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不使用任何化石資源的環保型輪胎已經面世。非化石資源輪胎將避免可能會隨著新興市場國家日益旺盛的汽車需求而出現的資源枯竭風險。為應對全球日益嚴格的燃效規定,低燃耗汽車的開發競爭激烈。而擔負提高燃效任務的,輪胎也是其中之一。
隨著新興市場國家的經濟增長,預計汽車數量會迅速增加。有預測認為,全球的汽車保有量到2050年將超過目前的2倍,達到23億輛。為了抑制燃料消耗和二氧化碳排放,必須提高汽車的燃效。
提高燃效還有一個重要目的,就是節約資源。汽車數量的增加,會相應地需要更多的部件和原材料。如果依賴存在枯竭風險的化石資源,將來可能會造不出產品。輪胎也有約一半的材料是化石資源。為應對汽車需求的增加,採用枯竭風險小的資源取代化石資源至關重要。
實現零化石資源
住友橡膠工業2013年11月全球首次上市了不使用任何化石資源的輪胎「ENASAVE 100」。
該公司2006年就領先於其他競爭公司開始銷售非化石資源約佔70%的輪胎ENASAVE ES801。在2年後的2008年,又推出了將非化石資源的比例提高到97%的新產品。之後確立了把剩餘的3%也換成非化石資源的技術。而此次又實現了只採用非化石資源的輪胎量產。
把化石資源換成非化石資源的方法有3種。
第1,單純地把化石資源換成非化石資源。除了將主要原料合成橡膠換成天然橡膠外,還要把增強劑炭黑換成二氧化矽(氧化矽),把礦物油換成植物油,把合成纖維換成植物性纖維。
第2,對天然橡膠進行改質。天然橡膠的抓地性能等不如合成橡膠,因此直接置換的話,安全性等存在問題。為此,住友橡膠工業開發出了改變天然橡膠分子構造的技術,確保了與合成橡膠同等以上的性能。
非化石資源比例佔70%的輪胎變更了與路面接觸的表面橡膠。提高到97%時,為防止龜裂提高了耐久性,為抑制輪胎漏氣提高了氣密性,從而使得輪胎側面和內側也可以使用天然橡膠。
製造原本不存在的原料
難度最大的是通過非化石資源製造原料的部分。輪胎中添加的化學品等原料以前通過石油和天然氣等化石資源製造。而現在可以利用玉米油、松油和菜籽油等生物質(生物資源)製造。
防止劣化造成龜裂的防老劑,以及促進橡膠和硫結合以提高彈性的硫化促進劑使用的芳香族化合物可通過石油輕鬆製造。但利用生物質進行高效率、大量製造的技術並未確立。住友橡膠工業在其他廠商、大學和研究機構的協助下,自主開發出了生產技術。通過改進培養方法和觸媒轉換器,擴大了生產規模,而且降低了成本。
住友橡膠工業材料開發本部材料策劃部課長和田孝雄坦率地表示:「把非化石資源的比例提高到97%就已經非常難了,沒想到能實現100%」。
在實現只使用非化石資源製造這一目標的同時,該公司還設法進一步提高了性能。將原來採用非化石資源人造絲製造的部材原料換成了利用蓖麻油製造的尼龍11。尼龍11耐磨耗,延長了輪胎的使用壽命。
住友橡膠工業材料開發本部材料策劃部部長石田博一表示,「單純製造100%採用非化石資源的輪胎並不能得到客戶青睞。還必須具備乘坐舒適性高、經久耐用等優點」。
ENASAVE 100的價格為每只約2.1萬日元。比相同尺寸的通用輪胎高出3成左右。預計會得到混合動力車車主等環境意識高的消費者和公司用車的採用。銷售目標為每年5000隻。與該公司年銷量為300萬隻的主力產品相比還微不足道。要想在普通消費者之間廣泛普及,需要進一步降低成本。
原料產地多樣化
另外,普利司通2012年9月在巴黎車展上發佈了不使用任何化石資源的概念款輪胎100%可再生材料概念輪胎。計劃2020年實現實用化。
除了無需擔心資源枯竭、可持續使用外,該產品在開發和選擇材料時還重視穩定供應和業務性。普利司通輪胎材料開發第1本部材料開發部部長北條將廣表示,滿足供應、業務和環境方面的所有條件,首次實現了可持續性。
以天然橡膠為例,除了以前通過橡膠樹製造的產品外,還在開發通過銀膠菊和俄羅斯蒲公英製造的產品。如果只依賴熱帶地區生長的橡膠樹,隨著氣候的變化和需求的增加等,可能會出現供不應求的情況。通過利用乾旱地區生長的銀膠菊和溫帶地區生長的俄羅斯蒲公英等,使生產地區多樣化,可確保穩定供應。
考慮製造時的環境負荷
銀膠菊利用機器統一收割後放入有機溶劑中來提取橡膠成分,生產效率較高。而橡膠樹割膠為手工作業,人工割開橡膠樹的部分表皮,用容器採集流出來的樹膠。今後,預計橡膠樹原產地的人工費將上漲,在成本方面很可能也是銀膠菊佔優勢。
增強劑方面,除了現在的人造絲外還可使用新的纖維素纖維。目標是在進一步降低製造時的環境負荷的同時削減成本。人造絲利用纖維素純度較高的精煉紙漿製造,而新纖維素纖維能以通用紙漿為原料。不但沒有化學反應,還能大幅增加產量。
普利司通環境戰略策劃部環境戰略策劃組的佐佐木恭子錶示,並不是說只要更換成生物質就行了,還需要考慮生物多樣性。部分產品獲得了生命週期評估的評測,我們正在研究怎樣才能最大限度實現可持續性。
製造業以前就一直致力於節約資源。今後,要想根據需求持續供應產品,利用可持續資源將成為一項重大的經營課題。(記者:相馬 隆宏,《日經環保》)
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