今天小編分享的科技經驗:用波音787的邊角料造電腦?日本東麗的材料寶庫還将創造更多新價值,歡迎閲讀。
波音 787 和聯想筆記型電腦有什麼關聯?
依托于日本東麗株式會社的技術,波音 787 主翼生產工序中所產生的碳纖維邊角料 " 搖 身一變 ",成了聯想 ThinkPad X1 Carbon Gen 12 筆記型電腦的一部分。
這些碳纖維,是東麗生產的 " 東麗卡 ®",以高強度、高剛度和輕量化特性聞名。作為一種成熟應用的航空航天材料,早已 被用于波音 787 主翼生產工序。 不久前,東麗将回收的邊角料通過比原生碳纖維的碳足迹更低的燃燒回收利用技術提取出了再生碳纖維(rCF),随後将這款 rCF 作為熱塑性樹脂的增強材料 生產出 rCF 增強樹脂,進而被聯想用于上述筆記型電腦。
" 東麗今後将繼續與聯想集團合作,擴大采用再生碳纖維應用于更多的電腦機型。" 東麗(中國)投資有限公司董事長沓澤徹表示。
由于碳纖維在回收後依然能保持主要機械性能,因此,東麗的再生碳纖維既滿足了波音 公司減少生產工序中固體廢棄物及生產可回收利用飛機的願望,又滿足了聯想期望活用碳足迹更低且有益于資源循環的材料的願望。
" ‘我們所生活的世界由材料所構成’,‘材料擁有改變生活的力量’,東麗對此深信不 疑。" 沓澤徹説,在可持續產業,能創造新價值的材料在東麗材料寶庫中數不勝數。
做大可持續創新事業
成立于 1926 年的日本東麗, 将于 2026 年 4 月迎來它的 100 歲生日。這家大規模的綜合型化學企業,目前在全球 29 個國家和地區擁有 310 家關聯公司,在全球範圍内開展纖維、功能性化工產品、碳纖維復合材料、生命科學、環境和工程等多個領網域的相關事業。
東麗 2022 财年(2022 年 4 月 1 日至 2023 年 3 月 31 日)财報顯示,總收入 2.4893 萬億日元(約合 1215 億元人民币),同比 2021 财 年增長 11.7%,其中碳纖維復合材料業務營收達 2817 億日元,同比大增 30.9%。
繼 "AP-G 2022" 後,2023 年 3 月,東麗發布了新的以 3 年為一個周期的中期經營課題 "AP-G 2025"。該項目橫跨 2023 财年至 2025 财年(2023 年 4 月 1 日至 2026 年 3 月 31 日),是東麗百歲生日前的最後一個中期經營項目,因此也決定着東麗将以怎樣的狀态進入下一個百年。
根據 "AP-G 2025",東麗提出,通過可持續創新事業(SI 事業)為氣候變動、普及醫療公共衞生等社會性課題作貢獻。并最大化利用拓展再生電力、氫能源、低碳足迹原料等,為實現碳中和社會作貢獻。
沓澤徹表示,在 "AP-G 2025" 中,以 " 東麗集團可持續發展願景 " 為主軸,東麗重新定義了業務形态,統合了原有的綠色創新事業(GR 事業)和生命科學創新事業(LI 事業),高維度立項形成了可持續創新事業,并提出了到 2025 年實現 16000 億日元銷售收入的高目标。
在可持續創新事業中,移動出行和資源循環,被定位為東麗的跨部門橫向專題。
沓澤徹介紹説,在可持續產業中,為加速應對氣候變化,今後東麗将持續關注綠氫領網域, 尤其是水電解裝置市場。
目前東麗生產、銷售和氫能 相關的產品包括,作為氫能制造 的基礎的風力發電的葉片用碳 纖維、水電解氫制造用的隔膜、 氫運輸和貯藏用的碳纖維、燃料電池車用的碳紙、氣體擴散層、在電解質膜上塗敷了催化劑的 CCM,以及層疊了氣體擴散層的 MEA 等。
在可持續循環型資源利用方面,沓澤徹表示,東麗将充分利用公司的 " 超持續 " 精神創造 新技術,引入再生資源和生物質材料,構建循環經濟社會。
目前,東麗對于可持續產業的研發,主要是構建材料的循環系統和生物質原料化。
其中,在材料的循環系統方面,目前正在推進基礎材料聚酯和尼龍的再利用。再利用包括将聚合物回收再使用的原材料再利用,以及将回收的聚合物分解為原料後再次聚合的化學再利用兩類,這其中,能否得到夾雜物少的回收聚合物非常重要。東麗作為原材料制造商,将致力于技術開發,來構築受原料質量影響少的工藝,以低成本生產品質穩定的再利用聚合物。
而在生物質原料化方面,目前在中國,玉米作為生物質原料被廣泛使用。不過,非食用的纖維素系原料的使用今後将變得重要。在這個領網域,東麗正在泰國進行實證實驗,與 DM 三井制糖公司合作,利用不可食用的生 物質制造糖,用于生產纖維、樹脂和薄膜。
此外,東麗還致力于其他生物質產品的研發,其中服裝用原材料正在先行推進。目前,針對服裝材料 100% 生物質原料化的技術開發還有待時日。當前采用的研發方式是,在不損害原料功能的同時,通過部分生物質原料化或與生物質原料混合等方式實現高附加價值的產品設計。但是,東麗認為,一旦生物 質原料的價格下降,可以期待應用範圍的擴大。
" 在可持續事業上,產品會随着時代變遷消失,但是技術會 留存并不斷更迭。" 沓澤徹説,東麗的優勢在于能夠将單一聚合物轉化和加工成纖維、樹脂和薄膜等多種材料。例如,東麗是少有的一家不僅能将聚酯轉 變成纖維和織物,還能将其制成衣裝的公司。
沓澤徹表示,能源轉型不 局限于產品和行業,更涉及整個社會模式的轉型。在新能源技術不斷發展和應用的大背景下,用創新為解決氣候變化等社會課題作貢獻,科學構建 ESG 體系,是實現綠色可持續發展社會的大方向,也是打造真正的可持續企業的必經之路。
打造低碳足迹材料
随着 " 雙碳 " 目标的推進, 越來越多的企業選擇采用碳标籤提供產品的碳足迹信息, 以便消費者作出更綠色的購買決策。
作為一家原材料制造商,沓澤徹説,碳标籤的高熱度讓東麗更自發地去優化生產流程的温室氣體排放量和通過使用再 生和生物質原料來追求整個產品生命周期的淨零排放。 " 碳标籤數值越低越好,量化目标倒逼企業優化綠色技術。"
以碳纖維為例,在持續提 升材料性能的同時,東麗也開始追溯材料的源頭——原料。
碳纖維是具備優異力學性能和化學穩定性的材料,2023 年 6 月東麗就新中期經營課題舉辦了事業説明會,會上東麗就全球碳纖維需求量進行了分析和預測:2022 年全球碳纖維需求為 12.83 萬噸,2025 年有望達到 20.37 萬噸,2022 到 2025 年期間 復合年增長率高達 17%。
作為全球領先的碳纖維制造商,截至 2023 年 3 月東麗的小絲束碳纖維全球年產能為 2.88 萬噸,大絲束碳纖維年產能為 3.5 萬噸,二者合計約 6.38 萬噸。同時,相應的擴產計劃也在推進。
根據 "AP-G 2025",東麗預計 其碳纖維復合材料業務的收入将從 2022 年的 2817 億日元,增長 到 2025 年的 3700 億日元。
2023 年起,東麗嘗試利用生物質或回收原材料生產碳纖維,同時設定了三大支柱方針: 量化客户產品的生命周期評估的改善效果、減少東麗產品(碳纖維、預浸料等)的生命周期 清單分析,以及推廣材料 Eco-SYSTEM(使用生物質原料和回收利用)。
2023 年 11 月 19 日,東麗宣布,其法國子公司 Toray Carbon Fibers Europe S.A. 位于法國西南部的 Lacq 和 Abidos 生產工廠獲得了 ISCC PLUS 認證※。這一認證,允許 Toray Carbon Fibers Europe S.A. 通過質量平衡方法分配和使用生物質或回收材料來生產和供應碳纖維。據此,該公司于 2023 年底開始利用生物質和回收材料作為原料來生產碳纖維。
此外,東麗愛媛工廠計劃在 2024 年 3 月前獲得 ISCC PLUS 認證,并在 2024 年底前開始生產上述碳纖維。東麗的美國子公司 Toray Composite Materials America, Inc. 在其位于阿拉巴馬州迪凱特的碳纖維工廠,也計劃在 2024 年獲得 ISCC PLUS 認證。
未來,用生物質或回收原材料生產的碳纖維将作為連續纖維被使用,使用後的產品或加 工終端材料被回收,非連續纖維将被提取并用于新的用途,最終被粉碎并加工成具有淨化 水質和改善土壤功能的形态。" 我們認為這是将源于自然的原料最後返還給自然的材料新生态體系。" 沓澤徹説。
也正是基于自身的核心技術力,東麗這家產業鏈龍頭企業,尤其是身處上遊的材料企業,與產業鏈、供應鏈上下遊形成了一個綠色低碳循環經濟的有效閉環。
沓澤徹解釋説,東麗的重點,落在了 " 動脈產業 " 和 " 靜脈 產業 " 的有效銜接上。首先,東麗身處動脈產業的前端,利用以聚酯和尼龍為主的多種聚合物生產纖維、薄膜、樹脂和碳纖維等材料是東麗的優勢。因此,東麗積極利用再生資源和生物質資源,并通過創造有助于設計易于產品回收的材料,可以為加工和回收多種資源的 " 靜脈產業 " 作貢獻。
同時,東麗擁有從上遊到下遊制造的完整價值鏈,能夠将整個循環供應鏈連接起來,通 過與不同合作夥伴的共同創造, 形成 " 閉環式循環 "。
一個案例是,2022 年東麗與日東制網株式會社、日本瑪魯哈日魯株式會社的集團公司聯合發起了 " 從漁網到漁網的循環 " 項目。其背景是,近年來海 洋垃圾問題逐漸被關注,漁業界一直在考慮将漁網、繩索等漁具轉變為環保材料和產品。 回收和循環利用漁網并将其用作漁網以外的用途(如服裝)已 有很多實例,但 " 從漁網到漁網 的循環 " 體系在全球範圍内尚無重大先例。
目前,東麗已成功開發出一款漁網紗線,使用回收漁網生產的尼龍樹脂作為部分原材料,其性能可媲美 100% 的原生材料。2023 年 8 月,東麗又發揮自身技術強項,開發出了用回收漁網制作的尼龍原紗,推動了漁網再生循環的社會體系構建。
從材料出發,東麗發揮全 集團的綜合研究技術開發實力, 以穩定的高質量產品的供給能力,加速新能源發展,也為可持續提供更大的助力。
根據 "AP-G 2025"," 東麗集團可持續願景 " 在 2030 年的目标值進一步提升——以 2013 年為參照基準,可持續創新產品的創造供給提升 4.5 倍;價值鏈中 的碳排放削減貢獻量提升 25 倍(原為 8 倍);在生產中的温室氣體排放量減少 50%(原 為 30%),生產中的耗水量減少 50%(原為 30%)。
※ ISCC PLUS 認證:是基于質量平衡方法對于生物質及回收材料所制造的產品,在全球供應鏈進行妥善管理和保障的認證制度。