降低汽车二氧化碳 (CO2) 排放是当前世界汽车制造商面临的重大挑战. 美国平均燃油经济性 (CAFE) 标准和欧盟的相关法规都在要求降低燃油消耗. 这些标准本身就是为了降低汽车行业的温室气体排放. 考虑到全球汽车需求不断增长, 欧洲设立了低排放战略关键目标——到2050年, 将二氧化碳排放量从1990年的水平降低至少60%.
为了迎合这个大趋势, 全球化学品公司致力于开发先进塑料或复合材料替代金属, 制作汽车零部件, 或提供黏合剂作为连接不同材料的替代方法来支持汽车轻量化, 从而达到减排目的.
汽车减重是减排关键
汽车减重是减排的关键, 因为一台车辆每减重10千克相当于车辆在公路上行驶1000公里减少二氧化碳排放1千克. 减重有多种形式, 通常包括使用各种类型的热塑性塑料或复合材料代替钢材. 考虑到75% 的燃料消耗量与车重有关, 相关机构预计, 未来10年以塑料材料, 泡沫材料和纤维增强材料代替金属件的需求还会继续增加.
轻量化是汽车行业实现减排的一个重要解决方案, 也是当今全球汽车行业发展大趋势. 这意味着未来汽车生产中将使用更多的轻质材料.
菲亚特克莱斯勒美国公司技术顾问JamesTruskin表示: '汽车行业的一个发展趋势是将不同材料集合到车体中以平衡车重, 性能, 成本和制造工艺等方面的要求. 这正推动新的连接和制造工艺的发展, 促进多种材料的集成, 特别是对于体积较大的车辆. '
电动汽车快速发展
减少温室气体排放也在推动汽车传动系统变化, 如电动车 (EV) 的生产与发展. 根据国际能源署 (IEA) 数据, 2016年, 全球电动汽车存量 (主要由电动汽车和插电式混合动力电动汽车组成) 超过200万辆, 较2015年增长60% . 根据IHSMarkit的数据, 到2025年, 电动汽车将占全球汽车总产量的33% .
日本帝人旗下子公司大陆结构塑料公司 (简称CSP) 的执行副总裁EricHaiss表示, 预期中国将是增长最大的地区. 2017年, 中国生产的电动汽车约50万辆. 到2020年, 这个数字将达到200万辆. IHSMarkit预测, 到2025年, 中国的电动和混合动力汽车产量将超过450万辆.
一些传统汽车制造商也在寻求开发电动汽车. 福特公司首席执行官JimHackett表示, 福特汽车将在2022年前把对电动汽车的投资增加至110亿美元, 生产重点逐步从传统燃油汽车转向电动和混合动力汽车. 另外, 通用汽车, 丰田汽车和大众汽车也都制订了扩大电动汽车产品的发展计划.
电动汽车目前来看也存在轻量化的问题. 这类车辆要由锂离子电池提供动力, 因此车辆需要一个庞大的电池组, 以保证行驶距离. 这又显著增加了车重. 这是电动汽车轻量化要解决的一个难题.
轻量化孕育新机会
汽车轻量化对化工行业来说也是一次机遇. PPG工业公司与雷诺日产联盟结对开展合作, 在汽车生产中使用结构黏合剂代替点焊.
PPG黏合剂和密封剂业务部门负责人PascalSaunier表示, 汽车行业正在迅速发生变化. 更多新技术和新材料将用于汽车设计与制造. 原始设备制造商承受着汽车减重的巨大压力, 而结构黏合剂是解决问题的关键.
此外, 复合材料生产商在电动汽车市场也能找到更多的机会. 电动汽车中复合材料的一个重要应用是电池盒. 2014年, CSP与青岛威奥轨道有限公司成立了一家合资企业, 专为中国市场生产车用复合材料部件.
'我们在中国的近80% 业务与电动汽车电池盒有关. ' Haiss说, '使用复合材料制造电池盒相对金属材料有几方面优点——模具成本更低, 设计更灵活, 安全性也更高. 此外, 复合材料突出的抗腐蚀性也是一大优势. '
