廣田重明：使用碳纖維可有效降低二氧化碳排放
為推動(dòng)科技進(jìn)步，增進(jìn)國際交流，引導(dǎo)節(jié)能減排技術(shù)趨勢，“2009中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)”于2009年10月20-22日在北京舉辦。本屆年會(huì)得到了廣大科技人員的廣泛支持，包括眾多世界知名汽車整車及零部件企業(yè)在內(nèi)，近550多名汽車行業(yè)的專家學(xué)者、工程師參會(huì)討論。
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帝人集團(tuán)東邦特耐克斯株式會(huì)社復(fù)合材料事業(yè)部門長 廣田重明 先生 |
廣大工程技術(shù)人員在此論壇分享我國汽車技術(shù)最新成果，爭辯方向，激揚(yáng)思想，以下是帝人集團(tuán)東邦特耐克斯株式會(huì)社復(fù)合材料事業(yè)部門長廣田重明先生發(fā)言實(shí)錄:
主持人：謝謝海德智先生的精彩演講，剛才通過他的介紹，我有一個(gè)小小的感想，我發(fā)現(xiàn)我們汽車產(chǎn)品開發(fā)工程師未來在輕量化的技術(shù)推進(jìn)方面有很大的發(fā)展空間和信心。同時(shí)，我也想，最近我們本田車的節(jié)能大賽，包括風(fēng)雷FSA的大賽，現(xiàn)在我們達(dá)到每升1200多公里，可能我們的車如何上水平，材料上面的支撐是最主要的。所以我也建議贏創(chuàng)和德固賽能夠在中國的大學(xué)率先支持中國的大學(xué)生FSA和本田節(jié)能大賽，通過學(xué)生的培養(yǎng)，未來能夠真正對節(jié)能的培養(yǎng)起到重要作用。
下面我們歡迎來自帝人集團(tuán)東邦特耐克斯株式會(huì)社復(fù)合材料事業(yè)部門長廣田重明先生給我們做演講。
廣田重明：大家下午好！
我今天想跟大家介紹關(guān)于我們公司的具體的情況，包括在碳纖維上的應(yīng)用。首先我給大家介紹一下帝人集團(tuán)東邦特耐克斯株式會(huì)社的情況。我們在日本東京。我們希望通過今天的機(jī)會(huì)能夠跟大家介紹一下我們在碳纖維方面研究的進(jìn)展。同時(shí)，進(jìn)一步的討論如何在汽車行業(yè)如何為各位更好的服務(wù)。
大家知道，我們現(xiàn)在碳纖維還不是一種成熟的商品，但是它卻是工業(yè)里面不可或缺的一項(xiàng)重要的材料。如果要是有可能，在這個(gè)過程中，也希望大家有什么樣的問題都隨時(shí)歡迎和我交流。
它對于整個(gè)的工業(yè)活動(dòng)和建筑等等各方面都有很大的應(yīng)用。我們的東邦特耐克斯株式會(huì)社是帝人集團(tuán)下屬的一個(gè)企業(yè)。帝人集團(tuán)現(xiàn)在來講，我們每年的年收入是九千億日元。大約有170多個(gè)下屬集團(tuán)公司，在全球雇傭了19000多名員工，有一半以上是海外的。碳纖維是現(xiàn)在帝人非常大的一個(gè)業(yè)務(wù)單元。現(xiàn)在帝人集團(tuán)里面有九大業(yè)務(wù)集團(tuán)。碳纖維、聚酯纖維，化學(xué)、貿(mào)易、IT技術(shù)等等，現(xiàn)在我們的東邦特耐克斯是帝人集團(tuán)下面一個(gè)核心企業(yè)。我們一直在傳遞一個(gè)信號，人性化學(xué)和人性的解決方案。我們的承諾是我們能夠?yàn)榛瘜W(xué)技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)我們一份真實(shí)的價(jià)值。我們希望在這個(gè)過程中是對人類友好的，也是對環(huán)境友好的。我們帝人集團(tuán)關(guān)注的重要領(lǐng)域就是擴(kuò)展我們綠色集團(tuán)的化學(xué)業(yè)務(wù)。我們能夠在全球的環(huán)境中促進(jìn)一個(gè)環(huán)境友好的產(chǎn)品方案，做到人類與自然的和諧共生。我們最近有一個(gè)非常獨(dú)特的活動(dòng)，帝人集團(tuán)做了一個(gè)圓形的概念車，我們把它叫做PUPA，我們是在日本的展覽廳里面展覽車輛，PUPA這個(gè)車做進(jìn)去了很多環(huán)境友好的元素，同時(shí)使用了大量帝人集團(tuán)先進(jìn)的材料，包括碳纖維，和一些其他的減輕重量的技術(shù)。
接下來我給大家介紹一下我們在碳纖維方面減重的探索。大家看屏幕上面的車，我們又叫ANUVA，又是一個(gè)新的引擎技術(shù)，我們看鐵人，我們并不是打算做這個(gè)車的，做這個(gè)概念車主要還是想跟大家展示一下這個(gè)技術(shù)如何應(yīng)用。我們是想通過概念車的制造來跟大家介紹一下我們哪些碳纖維是可以幫助汽車進(jìn)行重量減輕的。
我們詳細(xì)看一下哪些措施是我們要采取的。碳纖維加固的塑料是有非常優(yōu)秀的化學(xué)和物理的特性。比如說它的強(qiáng)度是非常高的，它的可塑性是非常高的，它的密度很低，如變率也很低，它減震的效果很好，疲勞性很低，是一種惰性物質(zhì)，抗腐蝕、抗酸堿、熱傳導(dǎo)率也很低，它有非常大的好處。既然如此，從1970年開始起，聚丙烯制造的碳纖維就逐步在市場上面出現(xiàn)。而且這個(gè)需求量不斷的增加地90年的時(shí)候，大約需求量在五千噸左右，兩千年到達(dá)一萬噸，我們估計(jì)明年達(dá)到三萬噸的樣子。消費(fèi)用的碳纖維的主要驅(qū)動(dòng)力最早用的是體育用品，后來慢慢到航空航天上面，到2000年之后，逐步的擴(kuò)展到其他的一般性的工業(yè)用途里面。我們現(xiàn)在看碳纖維的制造商，它的產(chǎn)能，我們覺得從名義產(chǎn)能的角度來講，最近能夠達(dá)到六萬五千噸。最近產(chǎn)量實(shí)際產(chǎn)量占到了名義產(chǎn)能的70%左右。這70%里面，又有70%是由日本制造的。我們東邦特耐克斯生產(chǎn)的產(chǎn)能也是在逐年的增加。我們在日本整個(gè)的市場上面也是非常雄厚的制造商。我們應(yīng)對了市場的需求，在不斷的擴(kuò)大，我們?nèi)蛴腥齻(gè)生產(chǎn)的廠址，一個(gè)是在日本，還有德國和美國，F(xiàn)在我們每年的產(chǎn)能能夠達(dá)到一萬三千五百噸的樣子。有六千噸是在日本，大約五千一百噸在德國，兩千噸左右在美國。東邦特耐克斯的碳纖維主要是采用丙烯酸的原料，這個(gè)實(shí)際上是通過大約250度到350攝氏度氧化的熔爐來進(jìn)行冶煉的，又在乙烯中，在氧化的碳化爐里面再進(jìn)行談話，在進(jìn)行表面處理和模具工藝之后就能夠成形。碳纖維的纖維絲可以做成一系列中間型的產(chǎn)品，比如說纖維的編織物等等，這些產(chǎn)品可以通過一系列的拉體成形、絲繞成形、液壓傳遞成形、樹脂劇變等等，通過這些可以產(chǎn)生中間產(chǎn)品，供下一步所用。我這里有一些照片大家可以看一下，這個(gè)是螺旋的傳動(dòng)軸，是給四驅(qū)用的車，后面還有給飛機(jī)的零部件，下面還有一個(gè)是我們的相當(dāng)于是在車上面的另外一個(gè)部件，用在中后部左右。我們很多的活動(dòng)是在帶動(dòng)下一步產(chǎn)業(yè)的不斷升級。
我們?nèi)髴?yīng)用的領(lǐng)域，一個(gè)是航天，一個(gè)是運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是工業(yè)左右的應(yīng)用。下午我們給大家看了空客A380，這是全球最大的飛機(jī)，這里面主要的重量是由碳纖維主要重量構(gòu)成的。787和空客350，50%的重量是由贏創(chuàng)帶動(dòng)的。中國，我們整體來講，包括體育用品一個(gè)重要的制造基地，很多OEM在中國的沿海制造網(wǎng)球和羽毛球拍，自行車框架、釣魚桿等等，這些體育用品絕大多數(shù)都是用碳纖維制造的。包括風(fēng)能現(xiàn)在是碳纖維需求最重要的一個(gè)領(lǐng)域，中國恰巧在風(fēng)能上面有著豐富的儲(chǔ)備，而且市場增長也非？臁Ｌ祭w維是非常適合去做風(fēng)能發(fā)電的葉片來提高效率。中國市場08年消費(fèi)了一千噸左右的碳纖維，據(jù)說十年之內(nèi)這個(gè)數(shù)量就可以增長四倍。
日本的碳纖維制造協(xié)會(huì)曾經(jīng)做過一個(gè)關(guān)于碳纖維生命周期的測試，在汽車重量里面去測試，我們測試得出來的結(jié)論是，這些車輛由于采用了碳纖維加固的塑料而節(jié)省了重量，大約能夠使得整體來講，燃料應(yīng)用效率提高很多。而幫助間接的降低二氧化碳排放。
我下面給大家放的模型叫JCMA模型，希望通過使用碳纖維加固的塑料，能夠使這個(gè)使用提高到17%左右，就能夠使車輛的重量降低30%。通過這個(gè)模型我們可以看到，盡管二氧化碳的制造，我們在制造碳纖維的時(shí)候會(huì)有一些釋放，做傳統(tǒng)材料二氧化碳釋放得沒有這么多。但是如果我們能夠在車輛行駛過程中降低二氧化碳的排放，我覺得我們還是做了一個(gè)非常重要的路線。如果通過這個(gè)模型進(jìn)行計(jì)算。大約是每輛車每年能夠減少五噸的二氧化碳排放，或者是整體來講可以減少16%的二氧化碳的排放。所以我們相信碳纖維仍然是一個(gè)非常重要的工具來讓我們降低二氧化碳的排放。
我們看一下碳纖維加固的塑料是否能夠成為我們汽車行業(yè)里面一個(gè)切實(shí)可行的解決方案呢？我覺得主要還是成本降低的問題，它必須要跟傳統(tǒng)材料相比，價(jià)格上有足夠的競爭力。東邦特耐克斯在這個(gè)過程中一直通過兩種方式降低成本，一個(gè)是通過高速軋膜，一個(gè)是通過采用低成本的碳纖維來降低成本。包括樹脂傳輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行軋膜，能夠使得通過使用了部分的碳纖維材料，大幅度的降低成本。我們希望能夠盡快將我們的產(chǎn)品成為汽車行業(yè)所采用的主流的原材料。
我們也在日本2008年建成了最大的碳纖維生產(chǎn)線，我們希望能夠進(jìn)一步降低我們的成本使得汽車產(chǎn)業(yè)從中受益。說到下游的業(yè)務(wù)，在汽車零件應(yīng)用方面有著大量的經(jīng)驗(yàn)，我們在許多汽車的零部件上，比如說結(jié)構(gòu)、車身、充電氣等等都有很多的經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)照片上面大家看到的是一部車，我們叫智能多點(diǎn)式氣筒，我們在制造碳纖維部件的時(shí)候采用的非常先進(jìn)的技術(shù)。日本的2005年世博會(huì)上我們就曾經(jīng)展出過這個(gè)車。下面我們是做的推進(jìn)器，這個(gè)不但重量很輕，同時(shí)還非常安全。我們在這個(gè)過程中特別重視結(jié)構(gòu)上面的設(shè)置來確保安全性。包括到現(xiàn)在，這些結(jié)構(gòu)可能還主要是應(yīng)用在豪華車上，我們的目標(biāo)是希望能夠盡快的在經(jīng)濟(jì)型的車輛中也能夠讓他們用得起碳纖維。我們在研究和開發(fā)方面，在整個(gè)針對汽車行業(yè)的研發(fā)都是非常積極。帝人集團(tuán)有一個(gè)非常全面的組織架構(gòu)，我們有一個(gè)著名的項(xiàng)目叫做移動(dòng)業(yè)務(wù)項(xiàng)目。它正在領(lǐng)導(dǎo)我們整個(gè)帝人集團(tuán)的各個(gè)業(yè)務(wù)的部門都針對汽車行業(yè)所面臨的情況來開發(fā)整體的解決方案。我們也在這個(gè)項(xiàng)目中有所參加，在富士山的戈特巴城，我們曾經(jīng)參加過帝人集團(tuán)公司的研發(fā)，這個(gè)研發(fā)大會(huì)現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)化成了研發(fā)中心的機(jī)構(gòu)，我們把它常設(shè)在富士山。有一個(gè)公司叫布拉克，它是在做復(fù)合物模具的研究，我們相信塑料方面研究的進(jìn)展，必將使得帝人集團(tuán)在應(yīng)對汽車行業(yè)用戶的需求有更大的進(jìn)步。帝人集團(tuán)的研發(fā)中心有很多概念性和解決方案性的進(jìn)展，大家可以想想計(jì)算機(jī)輔助工程的設(shè)計(jì)，模具的設(shè)計(jì)，工具的設(shè)計(jì)，流程的控制和調(diào)整，我們都希望能夠從中得到有用處的東西來給汽車行業(yè)的客戶。
如果大家有問題也歡迎大家隨時(shí)聯(lián)系我們東邦特耐克斯上海辦公室，謝謝大家的時(shí)間！
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