Er naturlig fiber fremtiden for bilkompositter?

Automobiler er en av de ledende bidragsyterne til karbondioksid (CO₂)-utslipp. Merk at det ikke bare er eksosutslipp under bruk som er ansvarlige. Bilproduksjon bidrar også til klimagassutslipp, spesifikt CO₂-utslipp.

Energikrevende produksjonsprosesser for materialer som stål, samt produksjon av komponenter som batterier for elektriske kjøretøy, spiller også en stor rolle i klimaendringene.

Som et resultat arbeider bilindustrien aktivt med å redusere CO₂e i produksjonen. CO₂e, eller karbondioksid-ekvivalent, er en standardenhet for å måle og sammenligne påvirkningen fra ulike klimagasser på global oppvarming. 

For å oppnå dette benytter bilprodusenter ulike strategier, inkludert innføring av bærekraftige materialer, optimalisering av produksjonsprosesser og adopsjon av ny teknologi.

Nylig kunngjorde BMW Group (BMW-DE:XETRA) announced at they have achieved a major breakthrough with the utilization of natural fiber composites, which will now be used for its series-production models following several years of development and in-depth research. 

BMWs gjennombrudd med naturlige linfibrekompositter

Verdens ledende premiumprodusent av biler og motorsykler brukte først fornybare råmaterialer i BMW M Motorsport under Formel E-sesongen 2019, og deretter i BMW M4 DTM og M4 GT4, hvor naturlige fiberkompositter erstattet karbonfiberplast (CFRP)-deler. 

CFRP er et høyteknologisk materiale som kombinerer karbonfibre med andre materialer for å danne en kompositt. Det er godt mottatt i de fleste industrier, inkludert bilindustrien. Selv om det er bedre enn andre lette materialer, er det dyrt på grunn av råmaterialet.

Derfor har selskaper som den tyske bilprodusenten vendt seg mot naturlige fiberkompositter. Som BMW Group bemerket i 2022, ble nesten alle elementene i BMW M4 GT4 som var laget av CFRP erstattet med innovative kompositter laget av naturlige fibre. Selskapet uttalte på den tiden:

“Det finnes ingen annen GT-racingsbil i serieproduksjon som matcher mengden av naturlige fiberkomposittdeler.” 

Lin-fiberløsningene ble integrert i hele kjøretøyet, inkludert interiøret, på dashbordet og midtkonsollen, samt karosserideler som panser, frontsplitter, bagasjerom, bakvinge og dører. Bortsett fra kjøretøyets tak, var ingenting laget av CFRP. Selv dette endrer seg nå, med kompositter laget av fornybare råmaterialer som oppfyller selv de strengeste kravene til takstrukturer fastsatt av myndighetene for å sertifisere kjøretøyets kjøretøygodkjenning, ifølge BMW Groups siste rapport.

Erstatning av karbonfiber-kompositter med naturlige fiberkompositter i taket på neste generasjons BMW Group-kjøretøy fører til en CO_₂e-reduksjon på rundt 40 % i produksjonen, i tillegg til andre hensyn ved slutten av livssyklusen, bemerket de.

For disse lettvektige komponentene basert på naturlig lin, har BMW samarbeidet med Bcomp, et sveitsisk clean-tech-selskap, der de også har en eierandel gjennom BMW i Ventures, risikokapitalarmen til den München-baserte bilprodusenten som investerer i raskt voksende oppstartsbedrifter i bilmiljøet, og bidrar til å forme mobilitet.

I tillegg til BMW har Generali og Airbus Ventures, samt høyt profilerte OEM-er som Porsche Ventures og Volvo Cars Tech Fund, også gjort investeringer i Bcomp for å hjelpe dem med å utvikle «høyytelsesdekarboniseringsløsninger».

Bcomp har utviklet forsterkningsteknologien powerRibs, som hentet inspirasjon fra bladårer og skapte en 3D-struktur på den ene siden av et tynnveggsskal-element for å maksimere stivhet med minimal vekt. Deretter la ampliTex-forsterkninger til et synlig lag av linfibre for dekkmaterialet.

Dette gjorde det mulig for selskapet å redusere mengden plast brukt til interiørpaneler med opptil 70 % og kutte CO₂-utslippene med 60 %, med den ekstra fordelen av forbedret sikkerhet på grunn av fraværet av skarpe rester og fliser. Fornybare råmaterialer og naturlige fibre som brukes her inkluderer hamp, kenaf og lin, som har hjulpet selskapet med å redusere vekten med omtrent 50 % sammenlignet med konvensjonelle materialer.

Etter å ha tatt bruken av innovative komposittløsninger til neste nivå med BMW M4 GT4, tar selskapet nå dette til et helt nytt nivå ved å utnytte naturlige fiberkompositter for serieproduksjon av fremtidige modeller.

Å bygge lettvektige materialer forblir et viktig fokus for bilprodusenter, sammen med den økende betydningen av å bruke naturlige fibre, som gir et redusert karbonavtrykk i komposittmaterialer.

«Naturlige fiberkompositter er et viktig element i innovative lettvektsløsninger innen motorsport, som gjør det mulig å redusere CO_₂e-utslipp i produksjonsprosessen.»

– BMW M GmbH CEO, Franciscus van Meel

Ifølge BMW Group har vurderingen av materialer vist den store egnetheten til fibre, spesielt for synlige eksteriør- og interiørkomponenter. Og nå vil de lettvektige materialene gjennomgå sin ultimate ytelsestest. De er blitt montert i BMW M4 GT4 for 24-timersløpet på Nürburgring. Franciscus van Meel la til:

«Naturlig fiber er en innovasjon som perfekt eksemplifiserer BMW M sitt løfte ‘Født på racerbanen. Laget for gatene.’. Derfor er vi glade for å bekrefte serieferdigheten til disse materialene, et gjennombrudd vi oppnådde med vår offisielle #BMW M Motorsport‑partner Bcomp. Vi ser nå frem til bruken av disse materialene i fremtidige BMW M-produktserier.»

Hvorfor naturlige fiberkompositter er viktige i bilindustrien

Kompositter spiller en betydelig rolle i materialindustrier på grunn av deres kostnadseffektivitet og miljøvennlighet. Et komposittmateriale er enkelt sagt et materiale som er produsert ved å kombinere to eller flere bestanddeler.

Kombinering av materialer med ulike egenskaper gir komposittmaterialer spesielle egenskaper som økt styrke, redusert vekt eller forbedret holdbarhet. Dette gjør dem avgjørende i mange industrier. 

Noen av de mest vanlige komposittmaterialene er glassfiber, karbonfiber, betong, forsterket plast, keramisk matrisekompositt og andre.

Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) og Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) er de mest populære komposittmaterialene som brukes i bilindustrien for å produsere biler på grunn av deres høye styrke‑til‑vekt‑forhold, korrosjonsbestandighet, fleksibilitet, holdbarhet og evne til å bidra til drivstoffeffektivitet og kollisjonsmotstand.

Imidlertid driver et globalt skifte mot fornybar energi og bærekraftige praksiser, som også har fått bilprodusenter til å gå over til elbiler, også adopsjonen av naturlige fiberkompositter.

Lovgivning som krever at bilprodusenter gjenbruker og resirkulerer materialer er en annen grunn til at bruken av naturlige fibre i komposittmaterialer øker. Som et resultat ser vi en økning i bruken av bio‑baserte materialer i bilindustrien. 

De spiller faktisk en enorm rolle i å gjøre sektoren renere og grønnere samtidig som de tilbyr betydelige fordeler.

Dette inkluderer forbedring av effektivitet og reduksjon av vekt. Naturlige fiberkompositter er lette av natur, og ved å bruke dem til å produsere bildeler som dashbord, dørpaneler og andre interiørkomponenter, kan kjøretøyets vekt reduseres. Denne vektreduksjonen betyr også at mindre energi trengs for å bevege bilen, noe som resulterer i lavere drivstofforbruk. 

En annen stor fordel med naturlige fiberkompositter er deres styrke og evne til å tåle daglig slitasje, noe som forbedrer kjøretøyets holdbarhet og pålitelighet.

Enda viktigere er at naturlige fibre er fornybare ressurser, noe som gjør bærekraft til kjernen. Bruk av disse komposittene gjør at bilprodusenter kan redusere sin avhengighet av skadelige materialer basert på fossile brensler, og dermed kutte sine utslipp. 

Innenfor naturlige fibre, som viser seg å være svært nyttige for materialindustrier, er hamp, jute, sisal, lin, bambus, ris og kenaf blant de mest populære alternativene.

Blant disse er lin det mest brukte materialet i kompositter på grunn av sine overlegne mekaniske egenskaper sammenlignet med andre naturlige fibre. Den kommer fra stilken til lin- eller linfrøplanten. Linstoff er vanligvis kjent som lin og er blant de eldste kjente tekstilene.

Dens cellulosefibre, som er lange og kontinuerlige, gjør den egnet som forsterkningsmateriale i kompositter på grunn av sin utmerkede stivhet og strekkstyrke. Lin har også et unikt naturlig utseende. 

Som biologisk nedbrytbare, rimelige og lette, kombineres naturlige fibre vanligvis med polymerer for å lage sterke og holdbare materialer for bildeler, siden de mangler de mekaniske egenskapene til syntetiske fibre.

For eksempel er hardheten til karbonfiber over 75 % høyere enn den til linfibre. Karbonfiber er også fem ganger sterkere enn linfibre, mens glassfiber er fire ganger sterkere.

Dessuten er bøyningsmodulen til syntetisk fiber også moderat høyere enn den til naturlig fiber. Imidlertid er slitasjegraden til naturlig fiber lav, noe som gjør den egnet for bruk i slitasjefylte miljøer. Mens vibrasjonsfrekvensen til naturlig fiber er omtrent den samme som for syntetiske fibre, er støtenergireservasjonskapasiteten til glassfiber høyere enn den til karbon, flex og kenaf‑fiber.

Ikke minst er naturlige fibre fuktighetsfølsomme. I tillegg til bekymringer om kvalitet og konsistens av disse fibrene, er bindingen med polymermatriser også svak. Naturlige fiberkompositter (NFC) laget ved å kombinere naturlige fibre med ulike syntetiske fibre forventes å bli den nye revolusjonen innen komposittmaterialer.

Allerede blir naturlige fiberkompositter brukt i stor grad av bilprodusenter. I tillegg til BMW har Ford (F ) vært i eksperimentering med naturlige fiberkompositter i over et tiår for å skape bærekraftige bilinteriører. 

Mercedes-Benz (MBG.DE ) (MBG-DE:XETRA) er en annen som gjør fremskritt i bruk av naturlige fibre, spesielt i deres interiørpaneler. Deler av modellene A-klasse, C-klasse, E-klasse og S-klasse har blitt laget med ulike naturlige fibre, inkludert sisal, hamp, ull og lin.

For noen år siden, Bcomp rapporterte at de leverer sine høyytelses naturlige fiberteknologier til Mercedes-AMG sin utviklingspartner HWA AG (H9W.DE ) for frontstøtfangere på Mercedes-AMG GT4 racerbiler. Å lage støtfangeren av full naturlig fiber gjør det mulig å bruke den til termisk energigjenvinning, og omdanne omtrent 80 % av den lagrede energien til fornybar energi.

Hvordan motorsport driver naturlig fiberteknologi til massmarkedet

Bilprodusenter over hele verden integrerer aktivt naturlige fiberkompositter i sine kjøretøy, hovedsakelig for interiør- og eksteriørapplikasjoner, for å oppnå vektreduksjon og forbedret bærekraft. 

BMW Group har spesielt oppnådd serieferdighet med naturlige fiberkompositter og er nå klar for serieproduksjon, etter å ha brukt dem med suksess i racerbiler. Dette bringer i hovedsak innovativ materialteknologi og dens fordeler, som opprinnelig var begrenset til premium- og luksusbiler, til massene.

Dette er ikke første gang høykvalitets sportbiler har bidratt til å bringe fremskritt til mainstream. Bilprodusenter er kjent for å bruke sine høyytelsesbiler som inkubatorer for teknologi.  

Dette gir faktisk mening. Høykvalitetsbiler er ofte svært dyre og produseres i lave volumer, noe som gjør at produsentene har råd til å eksperimentere med dem. De kan brukes som testarena for avanserte materialer og teknikker før de blir kostnadseffektive og skalerbare for masseproduksjon. 

Over tid har materialer, prosesser og teknologi en tendens til å sive ned til mainstream‑biler, noe som kan sees gjennom historien. Blant nye materialer er karbonfiber et godt eksempel. 

I over et århundre var stål det primære materialet i biler, frem til aluminium ble populært på slutten av 1900‑tallet som et lettere alternativ til stål. Dens letthet gjorde den til en attraktiv kandidat for racerbiler, som må være lette for å oppnå ekstrem hastighet. Imidlertid brukes den hovedsakelig til motorblokken fordi, selv om den er lett, drivstoffeffektiv og korrosjonsbestandig, er den ikke spesielt sterk og også dyr. 

Det var da karbonfiber kom og revolusjonerte industrien. Den ble i stor grad brukt i Formel 1 og hyperbiler på grunn av sitt utrolige styrke‑til‑vekt‑forhold.

Lettere enn både stål og aluminium gjør karbonfiber det mulig for bilprodusenter å redusere kjøretøyets vekt samtidig som de forbedrer ytelse og drivstoffeffektivitet. Den gir også bedre energiinntak ved kollisjoner, noe som gjør den ideell for racerbiler, som krever betydelig flere sikkerhetsfunksjoner og strukturell integritet enn standardbiler. Dette er grunnen til at kroppen på en Formel 1‑racerkjøretøy er nesten helt laget av karbonfiber. 

Så, etter at McLaren avduket den første karbonfiber‑F1‑bilen på 1980‑tallet, begynte andre F1‑team å ta igjen, og til slutt snek idéen som opprinnelig ble utviklet for racerbanen seg ned til vanlige veier med McLarens 1992‑F1 som den første som brukte karbonfiberkompositter, etterfulgt av Ferrari og Lamborghini.

Imidlertid gjør den høyere kostnaden for komposittmaterialer og kompleksiteten i produksjonsprosessen at kun spesifikke deler av bilene er laget av karbonfiber eller karbonfiberforsterkede kompositter (CFRP). 

På samme måte har ultrahøystyrkestål og karbon‑keramiske bremser også funnet veien inn i hverdagsbiler. Materialer er imidlertid ikke den eneste innovasjonen som har gjort overgangen fra høykvalitets sportbiler til mainstream.

Prosesser som additiv produksjon, som bilprodusenter har begynt å utforske for å 3D‑printe ulike deler av premium‑biler, er et annet eksempel. Når prosessene ble skalert opp, anvendte produsentene dem på massemarkedets deler med letthet.

Bærekraftsinnovasjon er enda en viktig faktor. I tillegg til naturlige fiberkompositter har eksotiske merker implementert bio‑baserte kompositter, resirkulerte karbonfibre og grønnere aluminiumproduksjon for å oppfylle utslippskrav. 

I tillegg til å fungere som testarena for miljøvennlige materialer, ble teknologier som girkasser, fjæringer, skivebremser, sofistikerte infotainmentsystemer og avansert sikkerhetsutstyr også først innført i høykvalitetsbiler i en eller annen form.

Dermed gjør høykvalitets sportbiler i hovedsak at produsenter kan teste banebrytende teknologier og designfunksjoner kostnadseffektivt før de kan produseres for massene, noe som innebærer begrensninger som kostnad, ufleksibilitet, mangel på tilpasning, potensiell redusert kvalitet og risiko for usolgt lager. 

Ved å introdusere nye muligheter i disse premium‑modellene med begrenset opplag, får produsentene bedre kontroll over teknologien og prosessene, noe som gjør dem i stand til å sette nye standarder samtidig som de gjør det mulig for andre å innovere.

Investering i naturlig fiberkomposittteknologi

En ledende aktør innen komposittmaterialer, Hexcel Corporation (HXL ), har et produktsortiment som inkluderer karbonfiber for bruk i kommersiell romfart, rom- og forsvarssektoren, samt industrielle applikasjoner. De er også involvert i spesialforsterkninger og andre fiberforsterkede matrise‑materialer, harpikser, honeycomb‑strukturer og komposittkonstruksjoner.

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 den tiden bemerket selskapet at deres HexPly Nature‑serie gir produsenter muligheten til å gå fra petroleumsbaserte materialløsninger til biobaserte uten å gå på kompromiss med ytelse eller prosesseffektivitet. (FWONK )

Hexcel Corp  

Når det gjelder Hexcels markedsytelse, har selskapet en markedsverdi på 4,57 milliarder dollar ettersom HXL-aksjene handles til 56,87 $, ned 9,3 % år‑til‑dato. Med dette har de en EPS (TTM) på 1,51 og en P/E (TTM) på 37,66. Utbytteavkastningen er 1,20 %.

Når det gjelder økonomi, rapporterte selskapet 457 millioner dollar i omsetning for Q1 2025, bestående av 280,1 millioner dollar i kommersiell romfart og 176,4 millioner dollar i forsvar, rom og annet. GAAP‑utvannet EPS var 0,35 $, og justert utvannet EPS var 0,37 $. Bruttomarginen for kvartalet var 22,4 %.

I Q1 2025 var netto kontantbruk for driftsaktiviteter 28,5 millioner dollar, og kapitalutgifter på kontantbasis var 26,1 millioner dollar. Fri kontantstrøm var derimot (54,6) millioner dollar.

I løpet av denne perioden returnerte Hexcel 64 millioner dollar til aksjonærene gjennom aksjetilbakekjøp og utbytte. De refinansierte også 300 millioner dollar av fast rente‑gjeld.

«Den underliggende verdiproposisjonen til Hexcel forblir robust, drevet av etterspørselen etter våre innovative lettvektskompositter, som vil generere sterk syklisk og sekulær salgsvekst over tid.»

– CEO Tom Gentile

Siste nyheter og utviklinger for Hexcel Corp (HXL) aksjer

Avsluttende tanker: Fremtiden for naturlig fiber i biler

Etter hvert som bilprodusenter arbeider for å nå avkarboniseringsmål, vil naturlige fibre spille en avgjørende rolle. Mens karbonfiber fortsatt er verdifull for sin uovertrufne styrke, får naturlige fiberkompositter, spesielt linbaserte løsninger, økt oppmerksomhet på grunn av deres potensial til å revolusjonere bilproduksjon. 

Ved å redusere karbonutslipp, muliggjøre lettvektsdesign og oppfylle strenge ytelseskrav, representerer naturlige fiberkompositter et overbevisende alternativ til karbonfiber. Disse naturlige komposittene lover å bli den neste betydelige innovasjonen, som hjelper med å skalere bærekraftig mobilitet fra premium sportbiler til hverdagskjøretøy og driver bilindustrien mot en grønnere fremtid.