中國高鐵為何沒有選擇磁懸浮？

一提磁懸浮，大家立馬就會有一種高大上的感覺，認為磁懸浮在技術上必然是最新的、在速度上必然是最快的。畢竟列車是懸浮在軌道上飛行，這很難讓人不產生科幻的感覺。

高大上的真空磁懸浮列車

真空磁懸浮概念的提出，進一步強化了人們這種感覺，中國西南交通大學與美國約翰·霍普金斯大學，均提出了真空磁懸浮方案。

通常情況下，民用飛機的空中巡航速度在每小時850公里左右，對于超過8000公里以上的旅行，乘坐飛機耗費的時間與經濟成本是驚人的，并會因為大量排放嚴重污染環境。有沒有一種更高速的旅行工具能讓人們更快、更經濟、更環保的旅行呢？

于是，真空磁懸浮就作為一個選項被人們提出。所謂真空磁懸浮，就是在一個真空的管道里面鋪設磁懸浮線路，然后讓列車在真空管道中運營。由于沒有了空氣阻力，真空磁懸浮時速可達3000—4000公里，能耗不到民航客機的十分之一，而噪音、廢氣排放接近于零。

中國西南交通大學的張耀平主持的“真空管道高速磁浮交通基礎研究項目編號50678152)”，2007年獲得了國家自然科學基金項目的支持。目前張耀平已經調入陜西省西京學院，專門組建了真空管道運輸研究所，正全力推進這一“運輸革命”進入現實。

但是，截至目前，真空磁懸浮畢竟還停留在概念階段，考慮到巨大的建設成本以及維護等問題，真空磁懸浮離實際應用還有很遠的距離。

不僅是真空磁懸浮，就是普通的常導磁懸浮與超導磁懸浮技術在全球的應用也是寥寥無幾。如此高大上的一種技術，為什么沒有在全球普及？中國高鐵建設為什么沒有采用磁懸浮技術？

磁懸浮技術全球推廣的坎坷之路

與大家心目中的“高大上”有所不同，揭開磁懸浮的神秘面紗你會發現如下事實：其一，磁懸浮其實并不是一項新技術。1922年起源于德國，1934年國工程師赫爾曼·肯佩爾就申請了磁懸浮列車專利。其二，磁懸浮并不一定意味高速。1984年，第一輛商用磁懸浮列車在英國伯明翰國際機場投入運營，全長僅600米，運營時速42公里，11年后因維護問題關閉。

磁懸浮的基本原理就是利用“同性相斥、異性相吸”的電磁原理，讓車輛懸浮起來，利用電磁力引導，推動列車前行。目前磁懸浮列車技術在國際上主要有兩個流派：

第一種，是以德國為代表的常導磁懸浮。軌道是一種T型臺，列車兩邊下部要把T型軌道的兩邊包住，由安裝在列車車體底部的常規電磁體與位于電磁體上方的導磁軌道間的吸引力實現懸浮。常導磁懸浮的優勢是技術簡單，劣勢是產生的電磁吸引力較小，列車與軌道之間的縫隙大約8—10毫米。常導型高速磁懸浮列車的時速可達400公里—500公里之間。

上海浦東機場線采用的就是德國常導磁懸浮技術，由德國Transrapid公司于2001年在中國上海浦東國際機場至地鐵龍陽路站建設，2002年正式啟用。該線全長30公里，列車最高時速達430公里，平均運行時速380公里，轉彎處半徑達8000米，由起點至終點站只需8分鐘。

第二種，是以日本為代表的超導磁懸浮列車系統。超導磁懸浮就不是列車包軌道了，而是軌道包列車，它是利用車載超導磁體在運動過程中與軌道的感應磁場產生相互排斥力而懸浮于軌道上，列車在一個U型槽內運營。超導磁懸浮，懸浮氣隙較大，一般為100mm左右。超導磁懸浮的優點是懸浮力大，列車運行速度快，可以實現時速500公里以上運行；缺點是技術復雜，需要屏蔽發散的電磁場。

磁懸浮技術不可謂不先進。由于列車運行時不同于傳統輪軌列車，不需要接觸軌道，因此只受來自空氣的阻力，所以更容易實現高速運營，理論上可以按照時速500公里運營。但是現實情況是，高速磁懸浮技術，在世界的推廣之路卻異常坎坷。

首先我們來看磁懸浮的發源地德國的推廣情況。德國目前仍沒有一條商業運營的磁懸浮線路，甚至在德國媒體界，把磁懸浮列車技術稱為“昂貴的高科技玩具”。1989年德國在柏林建設長度1.6公里的無人駕駛磁懸浮列車，并載客試運營，1991年7月正式服務，柏林墻倒掉之后被廢棄。

此后德國連續三次提出磁懸浮線路規劃，但都先后出局，沒有一次能夠成功。2000年德國提出了首都柏林至工業化大城市漢堡的磁懸浮線路，2003年德國又提出了魯爾區都市磁懸浮特快項目，但全都沒有通過有關部門的批準。2008年，德國再次提出了慕尼黑機場磁懸浮項目，但第三次出局。而在2006年9月22日，德國拉滕—德爾彭的磁懸浮試驗線上還發生了脫軌事故，造成了25人死亡，4人重傷。該事故反映了，磁懸浮列車在突然情況下的制動能力不如輪軌列車。這進一步影響了磁懸浮列車技術在德國的推廣。

其次，我們再看一下磁懸浮技術的另外一個大國日本。日本的磁懸浮技術開始于1962年，1979年12月試驗速度達到了517公里，1982年11月，磁浮列車的載人試驗獲得成功。1997年全長18.4公里的日本山梨磁懸浮試驗線建設成功并開始運行試驗，2003年日本3輛編組的MLX01磁懸浮列車創造了581公里的世界紀錄。

但是日本的高速磁懸浮線路建設卻依舊困難重重。上世紀90年代初期，日本規劃了東京—大阪的磁懸浮線路，并進行可行性研究，但最終因為造價過高而擱置。

但日本推廣磁懸浮的雄心一直未泯。20年后，2013年8月，日本再次啟動連接東京到名古屋的中央新干線項目，力爭2027年開通；并宣稱將在2045年建成東京到大阪的磁懸浮線路。日本還極力將自己的磁懸浮技術在世界其他國家推廣，2014年，日本政府宣布向美國無償轉讓磁懸浮技術，他們瞄準的是美國華盛頓—巴爾的摩高鐵線路，據稱項目將耗資1萬億日元。

前景美好，但路途并不平坦。

中國高鐵為什么沒有選擇磁懸浮？

磁懸浮高鐵線路曾經是中國的一個選項，而且是重要選項。

故事發生在中國高鐵的標桿線路京滬高鐵上。

1990年原鐵道部完成“京滬高速鐵路線路方案構想報告”，1993年項目正式在國務院立項，1997關于京滬高鐵的融資方式，成本收回方式等論證初步完成，萬事具備，只欠東風。

這時關于到底是采用輪軌還是采用磁懸浮的爭論浮出水面。

1998 年，中科院何祚庥、徐冠華和嚴陸光三位院士提出京滬高鐵應該建設時速500公里的磁懸浮線路。主要理由是，京滬高鐵長達1300公里，超過了高速鐵路800公里的合理范圍，列車運行時間長達5個小時，對民航旅客沒有吸引力。

輪軌派也提出了針鋒相對的證據進行反駁。

爭論持續10年。2008年京滬高鐵正式開工，輪軌派獲勝。

作為技術更先進、運行速度更高的磁懸浮技術，最后為什么會落敗？主要原因有兩點。

第一，磁懸浮的相對優勢不明顯了。磁懸浮相對輪軌，最大的優勢是速度。但是當輪軌試驗速度已經突破574.8公里，運營速度能夠突破350公里的時候，磁懸浮的速度已經不那么明顯了。如果京滬高鐵實現時速350公里運營，京滬之間的旅行時間將壓縮到3.5個小時，即便現在時速300公里運營，旅行時間也已經不到5個小時。

磁懸浮不是克服了車輪與軌道之間的摩擦嗎？按說應該速度優勢很明顯呀？為什么？其實這是一個中學物理題，高速運行物體的空氣阻力是速度的二次方，其能耗是速度的三次方，當速度達到300公里以上時，運動物體所受的阻力90%是空氣阻力，磁懸浮雖然沒有機械阻力，但是空氣阻力并不能消除，而且還需要磁力將列車浮起來，也要消耗大量能量。所以當輪軌技術輕松突破時速300公里、甚至達到350公里時，磁懸浮技術的相對優勢已經不那么明顯了。

第二，磁懸浮技術一些比較明顯的劣勢很難克服。比如經濟因素，磁懸浮線的修建成本要大幅度高于輪軌線路的建設。上海磁懸浮線路全長30公里的線路，設計投資達到100億元人民幣，而德國的兩條線路，一條36.8公里，預計耗資約16億歐元（132.8億人民幣）；另一條長度78.9公里，預計耗資32億歐元（265.6億元人民幣）。

此外還有技術原因。高鐵要發揮它的最大效用，必須要聯網。相對一條一條孤零零的線路，聯網的高鐵效能會呈幾何倍數增長。但是，在技術上磁懸浮天生就是為點對點運輸而生的，因為無論是常導磁懸浮技術還是超導磁懸浮技術都存在難以變軌的缺點，所以磁懸浮很難聯網。常導磁懸浮技術，列車是抱軌的，所以變軌的技術難度很大；而超導磁懸浮是在U型槽內運行，變軌更難。

變軌困難會帶來另外一個困難，那就是救援。中國上海浦東機場線磁懸浮列車，曾經發生過一次火災事故，一周之后才將事故列車拖走。這也是磁懸浮列車的一個命門。

中低速磁懸浮的崛起

高速磁懸浮在全球的推廣之路異常坎坷，唯一一條商業運行線路上海浦東磁懸浮線，還一直處于大幅虧損狀態。但是，中低速磁懸浮線路卻另辟蹊徑，相關推廣大有燎原之勢。

第一個國家是日本，該國發展磁懸浮的路線比較務實，一方面加強高速磁懸浮的技術儲備，并伺機推動實施，另一方面，率先建成中低速磁懸浮運營線路。日本第一條正式運營的磁懸浮鐵路是名古屋市區通向愛知世博會會場的磁懸浮線路，這條鐵路于2005年3月6日正式開通，全長約9公里，中途設有9個站。該磁懸浮列車由3節車廂構成，全程無人駕駛，最高時速為100公里，行駛全程需要17分鐘。