Groene materialen in de auto, deel 1: de eisen van de automobielindustrie

Het aandeel van groene plastics en composieten met natuurvezel groeit geleidelijk in de automobielindustrie. Maar ook al verlagen deze materialen de koolstof footprint van de auto, de industrie accepteert geen lagere kwaliteit of hogere prijzen.

Peugeot 308
Peugeot 308

Groene materialen in de auto worden niet geadverteerd

Op alle mogelijke manieren wordt de nieuwe Peugeot 308 aangeprezen: buitendesign, binnendesign, prestaties van de motor of de versnellingsbak, een en al kwaliteit. Geen woord echter over het feit dat 22% (ca. 45 kg) van de plastics bestaat uit groene materialen, waarvan 19% natuurlijke materialen en 2% biopolymeren. Ook niets over het binnenpaneel van de deuren, gemaakt met een unieke technologie. Het bestaat uit een spuitgegoten stuk bestaand uit polypropeen versterkt met 20% hennep, resultaat van een samenwerking tussen PSA, AFT Plasturgie en Faurecia. Hierdoor bespaart Peugeot 20% op het gewicht van een klassiek deurpaneel in gegoten polypropeen-polyetheen copolymeer. ‘Volgens onderzoek dat wij hebben gedaan bij onze klanten maakt toepassing van groene materialen in de auto hen op dit moment niet uit,’ zegt Stéphane Delalande ter verklaring van de radiostilte rond materialen uit groene grondstoffen; hij is bij PSA expert in plastics en composieten, en verantwoordelijk voor wetenschappelijke samenwerking.

Momenteel ligt het aandeel plastic in Europese auto’s op minder dan 20% van het gewicht, banden niet meegerekend, zegt Gérard Liraut, hoofd van de afdeling ‘Polymeren, karakterisatie en omzettingsprocessen’ bij Renault. In de komende jaren zullen auto’s lichter worden en zal het aandeel polymeren toenemen. Ze worden gebruikt ter vervanging van metalen onderdelen om het gewicht van de voertuigen te verminderen. Zo’n 40% van de plastics wordt gebruikt voor verbetering van het comfort. Polymeren kunnen bijvoorbeeld geluid en trillingen absorberen, metaal niet. 50% wordt aan de buitenkant gebruikt, bijvoorbeeld in bumpers van polypropeen, voorlichten van polycarbonaat en achterlichten van perspex. 10% van het gewicht wordt toegepast in en rond de motor, bijvoorbeeld als leidingen. Polypropenen dekken 50 à 60% van de toepassingen. Daarna de polyurethanen, vooral in de vorm van schuimen en lijmen, dan de polyethenen en tenslotte de polyamides.

Vezelhennep
Vezelhennep, veel gebruikte grondstof voor groene composieten.

Groene composieten doen het goed

Groene composieten lijken in de automobielindustrie gemakkelijker voet aan de grond te krijgen dan biopolymeren. Maar bij PSA, waar al groene composieten worden gebruikt bij massaproductie, tempert Stéphane Delalande het enthousiasme over groene materialen. ‘De onderdelen uit composieten met natuurvezel schieten tekort in mechanische eigenschappen, vergeleken met onderdelen versterkt met glasvezel. Er ligt zeker een factor 2 verschil in eigenschappen.’ Hij verwacht wel verbeteringen in schokbestendigheid, gedrag bij verhitting, en stijfheid. Op het moment worden ze bij voorkeur gebruikt waar mechanische eigenschappen niet van het hoogste belang zijn; ze kunnen glasvezelcomposieten in de carrosserie nog niet vervangen.

Renault heeft de stap naar groene materialen in de auto nog niet gewaagd, al heeft het bedrijf wel belangstelling. ‘Op middellange termijn stappen wij erin,’ vertrouwt Gérard Liraut ons toe. Maar als men beide bedrijven verder ondervraagt over hun belangstelling voor biopolymeren, blijken de verschillen klein te zijn. Vervanging van een polyolefine uit fossiele bron door dezelfde stof uit groene grondstoffen – waarom niet? Maar de kosten moeten niet hoger zijn, eerder lager, want bij deze vervanging spelen nieuwe functionaliteiten geen rol. Groen polyetheen en groen polypropeen komen alleen binnen op grond van een eventuele lagere prijs. Hun oorsprong uit groene grondstoffen is ‘de kers op de taart’. Niets meer dan dat. Groene materialen moeten kortom tenminste het comfort verbeteren, of langer meegaan, of goedkoper zijn, of gewicht besparen. Vermindering van de CO2-uitstoot alléén is niet meer voldoende.

De industrie stelt strenge eisen

‘We treffen dit soort belemmeringen voor toepassing van groene plastics in alle sectoren aan, niet alleen in de automobielindustrie,’ zegt Thomas Lefèvre, voorzitter van de vereniging Natureplast. Groene plastics hebben de naam duur te zijn, maar ‘alles hangt af van de prijs van het polymeer dat men wil vervangen. Gaat het om een polypropeen van € 1,50 per kilo, of om een polyamide dat wel € 5 per kilo kan kosten?’ Bovendien is de kwaliteit ook niet altijd gelijk aan die van petrochemische materialen, die zestig jaar lang op grote schaal ontwikkeld zijn tot volwassenheid. Groene materialen in de auto hebben het moeilijk om te voldoen aan de bijzonder strenge eisen van de industrie. Even goed ‘zien we toepassingen op gang komen voor zo ongeveer alle groene polymeren met uitzondering van PHA,’ zegt Thomas Lefèvre. Hij signaleert het gebruik van PLA-vezels voor vloerkleedjes in Japan, gedeeltelijk groen (via het polyol) polyurethaanschuim in Zuid-Amerika en Japan, en bioPET vezels voor zittingen of vloerkleedjes en gedeeltelijk groen polycarbonaat in Japan.

Al met al zijn groene materialen in de auto tot nu toe succesvol geweest. Al lijken ze op dit moment aan hun plafond te zijn gekomen, dat komt vooral doordat hun eigenschappen verder moeten worden verbeterd om te voldoen aan de steeds hogere eisen van de industrie.

Dit artikel is deel 1 van een serie. Deze bestaat uit:
Deel 1: de eisen van de automobielindustrie
Deel 2: de plannen van de groene industrie

Oorspronkelijk verschenen in Formule Verte.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Plaats een reactie