绿色轮胎的发展及其推广应用

2018-07-22王梦蛟

橡胶工业 2018年1期

王梦蛟

（1.国家橡胶与轮胎工程技术研究中心，山东青岛 266061；2.怡维怡橡胶研究院，山东青岛 266061）

绿色轮胎是过去20多年来世界上开发的节能、减排、有利于环保的新一代汽车轮胎。其特点是：（1）生产轮胎所用补强剂是非碳物质二氧化硅，它不需要来自石油或煤炭的原料制造，其生产过程中排出的二氧化碳量比制造传统补强剂低得多；（2）轮胎滚动阻力低，从而节省燃油、降低二氧化碳排放并减少由汽车尾气导致的雾霾，有益于减少大气污染及环境保护；（3）与传统轮胎相比，由于绿色轮胎的行驶温度低，可减少轮胎的爆破和早期损坏，这在减少车辆行驶事故的同时，也可以大大提高轮胎的翻新率，降低轮胎制造的原材料消耗和减少废旧轮胎产生所带来的“黑色污染”；（4）轮胎的抗湿滑和操纵性能好，提高行驶安全性；（5）提高轮胎的耐磨性，这在延长轮胎使用寿命从而减少废旧轮胎产生的同时，降低因轮胎磨损所形成的微粒物质对人类健康的影响。

在轮胎发展中，米其林在1992年推出了称为“绿色轮胎”的第1代环保节能轮胎，并标以GREEN X。此后GREEN X商标成为一种招牌标志打在这种轮胎的胎侧上，使人一眼就看出其为节能轮胎。该类轮胎的胎面胶是用细粒子二氧化硅（俗称白炭黑）加偶联剂作填料制造的。与传统的轮胎相比，其特点是滚动阻力低，抗湿滑和抗冰雪滑动性能好，而耐磨性也不差[1]。绿色轮胎的应用极大地降低了车辆行驶所需的能耗。实际上，白炭黑在轮胎中作为主要填料的深入研究在德国始于20世纪70年代初，并因1973年的石油危机而加速，因为在制造轮胎胶料中主要填料炭黑的原料主要来自石油，而制造白炭黑的主要原料为石英砂。S.Wolff[2]曾报告在胎面胶中使用白炭黑并加偶联剂替代炭黑时，轮胎滚动阻力可以大大降低而无损耐磨性能，具有节油和降低二氧化碳排放的双重优点。之后又发表了白炭黑用于轮胎胎面胶制造绿色轮胎的理论基础[3]。

据统计，至2008年，米其林绿色轮胎对全世界汽车总计节省燃油约为90亿L，减少二氧化碳排放量为2 300万t，即每1 s节省燃油约44 L，减少二氧化碳排放110 kg以上[4]。

由于轮胎的滚动阻力、抗湿滑性能及噪声对车辆行驶的节能、减排、环保、安全及使用寿命有直接影响，欧盟带头于2009年制定了“欧洲轮胎标签法”，并于2012年11月1日开始执行。标签法对轮胎质量的某些指标，诸如滚动阻力、抗湿滑性能、噪声等的优劣作了分级，要求在轮胎标签上标明某些性能等，这一方面能促进轮胎公司的产品质量的提高，也有助于使用者对轮胎的选择。2016年我国采用与欧洲相同的标准也制定了相应的标签法。

对照标签法规定的指标可以看到，在绿色轮胎上市10余年后，在欧洲有59%的夏季轮胎在F及F级以上，41%的轮胎为G级，滚动阻力最低的轮胎为C级，其数量仅为轮胎总数的2%，而2011年，G级轮胎仍有38%，而G级冬季轮胎则有50%。B和C级的最新节能试验轮胎逐步面市，个别A级轮胎也有报道，但未上市。

如果将过去20年C级以下的绿色轮胎称为普通“绿色轮胎”，则滚动阻力B级以上的轮胎可称为“绿色轮胎＋”。怡维怡橡胶研究院在其建院初期与赛轮金宇集团股份有限公司合作于2011年冬制造了我国第1批双B轮胎，即滚动阻力和抗湿滑性能均达到B级，并于2012年年初通过了西班牙Idiada认证，其耐磨性能也达到了普通轮胎的水平。该双B轮胎是用普通轮胎的胎体和花纹设计、只改变胎面胶制造的。目前在保持轮胎结构、花纹和胎面胶配方不变的情况下，用EVECTM（连续液相法制造）作为胎面胶所生产的绿色轮胎＋已进行了多次室内、室外道路试验，并已投入批量生产。如表1所示，与绿色轮胎相比，绿色轮胎＋的特点是除加工性能好之外，滚动阻力进一步下降，而耐磨性能则大幅度提高[5-9]。

表1 绿色轮胎＋与绿色轮胎及传统炭黑轮胎性能比较

相对于传统轮胎，绿色轮胎的优点是显而易见的，而绿色轮胎＋又将这些优点加以发展并弥补了其不足，但其在我国的开发应用却十分缓慢。目前虽然在国际上绿色轮胎的出现已有20多年，但在我国尚处于产品导入阶段，这主要是对绿色轮胎的认知问题。由于绿色轮胎在我国长期知之甚少，国外的产品进入我国市场的时间较晚，绿色轮胎的概念并未普及。一方面轮胎企业对所需制造技术、原材料、生产工艺和产品性能等所涉及的一些基本原理和知识缺乏研究，制造成本较高，又加之缺乏有效的检测手段和机构进行评价、认证和监管，产品质量较差。另一方面车主和运输企业对绿色轮胎的性能及其社会经济效益缺乏了解，且价格又大大高于传统轮胎。因此绿色轮胎在我国的推广应用困难较大。本文试图对绿色轮胎使用的社会经济效益加以讨论，并对绿色轮胎的推广应用提出一些参考意见。

1 绿色轮胎的社会与经济效益

1.1 轮胎原材料的低碳化

填料是橡胶中不可缺少的补强剂，赋予胶料较高的硬度和模量，提高胶料的机械强度和耐磨性能，并控制着与轮胎滚动阻力、抗滑性能有关的胶料动态性能。

制造传统轮胎的胶料中使用的填料主要是炭黑，其用量约为整个胶料的30%以上。而制造炭黑的原料油皆为来自于石油和煤焦油的烃类物质。对于轮胎胎面胶炭黑，每生产1 t填料，大约需要原料油1.8～2.3 t。在炭黑制造过程中，注入反应炉中的原料油在高温裂解之后再聚合成为细粒子炭黑，在尾气中存在大量的未裂解或未生成炭黑粒子的烃类物质、一氧化碳、二氧化碳及氮和硫的氧化物。尾气可以进一步燃烧生成二氧化碳，其热量可用于生产蒸汽和发电。因此，炭黑的制造是一碳化学过程并伴随大量二氧化碳、氮和硫的氧化物产生，对于大气的污染较为严重。

在绿色轮胎生产中，胎面胶填料主要是细粒子沉淀法白炭黑。它是用非碳工艺制造的，其主要原料为石英砂。在高温下，石英砂和碳酸钠熔融生成水玻璃，后者溶于水形成硅酸钠水溶液，该溶液加酸（如硫酸）中和后沉淀出细粒子二氧化硅。产品经分离、洗涤、干燥后即为用作胎面胶填料的沉淀法白炭黑。在此过程中，使用的含碳材料只有碳酸钠，并在制造水玻璃的过程中以二氧化碳的形成分解出来。生产1辆乘用车用的4条轮胎胎面胶所需白炭黑放出的二氧化碳量约为2.4 kg，但当车辆使用滚动阻力为B级的绿色轮胎＋行驶10万km，由于节油，可减少1.3 t二氧化碳排放。

1.2 降低轮胎的滚动阻力

在车辆行驶过程中，轮胎滚动阻力降低的直接好处是节省燃油和降低二氧化碳排放。

1.2.1 节省燃油

（1）乘用轮胎。目前我国乘用轮胎的滚动阻力水平大部分仍处于G级及G级以下水平。根据欧洲耗油量的测试结果，轮胎由G级升至B级，油耗每百千米可以降低0.56 L，而C级轮胎节油则达0.44 L[10]。对于寿命达10万km的轮胎，在整个轮胎使用周期内，C级和B级轮胎比G级分别节油440和560 L。汽油价格以6元·L-1计，每条轮胎因节油而使用户受益分别为660和840元，每辆车可减少二氧化碳排放分别为1.1和1.3 t。当使用节能轮胎时，用户每用1条低滚动阻力轮胎，所省油钱可购2～2.5条普通轮胎。

据报告[11]，我国2013年自产内销及国际品牌在我国销售的乘用轮胎共2.46亿条，而2016年的年产量比2013年增加了近20%。如果国内销量增加的比例与产量增加的相似，我国2016年的轮胎销量即为2.95亿条。如果这些轮胎由G级升至C级，节油量每年为325亿L，燃油费节省1 947亿元。如果由G级升至B级，每年节油量则为413亿L，而油费节省2 478亿元。

（2）载重轮胎。对于载重轮胎，降低滚动阻力亦可因节油而使运输成本下降。根据阳冬波的报告[12]，我国载重轮胎有30%滚动阻力未达到欧盟E级要求，70%未达到D级要求。也就是说，大部分轮胎的滚动阻力为E级或E级以下。根据欧洲标签法的规定，如由E级升至B级，其滚动阻力下降37.5%，而升至C级，滚动阻力则下降25%。

米其林公司曾报告，载重汽车及客车行驶中每消耗100 L燃油中有25～35 L被轮胎以热能耗散的形式消耗[13]。对装配22条12R22.5轮胎总质量达49 t的载重汽车而言，行驶100 km大约消耗燃油40 L，其中轮胎消耗为10～14 L（平均为12 L）。如果轮胎的滚动阻力由E级升至C级或B级，其节油量分别为每百千米3或4.5 L。当轮胎行驶里程达20万km时，整车节油分别达6 030或9 000 L。若燃油价格以6元·L-1计，每条轮胎节省燃油费分别为 1 645或2 454元，相当于1或1.5条轮胎的价钱。此数值随着轮胎行驶里程的增加而上升。每辆车可减少二氧化碳排放分别为15.7和23.4 t。

我国2013年自产内销及国际品牌在我国销售的载重轮胎共4 700万条，而2016年的产量比2013年也大约增加了20%[11]。同样，如果国内销量增加的比例与产量增加的比例相似，我国2016年载重轮胎的销量即为5 640万条。如果这些轮胎由E级升至C级，节油量每年为154亿L，燃油费节省924亿元。若由E级升至B级，年节油量则为230亿L，而燃油费节省1 382亿元。

1.2.2 有利于环境保护

（1）减少二氧化碳的排放。对于机动车，发动机工作过程中燃油的消耗伴随着二氧化碳、氮氧化物及某些硫氧化物的排放。对于乘用轮胎，滚动阻力由G级升至C级或B级，每辆车的二氧化碳排放可以降低1.1或1.3 t。按前面所计算的2016年我国内销的轮胎数量，我国每年少排放7 896万或9 594万t二氧化碳。载重轮胎滚动阻力从E级升至C级或B级时，由于节省柴油，每辆车可少排放15.7或23.4 t二氧化碳。而全国每年二氧化碳的排放分别减少4 012万或5 980万t。

（2）减少大气中细颗粒物（PM2.5）的污染。据北京市环保局官网消息，机动车排放污染是北京市PM2.5的最大来源。在北京市PM2.5本地污染中全年机动车排放贡献比例达30%以上，非供暖季可达到40%以上[14]，在极端不利的气象条件下，甚至达到50%左右[15]。另据中科院区域大气环境研究卓越创新中心首席科学家贺泓的报告[16]，PM2.5来源包括直接排放和二次生成，即一次来源和二次来源。其中PM2.5的二次生成是指排放到大气中的气态污染物通过多种化学物理过程转化为硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次气溶胶等细颗粒物质。也就是说，汽车排放污染物本身的一次颗粒物浓度虽不高，但在大气中反应后产生大量二次颗粒物，成为城市PM2.5的重要来源之一[17]。这意味着机动车辆尾气排放是“雾霾”的倍增器。因此，降低轮胎的滚动阻力、降低燃油消耗的同时，可以大大减少尾气排放，从而减少由机动车造成的“灰霾”。

此外，降低滚动阻力也可以通过降低轮胎行驶温度的机理改善轮胎的耐磨性能，从而减少大气中的细颗粒物质的产生。

（3）改善轮胎的耐磨性能。轮胎的滚动阻力与胶料在动态应变下的滞后损失有关。滞后损失增加，使轮胎行驶过程中所得能量更多地以热能的方式消耗，因此，轮胎的滚动阻力增加的同时，轮胎的温度也将升高（见图1[18]）。轮胎测试表明，无论是天然橡胶（NR）还是合成橡胶（SR）胎面，随着轮胎表面温度的升高，耐磨性能均降低[19]。因此，低滚动阻力轮胎的低温行驶有利于耐磨性能的提高。

图1 在相同负荷、速度和充气压力下滚动阻力不同的载重轮胎运行中的温度比较

另外，耐磨性能提高也有助于降低细颗粒物质生成，据20世纪末美国加利福尼亚和日本医生的研究[20-21]，轮胎磨耗产生的细颗粒物质是城市和高速公路附近居民哮喘病增多的主要原因。车辆行驶中胎面磨耗导致大量细颗粒物质形成，这些物质漂浮在大气中，当吸入肺中则难以咳出。有些人对NR中存在的异型蛋白质过敏，也会导致哮喘病的发生。因此，低滚动阻力使轮胎耐磨性能提高可减少细颗粒物质的产生。此外，低滚动阻力轮胎多用SR和白炭黑，NR的用量相对减小，这将有利于减少细颗粒物质中的异型蛋白质，从而降低哮喘病的发病率。

1.2.3 减少轮胎的早期损坏

根据阳冬波的报告[12]，在我国高速公路交通事故中，爆胎事故占全部交通事故的34%，我国也时有爆胎造成严重交通事故报道。低滚动阻力伴随的低生热将防止轮胎肩空肩裂、脱层及冠爆造成的早期损坏，并提高车辆行驶的安全性。在车辆行驶过程中肩部温度降低10 ℃，肩空肩裂则降低60%～70%。而爆胎事故也会因为轮胎行驶温度的降低而大大减少。

1.2.4 提高轮胎的翻新率，延长使用寿命，减少废旧轮胎处理

米其林载重轮胎的设计保证其具有4次生命：新轮胎的寿命、经刻沟后的轮胎使用寿命、一次和二次翻新轮胎的寿命。检测资料表明[4]，翻新和刻沟可优化轮胎的行驶里程，延长轮胎的使用寿命达2.5倍，并减少70%～75%的原材料消耗，同时保证同样的安全性能。

所谓“刻沟”，即在轮胎花纹沟磨至标记线后，为了保证车辆在路面上行驶时有足够的抓着力和操纵性能，用一简单的工具将花纹沟加深而使即将报废的轮胎重新投入使用。对一般载重轮胎来讲，花纹沟加深可提高25%的轮胎寿命，因此，行驶里程可以再延长3万～5万km。此外，刻沟后的轮胎因质量较小，滚动阻力较新胎大大下降，致使轮胎温度进一步降低。

我国生产的载重轮胎，包括所谓的“不三包”甚至“割标”轮胎的胎侧上均以大写字体标有“REGROOVABLE”字样。它表明，该轮胎的结构是适于刻沟的，但此技术在我国从未使用。除人们对此技术缺乏了解之外，主要是轮胎胎体较弱，行驶温度高，早期损坏较多所致。只要轮胎胎体不损坏，花纹磨至标记线或刻沟使用后的轮胎还可以翻新，即将旧胎面打磨后重新换一个新胎面。翻新次数最高可达2次甚至3次，取决于旧轮胎的胎体强度和损坏状态。轮胎翻新是节约运输成本、降低原材料消耗最有效的方法。以典型的12R22.5载重轮胎为例，其胎面质量和成本分别占整胎的23%和22%。如翻新用胎面胶与原胎材料相同时，由于硫化时过硫化程度较低，耐磨性能非但不会降低，而其他性能，诸如抗刺伤及崩花掉块性能还会得到改善。

与国外载重轮胎翻新行业相比，我国的翻胎工业规模是非常小的。目前我国轮胎的翻新率尚不到10%[12]，其原因是我国轮胎胎体损坏严重，大部分旧胎达不到翻新的要求，这与轮胎使用过程中温度较高导致胎体损坏有很大关系。

应该指出，轮胎翻新直接影响废旧轮胎的产生。由于我国汽车销售量和保有量迅速增加，加之轮胎质量不高，致使大量废旧轮胎产生，其数量已超过世界的20%，成为另类“黑色污染”源。这已引起了国家的重视[22]，并提出从源头减少废物的产生，实现由末端治理向污染预防和生产全过程控制转变[23]，开发轮胎翻新再制造先进技术，推行轮胎翻新先进技术保障体系建设，实施产品质量监控管理，确保翻新轮胎的产品质量[24]。

提高轮胎质量，采用绿色轮胎生产技术，降低轮胎滚动阻力的同时降低轮胎生热，减少轮胎的非正常损坏，提高轮胎翻新率，是从源头减少废旧轮胎产生的最有效措施。轮胎翻新1次，就相当于减少1条废轮胎，节省0.8条轮胎的原材料。试验表明，滚动阻力B级的载重轮胎在使用过程中很少出现胎体损坏质量问题，可以大大提高轮胎的翻新率。

1.3 提高抗滑性能的社会效益

1.3.1 抗湿滑性能

车辆在湿滑路上行驶时，由于水的润滑作用，轮胎与路面之间的摩擦力大大下降。轮胎在湿路面上的摩擦力直接影响到车辆的刹车性能及操纵特性。因此提高轮胎的抗湿滑性能是保证行车安全的重要手段。这对乘用车尤为重要，因其负载低、车速高、接地面积小，在雨天容易出事故。在各国乘用轮胎性能标签法规中均将抗湿滑性能列为质量分级标准。欧盟标签法将乘用轮胎的抗湿滑性能分为A—G共7级（其中D和G为空置级），在标准湿路上，以A级轮胎的刹车距离为参比，车速为80 km·h-1的情况下刹车时，B级轮胎刹车距离增加了3 m，而从普通轮胎的F级到B级刹车距离缩短了15 m。因此，高级别抗湿滑轮胎使行车安全性大大提高。

1.3.2 抗干滑性能

轮胎的抗湿滑性对车辆行驶安全性固然有很大的影响，但干路面上的刹车特性、操纵性、紧急变道、应急反应对行驶安全也是十分重要的。它并未列入标签法中，但仍需牢记，行车事故并非只发生在雨天！在这一方面，与普通轮胎相比，绿色轮胎＋的效果更好。

1.4 改善耐磨性能的社会经济效益

提高耐磨性能可延长轮胎的寿命、降低交通运输成本、降低橡胶原材料的消耗、减少废旧轮胎的处理，其经济效益是不言而喻的。

如前所述，耐磨性能提高也可降低大气中细颗粒物质形成，改善大气质量，因为轮胎磨耗形成的细颗粒物质能在较长时间内漂浮在大气中。

例如，对于205/55R16乘用轮胎，当8 mm深的花纹沟磨至1.6 mm时，共磨去1.81 kg胎面胶。假如轮胎寿命为10万km，每年行驶2.5万km时，每辆乘用车1年向大气中释放的细颗粒物质为1.81 kg。

对于12R22.5载重轮胎，当15 mm的花纹沟磨至2 mm时，共磨去约6.5 kg的胎面胶。假设车辆每年行驶12万km，而轮胎的寿命为一年半，一辆22轮集装箱车每年向大气中释放的微尘为95.3 kg，而10.5辆卡车1年释放约1 t的细颗粒物质。因此，其对雾霾的影响及对人体健康所造成的危害不可低估。

除个别国家对轮胎耐磨性能提出一定的要求外，在各国的标签法规中耐磨性能并未列入分级标准。其主要原因是，到目前为止，尚未发现任何一种磨耗试验机的测试结果与轮胎实际使用中的耐磨性能有较好的相关性。而在轮胎的实际里程试验中，其结果也受其行驶路面、车辆状况、地区气候及驾驶员个人习惯的影响。较为可靠的轮胎试验场实验则因费时费力而很难用于轮胎的分级评判。在多数情况下，客户使用信息的反馈则成为市场评价轮胎耐磨性能优劣的主要方法。

必须指出，降低滚动阻力有多种方法，诸如，降低填料用量、采用低比表面积填料和填料并用体系、在NR胎面胶中加入大量白炭黑、采用胶乳-白炭黑共沉母胶、加入某些添加剂[25]等。但这些方法均以牺牲轮胎耐磨性能为代价换取低滚动阻力[26]。这不但影响轮胎的使用寿命和增加大气污染，也会产生更多的废胎。

1.5 降低车辆行驶噪声

绿色轮胎的优点之一就是降低轮胎行驶中产生的噪声[1]（与普通轮胎相比降低了1 dB）。绿色轮胎＋也保留了这一优点。

2 绿色轮胎在我国的推广应用

综上所述，绿色轮胎在提高轮胎品质、降低滚动阻力、改善轮胎抗湿滑性能等方面的功能是明显的。过去20余年，在世界上，尤其在欧洲，人们逐渐认识到绿色轮胎的发展对于节省能源、减少二氧化碳排放、降低粉尘产生、减缓或者降低大气污染、增加行车安全所起的重要作用，绿色轮胎的制造和市场发展很快。近年来，我国某些轮胎企业迫于国外轮胎标签法和市场的压力开始试制和生产绿色轮胎，但发展十分缓慢。而个别外国轮胎公司制造的绿色轮胎开始进入中国市场，但产品少人问津。其原因不外是制造商成本和利润的制约和用户对新产品缺乏认识。

从用户角度来看，绿色轮胎的经济效益和社会效益难以短期彰显，而市场价格较普通轮胎相差较大。例如，目前固铂公司在市场上有一规格为205/55R16的ECO-C1轮胎，其滚动阻力和抗湿滑性能据称均为B级，市场价为475元，而同规格的普通轮胎为329元，两者相差146元。某代销点的销售纪录表明，前者评价者为10，后者则为600。从经济上讲，前者节省的840元燃油费可以再买约两条胎，即用户使用ECO-C1轮胎时不但购胎费用得以返还，还可赚365元。而从行车安全上看，在湿路面上紧急停车时，用ECO-C1轮胎的刹车距离较普通轮胎缩短15 m。假若下雨天用普通轮胎产生的车毁人亡的事故可能由于使用绿色轮胎得以避免，但用户并不知道是绿色轮胎救了他的命。也就是说，用户对优质轮胎的社会经济效益并不感知，但他清楚地看到轮胎售价的差别。《中国化工报》曾报道[27]，绿色轮胎的单价比传统轮胎高10%～30%，但由于制造技术和原材料要求比现有轮胎高，企业生产成本提高15%左右，因此生产厂对开发制造绿色轮胎的积极性并不很高。综上所述，我国目前发展绿色轮胎的情况可总结如下：

（1）绿色轮胎的低滚动阻力、高抗湿滑性能、节能减排及行车安全的社会经济效益是实实在在的；

（2）用户不会花钱去买一种看不见的社会经济效益；

（3）轮胎制造公司也不会降低利润或赔本去研发、制造和推销新产品。

如何使绿色轮胎跑起来，必须由政府推动。目前欧洲绿色轮胎推广的速度是全世界最快的。这一方面是欧盟政府和全民对环境保护和绿色运动的重视，另一方面，政府对轮胎准入市场的最低滚动阻力做出限定的同时，也规定凡达到C类以上等级的轮胎均获得欧盟各国财政奖励。

我们可以效仿欧盟的办法来加速绿色轮胎的发展。但是根据我国轮胎工业的具体情况，设置准入市场销售的最低滚动阻力容易，但由政府财政奖励所需资金筹集则不易。

解决办法之一是国家设立“绿色轮胎奖励基金”。基金的筹集采取“取之于斯，用之于斯”的方法，不动用国家的财政收入。既然绿色轮胎的主要经济效益来自节省燃油，可以用客户节省的燃油支出作为绿色轮胎的财政奖励基金。具体做法：由政府出面，将燃油的价格提高，所得收入专用于“绿色轮胎奖励基金”。譬如，在每升油价中增加5分（不到油价的1%）。以一般乘用车为例，每行驶百千米消耗10 L燃油计算，对轮胎使用寿命为10万km的轮胎，在整个轮胎行驶过程中，因燃油的涨价使用者多支出500元，即每条轮胎多支出的油费为125元。当使用B级或C级的轮胎时，用户每条轮胎节省的燃油费则分别从840和660元降至715和535元。如果将125元中的100或60元分别奖励制造B级或C级轮胎的公司，而要求轮胎制造商将轮胎的价格降为普通轮胎的价格出售。在这一方案中，每销售1条B级或C级轮胎，奖励基金尚余25或65元。而从1条普通轮胎的销售中可得125元作为其浪费燃油及有害环保的惩罚。

对于安装22条12R22.5轮胎的载重汽车，假若轮胎使用寿命为20万km，每百千米耗燃油40 L，则每辆车的耗油为80 000 L，以每升提价5分计，用户多支出燃油费4 000元。每条轮胎因燃油提价所增加的油费为182元，其中120元奖励轮胎公司。如果普通轮胎的售价为1 500元，而允许轮胎厂的售价只增加10%，即150元，相对于普通轮胎，轮胎公司生产1条B级轮胎的收益为270元，这不仅抵消了绿色轮胎成本的增加（如成本的15%），利润也有相当的提高。而轮胎用户在这一过程中增加的支出为332元。由于每条绿色轮胎节省的燃油费为 2 454元，其净利为2 122元，即使用1 650元的绿色轮胎，除使用轮胎不花钱外，还净赚472元。在这一设计中，每销售1条绿色轮胎，奖励基金中还剩62元。诚然，C级轮胎的奖励和销售价将相应减少，但奖励基金所得数额将相应增加。

在上述方案中，关键的问题是市场上轮胎质量的监管问题。为防止乱标级别以次充好，需要设立有权威性的检测机构，定期在市场上购买商品轮胎进行检测。对于检测数据达不到标定级别者，进行罚款并不准进入相应的市场，同时降低生产者的诚信等级。在确保轮胎的性能符合所标记的级别外，为了减少由轮胎磨耗造成的大气污染及保证轮胎的使用寿命，也需要对轮胎耐磨性能进行测验。鉴于室内试验结果与实际车辆行驶中的耐磨性缺乏相关性，必须将抽查的轮胎在试验场内于标准试验条件下进行磨耗试验，其指标可以参考美国UTQG轮胎耐磨性能的标准制定。因此，除了足够的实验室以外，还需建立足够的轮胎试验场，需成立一非营利性机构负责奖励基金及测试机构的建立和经营管理。所需资金亦从奖励基金支付。

利用上述办法对各方均有益处。

轮胎用户：节省燃油费用；提高行车安全性。

轮胎生产企业：增加销售利润，提高生产技术水平。

国家及社会：节省能源；减少二氧化碳排放；减少细颗粒物质产生，降低大气污染，减少雾霾；减少行车事故；减少废旧轮胎处理；减少橡胶材料消耗；增加就业岗位。