建一條磁懸浮的成本效益比_風聞

文 | 李瀚明一李及李

李瀚明 Li Hanming @ 李及李廣州、粵港澳大灣區民航研究院（籌）

鈴木章浩 Akihiro Suzuki @ Li & Li Tokyo

首先要先説一句題外話。我和幾位身在珠三角的老師正在探討「粵港澳大灣區民航研究院」的籌建事宜。歡迎各位有志同仁加入聯繫。

最近有人建議在中國興建 600 km/h 級別的高速磁懸浮鐵路——最大的可能是連接上海、北京、廣州和深圳。我們恰好為客户分析過世界第一條在建的長途磁懸浮線路——連接東京和名古屋的中央新幹線，因此積累了很多與它相關的資料。我們謹將一些資料翻譯成中文和中國同行分享。

中央新幹線的概況

中央新幹線首期工程從東京都港區的品川站延伸到愛知縣名古屋市中村區的名古屋站，長約 290 公里。全線除首尾兩端的品川站和名古屋站兩個既有車站外，還計劃在沿途經過的各縣各設置一個車站（共四個車站）和兩個車輛段：關東車輛段（位於神奈川縣車站附近）和中部綜合車輛段（位於岐阜縣站附近）。下圖是中央新幹線的路線圖（JR 東海提供）。

項目收地規模和成本

中央新幹線在收地要求上按 8000 米最小曲線半徑、千分之 40 的坡度和 5.8 米以上軌道中心間隔的要求收地。因此，項目總體以直線穿越日本中央山脈，但為了避開富士山而略向北繞行。

項目對最小曲線半徑的高要求使得其 285.6 公里長度中，有 246.6 公里（86%）是隧道（包括穿山隧道和地下隧道）、23.6 公里高架橋（8%）、11.3 公里橋樑（4%）和 4.1 公里硬路基（2%）。

這使得項目建設成本相當高。在第一代建設計劃書（2014 年提交）的總成本 40158 億日元（每公里141億日元）中，土木成本共計 23663 億日元。其中，收地成本約為 3420.4 億日元（每公里 12 億日元），地基費用 1100.9 億日元（每公里硬路基 28 億日元），橋樑費用 2922 億日元（每公里橋樑 84 億日元），隧道費用 16219.6 億日元（每公里隧道 66 億日元）。同時，項目使用的電磁技術也使得軌道建設的機電成本大幅度上升——項目軌道費用計 7243.6 億日元（每公里 25.4 億日元）。

在第二代建設計劃書（2021 年提交）中，項目總成本進一步飆升到7萬億日元（每公里 245 億日元）。按 100 日元兑換 5.80 元人民幣計算，每公里需要約 14 億元人民幣。

耗資如此昂貴的工程，能夠服務哪些地方呢？

項目的設站問題——只能服務於京名阪的高鐵

中央新幹線列車高達 500km/h 的最高營運速度，使得列車在出站時加速需要至少三分鐘（按現在東海道新幹線 N700 列車使用的 2.6km/h/s 計算，需要 192 秒），才能到達全速——此時列車已經行駛了 13.3 公里之遠。而減速時也需要相似的時間和剎車距離。

可以計算的是，如果要想在 40 分鐘內完成東京到名古屋的行程，就必須讓列車在除了東京出站加速和名古屋進站減速各 13 公里（用時共 6 分鐘）以外的其它區段保持 500km/h 的全速（用時 34 分鐘）。因此，中央新幹線安排了大量的直達列車，以一站不停的形式，保證東京到名古屋的速度（均速 427.5km/h）。

同時，中央新幹線在設站時嚴格採用約 40 公里左右的站距，並且不考慮中間各地的設站問題——列車在中間段的設站所在城市雖然都以路過的縣份為名，但車站往往位處偏遠地區，基本僅作為緊急情況下的安全出口之用。例如，中央新幹線的「岐阜縣站」，離岐阜縣人口最多的岐阜市距離有 80 公里之遠。

這使得中央新幹線幾乎不可能拉動沿線地方經濟——一條不在本地停車，只是路過本地的線路，能有什麼作用呢？中央新幹線路過的日本中部縣份長野縣，曾經全縣湊了 5000 億日元誠意金（該縣人口才 200 萬人，每人 25 萬日元），希望中央新幹線略向北繞路（下圖方案 A 和 B）提振縣內經濟，但方案直接被 JR 東海以「不符合經濟效益」為由否決。

雖然 JR 東海作為世界上盈利最高的高速鐵路公司（每年盈利 5000 億日元），有着可以自掏腰包負擔全線費用的財力；但是這樣的線路，對於平衡各地發展的作用顯然是有限的——它的唯一用途，就是服務那些最有錢的地方。

中國計劃的磁懸浮同樣面臨這個問題，並且可能更為嚴重：一方面，中國磁懸浮的設計最高時速 600km/h 更快；另一方面，中國旅客習慣更低的加減速度帶來的更舒適的體驗——新幹線使用的 2.6km/h/s 的加減速度下，旅客會感受到明顯的不適，因此中國高鐵的加減速度在 1.4km/h/s 左右。因此，中國高鐵需要七分多鐘（約 35 公里）才能加速到最高時速，站距需要控制在 80 公里左右。

我們同樣以京滬線為例。從北京到上海全長 1300 公里的京滬高鐵，現在的最快列車需要 4:18（南京南停站）。那麼磁懸浮列車的停站數量如何影響總旅途時間呢？要想實現北京到上海的 3 小時旅途的話，中間可以停幾個站呢？兩個半小時呢？

通過計算可得，一站不停的情況下，列車跑完京滬全程需要 137 分鐘；按照新聞宣傳的「兩個半小時跑完京滬」的話，列車理論上最多隻能停靠 2 站，實際上可能只有 1 站甚至必須一站不停。

這時候，沿線地方几乎無法從「京滬磁懸浮」中獲得任何好處——如果説中央新幹線穿越日本的山間無人區，可以選擇跳過不停的話，京滬磁懸浮要穿越的，是中國魯西蘇北平原的人口密集地帶——在這樣的人口密集地帶跳站，可能面臨遠強於中央新幹線的阻力。換言之，磁懸浮建設者無法指望地方政府的補充資金——它必須像 JR 東海一樣，全額自付所有的建設費用。

項目的輸送能力——比飛機還長的間隔

減速時間的另外一個影響是列車之間的距離間隔——如果前一輛列車突然完全停止，後車需要足夠的距離才能停下來。京滬高鐵 350km/h 的時速，以旅客感受舒適的減速度 1.4km/h/s 減速到 0 需要 250 秒，因此京滬高鐵的最小列車間隔一般控制在 5 分鐘左右；磁懸浮 600km/h 的時速，如果採用同樣的減速度的話，需要 430 秒，因此磁懸浮列車間隔可能要保持在 8 分鐘左右。

8 分鐘的間隔，意味着磁懸浮列車單向每小時最多可以有 7.5 班列車（採用 2 小時定圖），輸送人次在 7500 人次（按每列列車 1000 人定員計算）。與此相比，既有高鐵每小時單向最多可以有 12 班列車，輸送人次在 12000 人次左右。

因此，京滬磁懸浮服務的每年可提供座位數，在單向 3800 萬人次（494 億座公里）左右（每日運行 14 小時，每小時 7500 人次，全長 1300 公里計算）。每年雙向 7600 萬人次（1000 億座公里）的客流量，能夠支持多高的建設成本呢？

我們假設上座率是 80% 好了——這就有 800 億客公里。假設按照既有二等座 0.43 元每公里的標準，每年收入 344 億人民幣。按 10% 的營業利潤率計算，每年營業利潤 34.4 億人民幣。

假設該公司的盈利全部拿來償還磁懸浮建設費用的話，我們可以設計一個還款計劃。我們以公眾最熟悉的等額本息還款為例（這是地產按揭最常見的還款模式之一）。營業利潤攤分到 12 個月，可以組成一個月供 2.87 億元人民幣的等額本息還款。

假設銀行給予 3% 的年利率和 360 個月的還款週期。此時，每一億元本金的月供為 42 萬元，2.87 億元月供可以支持 683 億元的建設費用。683 億元的建設費用相當於每公里 5250 萬元人民幣——連普通高鐵的建設費用都湊不齊。

因此，如果按照中國既有高鐵的做法的話，磁懸浮列車 0.43 元的票價不能支持其建設費用。那麼，如果按照中央新幹線的做法的話，需要定價多少錢合適呢？

中央新幹線的建設背景

那麼，為什麼JR東海敢建設中央新幹線呢？

第一個因素是更高的加減速度帶來的更頻密的班次。相比中國考慮舒適性的 1.4km/h/s，日本為了效率採用了 2.6km/h/s 的高加減速度（在加速時旅客會略感不適）。這使得中央新幹線列車間隔可以縮短到 4 分鐘（減速需要 192 秒），單向每小時可以安排 15 班列車。單向每年可以輸送 8213 萬人次，是中國磁懸浮方案的兩倍有多。

第二個因素是日本既有高鐵相對的高票價。品川站到名古屋站的既有輪軌高鐵價格為無座（自由席）10560 日元，二等（指定席）11100 日元，一等（綠色車廂）14960 日元——這個價格相當於每公里 33 日元（2 元人民幣）。因此，按全部均為二等座，同樣八成的上座率計算，雙向共 13140 萬人次旅客可以帶來收入 1.5 萬億日元，營業利潤 1500 億日元。

中央新幹線 7 萬億日元的建設費用，按照日本的零利率政策和同樣 360 個月的還款週期，每年需要歸還 2333 億日元。為了償還建設費用，價格大概需要加價到既有高鐵的 1.5 倍（品川到名古屋指定席 16650 日元，每公里 60 日元，3.5 元人民幣）。由於速度提升，這個加價是比較合理的。

換言之，中央新幹線的決定，建立在兩倍的輸送量和六倍的價格之上：中國可能需要將票價定到 5 元人民幣每公里的水平，才能夠達到中央新幹線盈虧平衡的目標。

總而言之，磁懸浮列車可能並不是划算的買賣：

停站模式的變化使得地方政府不會像輪軌高鐵一樣為此提供資金；

輸送能力的欠缺使得項目的運輸人次數不能達到理想的平衡水平；

而定價的欠缺使得磁懸浮項目很難在合適的期限內收回建設成本。

這就和當年的協和客機一樣——雖然在技術上很先進，但並不是面向公眾的交通工具。

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