2009年,上海外高桥第三发电公司,经过持续的技术创新和优化,将供电煤耗降至282 Gm/Kwh,刷新了2008年由该公司创造的287Gm/Kwh的世界最低纪录。
2010年,上海外高桥第三发电公司,再将供电煤耗降至279.39 Gm/Kwh。
(http://www.chinadaily.com.cn/hqsj/hqlw/2011-02-22/content_1821292.html)
(请和下面 年份-供电煤耗表列数字相对照)。
2010年,淘汰30万千瓦级别中的老旧机组,已经摆上了政府规划的日程表,全国火电厂的平均煤耗,虽然还赶不上日本,但已经追上了美国,因为日本经过了二战的“大破”,而后才有战后的“大立”,所以其火电机组比较新,美国则因本土未经战乱,没有“大破”,也没有“大立”,所以其火电机组的平均机龄比较老旧,煤耗水平不及日本,以美国作标准,则大致可以说,2010年,中国“基本上”已完成了火电工业的革新换代。
下表为新中国成立后,24个代表性年份的中国火电厂平均供电煤耗(如果拿2010年的数字和上海外高桥第三发电公司的超超临界百万千瓦机组相比,则还有17% 的进步空间):
年份 |
平均供电煤耗(gm/kwh) |
1949 |
833 |
1952 |
700 |
1978 |
470 |
1980 |
448 |
1984 |
432 |
1988 |
431 |
1990 |
427 |
1993 |
417 |
1995 |
412 |
1996 |
410 |
1997 |
408 |
1998 |
404 |
1999 |
399 |
2000 |
392 |
2001 |
385 |
2002 |
383 |
2003 |
380 |
2004 |
376 |
2005 |
370 |
2006 |
367 |
2007 |
347 |
2008 |
349 |
2009 |
341 |
2010 |
335 |
如果和日本相比较的话,1989年3月,日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中,超临界压力的为49350MW,占总装机量的65%,比重很大,致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366gm/kWh(相当于中国的2006年)降低到1987年335gm/kWh (相当于中国的2010年)。
1978年中国的全国发电量是2566亿KWH,其中水电是446亿 KWH,火电是2120亿 KWH(http://bbs.wenxuecity.com/mychina/534660.html),火电的供电煤耗是470 KG/KWH,日本1963年的火电供电煤耗是366 KG/KWH,也就是说,1978年中国每发1 KWH 的煤,1963年的日本可以发1.284 KWH,用1978年中国发2120亿KWH 的煤,1963年的日本可以发2722亿KWH,超过1978年中国的总发电量,2566亿KWH,也就是说,1978年中国的水电发电量,还不足以弥补其火电技术之不足,请注意,我是拿1978年的中国,和1963年的日本比,而不是和1978年的日本比。
日本在1960年代初,已经是一个工业高度发达的国家,但汽轮机技术还不如欧美,于是日本从欧美(主要是美国的GE)引进技术,努力追赶,如今则已经走到了世界最前列,和西欧美国并驾齐驱了。
回溯到十八世纪末,英国瓦特发明蒸汽机,从而引发了工业革命,在以后的一百多年的时间里,英国都走在全世界科技及工业的最前列,欧陆美国都纷纷引进英国技术,仿造英国产品。“外来的和尚会念经”,十九世纪初的“英国的和尚”,英国技工,一渡大洋或海峡,就像鲤鱼跳龙门一样,马上身价百倍,被看成一个善念佛经的外来高僧,各地争相延揽。英国新产品一出,欧陆美国也像今天的中国一样,很快就有山寨版跟进,有时连“品牌商标”也一起“山寨”,今天闻名世界的德国西门子(Siemens)公司当年就曾经仿冒英国品牌,当时英国是世界超级霸权,也像今天的美国一样,按自己的意志,定下国际贸易的游戏规则,强迫全世界一律遵行,各国都必须把生产国名印在工业产品上,今天工业产品之所以印有“Made in XXX”,即肇始于此,又有谁知道,当年“Made in Germany”要冒充“Made in England”才好卖, 今天“Made in Germany”却可能比 “Made in England”还要值钱,真是十年河东,十年河西,一百年风水轮流转,什么时候,“Made in China”才会被人尊重和羡慕?甚至被人“山寨”?
现在总有些“愤青”把“自立更生”和“引进国外先进技术”相对立起来,“自力更生”当然是既光荣又伟大,“引进国外先进技术”则是汉奸,洋奴,加卖国贼,殊不知“引进国外先进技术”是达到“自力更生”的最基本手段,同时也是“后进国家”追赶“先进国家”的最佳捷径,近一个多世纪的日本是如此,十九世纪的欧美也是如此,二十一世纪的中国也应该是如此。
再说当年中国的“自力更生”,是迫不得已的,50年代初,中国不也从前苏联,东欧,引进先进的工业技术吗?难道当时的领导人也是汉奸,洋奴,加卖国贼?
即使在今天,工业技术的买卖,还是国际贸易的重要组成部分,不但后进国家向先进国家购买工业技术,先进国家也向其他先进国家购买工业技术,如果后进国家有所创造发明,先进国家也常常向这些后进国家购买这些技术,从国际工业技术的贸易资料来看,先进国家的工业技术贸易,有的出超,有的入超,但是先进国家每年平均从国外购买工业技术的金额,远超过一般后进国家,试问,先进国家已经“先进”了,不仅“不耻上问”,还不耻下问,后进国家已经“后进”了,如果还继续抱残守缺,将如何追赶先进国家?