可持续材料——汽车的零碳未来

塑料水瓶丢弃后会污染环境，但如果将其再利用，很快就会变废为宝，制成汽车坐垫、脚垫、车门和仪表盘的装饰等，成为下一辆汽车的一部分。汽车制造商起初用回收的木材，然后是“纯素”皮革，现在用的是来自海洋的塑料垃圾。虽然这些改变都是小步骤，但每一小步都会起作用。

福特汽车：海洋塑料派上用场

2008年，福特汽车用大豆制成的坐垫取代了野马跑车中使用的石油基多元醇泡沫，这是业界首创。福特利用一种名为SoyFoam的技术制造出含有豆油混合亚甲基双苯异氰酸酯泡沫和甲苯二异氰酸酯的混合材料。这种材料不但可以批量生产，还能降低汽车产品的VOC（挥发性有机化合物）排放，简单说就是没异味。与传统的基于石油制成的不可回收的发泡材料相比，大豆发泡材料回收率达到24%，并可减少排放67%的可挥发有机物。该公司曾在2017年发布过一组数据：北美所有福特车型的椅背、坐垫、靠枕、顶棚内衬均使用大豆材料，每车平均用量为18~36公斤。目前，福特汽车已经有超过1500万辆车使用大豆发泡材料，每年可以帮助全球减少超过226万公斤的石化燃料的使用。据悉，福特汽车在生物材料的应用上历史悠久，可以追溯到亨利•福特时代。

20多年来，福特汽车一直坚持使用回收塑料瓶制造汽车零部件。用它打造的2020Escape车身底板重量轻，可以增强车辆的空气动力学性能，增加燃油效率，并且提供更安静的环境。每辆车平均使用回收瓶300个，每年约12亿个。车身底板是一个很大的部件，如果使用坚固的塑料，重量可能会增加3倍。福特汽车设计工程师托马斯·斯韦德表示：“再生塑料是汽车零部件的理想选择，非常实用，无论在技术上、经济上，还是对环境保护，都很有意义。”

福特越野车Bronco Sport中由回收的海洋塑料制成的线束夹

福特汽车不断努力，成为第一家采用100%回收海洋塑料生产汽车部件的汽车制造商。在整个开发过程中，荷兰皇家帝斯曼集团从印度洋和阿拉伯海渔民那里回收废弃的尼龙渔网，接着将塑料在盐水中洗净，经过干燥后挤压成小颗粒，加工成Akulon® RePurposed 高性能可循环海洋塑料，由供应商海尔曼太通注塑成重约5克的新款福特越野车Bronco Sport的线束夹和侧帘式安全气囊供电的导丝。线束卡固定在第二排座椅的两侧，乘车人员是看不见的，其是汽车电路各部件联系的载体。有人曾经做过一个形象的比喻：汽车线束是血管，汽车引擎是心脏，心脏因血管而跳动，引擎因线束而运转，可见汽车线束对于汽车整车电路正常稳定的重要性。至于线束夹，则起到对线束简单的固定作用。

Bronco Sport越野车的定位兼顾城市与越野，方正的造型硬朗范十足又很有运动气质。福特汽车曾对用Akulon® RePurposed制造的Bronco Sport电线护罩、地板侧轨和变速箱支架进行过测试。结果证实，尽管在盐水和阳光下度过了一段时间，然而这种可循环海洋塑料可以满足或超过所有固定部件强度和耐久性的要求，能与之前使用的石油基部件相媲美。相比此前的通用部件，Akulon® RePurposed零部件功用相同，但可节约成本10%左右，生产耗能更少，确保了供应链的稳定性。对这种回收海洋塑料的降级应用无需更换模具，只需微调工艺即可。福特汽车研发副总裁吉姆·布奇科夫斯基表示：“虽然线束夹很小，但意味着在探索将可循环海洋塑料用于零部件的过程中走出了重要的第一步。根据计划，其他车型也将装配这样的零部件。”2021年11月，福特汽车、海尔曼太通和帝斯曼，因在福特Bronco Sport车型上使用 Akulon® RePurposed 高性能可循环海洋塑料，荣获世界塑料工程师协会（SPE）颁发的创新奖。

据全球性社会团体皮尤慈善信托基金会数据，全球每年约有1300万吨塑料垃圾最终流入海洋。大部分垃圾集中在大太平洋垃圾带，其覆盖面积是德克萨斯州的2倍，法国的3倍。废弃渔网是造成这一问题日益严重的主要原因，塑料渔网等器具因为具有耐用性、重量轻、浮力大、成本低等特点，广泛应用于渔业，被称为“幽灵渔具”，时不时会缠上鱼类、鲨鱼、海豚、海豹、海龟和鸟类。世界野生动物联盟估计，被遗弃的渔网占太平洋大垃圾场垃圾的46%之多。最近，福特汽车可持续发展技术研究员黛博拉·米列夫斯基和其团队开始研究如何将海洋塑料中的一部分转化为未来福特汽车的零部件。

奥迪汽车：可持续材料不可或缺

可持续发展是奥迪汽车战略的核心支柱，使用可持续材料成为实现碳中和目标的第一步。据统计，每辆新款奥迪第四代A3用了100多个容量为1.5升的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂）瓶，其中座椅系统最多使用45个，占A3汽车座椅材料的89%，另外62个被用于制造奥迪A3车型的地毯。回收的PET瓶子被研磨成涤纶纱，做成的座椅面料，无论在外观上还是手感上，都与传统纺织物内饰具有相同的质量。车内的其他零部件，例如绝缘材料和减震器、行李舱的侧板装饰、载地板和垫子等，也越来越多地由次生原料制成。奥迪A3有三种不同的椅罩材料设计，都含有高达89%的可回收材料。其中一种是钢灰色材料“Torsion”，另外一种材料名叫“Puls”。奥迪纺织品部门负责材料开发的乌特表示：“我们的目标是让座椅内饰完全由非混合材料制成，从而能够让座椅再次循环利用。从长远来看，所有奥迪车型的座椅内饰都将用可回收材料制成。”

奥迪E-tron GT quattro的内饰材料全部接受过工厂级质量处理，兼具动感与舒适感，完美诠释了奥迪纯电轿跑独有的豪华质感。车内的地毯和地垫均采用由100%再生纤维构成的Econyl材料（由生产废料、废弃纺织物、旧地毯或旧渔网组成）制作完成。座椅共提供两种加装可选方案：一种是人造皮革混合Kaskade材料，另一种则是以人造皮革混合Dinamica超细纤维材质。让人惊讶的是，两种方案的用料都是再生资源，比如PET瓶、织物或纤维碎片等。通过内饰材料的选择，可以感受到奥迪e-tron GT quattro的可持续性特质，同时也显示出奥迪品牌的“可持续设计理念”，以及该公司对于引领未来纯电可持续移动出行的信心与决心。

在2021年8月的“设计上海”展上，奥迪Skysphere概念车和Grandsphere概念车闪亮登场，不仅体现了奥迪对豪华的全新理解，更是在努力追求可持续的高端绿色体验。这一点主要体现在这两款车型的内饰用料之上，其中skysphere概念车的座椅采用了多种可持续化生产的材料，如微纤维织物、环境认证的桉木及合成皮革等。Grandspher概念车内、四周、座套和地毯采用木材、羊毛、合成纺织面料和金属等材质，带了无比舒适的触感。奥迪政府事务主管斯宾塞·里德强调说：“奥迪致力于使用可持续材料，在新车制造中进行着改变。我们有非常高的标准，并对这些产品进行全面审查。”

值得一提的是，奥迪位于比利时的布鲁塞尔工厂所需电力的95% 来自再生能源，成为全球第一座荣获碳中和认证的豪华汽车品牌生产工厂。该厂运作所需能源主要来自三大类：太阳能、沼气以及一般能源。太阳能及沼气发电唱“主角”，满足了工厂95%的用电所需。太阳能来自于安装在厂房屋顶的太阳能发电面板，面积3.7万平方米，相当于5座足球场大小，每年可减少约1.7万吨二氧化碳排放量，相当于1500人一年的碳排放量。沼气则用于供应办公室暖气及使用再生能源的机械设备所需用电，每年可减少4万吨的碳排放。奥迪布鲁塞尔工厂仅有 5% 用电采用一般能源，并透过碳排放减量额度交易达成碳中和的认证标准，获得比利时检测认证机构Vinçotte颁发碳中和认证。

PET塑料瓶占奥迪A3汽车座椅材料的89%

沃尔沃：无皮革化势在必行

作为一家传统老牌汽车制造商，沃尔沃汽车深刻认识到环境气候变化与自身发展息息相关，近几年一直在加速推进电气化转型以实现碳中和。根据此前发布的计划，到2025年公司全球年销量的50%是纯电动车型，其余则来自混动车型。同时到2025年大幅提高汽车中可循环和生物基材料的比例，包括25%可循环或生物基塑料、40%可循环铝材、25%可循环钢材。到2030年生产的汽车将彻底弃用动物皮革，转而使用生物基和可回收材料，以满足越来越关心环境和可持续发展的客户的需求，这一转变与沃尔沃计划到2030年推出全电动汽车系列的可持续抱负不谋而合。该公司还计划使用回收的聚酯纤维来减少碳足迹，并利用在瑞典种植的亚麻植物来补充土壤，并使用亚麻纤维制作车门，以实现可持续发展的目标。

沃尔沃计划到2040年实现成为气候中和企业的目标，并打造循环经济下的商业模式。循环经济不仅是一个新的运作模式，也是观念的改变。传统意义上，大家都认为全新的就是最好的，然而汽车制造需要非常多的原材料。而最大程度提升资源效率、充分利用原材料、消除浪费、再制造和再利用、多利用可回收的生物材料等这些循环设计，不仅能够减少碳排放，而且可以减少成本，提升利润。

该公司致力于多采用可循环材料并减少浪费，从2025年开始每年通过循环经济缩减10亿瑞典克朗的成本，减少250万吨的碳排放。在2025年的目标中，新车使用的可再生材料必须达到25%，全面减少固废、废弃和废水。在零件的再制造过程中，与新零件相比，能节省原材料高达85%，能源节省80%。做到动力电池梯次利用，并回收电池材料来制造新电池。动力电池平均使用年限为5~8年，其性能随着充电次数的增加而衰减，当电池容量衰减至额定容量的80%以下，动力电池不再适用于电动汽车。但退役的电池经过检测、维护、重组等环节，仍可进一步在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等诸多领域进行梯次利用。

 
沃尔沃最新推出的纯电动版本的车型C40 Recharge已经不再使用皮革作为内饰材料，以Nordico来代替牛皮，并承诺未来所有来自该品牌的电动汽车将完全不采用皮革来装饰——例如在车内门上使用的Nordico材料。这是一种由沃尔沃独立创造的高质量可持续内饰材料，由回收的PET瓶、来自瑞典和芬兰可持续森林的生物材料以及从葡萄酒行业回收的软木塞制成。该内饰材料与皮革一样的柔软和温暖，有望在下一代沃尔沃车型中广泛使用。

沃尔沃表示，在 2030年之前生产无皮革电动汽车的努力植根于养牛和森林砍伐对环境的负面影响。全球温室气体排放的大部分来自养牛业，估计有 14%来自牲畜。因此减少皮革的运用，降低动物农场牲口需求量，同样也是减少碳排放的一大助力。相关的研究报告表明，在购买豪华商品时，有三分之二的消费者会把品牌环境策略友善与否列为关键考量，也会希望能够了解该产品的碳足迹，这也是促使沃尔沃决定在纯电车款上取消皮革材质运用、导入更多环保饰材用料的原因之一。

沃尔沃C40 Recharge EV用Nordico可持续材料代替牛皮

沃尔沃负责颜色和材料的高级设计经理雷卡·米纳表示，沃尔沃一直在寻求减少畜牧业生产中残留物的技术，这些残留物通常用于塑料、橡胶、润滑油和黏合剂的生产，要么作为材料的一部分，要么作为材料生产或处理中的工艺化学品。“在我们的大多数主要市场，出于对动物的担忧以及养牛业的负面环境影响（包括砍伐森林）的考虑，消费者对更可持续材料的需求呈增长趋势，特别是皮革的替代品。”米纳说，“我们也有同样的担忧，所以选择放弃使用动物皮革，转而专注于像Nordico这样的高质量可持续替代产品，以满足客户的需求。”

沃尔沃在瑞典发动机工厂于2018年已经实现了碳中和。2021年5月起，位于沃尔沃瑞典总部哥德堡的托斯兰达工厂也成为全面实现碳中和的汽车制造工厂，该厂用的供热一半来自沼气，一半来自工业废热的区域供热，计划到2023年每年可额外节省约2万兆瓦时。到2025年，生产每辆汽车的能源使用将减少30%。
（编译自businesshala.com ）


来源：荣格-《国际汽车设计及制造》


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