Nhà sản xuất lốp xe Michelin cung cấp lốp thiết bị nguyên bản cho 7/10 xe điện được bán ở Mỹ. Tuy nhiên, họ thừa nhận rằng người lái xe điện không nên mua nhiều lốp như hiện tại.
Đó là một thách thức công nghệ trên nhiều mặt. Xe điện sẽ mòn lốp nhanh hơn vì chúng nặng hơn và hệ thống động cơ giàu mô-men xoắn của chúng hoạt động bền bỉ hơn ở mặt lốp.
Michelin nhìn thấy một tương lai trong đó lốp xe của hãng có thể đắt hơn nhưng bền hơn và ít tác động hơn đến môi trường. Đối với một công ty được xây dựng dựa trên thiết bị đeo có tuổi thọ hữu hạn, đó là một chiến thuật bất ngờ.
“Mục tiêu của chúng tôi không chỉ là bán được nhiều lốp hơn; chúng tôi muốn bán những chiếc lốp tốt hơn—theo nhiều cách,” Giám đốc điều hành Bắc Mỹ của công ty, Alexis Garcin, đã tóm tắt như vậy tại hội nghị thượng đỉnh về tính bền vững gần đây mà công ty tổ chức ở Sonoma, California.
Lốp không hơi Michelin Uptis trên xe tải bưu chính của Pháp
Ở đó, các giám đốc điều hành đã xác nhận với Green Car Reports rằng công ty đang đẩy mạnh phát triển công nghệ lốp không hơi điều đó có thể thông minh hơn cho robotaxis và các phương tiện tự hành khác. Nó cũng cung cấp thông tin cập nhật về cách thức hoạt động để phát minh lại công nghệ đắp lại một cách hiệu quả với tính bền vững, cho phép lốp nguyên bản cộng với bốn lần đắp lại có thể cung cấp dịch vụ lên đến một triệu dặm cho xe tải thương mại hạng nặng.
Garcin giải thích: “Nếu bạn bắt đầu nghĩ theo cách muốn hạn chế sự đổi mới của mình vì (chi phí) cao hơn, điều đó có thể có nghĩa là chúng tôi đang đánh mất rất nhiều cơ hội,” Garcin giải thích về lý do Michelin tiếp tục đầu tư vào các công nghệ lâu dài.
Michelin hướng tới vật liệu không có hóa thạch
Trong khi đó, trò chơi ngắn hạn của Michelin trong thập kỷ này bao gồm việc đưa các vật liệu bền vững và có thể tái tạo hơn vào lốp xe của mình, đồng thời làm cho chúng bền hơn đồng thời tiết kiệm năng lượng cho xe điện. Michelin đã đặt mục tiêu sử dụng 40% vật liệu tái tạo và tái chế trên tất cả các loại lốp của mình vào năm 2030, hướng tới mục tiêu 100% không có hóa thạch vào năm 2050.
Tại Sonoma Raceway, nó cũng cung cấp cái nhìn thực tế về một phần tương lai với công nghệ lốp dành cho thị trường đại chúng có thể sẽ được đưa vào sản xuất vào năm 2025.
Lốp bền vững Michelin 45%. – Nguyên mẫu 2024
Lốp trình diễn Primacy A/S cung cấp ít nhất 42% hàm lượng bền vững—45% ở phiên bản được hiển thị. Con số này cao hơn gấp đôi so với những gì loại lốp này cung cấp ngày nay, trong một sản phẩm được Michelin chứng thực, hoạt động tốt hoặc tốt hơn so với các sản phẩm ngày nay. Nó được làm bằng thép tái chế, than đen tái chế từ lốp xe hết tuổi thọ, với silic từ trấu nghiền thành bột, cũng như một số loại nhựa và dầu tự nhiên—kể cả từ vỏ cam cho hiệu quả cao hơn.
Cao su tự nhiên gần 1/5 thành phần của lốp xe chở khách hiện đại và Michelin đang nỗ lực khai thác nó từ các loại cây trồng bền vững như guayule ở Tây Nam nước Mỹ.
Các nhà sản xuất lốp xe khác đã đưa ra những ý tưởng có nhiều mức độ nội dung bền vững cao hơnnhưng điều làm cho lốp demo Primacy A/S trở nên khác biệt là nó đã sẵn sàng để sản xuất.
Lốp xe mọi mùa Michelin Primacy với hàm lượng bền vững 42% – trên Ford Explorer
Lốp xe mọi mùa Michelin Primacy với hàm lượng bền vững 42% – trên Ford Explorer
Lốp xe mọi mùa Michelin Primacy với hàm lượng bền vững 42% – trên Ford Explorer
Michelin trưng bày lốp gắn trên xe Ford Explorer mới. Trên Đường đua Sonoma, về tiếng ồn, độ bám đường và hiệu suất tổng thể, có cảm giác như những chiếc lốp này có thể thay thế được với loại lốp Michelin Primacy nguyên bản trong mọi mùa giải.
Lốp màu xanh lá cây được trưng bày cùng với một số xe điện có trang bị nguyên bản của Michelin, bao gồm cả Porsche Taycan và Genesis GV60, nhấn mạnh rằng Michelin coi yếu tố bền vững là đặc biệt quan trọng đối với xe điện.
Michelin áp dụng phương pháp tùy chỉnh để tối ưu hóa cho phạm vi xe điện
Hiệu suất và độ bền của lốp phụ thuộc vào ba khía cạnh cốt lõi: cấu trúc của lốp và thiết kế lõi của lốp, mặt lốp và hợp chất. Với xe điện, lực cản lăn nhiều hơn có thể đồng nghĩa với việc mất nhiều năng lượng hơn không chỉ khi tăng tốc và di chuyển mà còn trong quá trình phanh tái tạo, vì vậy nó có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất tổng thể của xe điện.
Cyrille Roget, giám đốc truyền thông khoa học và kỹ thuật của công ty, nhấn mạnh với Green Car Reports, vấn đề là vạch ra nhu cầu sử dụng và sau đó tối ưu hóa để đạt mức lực cản lăn thấp nhất. Cần rất nhiều công cụ mô phỏng để đưa ra sự phù hợp cho chiếc xe, sau đó là các vòng thử nghiệm cuối cùng với chiếc xe.
Trong thời đại xe điện có sự phân bổ trọng lượng và cung cấp năng lượng rất khác nhau, cùng với trọng lượng tăng thêm của chúng, điều đó có thể đồng nghĩa với việc phải có nhiều lốp tùy chỉnh hơn.
Lốp Michelin trên Genesis GV60
Lốp Michelin trên Porsche Taycan
Xe điện, xe hybrid và PHEV: Cần có những cải tiến về lốp giống nhau
Garcin cho biết: “Nó không thay đổi quá nhiều, cách chúng tôi xem xét thị trường và cách chúng tôi thiết kế lốp xe,” khi Green Car Reports hỏi điều gì khác biệt về nhu cầu lốp xe hybrid. “Bạn vẫn có tác dụng tương tự của mô-men xoắn cực cao này và trọng lượng tăng lên của xe, vì vậy chúng tôi chỉ tận dụng các công nghệ tương tự để đi cùng với những xu hướng này, cho dù đó là xe chạy hoàn toàn bằng điện hay hybrid.”
Về hợp chất, có hơn 200 thành phần trong lốp xe thông thường và muội than là một trong những thành phần quan trọng nhất để tạo nên độ bền và sức mạnh với lực cản lăn thấp.
Michelin đã thành lập một tập đoàn có tên là chu kỳ đen trong đó công ty đang xem xét phát triển chuỗi giá trị tại địa phương ở châu Âu xung quanh các nguyên liệu thô thứ cấp—đặc biệt là muội than—để sử dụng trong lốp xe mới, thay vì vận chuyển lốp xe đi khắp thế giới.
Quá trình nhiệt phân được sử dụng để chiết xuất vật liệu có thể tái chế từ lốp xe Continental
Khởi động lại vòng lặp bằng than đen
Điều đó dẫn đến việc đánh giá chuỗi cung ứng toàn cầu về muội than và liệu các công ty có thể thu được nhiều lợi ích hơn từ nhiệt phân, tức là quá trình đốt nóng chúng mà không cần oxy để thu hồi các hợp chất hay không. Nó tạo ra muội than thu hồi cùng với ba loại dầu khác nhau, và một quy trình chỉ mới được nghĩ ra gần đây để tạo ra muội than “nguyên chất”—hiện được gọi là muội than bền vững—từ dầu ở giữa.
“Vậy là có màu đen cacbon nguyên chất từ xăng; có sự thu hồi than đen từ quá trình nhiệt phân; và bây giờ bạn có muội than bền vững đến từ dầu nhiệt phân,” Roget tóm tắt. Ngay cả loại dầu nhẹ hơn cũng có thể được sử dụng để tạo ra nhựa dùng trong lốp xe.
Điều đó quan trọng vì nhà sản xuất lốp xe biết rằng họ sẽ không thể thay thế tất cả nhu cầu về muội than chỉ bằng muội than thu hồi, Roget giải thích. Than đen bền vững sẽ khép kín vòng lặp một cách hiệu quả và chấm dứt nhu cầu sử dụng xăng dầu cho lốp xe.
Theo Roget, muội than thông qua quá trình nhiệt phân đã là nguồn năng lượng “rất tốt” trong hoạt động công nghiệp, so với việc tạo ra sản phẩm ban đầu, và nó có tiềm năng rẻ hơn rất nhiều. Trong quá trình nhiệt phân, khí được thu giữ, khí này có thể được sử dụng để làm nóng lò nhiệt phân.
Michelin đang hy vọng rằng sẽ có thêm nhiều công ty giúp đầu tư vào cơ sở công nghiệp nhiệt phân. Họ đang làm việc với Bridgestone về vấn đề này vì như Roget nói nếu họ cùng nhau đưa ra các thông số kỹ thuật mà họ muốn cho muội than thu hồi thì nó sẽ đại diện cho một phần quan trọng của ngành.
Lốp Goodyear ElectricDrive GT dành cho Tesla Model 3
Goodyear cũng cho biết họ đang sử dụng than đen tái chế. Nó sử dụng cacbon đen của Monolith từ quá trình nhiệt phân trong lốp thay thế cho Tesla Model 3.
Garcin mô tả sự hợp tác với Bridgestone là “một phần của kế hoạch lớn hơn, vì chúng tôi phải thực sự hướng tới 100% vật liệu tái tạo và tái chế trong tất cả các loại lốp của mình”.
Lốp xe bền vững yêu cầu tái chế tốt hơn ngoài việc tái sử dụng lốp xe
Khoảng 90% lốp xe trên toàn thế giới được tái chế, trong khi một số thị trường ở Châu Phi vẫn cần triển khai ý tưởng này. Michelin và Bridgestone hiện đang tổ chức thí điểm cách tạo ra một hệ thống cho các thị trường đó.
“Bạn phải có được vật liệu có chất lượng tương đương với vật liệu hóa thạch mà bạn đang cố gắng thay thế. Vì vậy, đó là thử thách đầu tiên,” Roget nói.
Ví dụ, PET (polyethylene terephthalate) được sử dụng làm chất gia cố trong lốp xe khách và PET thu hồi trực tiếp từ chai nhựa có thể thay thế PET từ các nguồn hóa thạch. Thách thức đối với những người dùng tiềm năng lớn như Michelin là cách bạn sắp xếp bộ sưu tập tất cả các chai nhựa để mua làm nguyên liệu ổn định trong tương lai.
Việc thu hồi và tái sử dụng vật liệu cũng phải có hiệu quả về mặt chi phí. Cao su tổng hợp, hay cao su butadien, “ngày nay rất rẻ”, Roget nói, vì nó thường được sản xuất như một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất xăng. Mặc dù công ty đang tìm cách sản xuất nó từ chất thải nông nghiệp nhưng chi phí vẫn là một rào cản.
Theo thông tin từ Hiệp hội các nhà sản xuất lốp xe Hoa Kỳ, polyme tổng hợp chiếm khoảng 24% nguyên liệu trong lốp xe khách và xe tải nhẹ.
Thành phần lốp xe. – Hiệp hội các nhà sản xuất lốp xe Hoa Kỳ
Khí thải do mòn lốp
Cuối cùng, điều đáng lo ngại trong phòng là lốp xe phát ra vật liệu mặt lốp khi chúng mòn, thường ở dạng hạt vật chất, một số trong số đó bay vào không khí.
Một nghiên cứu năm 2023 của Imperial College London cho thấy rằng, bao gồm cả những gì đọng lại trong lòng đất và đường thủy, 52% tổng lượng phát thải hạt toàn cầu từ các phương tiện giao thông vào năm 2021 đến từ lốp và phanh chứ không phải khí thải, trong khi trên toàn cầu có 6,6 triệu tấn hạt mài mòn lốp được thải ra hàng năm. Như công ty Phân tích phát thải của Vương quốc Anh bắt đầu chỉ ra vào năm 2020, việc tăng trọng lượng xe điện có thể dẫn đến lượng khí thải lốp lớn hơn rất nhiều.
Khí thải hạt lốp xe xâm nhập vào môi trường như thế nào (từ báo cáo của Imperial College London 2023)
Roget của Michelin nhận thức được vấn đề này và ông nói rằng sắp có sách trắng về vấn đề này. Ông cho biết Michelin đã cải thiện chỉ số đó 11% từ năm 2010 đến năm 2020. Tiếp tục tiến bộ đó trong khi tìm kiếm các vật liệu tốt hơn sẽ mang lại hiệu suất cao hơn với trọng lượng ít hơn—cả ban đầu và giảm do mòn gai lốp.
trong một nghiên cứu năm 2022 từ hiệp hội ô tô lớn nhất châu Âu, ADAC, các nhà nghiên cứu nhận thấy Michelin có trọng lượng hợp chất gai lốp bị mất đi trên mỗi quãng đường lái xe thấp nhất — số liệu tương ứng trực tiếp với các hạt còn sót lại trong môi trường.
Thử nghiệm ADAC về độ mòn của lốp theo trọng lượng trên mỗi quãng đường
Tất cả những ví dụ này đều nhấn mạnh rằng tính bền vững không có kết thúc mở. Đó là một vòng lặp và tất cả các điểm xung quanh vòng lặp đó cần phải được cân nhắc kỹ lưỡng. Lấy lốp xe làm ví dụ, nguyên liệu đến từ đâu, chúng kết thúc ở đâu, chúng hỏng như thế nào, năng lượng dùng để tạo ra chúng và mức tiết kiệm năng lượng mà chúng có thể mang lại khi sử dụng, đều là những điều cần cân nhắc.
Khi những phương tiện chúng ta lái biến đổi để trở thành một phần của vòng lặp tái tạo, không có lý do gì để không nghĩ rằng lốp xe chúng ta sử dụng cũng sẽ biến đổi, ngay cả khi điều đó liên quan đến việc sử dụng ít lốp hơn.
—
Michelin chi trả các bữa ăn và chi phí đi lại liên quan đến việc trình diễn công nghệ lốp xe và quyền tiếp cận điều hành.
