Continental: рисовий кремнезем – ключ до сталих шин електромобілів

Компанія Continental, заснована у 1871 році як виробник гуми, з часом перетворилася на одного зі світових лідерів у виробництві шин. Останніми роками діяльність компанії все більше зосереджується на інтеграції відновлюваних та перероблених матеріалів у свою продукцію, що є наріжним каменем її стратегії сталого розвитку. Continental прагне бути найпрогресивнішою компанією з виробництва шин з точки зору екологічної та соціальної відповідальності, постійно впроваджуючи інноваційні технології та сталі рішення по всьому ланцюжку створення цінностей

Одним з найяскравіших прикладів цієї інноваційної стратегії є використання діоксиду кремнію (кремнезему), отриманого з рисового лушпиння, як заміни традиційному кремнезему з кварцового піску 

Новий підхід не просто змінює матеріал, а є фундаментальним кроком до підвищення сталості шин для електромобілів без жодних компромісів щодо їхньої продуктивності чи безпеки. Як зазначає Хорхе Алмейда, керівник відділу сталого розвитку Continental Tires, інновації та сталий розвиток йдуть рука об руку в Continental, підкреслюючи, що використання діоксиду кремнію з попелу рисового лушпиння є абсолютно новим шляхом. Для Continental сталий розвиток глибоко інтегрований у процес інновацій, виступаючи як основний рушій для розробки нових продуктів та матеріалознавства, а не як окрема ініціатива, керована лише відповідністю нормам. Таке позиціонування сталого розвитку як каталізатора для створення кращих, екологічніших продуктів є ознакою далекоглядного бізнес-підходу, де екологічна відповідальність розглядається як ключова конкурентна перевага

Діоксид кремнію з рисового лушпиння: революційний крок до сталості 

Діоксид кремнію, або кремнезем, є ключовим інгредієнтом у виробництві сучасних шин, особливо для електромобілів. Він відіграє вирішальну роль у підвищенні паливної ефективності та зчеплення на мокрій дорозі. Зокрема, високодисперсний діоксид кремнію (HDS) є ключовим компонентом, який забезпечує низький опір коченню, що призводить до меншого споживання палива для автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння та збільшення запасу ходу для електромобілів. Крім того, він надає шинам високу зносостійкість, подовжуючи їхній термін служби

Традиційно діоксид кремнію отримували з кварцового піску. Однак Continental та її партнери, такі як Solvay, впроваджують інноваційний підхід, використовуючи рисове лушпиння – сільськогосподарський побічний продукт з азіатського та італійського сільського господарства, який раніше часто залишався невикористаним. Рисове лушпиння багате на діоксид кремнію. Коли його спалюють у контрольованих умовах, наприклад, при температурі 700°C протягом п’яти годин для отримання високочистого аморфного діоксиду кремнію, воно дає попіл рисового лушпиння (RHA). Процес екстракції діоксиду кремнію з RHA є багатоетапним. Спочатку попіл піддається кислотному вилуговуванню для видалення домішок. Потім використовується лужний розчин для екстракції діоксиду кремнію, що утворює силікат натрію. Після цього діоксид кремнію осаджується з розчину шляхом підкислення до pH 7, а потім висушується та подрібнюється до необхідних специфікацій. Детальний багатоетапний процес перетворення попелу рисового лушпиння на високочистий діоксид кремнію свідчить про те, що це не є простою конверсією відходів у продукт. Він вимагає складних хімічних технологій та точного контролю для перетворення сільськогосподарського побічного продукту на високопродуктивний промисловий матеріал. Складність процесу вимагає значні інвестиції в дослідження та розробки, а також у необхідності спеціалізованого досвіду для досягнення необхідної чистоти та продуктивності, що також передбачає потенціал для подальшої оптимізації та зниження витрат у міру дозрівання та масштабування технології

Використання діоксиду кремнію з рисового лушпиння має значні переваги. По-перше, це екологічно чиста альтернатива, оскільки вона використовує сільськогосподарські відходи, зменшуючи потребу у видобутку кварцового піску та пов’язаний з цим вуглецевий слід. Компанія Solvay, наприклад, досягає 50% скорочення викидів CO₂ на тонну діоксиду кремнію завдяки менш енергоємному виробничому процесу, який використовує хімічну трансформацію замість печі, а також завдяки застосуванню біомасового котла. По-друге, цей біо-циркулярний діоксид кремнію має таку ж високу продуктивність, як і традиційний, забезпечуючи знижений опір коченню, покращене зчеплення на мокрій поверхні та підвищену зносостійкість. Експлуатаційні переваги прямо перетворюються на збільшення запасу ходу для електромобілів, скорочення гальмівного шляху та довший термін служби шин

Попіл із рисового лушпиння — це приклад біо-циркулярного матеріалу, який має велике значення з точки зору циркулярної економіки, як пояснює Фонд Еллен Макартур. На відміну від простої переробки, де матеріал часто втрачає свою цінність, тут цей побічний продукт сільського господарства отримує нове життя і служить довго — діоксид кремнію з нього залишається у шинах багато років

Компанія Solvay першою в Європі виробляє цей діоксид кремнію з попелу рисового лушпиння на своєму заводі в Ліворно, використовуючи тільки місцеву сировину. Клаус Петшик з Continental Tires підтримує використання саме такого біо-циркулярного діоксиду кремнію від Solvay. Це свідчить про важливе співробітництво між великими виробниками і спеціалізованими компаніями з матеріалознавства для досягнення екологічних цілей. Такий підхід стає все більш популярним у сталому виробництві

Шини зазвичай складаються як з натурального, так і з синтетичного каучуку 

Натуральний каучук збирають з каучукових дерев, які поглинають CO₂ під час росту. Однак розширення каучукових плантацій може призвести до вирубки лісів та втрати біорізноманіття. Синтетичний каучук, у свою чергу, залежить від нафти, що значно збільшує вуглецевий слід. Такі подвійні екологічні виклики, пов’язані як з натуральним каучуком (вирубка лісів, втрата біорізноманіття), так і з синтетичним каучуком (залежність від нафти, значний вуглецевий слід), підкреслюють притаманну складність досягнення цілісної сталості у виробництві шин. Це означає, що по-справжньому комплексне рішення для сталих шин не може зосереджуватися лише на одному матеріалі, а повинно охоплювати весь спектр основних компонентів, вимагаючи багатостороннього підходу до пошуку та розробки матеріалів

Технічний вуглець, або сажа, є ще одним важливим компонентом, що становить до 20% від загальної маси шин для легкових автомобілів. Він відіграє вирішальну роль у зміцненні гуми, надаючи шинам міцність, твердість, зносостійкість, довговічність, а також характерний чорний колір. Технічний вуглець також захищає шини від шкідливого впливу УФ-променів, які можуть призвести до затвердіння та погіршення гуми, та допомагає розсіювати тепло, що утворюється під час руху, подовжуючи термін служби шини

Виробництво традиційних шин пов’язане зі значними екологічними викликами 

Залежність від натурального каучуку може сприяти вирубці лісів та втраті біорізноманіття, тоді як синтетичний каучук, отриманий з нафти, має значний вуглецевий слід. Крім того, під час використання шин відбувається їхнє зношування, що може призводити до вивільнення мікропластику та наногумових частинок, потенційно впливаючи на екосистеми, дику природу та здоров’я людини. Проблема вказує на часто недооцінений вплив на навколишнє середовище, який виходить за межі етапів виробництва та утилізації. Майбутні зусилля зі сталого розвитку повинні охоплювати весь життєвий цикл продукту, включаючи етап експлуатації, що стимулює інновації не лише в пошуку матеріалів, але й у довговічності матеріалів та потенційній біорозкладаності для зменшення забруднення навколишнього середовища від зносу шин. Традиційне виробництво технічного вуглецю шляхом неповного згоряння вуглеводнів також є значним джерелом викидів парникових газів

Для електромобілів шини з низьким опором коченню мають ще більше значення 

Опір коченню – це сума всіх сил, що діють на колесо та уповільнюють його обертання, або енергія, що втрачається під час руху шини по дорожньому покриттю. Чим нижчий опір коченню, тим більший запас ходу електромобіля та вища його ефективність, що є критично важливим для збереження заряду батареї. Діоксид кремнію в шинах, особливо для електромобілів, забезпечує значні експлуатаційні переваги, включаючи знижений опір коченню, покращене зчеплення на мокрій дорозі та підвищену зносостійкість. Ці переваги призводять до збільшення запасу ходу електромобілів, скорочення гальмівного шляху та довший термін служби шин. Важливо зазначити, що електромобілі можуть зношувати шини швидше через миттєвий крутний момент і значну масу акумулятора, тому підвищена зносостійкість, яку забезпечує діоксид кремнію, є додатковою перевагою

У наступній таблиці представлено порівняння традиційних та сталих матеріалів, що використовуються у виробництві шин Continental:

Сталий розвиток у Continental: амбітні цілі та досягнення 

Continental активно збільшує використання відновлюваних та перероблених матеріалів у виробництві шин. У 2024 році ці матеріали становили 26% їхніх шин, а до 2025 року очікується збільшення до 28-29%. Амбітна мета компанії – до 2030 року використовувати понад 40% відновлюваних матеріалів, зберігаючи при цьому високі стандарти безпеки та продуктивності. Ця стратегія є частиною їхнього ширшого зобов’язання стати найпрогресивнішою компанією з виробництва шин з точки зору екологічної та соціальної відповідальності. Continental також прагне впроваджувати EcoDesign у всі свої продукти, щоб забезпечити збереження ресурсів шляхом створення замкнутих циклів

Continental має чітку дорожню карту до вуглецевої нейтральності 

Компанія прагне скоротити викиди парникових газів до 0,7 млн тонн CO₂-еквіваленту до 2030 року та до 0,5 млн тонн CO₂-еквіваленту до 2035 року, а повну вуглецеву нейтральність для власних операцій планується досягти до 2040 року. Наявність цих конкретних відсотків та чітких термінів для інтеграції матеріалів та скорочення викидів CO₂, а також згадка про щорічні звіти про сталий розвиток з 2011 року, вказує на складний та інституціоналізований підхід до управління сталим розвитком

Оголошення у травні 2024 року про можливість CO₂-нейтрального виробництва шин на заводі в Лоузадо, Португалія, стало важливим кроком у цьому напрямку. Завод перейшов з природного газу на власну сонячну енергію та відновлювану електроенергію з мережі. Доктор Бернхард Трілкен, керівник відділу виробництва та логістики Continental Tires, підкреслює, що у Лоузадо доказано — навіть великі шинні заводи можуть працювати CO₂-нейтрально

Підготовка всіх заводів до максимально можливого використання відновлюваних джерел енергії є частиною більш широкої стратегії сталого розвитку Continental. Амбітні цілі і конкретні здобутки демонструють, наскільки глибоко принципи сталого розвитку впроваджено у всі сфери діяльності компанії. Від застосування біо-циркулярних матеріалів, як діоксид кремнію з рисового лушпиння, до декарбонізації виробництва — Continental прагне створити замкнуті цикли і мінімізувати свій вплив на довкілля

У наступній таблиці представлено кількісний прогрес Continental у використанні сталих матеріалів та декарбонізації:

Інновації у використанні технічного вуглецю та переробка шин 

Технічний вуглець є життєво важливим компонентом пасажирських шин, і він становить до 20% їхньої загальної маси. Continental використовує близько дюжини типів технічного вуглецю в своїх конструкціях шин. Його основна функція полягає у зміцненні гуми, значно підвищуючи міцність, твердість, зносостійкість та довговічність шини. Крім того, він надає шинам характерний чорний колір, захищає їх від шкідливого впливу ультрафіолетового випромінювання, яке може призвести до затвердіння та погіршення гуми, а також допомагає ефективно розсіювати тепло, що утворюється під час руху, особливо в зонах протектора та пояса

Традиційно технічний вуглець виробляється шляхом неповного згоряння вуглеводнів, таких як етиленовий дьоготь, кам’яновугільний дьоготь або антраценова олія — це досить енергоємний процес з високими викидами CO₂. Наприклад, виробництво однієї тонни технічного вуглецю спалює мінімум 1,8 тонни сирої олії, що призводить до значних викидів парникових газів. Перехід від традиційного виробництва технічного вуглецю, яке є дуже вуглецево-інтенсивним, до біо-базованого та переробленого технічного вуглецю є значним кроком до декарбонізації основного, часто “прихованого” компонента ланцюжка поставок шин. Це стосується критичного джерела викидів парникових газів, які споживачі зазвичай не асоціюють з виробництвом шин, підкреслюючи глибший рівень екологічної відповідальності

Continental активно переходить на використання біо-базованого технічного вуглецю, отриманого з органічної олії, наприклад, талової олії з деревної целюлози. Також використовуються перероблені матеріали, зокрема піролізна олія з шин, що відслужили свій термін. Використання біомаси як джерела вуглецю для виробництва технічного вуглецю є екологічно чистим та сталим підходом, який також дозволяє економити сиру нафту та зменшувати викиди вуглекислого газу

Continental співпрацює з Pyrum Innovations для вдосконалення переробки шин, що відслужили свій термін 

Технологія термолізу Pyrum передбачає термічне розкладання органічних речовин, таких як використані шини, гумові та пластикові відходи, за відсутності кисню. Процес дозволяє точно контролювати температуру та тиск, мінімізуючи ризики та забезпечуючи стабільно високу якість сировини. В результаті процесу утворюються пари, які конденсуються в олію (піролізна олія), а також постійний газ та кокс/технічний вуглець. Однією з унікальних особливостей запатентованого процесу Pyrum є його енергетична самодостатність: після початкового запуску системи зовнішньою енергією, газ, що утворюється в процесі, генерує достатньо енергії для самостійної роботи системи, навіть створюючи надлишок енергії, який можна продавати. Це робить процес екологічно нейтральним і дозволяє досягти 72% економії CO₂. Піролізна олія може бути використана як промислове паливо або перероблена в дизельне паливо, а отриманий технічний вуглець може бути повторно використаний у новому виробництві шин. Важливо зазначити, що BASF також придбала частку в Pyrum Innovations AG та гарантує закупівлю термолізної олії, що свідчить про широке промислове визнання цієї технології. Співпраця з Pyrum Innovations та їхня технологія термолізу є прикладом високорозвиненого підходу до управління матеріалами із замкнутим циклом. Відпрацьовані шини не тільки переробляються на цінні сировинні матеріали, такі як технічний вуглець, піролізна олія та сталевий дріт, але й сам процес є енергоефективним, будучи енергетично самодостатнім та забезпечуючи 72% економію CO₂. Процес також генерує надлишкову енергію, та демонструє комплексний підхід до циркулярної економіки на практиці, коли відходи не просто мінімізуються, а перетворюються на кілька ресурсів, зменшуючи як матеріальні, так і енергетичні втрати

Інновації Continental у використанні діоксиду кремнію з рисового лушпиння та перехід на біо-базований/перероблений технічний вуглець є яскравим свідченням їхнього лідерства у сталому розвитку. Описані кроки не лише зменшують екологічний слід виробництва шин, але й покращують їхні експлуатаційні характеристики, що є особливо важливим для зростаючого ринку електромобілів. Завдяки таким ініціативам, як CO₂-нейтральне виробництво на заводі в Лоузадо та співпраця з Pyrum Innovations, Continental демонструє, що екологічна відповідальність може бути інтегрована в усі етапи життєвого циклу продукту, від вихідних матеріалів до переробки після закінчення терміну служби

Усі ці інновації підкреслюють ключовий принцип Continental: сталість не повинна йти на компроміс з продуктивністю та безпекою 

Навпаки, використання відновлюваних та перероблених матеріалів, таких як діоксид кремнію з рисового лушпиння, дозволяє досягти кращих показників опору коченню, зчеплення на мокрій дорозі та зносостійкості, що робить шини Continental не тільки екологічнішими, але й ефективнішими та безпечнішими для споживачів. Послідовний наголос на тому, що сталі інновації Continental не йдуть на компроміс з продуктивністю чи безпекою, а часто навіть покращують їх, наприклад, завдяки покращеному опору коченню, зчепленню на мокрій дорозі та зносостійкості, кидає виклик традиційному уявленню про те, що “зелені” продукти повинні передбачати компроміс у якості або функціональності