Włókna z lnu, konopie czy skóra z liści ananasa - ekologiczne auta to nie tylko napęd. Coraz większą rolę odgrywa wnętrze

Kilka dekad temu użycie tworzyw sztucznych nie tylko w wykończeniu wnętrza, ale również nadwozia, mogło uchodzić za nietakt. Wyjątkowe zdobienia, liczne chromy i dbałość o najmniejsze detale zachwycają szczególnie z perspektywy czasu. Metalowe było niemal wszystko – od zderzaków aż po deski rozdzielcze.

Z biegiem czasu, który przyniósł przede wszystkim bogatsze wyposażenie, skupiające się w dużej mierze na sferze bezpieczeństwa, auta stawały się nie tylko większe, ale i cięższe. Proces pozyskiwania i produkcji elementów metalowych nie należy do tanich, dlatego potrzebne były nowe rozwiązania, które nie tylko obniżą końcową masę samochodu, ale także koszty jego produkcji. Podczas gdy w latach 60. XX wieku przeciętny samochód wykorzystywał nieco ponad 10 kg tworzyw sztucznych, dziś wartość ta przekracza w wielu przypadkach 150 kg. A liczba ta wciąż będzie rosła.

Do największych zalet tworzyw sztucznych można zaliczyć m.in. mniejszą masę w stosunku do metalowych elementów oraz znacznie niższe koszty produkcji. Poza tym charakteryzują się one łatwością obróbki, formowania oraz dopasowania do wymaganego kształtu, a także odpornością na czynniki zewnętrzne, jak np. wilgoć czy rdzę.

• Kluczem w przemyśle automotive są kompozyty. Chodzi tu o wiele czynników, ale przede wszystkim o to, by wyprodukować części o pożądanych właściwościach jak najmniejszym kosztem. Do tej pory wewnątrz auta dominowały materiały polimerowe np. PP, ABS, PA - materiały, których bazą do produkcji jest ropa naftowa i jej pochodne, a więc surowce nieodnawialne, których cena zależna jest silnie od sytuacji rynkowej – mówi w rozmowie z Autokult.pl, mgr inż. Adam Chrzanowski, który na co dzień zajmuje się projektowaniem m.in. elementów wnętrz dla różnych koncernów motoryzacyjnych.

Dziś trudno wyobrazić sobie samochód bez plastiku. Szacuje się, że średnio 15-20 proc. auta to tworzywa sztuczne. Mnogość polimerów, które są używane w motoryzacji, jest naprawdę imponująca i trudna do wyliczenia. I na tym problem by się prawdopodobnie kończył, gdyby nie rosnąca od kilku lat w siłę pewna kwestia – ekologia, która toczy zawziętą wojnę z potężnym wrogiem – plastikiem.

Napęd elektryczny w samochodzie to nie wszystko. Przyszłość danego modelu zależy już nie tylko od tego, czy nie emituje on żadnych (lub jedynie ograniczone ilości) szkodliwych substancji, ale także od użycia odpowiednich materiałów, sposobu produkcji, utylizacji i możliwości ponownego wykorzystania surowców.

Kolejni producenci deklarują, że nie tylko ich samochody mają być neutralne dla środowiska. Taki ma być także cały proces ich powstawania oraz sposób działania zakładów, korzystających z odnawialnych źródeł energii. Mówi o tym m.in. Mercedes (do 2039 r. wszystkie samochody tego producenta, jak i cały proces ich powstawania mają być neutralne dla środowiska), Volvo (do 2040 r.), Toyota (do 2050 r.), BMW czy Volkswagen (do 2050 r.).

Ostatnia firma chwali się, że zakładom w Poznaniu udało się w ciągu ostatnich 9 lat obniżyć zużycie wody o 700 litrów na każdy samochód. Biorąc pod uwagę, że w zeszłym roku z taśm produkcyjnych Volkswagena w Wielkopolsce zjechało blisko 270 tys. aut, daje to oszczędności na poziomie 189 mln litrów. Czyli tyle, ile pomieści blisko 76 basenów olimpijskich o minimalnych wymiarach. A mówimy przecież tylko o dwóch fabrykach.

Od wielu lat producenci starają się zwiększać udział tworzywa pochodzenia biologicznego w budowie samochodów. Pogoń za poszukiwaniem materiałów o pożądanych właściwościach, charakteryzujących się niższą masą, zaczyna mieć coraz bardziej wymiar ekologiczny.

• Poszukiwanie coraz to nowych kompozytów to pogoń za redukcją masy pojazdu. Mniejsza masa przekłada się na mniejsze spalanie, a to także redukcja kosztów. Istotne jest też samo podejście do sposobu produkcji materiałów - redukcja CO2, mniejsze zużycie materiału, odejście od syntezy opartej na ropie itp., co z kolei daje nam redukcję kosztów globalnych – mówi mgr inż. Adam Chrzanowski.

• Pojawia się tu ekologia – coraz popularniejsze są surowce odnawialne, a mianowicie biomateriały na bazie włókien roślinnych np. lnu czy konopi. Do grupy materiałów "bio" możemy też zaliczyć te pozyskane z przetworzonego plastiku, choć w wielu przypadkach nie jest to tani proces – dodaje projektant.

• My ostatnio mieliśmy do czynienia z NFPP, czyli prasowanymi drobinkami PP (polipropylen – przyp. red.) zmieszanymi z włóknami roślinnymi, np. alg. W dalszym procesie natryskuje się to na PP, aby w jednym procesie uzyskać skorupę, żebra wzmacniające i elementy mocujące. Dzięki temu gotowy produkt jest lżejszy i nie wymaga stosowania dodatkowych elementów przy składaniu – opowiada mgr inż. Adam Chrzanowski.

Wykorzystując różnego rodzaju włókna naturalne, można uzyskać podobne właściwości danej struktury, przy jednoczesnym obniżeniu końcowej masy danego elementu. W przypadku wymienionego NFPP, można mówić nawet o 25-procentowej redukcji względem materiałów nieodnawialnych. Szacuje się, że obniżenie masy pojazdu o 13 kg jest równoznaczne z mniejszą emisją CO2/km o 1 g.

Tak jak wspomina Adam Chrzanowski, mniejszy udział mają także materiały spokrewnione z ropą. Zmniejsza się zatem globalny ślad węglowy, związany z produkcją danego pojazdu. Szybsze procesy uzyskiwania gotowego produktu prowadzą też do oszczędności energii. Oprócz tego, biomateriały łatwiej poddawać recyklingowi, co zwiększa szansę na ich ponowne wykorzystanie. Zachowują przy tym w większości właściwości charakterystyczne dla klasycznych plastików.

Jednym z liderów wykorzystywania biomateriałów jest Toyota. W poszczególnych modelach można znaleźć m.in. podsufitki, osłony przeciwsłoneczne, maty podłogowe, a nawet sporą część tapicerki przyjaznej środowisku. BMW - modelami i3 i i8 - także w dobitny sposób pokazało, jak szerokie możliwości zastosowania mają przetworzone surowce w postaci butelek PET, wełny czy włókien hibiskusa. Ponadto Bawarczycy podkreślali, że 95 proc. materiałów użytych wewnątrz podlega recyklingowi. Co jeszcze nas czeka?

Zapowiedź przyszłości została w pewnym stopniu zobrazowana podczas targów CES 2020. Mercedes pokazał wtedy swój prototyp Vision AVTR, którego fotele obito wegańską skórą ze starych ubrań, flag i wcześniej wymienionych butelek. Podłogę z kolei wykonano ze specjalnego drewna karuun, którego sposób pozyskania jest przyjazny dla środowiska. Mercedes poszedł jednak o krok dalej i nie ograniczył się tylko do wnętrza. Elektryczny samochód ma czerpać energię z akumulatorów z organicznymi ogniwami na bazie grafenu, co umożliwia pełen recykling. Nie znajdziemy tam wobec tego toksycznych i rzadkich metali, których wydobycie jest mocno kontrowersyjnei.

Również BMW pokazało swoją ewolucję na przykładzie wspomnianego i3, która zakładała rozbudowę auta w osobiste, mobilne biuro, wykorzystujące nie tylko surowce z odzysku, ale także certyfikowane drewno. Dodatkowo materiały, z których wykonano nowe maty podłogowe, podlegają w 100 proc. recyklingowi.

Skoda z kolei pokazała na początku lutego model Vision IN, który ma zadebiutować na rynku indyjskim. Kraj ten zmaga się z poważnie zanieczyszczonym środowiskiem, dlatego pojazd projektowany był z myślą o ekologii. W aucie wykorzystana ma być m.in. skóra garbowana ekstraktem z dębu i rabarbaru, a swoje miejsce znajdzie także skóra z liści ananasa. Wszystkie zabiegi ograniczają użycie szkodliwej dla środowiska chemii.

Za to Ford, który także angażuje się w używanie naturalnych włókien roślinnych w elementach konstrukcyjnych wnętrz, nawiązał współpracę z meksykańskim producentem tequilli, aby zbadać możliwość wykorzystania agawy w produkcji kompozytów. Nie można nie wspomnieć o Tesli czy Polestarze, które oferują wegańską tapicerkę. Z kolei Bentley pochwalił się ciekawym pomysłem w koncepcie EXP100GT, przygotowując skórę z… winogron.

Oczywiście tworzywa sztuczne pochodzenia biologicznego już od jakiegoś czasu wykorzystywane są przez producentów, jednak do tej pory były one skrzętnie ukrywane przed pogardliwym wzrokiem użytkowników. Znacznie poszerzył się także obszar pozyskiwania naturalnych surowców. Steffen Köhl, szef działu Advanced Design w Mercedesie twierdzi, że w najbliższym czasie przyjazne dla środowiska materiały naturalne i te, pochodzące z odzysku, będą w coraz większym stopniu eksponowane.

Niestety, nie wszystkie materiały są na tyle ładne czy przyjemne w dotyku, by obcowanie z nimi było przyjemne. Te, które nie nadają się do wyeksponowania, dalej będą pełnić dotychczasową rolę szkieletu czy bazy do dalszego montażu. Konserwatywni klienci luksusowe i wykwintne wnętrze wciąż będą kojarzyć ze skórą, drewnem, chromem i aluminium. Rosnący w siłę trend, promujący zrównoważony rozwój, może jednak odwrócić tę dotychczasową hierarchię.

Producentom coraz bardziej będzie jednak zależeć, by zarówno kierowca, jak i pasażerowie czuli się w samochodzie jak w domu. Wprowadzenie systemów autonomicznej jazdy, (których debiut - według Mateusza Żuchowskiego - jest wątpliwy), może doprowadzić do kolejnych roszad we wspomnianej hierarchii. Być może sposób projektowania wnętrz, jaki dziś znamy, będzie wyglądał zupełnie inaczej. Podobnie jak oczekiwania podróżujących względem wykończenia kokpitu.

Aby uzyskać jednoznaczną odpowiedź na pytanie, przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać. Niezaprzeczalny jest jednak fakt, że wykorzystanie materiałów naturalnych oraz pochodzących z odzysku będzie stopniowo wzrastać i to nie tylko w pojazdach z napędem czysto elektrycznym. Dzięki temu możliwym będzie nie tylko obniżenie globalnej emisji szkodliwych substancji (w tym CO2), ale także ponowne wykorzystanie jak największej ilości materiałów po zakończeniu cyklu życia danego pojazdu.

Jednak żeby to było możliwie, prawidłowo musi pracować cały system, poczynając od pozyskania tworzywa do produkcji, a na jego prawidłowym recyklingu kończąc. Kto wie, może w przyszłości, aby kupić nowy samochód, będziemy musieli najpierw zutylizować stary, z którego poszczególne podzespoły, po odpowiednim przygotowaniu, będą służyć jako materiał budulcowy tego nowego.