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        綠胎的發展及其推廣應用
        發布日期:2017-05-24

         

             

                所謂綠胎是過去二十多年來世界上開發的節能、減排、有利于環保的新一代汽車輪胎。 其特點是:
        1.生產輪胎所用補強劑是非碳物質二氧化硅。它不需要來自石油或煤炭的原料制造,其生產過程中排出的二氧化碳量比制造傳統補強劑低得多;
        2.輪胎本身使用時滾動阻力低,從而節省燃油、降低二氧化碳排放并減少由汽車尾氣導致的霧霾,有益于減少大氣污染及環境保護;
        3.與傳統輪胎相比,由于綠胎的行駛溫度低,可減少輪胎的爆破和早期損壞。這在減少車輛行駛事故的同時,也可以大大提高輪胎的翻新率,降低輪胎制造的原材料消耗和減少廢舊輪胎產生所帶來的“黑色污染”;
        4.輪胎的抗濕滑和操縱性能好,增加行駛安全性;
        5.提高輪胎的耐磨性,這在增加輪胎的使用壽命從而減少廢舊輪胎產生的同時,降低因輪胎磨損所形成的微粒物質對人類健康的影響。
            本文簡要地介紹了綠胎的發展史和討論了綠胎的經濟及社會效益,并在借鑒國外推廣綠胎經驗的基礎上根據我國國情提出了使綠胎在我國迅速推廣的想法和建議。

         

        綠胎的發展及其推廣應用

        國家橡膠與輪胎工程技術研究中心首席科學家、怡維怡橡膠研究院院長
        王夢蛟

         

            在輪胎發展中,米其林在1992年推出了稱之為“綠胎”的第一代環保節能胎( “Energy” tires)并標以GREEN X。此后GREEN X商標成為一種招牌標志打在這種輪胎的胎側上,使人一眼就看出其為節能輪胎。該類輪胎的胎面膠是用細粒子二氧化硅(俗稱白炭黑)加偶聯劑作填料制造的。與傳統的輪胎相比,其特點是滾動阻力低,抗濕滑和抗冰雪滑動性能好,而耐磨性也不差[1]。綠胎的應用極大地降低了車輛行駛所需的能耗。實際上,白炭黑在輪胎中作為主要填料的深入研究在德國始于上世紀70年代初,并因1973年的石油危機而加速。因為在制造輪胎膠料中主要填料炭黑的原料主要來自石油,而制造白炭黑的主要原料為石英砂。Wolff等人[2]曾報告在胎面膠中使用白炭黑并加偶聯劑取代炭黑時,輪胎滾動阻力可以大大降低而無損耐磨性能,具有節油和降低二氧化碳排放的雙重優點。之后又發表了白炭黑用于輪胎胎面膠制造綠胎的理論基礎[3]。
            據報道,米其林曾在上?;ㄆ旒瘓F大廈、柏林Park Inn賓館正門、巴黎埃菲爾鐵塔附近及紐約時代廣場安裝了巨型“綠色計數器”,每晚七點播放米其林1992年綠色輪胎上市后減少燃油消耗和降低二氧化碳排放量的實時數據。據統計,至2008年,米其林綠胎對全世界汽車總計節省燃油約為90億升,減少二氧化碳排放量為兩千三百萬噸。即每一秒鐘節省燃油約44升,減少二氧化碳排放110千克以上[4]。
            由于輪胎的滾動阻力、抗濕滑性能及噪音對車輛行駛的節能、減排、環保、安全及使用壽命有直接影響,歐盟帶頭于2009年制定了“歐洲輪胎標簽法”,并于2012年11月1日開始執行。標簽法對輪胎質量的某些指標,諸如滾動阻力、抗濕滑性能、噪音等的優劣作了分級,要求在輪胎標簽上標明某些性能等,這一方面能促進輪胎公司的產品質量的提高,也有助于使用者對輪胎的選擇。2016年我國采用與歐洲相同的標準也制定了相應的標簽法(見表1和表2)。
            對照標簽法規定的指標, 由附件1可以看到,在綠胎上市10余年后在歐洲有59%的夏季胎輪胎在F及F級以上。41%的輪胎為G級。滾動阻力最低的輪胎為C級,其數量僅為輪胎總數的2%。而一O年代初,G級的輪胎仍有38%,而冬季胎G級者則有50%之多。但B~C級的最新節能試驗輪胎逐步面市。而個別A級胎也有報道,但未上市(見附件2)。

        表1.歐盟及我國輪胎標簽法中的滾動阻力標準,C1-乘用輪胎,C2-輕卡,C3-卡車及大客車胎。PRC-滾動阻力系數,單位:N/KN

         

        表2.歐盟及我國輪胎標簽法中的抗濕滑性能標準,C1-乘用輪胎,C2-輕卡,C3-卡車及大客車胎。G-抓著力系數。

            如果將過去二十年C級以下的綠胎稱為普通”綠胎 (Green tire)” 的話,滾動阻力B級以上的輪胎可稱之謂“綠胎+(Green tire plus or Green tire+)”。怡維怡橡膠研究院在其建院初期與賽輪輪胎公司合作于2011年冬制造了我國第一批雙B胎,即滾動阻力和抗濕滑性能均達到B級,并于2012年初通過了西班牙Idiada認證(見附件3和4),其耐磨性能也達到了普通輪胎的水平。該雙B胎是用普通胎的胎體和花紋設計只改換胎面膠制造的。目前在保持輪胎結構、花紋和胎面膠配方不變的情況下,用EVE膠(連續液相法制造)作為胎面膠所生產的綠胎+已進行了多次室內、室外及道路試驗,并已投入批量生產。如表3所示,與綠胎相比,綠胎+的特點是除加工性能好之外,滾動阻力進一步下降,而耐磨性能則大幅度提高。

         

         

        普通輪胎

        綠胎

        綠胎+

        胎面較填料

        炭黑

        白炭黑

        EVE-白炭黑

        滾動阻力指數,%

        73

        100C

        111B級)

        抗濕滑及操縱性指數,%

        68

        100B級)

        100B級)

        抗干滑及操縱性指數,%

        NA

        100

        103

        耐磨性能指數,%

        115

        100

        130

        表3. 綠胎+與綠胎及傳統炭黑輪胎性能的比較。性能以指數表示,越高越好。

            相對于傳統輪胎而言,綠色輪胎的優點是顯而易見的,而綠胎+又將這些優點加以發展并彌補了其不足。但其在我國的開發應用卻十分緩慢。目前雖然在國際上綠胎的出現已有二十多年,但在我國尚處于產品導入階段。這主要是對綠胎的認知問題。由于綠胎在我國長期知之甚少,國外的產品進入我國市場的時間較晚,綠胎的概念并未普及。一方面輪胎企業對所需制造技術、原材料、生產工藝、和產品性能等所涉及的一些基本原理和知識缺乏研究,制造成本較高,又加之缺乏有效的檢測手段和機構進行評價、認證和監管,產品質量較差。而另一方面車主和運輸企業對綠胎的性能及其社會經濟效益缺乏了解,且價格又大大高于傳統輪胎。因此綠胎在我國的推廣應用困難較大。本文試圖對綠胎使用的社會經濟效益加以討論,并對綠胎的推廣應用提出一些參考意見。

        綠胎的社會及經濟效益

        一、輪胎原材料的低碳化

            填料是橡膠中不可缺少的補強劑。它賦予膠料較高的硬度和模量,提高膠料的機械強度和耐磨性能,并控制著與輪胎滾動阻力、抗滑性能有關的膠料動態性能。
            制造傳統輪胎的膠料中使用的填料基本上是炭黑,其重量約為整個膠料的30%以上。而制造炭黑的原料油皆為來自于石油和煤焦油的烴類物質。對于輪胎胎面膠炭黑而言,每生產一噸填料,大約需要原料油1.8~2.3噸。在炭黑制造過程中,注入反應爐中原料油在高溫下裂解之后再聚合成為細粒子炭黑,在尾氣中存在大量的未裂解或未生成炭黑粒子的烴類物質、一氧化碳、二氧化碳及氮和硫的氧化物。尾氣可以進一步的燃燒生成二氧化碳,其熱量可用于生產蒸汽和發電。因此,炭黑的制造是一碳化學過程并伴隨大量二氧化碳、氮和硫的氧化物產生,對于大氣的污染較為嚴重。

        圖1、白炭黑制造工藝過程。

            在綠胎的生產中,胎面膠的填料則以細粒子沉淀法白炭黑為主。它是用非碳工藝制造的,其主要原料來自石英砂。如圖1所示,在高溫下,石英砂和碳酸鈉熔融生成水玻璃,后者溶于水形成硅酸鈉水溶液。該溶液加酸(如硫酸)中和后沉淀出細粒子二氧化硅。產品經分離、洗滌、干燥后即為用作胎面膠填料的沉淀法白炭黑。在此過程中,使用的含碳材料只有碳酸鈉,并在制造水玻璃的過程中以二氧化碳的形成分解出來。生產一輛乘用車四條輪胎膠僅需白炭黑放出的二氧化碳量約為2.4kg,但當車輛使用滾動阻力為B級的綠胎+時,行駛10萬公里由于節油而使二氧化碳的排放可減少1.3噸。

        二、降低輪胎的滾動阻力

            在車輛行駛過程中輪胎滾動阻力的降低的直接好處是節省燃油和降低二氧化碳的排放。

        1.節省燃油

        A.乘用車胎
            如前所述,目前我國乘用車胎的滾動阻力水平大部分仍處于G級及G級以下水平。根據歐洲耗油量的測試結果有G級升至B級油耗每百公里可以降低0.56升,而達到C級節油則達0.44升(圖2)。
            如表4所示,對于壽命達10萬公里的輪胎來講,在整個輪胎使用周期內,C級和B級輪胎比G級分別節油440升和560升。汽油價以6元/升計,每條輪胎因節油而使用戶受益分別有元660和840元。亦即當使用節能輪胎時,用戶每用一條低滾阻輪胎,所省油錢可購2~2.5條普通胎。
            據報告[22],我國2013年自產內銷及國際品牌在我國的銷售的乘用車胎共2.46億條,而2016年的年產量比2013年的產量增加了近20%。如果國內銷量增加的比例與產量增加的相似,我國2016年的輪胎銷量即為2.95億條。如果這些輪胎由G級升至C級,節油量每年為325億升,燃油費節省1947億元。如果由G級升至B級,每年節油量則為413億升,而油費節省2478億元。

        圖2、歐洲標簽法中各級耗油的差別。相鄰兩等級耗油相差0.1~0.15升/100公里。從A級到G級多耗燃油0.66升/100公里[5]。

         

        減少油耗,升/百公里

        減少油耗, /十萬公里

        燃油價格,

        /

        經濟效益,

        /

        經濟效益/

        CO2減排,

        /

        G級到C

        0.44

        440

        6

        2,640

        660

        1.1

        G級到B

        0.56

        560

        6

        3.360

        840

        1.3

         B.卡車胎
            對于卡車胎來講,降低滾動阻力亦可因節油而使運輸成本下降。根據陽冬波的報告[6],我國卡車胎的滾動阻力30%未達到歐盟E級要求,70%未達到D級要求。也就是說,大部分輪胎的滾動阻力為E級或E級以下。根據歐洲標簽法的規定,如由E級升至B級,其滾動阻力下降37.5%。而升至C級,滾動阻力則下降25%。
            米其林公司曾報告,卡車及客車行駛中每消耗100升燃油中有25-35升被輪胎以熱能耗散的形式消耗[7]。對裝配22條12R22.5輪胎之總重49噸載重卡車而言,行駛100公里大約消耗燃油40升,其中輪胎消耗為10~14升(平均為12升)。如果輪胎的滾動阻力由E級升至C級或B級,其節油量分別為每百公里3升或4.5升。當輪胎行駛里程達20萬公里時,整車節油分別達6,030升或9,000升。若燃油價以6元/升計,每條輪胎節省燃油費分別為1645或2454元(見表5),相當于一條或一條半輪胎的價錢。此數值隨著輪胎行駛里程的增加而上升。

         

        滾阻降低,

        %

        行駛里程公里

        減少油耗,

        經濟效益,

        /

        經濟效益/

        CO2減排,

        /

         

        10

        100

        1.2

        7.2

         

         

        E級到C

        25

        20

        6,030

        36,180

        1,645

        15.7

        E級到B

        37.5

        20

        9,000

        54,000

        2,454

        23.4

            我國2013年自產內銷及國際品牌在我國銷售的卡車胎共4700萬條,而2016年的年產量比2013年的產量也大約增加了20%。同樣,如果國內銷量增加的比例與產量增加的比例相似,我國2016年卡車胎的銷量即為5640萬條。如果這些輪胎由E級升至C級,節油量每年為154億升,燃油費節省924億元。若由E級升至B級,年節油量則為230億升,而燃油費節省1382億元。

        2.有利于環境保護

        A.減少二氧化碳的排放
            對于機動車來講,發動機工作的過程中,燃油的消耗將伴隨著二氧化碳、氮氧化物及某些硫氧化物的排放。從表3和表4可以看到,對于乘用車胎來講,滾動阻力由G級升至C級或B級,每輛乘用車的二氧化碳排放可以降低1.1噸或1.3噸。按前面所計算的2016年我國內銷的輪胎數量,我國每年少排放7896萬噸或9594萬噸二氧化碳??ㄜ囂L動阻力從E級升至C級或B級時,由于節省柴油,每輛車可少排放15.7噸或23.4噸二氧化碳。而全國每年二氧化碳的排放分別減少4012萬噸或5980萬噸。
        B.減少大氣中細顆粒物(PM2.5)的污染
            據北京市環保局官網消息,機動車排放污染是北京市PM2.5的最大來源。在北京市PM2.5本地污染中全年機動車排放貢獻比例達30%以上,非供暖季可達到40%以上[8]。另據中科院區域大氣環境研究卓越創新中心首席科學家賀泓的報告[9],PM2.5來源包括直接排放和二次生成,即一次來源和二次來源。其中PM2.5的二次生成是指排放到大氣中的氣態污染物通過多種化學物理過程轉化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次氣溶膠等細顆粒物質。也就是說如汽車排放的污染物本身中的一次顆粒物濃度雖不高,但在大氣中反應后產生大量二次顆粒物將成為城市PM2.5的重要來源之一[10]。這意味著機動車輛尾氣排放是“霧霾”的倍增器。因此降低輪胎的滾動阻力,降低燃油消耗的同時可以大大減少尾氣的排放,從而減少由機動車造成的”灰霾”。
            此外,下面將說明,降低滾動阻力也可以通過降低輪胎行使溫度的機理改善輪胎的耐磨性能,從而減少大氣中的細顆粒物質的產生。
        C.改善輪胎的耐磨性能
            輪胎的滾動阻力與膠料在動態應變下的滯后損失有關。滯后損失增加,將使輪胎的行駛過程中所得的能量更多地以熱能的方式消耗。因此,輪胎的滾動阻力增加的同時,輪胎的溫度也將升高(見圖3) [11]。輪胎測試表明,無論是天然膠還是合成膠胎面,隨著輪胎表面溫度的升高,其耐磨性能降低(圖4) [12]。因此,低滾阻輪胎的低溫行駛,將有利于耐磨性能的提高。
        另外,耐磨性能的提高也有助于降低細顆粒物質的生成,據上世紀末美國加利福尼亞和日本醫生的研究,輪胎磨耗產生的細顆粒物質是城市和高速公路附近居民哮喘病增多主要原因。由于車輛行駛中胎面的磨耗導致大量的細顆粒物質的形成。這些物質漂浮在大氣中,當吸入肺中時則難以咳出[13,14]。有些人對天然膠中存在的異型蛋白質過敏時將導致哮喘病的發生。因此,低滾阻輪胎使輪胎耐磨
        性能的提高可減少細顆粒物質的產生。此外,低滾動阻力輪胎中多用合成膠和白炭黑,天然膠的用量相對降低,這將有利于減少細顆粒物質中的異型蛋白質,從而降低哮喘病的發病率。

        圖3、滾動阻力不同的卡車胎在相同的負荷、速度及充氣壓力下運行中的溫度比較(用紅外線相機攝)

        圖4、輪胎表面溫度對磨耗性能的影響。試驗條件:相同路面及恒定滑移率,輪胎表面溫度是由環境溫度控制的[12]。

        3. 減少輪胎的早期損壞

            根據陽冬波的報告[6],在我國高速公路交通事故中,爆胎的交通事故占全部交通事故的34%,我國也時有爆胎造成嚴重交通事故報導。低滾動阻力伴隨的低生熱將防止輪胎肩空肩裂、脫層及冠爆造成的早期損壞, 并提高車輛行駛的安全性。據文獻稱,在車輛行駛過程中肩部溫度降低10℃,肩空肩裂則降低60~70%[15]。而爆胎事故也會因為輪胎行駛溫度的降低而大大減少。

        4. 增加輪胎的翻新率,延長輪胎使用壽命,減少廢舊輪胎的處理

            米其林卡車輪胎的設計保證其具有四次生命:新輪胎的壽命,經刻溝后的輪胎使用壽命,一次和二次翻新胎的壽命。檢測資料表明,翻新和刻溝可優化輪胎的里程數,延長輪胎的使用壽命達2.5倍,并減少70%到75%的原料消耗,同時保證同樣的安全性能[4]。 
            所謂“刻溝”,即在輪胎花紋溝磨至標記線后,為了保證車輛的在路面上行駛時有足夠的抓力和操縱性能,用一簡單的工具將花紋溝加深而使即將報廢的輪胎重新投入使用。對一般卡車胎來講,花紋溝可以加深可提高25%輪胎壽命,因此,行駛里程可以再延長3萬至5萬公里。此外,刻溝后的輪胎,因其重量較輕,滾動阻力較新胎大大下降,致使輪胎溫度進一步降低。
            我國生產的卡車胎,包括所謂的“不三包”甚至“割標”輪胎的胎側上均以大寫字體標有“REGROOVABL”字樣. 它表明,該輪胎的結構是適于刻溝的,但此技術在我國從未使用。除人們對此技術缺乏了解之外,主要是輪胎胎體較弱,行駛溫度高,早期損壞較多所致。只要輪胎胎體不損壞,花紋磨至標識線或刻溝使用后的輪胎還可以翻新。即將舊胎面打磨后重新換一個新胎面。翻新次數最高可達兩次甚至三次,決定于舊胎的胎體強度和損壞狀態。輪胎翻新是節約運輸成本、降低原材料消耗最有效的方法。以一典型的12R22.5卡車胎為例,其胎面重量和成本分別占整胎的23和22%。如以新胎相同的膠料翻新,其壽命可以翻番甚至更多。如翻胎用胎面膠與原胎材料相同時,由于硫化時過硫程度較低耐磨性能非但不會降低,而其他性能,諸如抗刺傷及崩花掉塊性能也會得到改善。
            與國外卡車胎翻新行業相比,我國的翻胎工業規模是非常小的。目前我國輪胎的翻新率尚不達10%[6],其原因是我國輪胎胎體損壞嚴重,大部分舊胎達不到翻胎的要求,這與輪胎使用過程中溫度較高導致胎體損壞有很大關系。
            應該指出,輪胎的翻新直接影響著廢舊輪胎的產生。由于我國汽車銷售量和保有量的迅速增加,加之我國輪胎的質量不高,致使大量廢舊輪胎的產生,其數量已超過世界的20%,已經形成另類“黑色污染”源并引起了國家的重視[16]。提出了從源頭減少廢物的產生,實現由末端治理向污染預防和生產全過程控制轉變[17],開發輪胎翻新再制造先進技術,推行輪胎翻新先進技術保障體系建設,實施產品質量監控管理,確保翻新輪胎的產品質量[18]等指示。提高輪胎質量,采用綠胎生產技術,降低輪胎滾動阻力的同時降低輪胎生熱,減少輪胎的非正常損壞,提高輪胎翻新率,是從源頭減少廢舊輪胎產生的最有效措施。輪胎翻新一次,就相當于減少一條廢輪胎,節省0.8條輪胎的原料。我們試驗表明,滾動阻力B級的卡車胎在使用過程中很少出現胎體損壞質量問題,可以大大提高輪胎的翻新率。

        三、提高抗滑性能的社會效益

        1.抗濕滑性能
            車輛在濕滑路上行駛時,由于水的潤滑作用,輪胎與路面之間的摩擦力大大下降。輪胎在濕路面上的摩擦力直接影響到車輛的剎車性能及操縱特性。因此提高輪胎的抗濕滑性能是保證行車安全的重要手段。這對乘用車尤為重要,因其負載低、車速高、接地面積小,在雨天容易出事故。在各國乘用車輪胎性能標簽法規中均將抗濕滑性能列為質量分級標準。如表2所示,歐盟標簽法將乘用車胎的抗濕滑性能分為A至G共5級(其中D和G為空置級),而圖4則為在標準的濕路上,以A級輪胎的剎車距離為參比,車速為80km/h的情況下剎車時其余輪胎的剎車距離??梢钥吹?,B級輪胎剎車距離較A級輪胎增加了3米。而從普通輪胎的F級到B級剎車距離縮短了15米。因此,高級別抗濕滑輪胎使行車安全性大大提高。

         

        圖5、按歐洲標簽法中各級抗濕滑性能的差別。圖中圓圈中表明數字是車輛在標準條件下在行駛速度為80公里/小時剎車后安裝A級輪胎車輛停止時,安裝其他級別輪胎的車輛剩余速度[5]。

        2.抗干滑性能
            
        輪胎的抗濕滑性對車輛行駛安全性固然有很大的影響,但干路面上的剎車特性、操縱性、緊急變道、應急反應對行駛安全也是十分重要的。它并未列入標簽法中,仍需牢記,行車事故并非只發生在雨天!在這一方面,與普通胎相比,綠胎+的效果更好。

        四、 改善耐磨性能的社會經濟效益

            提高耐磨性能可增加輪胎的壽命、降低交通運輸成本、降低橡膠原料的消耗、減少廢舊輪胎的處理。其經濟效益是不言而喻的。
        如前所述,耐磨性能的提高也可降低大氣中細顆粒物質的形成,改善大氣質量。因為輪胎磨耗形成的細顆粒物質能在較長時間內漂浮在大氣中。
            譬如對于205/55R16乘用車胎來講,當8mm深的花紋溝磨至1.6 mm時,共磨去1.81kg胎面膠。假如輪胎壽命為10萬公里,而每年行駛2.5萬公里時,每輛乘用車一年向大氣中釋放的細顆粒物質為1.81kg。
        對于12R225卡車胎而言,當15mm的花紋溝磨至2mm時,共約磨去6.5kg的胎面膠。假設車輛每年行駛12萬公里,而輪胎的壽命為1年半,一輛22輪集裝箱車每年向大氣中釋放的微塵為95.3公斤,而10.5輛卡車一年中釋放約1噸的細顆粒物質。因此其對霧霾及人體健康所造成的危害不可低估。
            除個別國家對輪胎耐磨性能提出一定的要求外,在各國的標簽法規中耐磨性能并未列入分級標準。其主要原因是,到目前為止,室內或實驗室內尚未發現任何一種磨耗實驗機的測試結果與輪胎實際使用中的耐磨性能有較好的相關性。而在輪胎的實際里程試驗中,其結果也受其行駛路面、車輛狀況、地區氣候及駕駛員個人習慣的影響。較為可靠的輪胎試驗場實驗則因費時費力而很難用于輪胎的分級評判。在多數情況下,客戶使用信息的反饋則成為市場評價輪胎耐磨性能優劣的主要方法。
            必須指出,為降低滾動阻力有多種方法,諸如,降低填料用量、采用低比表面積填料和填料并用體系、在天然膠胎面膠中加入大量白炭黑、采用膠乳-白炭黑共沉母膠、加入某些添加劑[19]等。 但這些方法均以犧牲輪胎耐磨性能為代價換取低滾動阻力[20]。這不但影響輪胎的使用壽命和增加大氣污染,也會產生更多的廢胎。

        五、降低車輛行駛噪音

            綠胎的優點之一就是降低輪胎行駛中產生的噪音1(與普通輪胎相比降低了1dB)。綠胎+也保留了這一優點。

        如何使綠胎在中國跑起來

            綜上所述,綠胎在提高輪胎質量、降低滾動阻力、改善輪胎抗濕滑性能等方面的功能是明顯的。過去二十余年,在世界上,尤其在歐洲,人們逐步認識到綠胎的發展對于節省能源、減少二氧化碳排放、降低粉塵產生、減緩或者降低大氣污染、增加行車安全所起的重要作用,綠胎的制造和市場發展很快。近年來,我國某些輪胎企業迫于國外輪胎標簽法和市場的壓力開始試制和生產綠胎,但發展十分緩慢。而個別外國輪胎公司制造的綠胎開始進入中國市場,但產品少人問津。其原因不外是制造商成本和利潤的制約和用戶對新產品缺乏認識。
            從用戶角度來看,綠胎的經濟效益和社會效益難以短期彰顯,而市場價格較普通胎相差較大。譬如,目前固鉑(Cooper)公司在市場上有一規格為205/55R16輪胎ECO-C1,其滾動阻力和抗濕滑性能據稱均為B級,市場價為475/條,而同規格的普通胎為329/條,兩者相差146元。某代銷點的銷售紀錄表明,前者評價者為10,后者則為600(附件5和6)。從經濟上講,前者節省的840元燃油費可以再買近兩條胎,即用戶使用ECO-C1胎時不但購胎的費用得以返還,還可賺365元。而從行車安全上看,在濕路面上緊急停車時,用ECO-C1輪胎的剎車距離較普通胎縮短了15米。假若下雨天用普通胎產生的車毀人亡的事故可能由于使用綠胎得以避免,但用戶并不知是綠胎救了他的命。也就是說用戶對優質胎的社會經濟效益并不感知,但他清楚地看到輪胎售價的差別。中國化工報曾報導[21],綠色輪胎的單價比傳統輪胎要高10-30%,但由于制造技術和原材料要求比現有輪胎要高,企業生產成本要提高15%左右,因此生產廠對開發制造綠胎的積極性并不很高。綜上所述,可以認為我國目前發展綠胎情況是:

        2  綠胎的低滾動阻力、高抗濕滑性能、節能減排及行車安全的社會經濟效益是實實在在的!
        2  用戶不會花錢去買一種看不見的社會經濟效益??!
        2  輪胎制造公司也不會降低利潤或賠本去研發、制造和推銷新產品?。?!

            作者認為,如何使綠胎跑起來,必須由政府推動。目前在歐洲綠胎推廣的速度是全世界最快的。這一方面是歐盟政府和全民對環境保護和綠色運動的重視,另一方面,政府對輪胎準入市場的最低滾阻力做出限定的同時,也規定凡達到C類以上等級的輪胎均獲得歐盟各國財政獎勵。
        我們可以效仿歐盟的辦法來加速綠胎的發展。但是根據我國輪胎工業的具體情況,設置準入市場銷售的最低滾動阻力容易,但由政府財政獎勵所需資金籌集則不易。
            解決辦法之一是國家設立“綠胎獎勵基金”?;鸬幕I集采取“取之于斯,用之于斯”的方法,不動用國家的財政收入。既然綠胎的主要經濟效益來自節省燃油,可以用客戶節省的燃油支出作為綠胎的財政獎勵基金。具體做法如下:
        由政府出面,將燃油的價格提高,所得收入專用于“綠胎獎勵基金”。譬如,在油價中每升增加5分錢(不到油價的1%)。以一般乘用車為例,每行駛100公里消耗10升燃油計算,對輪胎使用壽命為10萬公里的輪胎來講,在整個輪胎行駛過程中,因燃油的漲價使用者多支出500元,即每條輪胎多支出的油費為125元。根據表4的數據,當使用B級或C級的輪胎時,用戶節省點的燃油費則分別從840元/條和660元/條降至715元/條和535元/條。如果將125元中的110元或70元分別獎勵B級或C級輪胎的制造公司,而要求輪胎制造商將輪胎的價格降為普通胎的價格出售。在這一方案中,每銷售一條B級或C級胎,獎勵基金尚余15元或55元。而從一條普通胎的銷售中可得125元作為其浪費燃油及有害環保的懲罰。
        對于安裝22條12R22.5輪胎的卡車而言,假若輪胎使用壽命為20萬公里,每100公里耗燃油40升,則每輛車的耗油為80000升,以每升提價5分錢計,用戶多支出的燃油費4000元。每條輪胎因燃油提價所增加的油費為182元,其中120元獎勵輪胎公司。如果普通胎的售價為1500元/條,而允許輪胎廠的售價只增加10%,即150元/條,相對于普通胎,輪胎公司生產每條B級輪胎的收益為270元。這不僅抵消了綠胎成本的增加(如成本的15%),利潤也有相當地提高。而輪胎用戶在這一過程中增加的支出為332元。由于每條綠胎節省的燃油費為2454元,其凈利為2122元。即使用1650元/條的綠胎,除使用輪胎不花錢外,還凈賺472元/條。在這一設計中,每銷售一條綠胎,獎勵基金中還剩62元。誠然,C級輪胎的獎勵和銷售價將相應的減少,但獎勵基金所得數額將相應地增加。
            在上述方案中,關鍵的問題是市場上輪胎質量的監管問題。為防止亂標級別以次充好,需要設立有權威性的檢測機構,定期在市場上購買商品胎進行檢測。對于檢測數據達不到標定級別者,進行罰款并不準進入相應的市場,同時降低生產者的誠信等級。在確保輪胎的性能符合所標記的級別外,為了減少由輪胎磨耗造成的大氣污染及保證輪胎的使用壽命,也需要對輪胎耐磨性能進行測驗。鑒于室內試驗結果與實際車輛行駛中的耐磨性缺乏相關性,必須將抽查的輪胎在試驗場內于標準的實驗條件下進行磨耗試驗, 其指標可以參考美國UTQG輪胎耐磨性能的標準制定。除了足夠的室內實驗室以外,還需建立足夠的輪胎試驗場。因此需成立一非營利性機構負責獎勵基金及測試機構的建立和經營管理。所需資金亦從獎勵基金支付。
            利用上述辦法對各方好處有:

        輪胎用戶:

        2  節省燃油費用;
        2  提高行車的安全性。

        輪胎生產企業:

        2  增加銷售利潤。

        國家及社會:

        2  節省能源;
        2  減少二氧化碳的排放;
        2  減少細顆粒物質的產生,降低大氣污染,減少霧霾;
        2  降低行車事故;
        2  減少廢舊輪胎的處理;
        2  減少橡膠材料的消耗;
        2  增加就業崗位。

            因此綠胎的推廣使用除使輪胎用戶、生產企業和國家實現三贏外,由于輪胎監測及檢測機構的建立,也將大大提高我國輪胎的制造水平。而所有這一切均在不增加國家財政支出的情況下實現的。

        參考資料

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        21.“綠色輪胎,如何才能跑起來”,中國化工,2015.08.13
        22.D. Shaw, 全球輪胎技術研討會,2015年6月15日,大連

         

         


         附件1、2004年歐洲輪胎的滾動阻力

         

        附件2、2011~2012年歐洲輪胎的滾動阻力

        附件3、2011年怡維怡橡膠研究院與賽輪制造的B級輪胎滾動阻力證書

         

          附件4、2011年怡維怡橡膠研究院與賽輪制造的B級輪胎抗濕滑性能證書

         

         附件5、固鉑(Cooper)ECO C1輪胎的性能

         附件6、固鉑(Cooper)ECO C1輪胎的售價


         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

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