20世紀70年代,，OPEC石油輸出國組織為了對付西方發(fā)達國家,，降低石油產量，大幅抬高油價,，以美國為首的西方國家為此蒙受了巨大的經濟損失,。人們第一次認識到地球上的石油資源是有限的，總有一天會發(fā)生枯竭,。之后,，能源尤其是石油一直左右著世界經濟的發(fā)展，人類對資源枯竭的恐慌與日俱增,，開始尋找新的可替代能源或者生物合成材料,，而不再單純依賴石油這個“黑色黃金;。
盡管科研人員在可替代能源方面做了很多努力,，可是只有少數嘗試獲得了一定程度的進展,。例如：在核能源技術領域和可再生能源技術領域中有了快速的發(fā)展，而植物燃油和生物柴油的研發(fā)進展則比較緩慢,，還要等待大約25年的時間才能真正投放到市場中去,。
20世紀90年代末石油價格的飛速上漲對這些研發(fā)項目帶來了嚴重的影響，只有少數項目堅持了下來,，英國生物塑料工程項目就是其中之一,。到了2000年，這一項目已經取得了豐碩的成果,。然而原油還有可能在今后30年內對 生物塑料造成很大的壓力,，因為異常增長的石油價格突然在2006年8月7日起開始下降，價格下降到了每桶78.64美元,，這似乎又有點削弱了人們對油價飛漲的恐慌,。可是原油價格的下降沒有對世界經濟帶來多大的變化,，因為每桶原油的價格仍然是1973年的5倍左右,。從2006年11月1日開始的定量產油計劃或許還會給汽車工業(yè)帶來持續(xù)性的影響。
原油價格的上漲也相應帶動了塑料原材料顆粒的上漲,，PP的價格變得更加昂貴,。2002～2005年間，塑料原材料的價格與原油價格成比例地增長,，幾乎提高了一倍,。 A.T. Kearny公司的咨詢專家Andreas Gr?f先生認為,，隨著石油價格的上漲，傳統塑料材料替代產品的研發(fā)也成了汽車工業(yè)最感興趣的事情,。中小型汽車塑料部件供應商要仔細考慮：今后是只生產純塑料產品，還是應該進行產品轉型,？
天然纖維替代物
1,、簡介
第一種塑料原材料的替代物是天然纖維，如亞麻,、紅麻和大麻等,。它們在復合材料中可作為增強材料使用，這給汽車工業(yè)提供了一個不依賴石油生產,、不受原油價格影響的解決方案,。天然纖維能夠替代塑料生產中消耗量非常大的玻璃纖維，同時也可以減少常用的PP和聚氨基甲酸脂的用量,。這種替代原材料在汽車上的應用為：車門內飾物,、地毯、中,、高檔轎車所有的表面覆蓋物等,。
德國的Nova 研究所對這種天然纖維的應用情況進行了分析，指出2006年德國汽車工業(yè)需要的汽車內飾原材料總量高達16萬噸,，其中約4.7萬噸是這種天然纖維增強材料,。
2、應用情況
福特公司在歐洲市場投放的車型中,，已經有290種部件采用了天然纖維增強材料,，所用天然纖維的總重量高達2.7萬噸。大眾公司也著手以石油化工產品為主的聚氨脂泡沫塑料制造的汽車地毯,，全部用HP Pelzer公司生產的,、以再生棉纖維為原料織成的地毯所代替，并應用其不同類型的車輛中,。大眾公司在巴西的汽車生產廠則利用當地生產的菠蘿纖維Curau? 作為車頂內飾的材料,，用Sisal 纖維作為活動頂篷的制造材料。
戴姆勒-克萊斯勒公司除了使用亞麻,、大麻,、劍麻和KoKos作為車內裝飾材料以外，也是唯一一個利用Exterieur 作為天然纖維原材料的生產廠,。由立達汽車零部件系統公司(Rieter,，以下簡稱立達公司)用纖維生產工藝生產的A級轎車備用胎模塊中，含有25％重量比的Abaca(香蕉纖維),。每輛寶馬7系列的轎車中大約使用了24kg的非合成纖維材料,，其中在車門內飾及隔熱保溫層中約有13kg是天然纖維材料,。寶馬公司2005年總計使用了1萬噸天然纖維材料。
3,、不同的聲音
可是,，這種天然纖維并非十全十美。立達公司的Bernd Uwe Wulf先生認為,，一切還剛剛開始,，天然纖維只有在價格合理的情況下才有可能被廣泛應用。因為對于汽車制造商而言,，必須節(jié)約每一個“銅板;,。新材料必須更好、更便宜,。
PP-Matrix聚丙烯材料含有NFK天然纖維增強的塑料材料,。但是，只有在石油價格進一步上漲的時候,，在可以自由地支配新產品的研發(fā)資金時,，新材料的研發(fā)才有可能。巴斯夫公司塑料技術部的負責人Willy Hoven-Nievelsten博士指出：雖然原油價格出現了暫時性的下降,，但是這種降價不會持續(xù)下去,。盡管如此，巴斯夫公司仍然不打算進入天然纖維的經營領域之中,。
Hoven-Nievelsten博士認為使用天然纖維材料只會抬高合成塑料的價格,，而且PP-Matrix聚丙烯合成材料的技術特性僅能滿足汽車發(fā)動機艙蓋生產的需求。巴斯夫公司研究的重點集中在基礎化工材料的轉換方面,，即基本化學技術轉化：將以古生物演變成的石油,、天然氣等原材料轉換到以纖維素、糖和淀粉為原材料上來,。也就是說,，生物分子的碳分子鏈接和生物工程塑料的工業(yè)化生產，也包括了天然纖維增強的PP或PUR塑料,。
新研發(fā)的生物工程塑料
生物工程塑料的研發(fā)從20世紀70年代的第一次石油危機時就開始了,。目前，市場上已經有三種類型的生物工程塑料：淀粉類,，聚乳酸類(PLA,，Polyester)和纖維素類，其中最重要的是透明的PLA,。使用PLA塑料既可以用于制造能夠在短時間內分解的包裝膜,，也可制成長期使用的飲料瓶，如飲料瓶和酸牛奶瓶，當然還可以制造成汽車工業(yè)所需要的產品,。美中不足的是,，PLA塑料所能承受的工作溫度為60℃，即不能超過它的軟化點溫度,。2005年,，全球生物工程塑料的年產能力約為30萬噸，其中14萬噸產自美國的天然工程材料生產廠,。
除了上述三類新型生物工程塑料,，利用生物工程技術生產的PHB(Polyhydroxyfetts?uren)多羥基醋酸材料大概算的上是第四類生物工程塑料了。PHB有著與石油化工技術生產出來的PP材料非常相似的性質,，是一種可以生物降解的材料,，熔點高于130℃,，并可形成透明的薄膜,。由于PHB的價格低于每公斤5歐元，所以全球有許多企業(yè)都打算開始生產這種材料了,。
巴斯夫公司的舉措
2005年底,，巴斯夫公司確定了自己的發(fā)展目標，決定投入5.2億歐元,，在2008年完成原材料的研發(fā)工作,。他們將最大的希望寄托于一種工藝技術——利用這一技術可以按照化學方式從纖維素中生產出聚丁酸。而巴斯夫公司的負責人Hoven-Nievelstein博士說這項研究工作目前還處于“幼兒園;階段,，最少需要25年的時間才能發(fā)展成熟,。到那時，恰好能及時替代古生化原材料制成的塑料,，用于高要求的汽車前端部件的生產中了,。Hoven-Nievelstein博士還透露，為了進行工藝技術的驗證,，或者作為汽車生產廠市場推廣的工具,，各種生物工程塑料零部件很早就開始在汽車的大批量生產中試用了。
立達公司的Bernd Uwe Wulf先生則做出了更準確的估計：在今后三年,，在汽車行業(yè)相關企業(yè)的議事日程中就會出現生物工程塑料的問題了,。因為有關這種材料的研究已經進行了10～15年，在不斷提高的石油價格的壓力下,，汽車制造商正處于一個關鍵的十字路口,。因此，他們應學會按照未來的觀點,、以技術為主導的觀點應用可再生原材料,。
關鍵的十字路口
日本的情況告訴我們：汽車制造業(yè)必須在這個十字路口處做出選擇。作為德國汽車工業(yè)的主要競爭對手，豐田公司和馬自達公司再次搶得了先機,。馬自達公司在2006年3月將新的環(huán)保生物工程塑料用于車輛的內飾,，這種材料88％的成分是PLA，只有12％的成分來自石油化工產品,。這種新材料比迄今為止所用的耐熱60℃的PLA材料的抗沖擊能力提高了3倍,，耐熱性能提高了25％；與PP材料相比,，生產時所需的能源減少了30％,。
而日本豐田公司則走得更遠。1998年,，他們就在Prius和Raum兩款車型中采用了PLA塑料材料,；2004年，他們在日本有了一個年生產能力為1000t的酶化生產設備,。豐田公司計劃在這一基礎上進一步擴大其生產能力,，到2020年，預計滿足全球60％左右的生物工程塑料的需求,。豐田公司還估計：到2020年時全球20％左右的塑料生產企業(yè)將轉行,，并計劃在這一市場領域中實現380億美元的銷售收入。
生物工程塑料的應用實例也喚起了汽車工業(yè)新的幻想,?？稍偕牧系氖袌鰸摿薮螅徽撌巧锕こ趟芰线€是天然纖維材料,，都將以是否具有市場競爭力為主導進入汽車制造領域,。而在這些可再生原材料進入市場的過程中，原油價格的高低擁有決定性的作用,。（生物谷Bioon.com）
