Er naturlige fibre fremtiden for bilkompositter?

Biler er en af de førende bidragsydere til kuldioxid (CO₂) emissioner. Bemærk, at det ikke kun er udstødningsrøret under brug, der er ansvarligt. Bilproduktion bidrager også til drivhusgasemissioner, specifikt CO₂-emissioner.

Energikrævende fremstillingsprocesser for materialer som stål, samt produktionen af komponenter såsom batterier til elbiler, spiller også en stor rolle i klimaændringerne.

Som følge heraf arbejder bilindustrien aktivt på at reducere CO₂e i produktionen. CO₂e, eller kuldioxidækvivalent, er en standardenhed til måling og sammenligning af virkningen af forskellige drivhusgasser på den globale opvarmning. 

For at opnå dette anvender bilproducenter forskellige strategier, herunder indarbejdelse af bæredygtige materialer, optimering af fremstillingsprocesser og adoption af nye teknologier.

Senest har BMW Group (BMW-DE:XETRA) annonceret, at de har opnået et stort gennembrud med anvendelsen af naturlige fiberkompositter, som nu vil blive brugt i deres seriefremstillingsmodeller efter flere års udvikling og dybdegående forskning. 

BMW’s gennembrud med naturlige hørfibrekompositter

Verdens førende premiumproducent af biler og motorcykler brugte først fornybare råmaterialer i BMW M Motorsport under 2019 Formula E-sæsonen og derefter i BMW M4 DTM og M4 GT4, hvor naturlige fiberkompositter erstattede carbon fiber plast (CFRP)-dele. 

CFRP er et højteknologisk materiale, der kombinerer carbonfibre med andre materialer for at danne en komposit. Det er velmodtaget i de fleste industrier, herunder bilindustrien. Selvom det er bedre end andre letvægtsmaterialer, er det dyrt på grund af råmaterialet.

Derfor har virksomheder som den tyske bilproducent vendt sig mod naturlige fiberkompositter. Som BMW Group bemærkede tilbage i 2022, blev næsten alle elementerne i BMW M4 GT4, som var lavet af CFRP, erstattet med innovative kompositter lavet af naturlige fibre. Virksomheden sagde på det tidspunkt:

Der findes ingen anden GT-racerkøretøj i seriefremstilling, der matcher mængden af naturlige fiberkompositdele.

Flørefiberløsningerne blev indarbejdet i hele køretøjet, herunder interiøret, på instrumentbrættet og midterkonsollen, samt karrosseridele som hætten, frontsplitteren, bagagerummet, bagvinge og døre. Undtagen bilens tag var intet lavet af CFRP. Selv dette ændrer sig nu, med kompositter lavet af fornybare råmaterialer, der opfylder selv de mest strenge krav til tagkonstruktioner, som regeringen stiller ved certificering af et køretøjs vej‑egnethed, ifølge BMW Groups seneste rapport.

Udskiftning af carbon fiber-kompositter med naturlige fiberkompositter i taget på den næste generation af BMW Group‑køretøjet fører til en CO_₂e-reduktion på omkring 40% i produktionen, plus yderligere overvejelser ved slutningen af livscyklussen, bemærkede de.

For disse naturlige hørbaserede letvægtskomponenter har BMW samarbejdet med Bcomp, et schweizisk clean‑tech firma, hvor de også har en ejerandel gennem BMW i Ventures, den venturekapitalafdeling af den München‑baserede bilproducent, som investerer i hurtigt voksende startups i bilmiljøet og hjælper med at forme mobilitet.

Udover BMW har Generali og Airbus Ventures samt fremtrædende OEM’er som Porsche Ventures og Volvo Cars Tech Fund også foretaget investeringer i Bcomp for at hjælpe dem med at udvikle “højtydende dekarboniseringsløsninger.”

Bcomp har udviklet powerRibs forstærkningsteknologi, som tog inspiration fra bladårer og skabte en 3D‑struktur på den ene side af et tyndvægs skal‑element for at maksimere stivhed med minimal vægt. Derefter tilføjede ampliTex‑forstærkninger et synligt lag af hørfibre til dækmaterialet.

Dette gjorde det muligt for virksomheden at reducere mængden af plast, der bruges til interiørpaneler, med op til 70% og skære CO₂-emissionerne med 60%, med den ekstra fordel af forbedret sikkerhed på grund af fraværet af skarpe affaldsstykker og splinter. Fornybare råmaterialer og naturlige fibre, der anvendes her, inkluderer hamp, kenaf og hør, som har hjulpet virksomheden med at reducere vægten med cirka 50% sammenlignet med konventionelle materialer.

Efter at have taget brugen af innovative kompositløsninger til næste niveau med BMW M4 GT4, tager virksomheden nu det et helt nyt niveau ved at udnytte naturlige fiberkompositter til seriefremstilling af fremtidige modeller.

At bygge letvægtsmaterialer forbliver et centralt fokus for bilproducenter, sammen med den stigende betydning af at bruge naturlige fibre, som tilbyder et reduceret CO2‑aftryk i kompositmaterialer.

“Naturlige fiberkompositter er et vigtigt element i innovative letvægtsløsninger i motorsport, som muliggør en reduktion af CO_₂e‑emissioner i fremstillingsprocessen.”

– BMW M GmbH CEO, Franciscus van Meel

Ifølge BMW Group har vurderingen af materialer vist den store egnethed af fibre, især til synlige eksterne og interne komponenter. Og nu vil letvægtsmaterialerne opleve deres ultimative præstationstest. De er blevet monteret i BMW M4 GT4 til 24‑timers løbet på Nürburgringen. Franciscus van Meel tilføjede:

“Naturlig fiber er en innovation, der perfekt eksemplificerer BMW M’s påstand ‘Født på racerbanen. Lavet til gaderne.’. Derfor er vi glade for at bekræfte seriemodenheden af disse materialer, et gennembrud vi opnåede med vores officielle #BMW M Motorsport partner Bcomp. Vi ser nu frem til brugen af disse materialer i fremtidige BMW M produktserier.”

Hvorfor naturlige fiberkompositter betyder noget i bilindustrien

Kompositter spiller en betydelig rolle i materialindustrier på grund af deres omkostningseffektivitet og miljøvenlighed. Et kompositmateriale er simpelthen et materiale fremstillet ved at kombinere to eller flere bestanddele.

Kombination af materialer med forskellige egenskaber giver kompositmaterialer særlige egenskaber såsom øget styrke, reduceret vægt eller forbedret holdbarhed. Dette gør dem afgørende i mange industrier.

Nogle af de mest almindelige kompositmaterialer er glasfiber, carbon fiber, beton, forstærket plast, keramisk matrixkomposit og andre.

Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) og Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) er imidlertid de mest populære kompositter, der anvendes i bilindustrien til fremstilling af biler på grund af deres høje styrke‑til‑vægt‑forhold, korrosionsbestandighed, fleksibilitet, holdbarhed og evne til at bidrage til brændstofeffektivitet og kollisionsegenskaber.

Dog driver et globalt skift mod vedvarende energi og bæredygtige praksisser, som også har fået bilproducenter til at gå over til elbiler, også adoptionen af naturlige fiberkompositter.

Lovgivning, der kræver, at bilproducenter genbruger og genanvender materialer, er en anden grund til, at brugen af naturlige fibre i kompositmaterialer vokser. Som følge heraf ser vi en stigning i brugen af biobaserede materialer i bilindustrien.

De spiller faktisk en enorm rolle i at gøre sektoren renere og grønnere, samtidig med at de tilbyder betydelige fordele.

Dette inkluderer forbedring af effektiviteten og vægtreduktion. Naturlige fiberkompositter er lette af natur, og ved at bruge dem til fremstilling af bildele såsom instrumentbrætter, dørpaneler og andre interiørkomponenter, kan køretøjets vægt reduceres. Denne vægtreduktion betyder også, at mindre energi er nødvendig for at flytte bilen, hvilket resulterer i lavere brændstofforbrug.

En anden stor fordel ved naturlige fiberkompositter er deres styrke og evne til at modstå daglig slitage, hvilket forbedrer køretøjets holdbarhed og pålidelighed.

Endnu vigtigere er, at naturlige fibre er vedvarende ressourcer, hvilket placerer bæredygtighed i deres kerne. Brug af disse kompositter gør det muligt for bilproducenter at reducere deres afhængighed af skadelige materialer baseret på fossile brændstoffer, og dermed reducere deres emissioner.

I verden af naturlige fibre, som viser sig at være yderst nyttige for materialindustrier, er hamp, jute, sisal, hør, bambus, ris og kenaf blandt de mest populære muligheder.

Blandt disse er hør det mest udbredte materiale i kompositter på grund af dets overlegne mekaniske egenskaber sammenlignet med andre naturlige fibre. Det kommer fra stilken af hør‑ eller linseplanterne. Hørstof er almindeligt kendt som linned og er blandt de ældste kendte tekstiler.

Dets cellulosefibre, som er lange og kontinuerlige, gør det egnet som forstærkningsmateriale i kompositter på grund af deres fremragende stivhed og trækstyrke. Hør har også et unikt naturligt udseende.

Da de er biologisk nedbrydelige, billige og lette, kombineres naturlige fibre typisk med polymerer for at skabe stærke og holdbare materialer til bilkomponenter, da de mangler de mekaniske egenskaber, som syntetiske fibre har.

For eksempel er hårdheden af carbon fiber over 75% højere end den af hørfiber. Carbon fiber er også fem gange stærkere end hørfiber, mens glasfiber er fire gange stærkere.

Desuden er det bøjningsmodul for syntetiske fibre også moderat højere end for naturlige fibre. Dog er slidhastigheden for naturlige fibre lav, hvilket gør dem velegnede til brug i slidende miljøer. Mens vibrationsfrekvensen for naturlige fibre er omtrent den samme som for syntetiske fibre, er energilagringskapaciteten ved stød for glasfiber mere end for carbon, flex og kenaf fibre.

Ikke at forglemme, naturlige fibre er fugtfølsomme. Ud over bekymringer om kvalitet og ensartethed af disse fibre, er deres binding med polymermatricer også svag. Naturlige‑fiberkompositter (NFC), fremstillet ved at kombinere naturlige fibre med forskellige syntetiske fibre, forventes at blive den nye revolution inden for kompositmaterialer.

Allerede bliver naturlige fiberkompositter brugt i vid udstrækning af bilproducenter. Ud over BMW har Ford (F ) eksperimenteret med naturlige fiberkompositter i mere end et årti for at skabe bæredygtige bilinteriører.

Mercedes‑Benz (MBG-DE:XETRA) er en anden, der gør fremskridt med brug af naturlige fibre, især i deres interiørpaneler. Dele af deres modeller A‑klasse, C‑klasse, E‑klasse og S‑klasse er blevet fremstillet ved hjælp af forskellige naturlige fibre, herunder sisal, hamp, uld og hør.

For et par år siden rapporteret, at de leverer deres højtydende naturlige fiberteknologier til Mercedes‑AMG’s udviklingspartner HWA AG (H9W.DE ) til frontstødpuder på Mercedes‑AMG GT4 racerkøretøjer. At fremstille stødpuden af fuld naturlig fiber gør det muligt at bruge den til termisk energigenvinding, hvor omkring 80% af den lagrede energi omdannes til vedvarende energi.

Hvordan motorsport driver naturlig fiberteknologi til massemarkedet

Bilproducenter verden over indarbejder aktivt naturlige fiberkompositter i deres køretøjer, primært til interiør‑ og eksteriørapplikationer, for at opnå vægtreduktion og øget bæredygtighed.

BMW Group har især nået seriemodenhed med naturlige fiberkompositter og er nu klar til seriefremstilling, efter at have brugt dem med succes i racerkøretøjer. Dette bringer i bund og grund innovativ materialeteknologi og dens fordele, som oprindeligt var begrænset til premium‑ og luksusbiler, ud til masserne.

Dette er ikke første gang, at high‑end sportsbiler har hjulpet med at bringe fremskridt til mainstream. Bilproducenter er kendt for at bruge deres højtydende biler som inkubatorer for teknologi.

Dette giver faktisk mening. High‑end biler er typisk meget dyre og produceres i lave mængder, hvilket betyder, at producenterne har råd til at eksperimentere med dem. De kan bruges som testområde for avancerede materialer og teknikker, før de bliver omkostningseffektive og skalerbare til masseproduktion.

Over tid har materialer, processer og teknologi en tendens til at sive ned til mainstream‑biler, hvilket kan ses gennem historien. Blandt nye materialer er carbon fiber et godt eksempel.

I over et århundrede var stål det primære materiale i biler, indtil aluminium blev populært i slutningen af 1900‑tallet som et lettere alternativ til stål. Dets letvægt gjorde det til en attraktiv kandidat til racerbiler, som skal være lette for at opnå ekstrem hastighed. Det bruges dog primært til motorblokken, fordi selvom det er let, brændstofeffektivt og korrosionsbestandigt, er det ikke særligt stærkt og også dyrt.

Det var da carbon fiber kom og revolutionerede industrien. Det blev bredt brugt i Formel 1 og hyperbiler på grund af sit utrolige styrke‑til‑vægt‑forhold.

Lettere end både stål og aluminium gør carbon fiber det muligt for bilproducenter at reducere køretøjets vægt, samtidig med at ydeevnen og brændstofeffektiviteten forbedres. Det tilbyder også bedre energiabsorption ved kollisioner, hvilket gør det ideelt til racerbiler, som kræver betydeligt flere sikkerhedsfunktioner og strukturel integritet end standardbiler. Dette er grunden til, at kroppen på en Formel‑1 racerkøretøj næsten udelukkende er lavet af carbon fiber.

Så efter at McLaren afslørede den første carbon fiber F1‑bil i 1980’erne, begyndte andre F1‑hold at indhente, og til sidst gled idéen, som oprindeligt blev udviklet til racerbanen, ned til de almindelige veje med McLarens 1992 F1 som den første til at bruge carbon fiber‑kompositter, efterfulgt af Ferrari og Lamborghini.

Dog betyder den højere omkostning ved kompositmaterialer og kompleksiteten i deres fremstillingsproces, at kun specifikke dele af bilerne er lavet af carbon fiber eller carbon fiber‑forstærkede kompositter (CFRP).

Tilsvarende har ultra‑højstyrkestål og carbon‑keramiske bremser også fundet vej ind i hverdagsbiler. Materialer er dog ikke den eneste innovation, der har gjort deres fremskridt fra high‑end sportsbiler til mainstream.

Processer som additiv fremstilling, som bilproducenter er begyndt at udforske for at 3D‑print forskellige dele af premium‑biler, er et andet eksempel. Når processerne skaleres op, anvender producenterne dem på massemarkedets dele med lethed.

Bæredygtighedsinnovation er endnu en vigtig faktor. Ud over naturlige fiberkompositter har eksotiske mærker implementeret biobaserede kompositter, genanvendt carbon fiber og grønnere aluminiumproduktion for at opfylde emissionskrav.

Udover at fungere som testplatform for miljøvenlige materialer, blev teknologier som transmissioner, affjedringer, skivebremser, sofistikerede infotainmentsystemer og avanceret sikkerhedsudstyr også først indarbejdet i high‑end biler i en eller anden form.

Så tillader high‑end sportsbiler i bund og grund producenter at teste banebrydende teknologier og designfunktioner omkostningseffektivt, før de kan produceres til masserne, hvilket indebærer begrænsninger som omkostninger, ufleksibilitet, manglende tilpasning, potentiel nedsat kvalitet og risiko for usolgt lager.

Ved at introducere nye muligheder i disse premium‑, begrænsede modeller får producenter bedre kontrol over teknologien og processerne, hvilket gør det muligt at sætte nye benchmarks, mens de også muliggør innovation for andre.

Investering i naturlig fiberkompositteknologi

En førende inden for kompositmaterialer, Hexcel Corporations produktportefølje inkluderer carbon fiber til brug i kommerciel luftfart, rum‑ og forsvarssektoren samt industrielle anvendelser. Den er også involveret i specialforstærkninger og andre fiberforstærkede matrixmaterialer, harpiks, honningkage og kompositstrukturer.

A few years ago, Hexcel announced the development of a new product range that combined its bio-derived resin content with natural fiber reinforcements to create material solutions for automotive and other applications.

På det tidspunkt bemærkede virksomheden, at deres HexPly Nature‑serie giver producenter mulighed for at skifte fra petroleumsbaserede materialeløsninger til biobaserede uden at gå på kompromis med ydeevne eller proces‑effektivitet.

Hexcel Corp  

Når det gælder Hexcels markedspræstation, har den en markedsværdi på $4,57 milliarder, da HXL‑aktierne handles til $56,87, ned 9,3% år‑til‑dato. Med dette har den en EPS (TTM) på 1,51 og en P/E (TTM) på 37,66. Udbytteafkastet er 1,20%.

Hvad angår de finansielle tal, rapporterede virksomheden $457 millioner i omsætning for Q1 2025, bestående af $280,1 millioner i kommerciel luftfart og $176,4 millioner i forsvar, rum & andet. GAAP fortyndet EPS var $0,35, og justeret fortyndet EPS var $0,37. Bruttomarginen for kvartalet var 22,4%.

I Q1 2025 var netto kontantforbrug til driftsaktiviteter $28,5 millioner, og kapitaludgifter på kontantbasis var $26,1 millioner. Fri pengestrøm var derimod ($54,6) millioner.

I denne periode returnerede Hexcel $64 millioner til aktionærer gennem aktietilbagekøb og udbytter. Det refinansierede også $300 millioner i fastforrentet gæld.

“Hexcels underliggende værdiforslag forbliver robust, drevet af efterspørgslen efter vores innovative letvægtskompositter, som vil generere stærk cyklisk og sekulær salgsvækst over tid.”

– CEO Tom Gentile

Seneste nyheder og udviklinger om Hexcel Corp (HXL) aktien

Afsluttende tanker: Fremtiden for naturlige fibre i biler

Efterhånden som bilproducenter arbejder på at nå dekarboniseringsmål, er naturlige fibre på vej til at spille en afgørende rolle. Selvom carbon fiber forbliver værdifuld for sin uovertrufne styrke, får naturlige fiberkompositter, især hørbaserede løsninger, stigende opmærksomhed på grund af deres potentiale til at revolutionere bilproduktionen. 

Ved at reducere CO2‑emissioner, muliggøre letvægtsdesigns og opfylde strenge præstationskrav, udgør naturlige fiberkompositter et overbevisende alternativ til carbon fiber. Disse naturlige kompositter lover at blive den næste betydelige innovation, som hjælper med at skalere bæredygtig mobilitet fra premium sportsbiler til hverdagskøretøjer og driver bilindustrien mod en grønnere fremtid.