綠色輪胎,如何才能跑起來
隨著人們對節能減排的日益重視,當前,綠色輪胎生產已成為世界輪胎制造業發展的潮流。中國作為全球輪胎生產第一大國,在這一輪發展潮流中無疑不能置身事外。目前中國發展綠色輪胎的條件和環境是否完備?生產企業在發展中遇到了什么困難?今后企業又應該朝哪些方向努力?中國化工報記者對此進行了采訪。
彌補差距力不從心
何為綠色輪胎?簡單地說,就是安全、環保、節能的子午胎。按照國際先進企業的產品標準,綠色輪胎與普通子午胎相比,由于先進的胎面結構設計和自帶胎壓自動檢測系統(TPMS),安全性更高,行駛里程更長,具有更出色的操縱穩定性和更短的制動距離;滾動阻力可降低20%~30%,節油5%左右,二氧化碳排放量更少;能滿足低噪音及翻新加工的要求。
記者通過采訪幾家國際知名輪胎企業了解到,近年國際綠色輪胎生產技術取得了不少新進展。
意大利倍耐力公司有關負責人向記者介紹了他們開發的一種綠色輪胎技術。這一技術通過在輪胎內部裝置傳感器,可收集輪胎壓力、溫度和身份識別等一系列數據,并將信息轉導給駕駛者、車隊管理者或輪胎經銷商,使其可以即時診斷問題并維護運行,從而保證運行車輛的安全。該技術在靜態和動態模式中都可以使用。在動態模式中,遠程信息處理系統搜集所有胎內傳感器發出的實時數據,并集中傳到中央數據庫。任何輪胎壓力或溫度的異常現象,都能被及時傳導至駕駛員和車隊管理者處。行駛軌跡追蹤功能同時可記錄下每條車胎的全部信息,包括行駛距離和速度等真實參數。該技術可以提供全程輪胎管理,實時監測輪胎壓力和溫度,通過節約燃油、優化輪胎維護和輪胎壓力監測的方法,有效減少車隊的運輸成本。目前這一技術已經在歐洲和南美的車隊投入運行,自2012年以來已應用于247個車隊,其中36%選擇了其動態版,共覆蓋監測了超過2億千米的運輸路程。
再比如,美國固特異公司生產的一種缺氣保壓輪胎,強化了輪胎結構材料等技術,當輪胎突然漏氣時,仍可以繼續控制車輛行駛。輪胎即使被扎,也能以不超過每小時80千米的速度繼續行駛長達80千米,可有效防止爆胎事故,大大提高行駛安全性。同時,這種技術借助汽車的胎壓自動監測系統,能使不易察覺的失壓輪胎及時得到修復,這樣車輛不需要帶備胎和更換輪胎的工具,可以節省空間,減輕車重,降低油耗。
而在國內,由于資源約束趨緊、環境污染加重、生態系統退化的現象愈加突出,與生產生活密切相關的汽車行駛安全性和環保性因此越來越受到人們的關注,綠色輪胎也成為關注重點。不過記者了解到,與國際知名企業相比,國內企業在綠色輪胎發展中尚有一定差距。
雙錢集團股份有限公司總工程師錢瑞瑾指出,中國雖然是世界第一輪胎制造大國,但走向輪胎強國還需要付出艱辛的努力。中國輪胎工業的國情是,一方面國內輪胎產品同質化嚴重,競爭激烈,并要面對國外對我輪胎出口的制裁;另一方面是國際先進輪胎公司對中國的技術壁壘限制,國產輪胎整體含金量不高,發展綠色輪胎還有很長的路要走。
錢瑞瑾認為,目前國內企業發展綠色輪胎面臨四大困境:一是國內在綠色輪胎大部分前沿領域均處于起步階段,大部分產品處于試驗室測試階段,尚未達到產業化、規模化生產水平;二是綠色輪胎各領域開發方向比較離散,規劃不清晰、不系統,大部分技術多是拿來用一下,原創技術非常少;三是綠色輪胎產業化能力比較弱,整體發展缺乏系統的考慮;四是整個行業配套能力較弱,國內整體服務水平較弱,而國外企業不光強調綠色輪胎單一產品功能,而是考慮如何為用戶提供全面的服務方案。
中國公路科研院節能減排研究部部長陽東波指出,目前綠色輪胎在我國少數幾家運輸企業進行了試點運行,取得了一定的效果,但從整個貨運行業來看,綠色輪胎仍處于產品導入階段。事實上,國外綠色輪胎在市場上已經有大量應用,相比而言國內貨運行業的綠色輪胎產品不多,相關產品認證體系也不完善,整車企業選擇綠色輪胎的自主性不強。一般來說,綠色輪胎的單價比傳統輪胎要高10%~30%,四輪乘用車換裝綠色輪胎帶來的成本增加尚在可接受范圍之內;而對于以經濟收益為重點的商用車來說,就難以接受這種成本增加。此外,因車輛性能、使用狀態不同,綠色輪胎帶來的燃油節省程度也不同,一般為1%~5%。因此,很多企業對綠色輪胎的實際應用效果褒貶不一。
山東玲瓏輪胎股份有限公司高級經理聶秋海認為,綠色輪胎的生產技術和原材料要求比現有輪胎要高,生產成本無疑也要增加。有核算數據顯示,企業生產綠色輪胎的成本要提高15%左右,而且這些成本不少是體現在社會公益方面,如降低噪音、減少輪胎磨損的污染物擴散等。其實綠色輪胎讓消費者直接受益不多,消費者可能并不會買賬,市場推廣還是有一定阻力的。
那么,該如何打開國內綠色輪胎市場?誰將在綠色輪胎推廣中起主導作用?輪胎生產企業、汽車生產企業還是政府有關管理部門?這是目前讓國內輪胎生產企業備感困惑的一個問題。
發展還需多方助力
帶著上述問題,記者在采訪中國橡膠工業協會時了解到,發展綠色輪胎是一項綜合工程,需要輪胎生產企業、汽車生產企業和國家有關管理部門以及全社會的共同參與。
具體來說,發展綠色輪胎,需要生產企業研發綠色工藝技術、綠色原材料,開發輪胎新材料、新技術、新工藝、新市場,提升輪胎制造技術,建設綠色工廠,生產綠色輪胎,走一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮、可持續發展的道路;也需要政府部門、汽車制造業、交通運輸業的支持和密切合作,建立新的產業技術標準和市場準入條件,制定發展規劃和市場競爭規則;同時也離不開廣大用戶、消費者的積極支持。
記者了解到,政府在推進綠色輪胎發展過程中具有重要作用。從國外成功經驗看,美國政府于2007年開始實施TREAD法案,要求乘用車輪胎必須安裝胎壓監測系統。2009年,歐盟議會頒布了關于輪胎的兩項法規,從安全(濕抓地性能)、環保(輪胎滾動噪音)、節能(輪胎滾動阻力)三個方面,對汽車輪胎提出了更高要求,拉開了綠色輪胎快速發展的序幕。
據了解,中國政府于2010年開始實施基于胎壓監測模塊的汽車輪胎氣壓監測系統推薦性國家標準,目前正在制訂6輪以上載貨汽車和危化品運輸汽車安裝胎壓監測系統的強制性國家標準。2014年3月,國內推出《綠色輪胎技術規范》,現在這一標準是由企業自愿執行,估計將很快升級為行業標準和國家標準,2017年將有望升級為國家強制性標準。同時,中國橡膠工業協會成立了綠色輪胎產業促進工作委員會,選定雙錢集團輪胎研究所設立了“綠色輪胎技術服務中心”,落實了技術推進、標簽制度的技術標準、分級程序制定等工作。中國橡膠工業協會還承接了國家工信部委托項目,啟動了我國綠色輪胎標簽制度研究工作。
中國橡膠工業協會副會長兼秘書長徐文英告訴記者,目前,中國橡膠工業協會正配合國家相關部委進行輪胎標簽法規的制定,以后每條市場銷售輪胎的滾動阻力范圍、噪音、濕地抓著力等性能,將有清楚的級別標示。這意味著,消費者選購綠色輪胎將更加容易。
據了解,輪胎標簽將如冰箱等家電一樣貼有指數級別,不同級別代表標準不同,讓消費者容易選擇。詳細說來,輪胎的滾動阻力范圍、濕地抓著力將分別以ABC來劃分級別,其中A級代表性能最優越。據了解,滾動阻力范圍、濕地抓著力、噪聲堪稱輪胎制造廠家的魔鬼三角,往往這一項性能優越了,那一項性能指標就降低了,所以需要相當的技術來平衡。例如我國生產的輪胎,大多抓著力性能優越,但噪聲等性能偏低。輪胎標簽制度的實施,可逐步促進綠色輪胎的優質優價。
對于綠色輪胎而言,安裝胎壓監測系統是重要指標之一。圖為一輛安裝了胎壓監測系統的乘用車。
對于綠色輪胎而言,安裝胎壓監測系統是重要指標之一。圖為一輛安裝了胎壓監測系統的乘用車。
橡膠助劑奠定基礎
綠色輪胎的特點不僅體現在綠色、安全的終端產品上,如低滾動阻力、低噪音、抗濕滑、高抓地性能等,同時還體現在輪胎的生產過程中,如使用綠色原材料、綠色研發思想、綠色工藝配置、資源節約和再循環等方面。這其中,橡膠助劑的綠色化不得不提。
記者了解到,傳統輪胎生產過程中要使用一些對人體和環境有害的橡膠助劑,難免造成不良影響。同時,有害助劑會隨著輪胎的使用和磨損,在環境中散發而造成污染。制造綠色輪胎要求使用不污染環境的助劑,從源頭把關以符合綠色輪胎的要求。通過近10年的努力,我國的橡膠助劑已基本實現了環保化、綠色化替代,生產規模已占全球總量的一半左右。
據了解,橡膠行業使用的助劑主要有6大類:硫化體系助劑,也稱促進劑;防護體系助劑,也稱防老劑;操作體系助劑,包括增塑劑、軟化劑等;補強填充體系助劑,如炭黑和白炭黑等;粘合體系助劑,如三嗪類粘合劑等;其他助劑如著色劑等。2014年,我國6大類助劑總產量約為580萬噸,其中炭黑和白炭黑補強填充劑約占80%,促進劑、防老劑約占總量的16%,這是產量和使用量最大的3種橡膠助劑。
20世紀90年代,米其林公司使用高分散白炭黑推出高性能綠色輪胎后,綠色輪胎以其舒適安全、環保節能的特點逐漸被大眾所接受。最近幾年,全球使用白炭黑的綠色輪胎產量保持10%~20%的年增長率,而且越來越多的原配輪胎指標中開始指定添加白炭黑。隨著中國對環保節能和舒適性的要求越來越高,白炭黑在輪胎中的應用比重也越來越大。目前,在降低滾動阻力、提高抓地性能方面,白炭黑表現出優良的性能,因此在雪地輪胎、防滑輪胎和綠色輪胎方面得到大量應用。數據顯示,2012年國內輪胎添加白炭黑用量只有18萬噸,而到今年年底,預計國內輪胎白炭黑使用量有望達到60萬噸左右。
促進劑、防老劑方面的進展也相當迅速。10年前,NOBS(N-氧化二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)還是最主要的促進劑品種,這種助劑被國外認為對人體有害。而經過近十年的發展,以促進劑NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)為主的安全綠色型促進劑已基本替代了促進劑NOBS。
石油和化學工業規劃院院長助理張方指出,未來高端橡膠助劑的發展方向主要體現在三個方面。
一是為適應綠色輪胎發展需要,優化調整補強填充劑的產品結構。使用白炭黑替代炭黑,可以降低輪胎的滾動阻力。未來白炭黑在補強填充劑中的比例將不斷上升,同時與之配套的硅烷偶聯劑的粘合助劑也將快速發展。
二是推廣橡膠助劑的綠色清潔生產工藝。最大宗的橡膠助劑是促進劑和防老劑,而國內用量最大的防老劑是防老劑4020。據了解,傳統的4020生產工藝“三廢”產出量大,目前既環保又具有成本競爭力的生產工藝是以硝基苯為起始原料,經RT倍司(N-苯基對苯二胺)來生產防老劑4020的工藝路線。近年來,采用這一工藝路線生產的防老劑4020已有多套裝置投產,未來應加快替代甲酰苯胺法等傳統工藝路線。
三是進一步推進橡膠助劑的環保化替代。近期的重點是操作系統助劑的環保化替代,如使用環烷烴填充油替代高多芳含量的芳烴油,使用增塑劑DBD(2,2-二苯甲酰胺二苯基二硫化物)替代增塑劑B(五氯硫酚)。
隨著綠色輪胎理念的深入發展,國內一些企業和科研院所已開始對綠色輪胎技術展開研究。除了助劑之外,國內輪胎制造、材料、裝備、機械等全產業鏈也在同步發展,所有基礎都在陸續培育起來。這些都為我國綠色輪胎的發展奠定了很好的基礎,中國離實現世界輪胎產業強國的目標將越來越近。
轉自:橡膠技術網,橡膠行業門戶網站!

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