一个由政府科学家组成的小团队正在寻找减少交通运输部门温室气体排放的方法，其中一名成员表示他们经历了一个“天哪”的时刻。他们最近在一篇被埋在图书馆里一个多世纪的研究论文中偶然发现了一个潜在的突破。
这篇论文描述了一种可用于制造碳纤维的替代化学方法，碳纤维是一种比钢铁更轻的材料，正开始用于制造汽车车身。这项一个世纪前的发现揭示了一种更便宜的碳纤维制造方法，该方法使用来自农业废弃物的糖（如玉米秸秆和小麦秸秆），而不是石油和天然气衍生物。
科罗拉多州博尔德市国家可再生能源实验室 (NREL) 的化学工程师埃里克·卡普回忆说：“我们当时就想，‘天哪’，这正是我们所需要的。”
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卡普称之为“略作修改”之后，这篇由约翰霍普金斯大学两位教授于 1916 年为《美国化学学会杂志》撰写的论文中的化学方法，击败了 NREL 五人研究小组考察的其他五种方法。他们使用这种被遗忘的技术制造了一小批碳纤维。
现在，由嘉吉公司、福特汽车公司和英国催化剂制造商庄信万丰组成的企业联盟正在与 NREL 合作扩大该工艺的规模。他们想看看由此产生的碳纤维复合材料是否能与目前在新车车身、客机和皮卡中引入的坚固、类似塑料的材料相媲美。
NREL 研究团队的另一位成员格雷格·贝克汉姆表示，找到这种植物基工艺的“有趣之处”在于，它避免了有毒副产品、使用昂贵催化剂以及世界石油和天然气价格不可预测的波动等危害。
NREL 工艺使用工程细菌来刺激发酵，从而产生一种纤维，该纤维在编织、用树脂处理和加热后，可以模制成各种形状的零件，用于减轻车辆重量。卡普解释说，这就是对温室气体排放的潜在影响最大的地方。
他说：“想想看，汽车如果拥有你可能获得的燃油效率，能行驶多远。” “如果采用现有的发动机技术，普通汽车的油耗可以达到每加仑 60 英里。”
基本原理似乎很简单。燃油效率随着重量的降低而提高。但多年来，碳纤维的应用因其高昂的价格而受到限制——它每磅的价格远高于铝和钢铁。它的首次应用是在太空卫星和喷气式战斗机上，在这些领域，轻便性备受推崇，而材料价格则是不重要的因素。
2009 年，波音公司推出了 787 梦想客机，这是一款客机，其机身材料约 50% 由碳纤维和其他轻质复合材料组成，波音公司表示。据这家飞机制造商称，这减少了维护、降低了金属疲劳并降低了 20% 的燃料成本。
此后，汽车制造商开始使用碳纤维来减轻跑车的重量，此举使这些价格昂贵的车辆加速更快。兰博基尼、宝马、梅赛德斯-奔驰和法拉利都有包含碳纤维车身部件的车型。
为了不甘示弱，福特推出了一款 GT“碳纤维系列”跑车，其中包含的轻质材料比其之前的任何产品都多。该车型甚至包括一条沿着汽车中心延伸的裸露碳纤维条，以便买家可以看到他们所支付的费用。
通用汽车公司更进一步，在其顶级 Sierra Denali 皮卡中使用了碳纤维部件。预计明年推出的“CarbonPro”拥有碳纤维卡车车厢，这一改变使卡车重量减轻了 62 磅。
在皮卡的世界里，吸引大多数顾客进入展厅的是坚固性，而不是加速性。“在 GMC 皮卡 116 年的制造历史中，我们行业首创的碳纤维车厢是我们制造过的最坚固的皮卡车厢，”GMC 全球副总裁邓肯·奥尔德雷德在宣布新车型时指出。
科罗拉多州巴索尔特落基山研究所的能源效率大师兼联合创始人阿莫里·洛文斯认为，这仅仅是开始。他在 1991 年提出了“超跑”的概念，这是一款概念电动汽车。它有一个碳纤维车身，向制造商展示了如何消除传统汽车三分之二的重量。
据洛文斯称，至少有七家主要的汽车制造商此后与碳纤维制造商建立了联盟，并且处于“轻量化”的不同阶段。他说，如果碳纤维的价格下降，可能会出现对碳纤维的“蜂拥而至”。
他解释说，到目前为止，它一直是一种时尚的“小众产品”，并指出碳纤维的价格已经从两年前的每磅 8 美元左右降至略高于 5 美元。这应该会增加需求。
减重有助于改善电动汽车的经济性，因为它减少了对大型、重型电池的需求。“这有助于支付碳纤维的成本，”洛文斯说。
“这比表面看起来更具革命性，”他补充说，并解释说，钢铁仍然很便宜，但其成本的 85% 来自于将零件加工成正确的形状。另一方面，碳纤维复合材料可以以一种精确的方式制造，他说这种方式类似于 3D 打印。
与此同时，中国和印度的汽车制造商对轻量化越来越感兴趣。
“他们希望成为首批采用者，他们的雄心壮志非常高，”洛文斯说。如果 NREL 的工艺使碳纤维更便宜，“这意味着对汽车、石油和钢铁行业的威胁将大大加速和扩大。”
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