拉斯
世界汽车钢联合会技术总监
汽车轻量化的生命周期评估
智能车辆轻量化的基本原理是考虑轻量化在使用阶段的碳减排效益，并将其与减轻车辆重量的材料本身的排放影响进行比较。
减重明显减少了混合动力和内燃机汽车在整个产品生命周期中尾气二氧化碳排放量。 这是一种已经使用了数十年的减少燃料消耗的方法。 然而，当我们将注意力转移到产品生命周期的使用阶段之外时，情况就不那么简单了。
大多数用于减轻车辆重量的材料通常比它们所替代的钢材更加能源密集。 在某些情况下，生产过程中产生的排放可能超过减轻重量带来的二氧化碳减排效益。
轻量化要求随着汽车技术的发展而变化
旅行的未来正在迅速变化。 在未来 15 年中，随着电动汽车的出现以及电池效率的相关改进，我们将看到自动驾驶汽车和移动即服务模式的采用越来越多。
通常，随着时间的推移，动力系统会变得更加高效汽车用的钢材，这有助于减少整个生命周期中的二氧化碳排放。 因此，减轻车辆重量对于减少车辆整体碳足迹并没有显着影响。 更重要的是权衡轻质材料替代传统材料的优势，以实现更低的碳排放。 从化石燃料逐渐转向电力将加剧这种情况。 纯电动汽车在使用阶段的碳排放量大幅减少。 此外，许多电动汽车使用再生制动系统来回收能量，因此减轻重量对电力需求的影响较小。
在讨论电动汽车的轻量化时，有一些特殊因素需要考虑。 对于电动汽车来说，减轻重量可以增加电池容量，从而提高单次充电的续航里程。 然而，重量只是简单地重新分配到车辆的其他地方以适应变化。 这意味着轻量化可能对减少二氧化碳排放做出很小的贡献。 事实上，电池的额外产量可能会抵消使用轻质材料代替钢材所带来的任何收益。
然而，当电动汽车通过轻量化减轻重量时，驱动车辆所需的能量也随之减少。 如果汽车可以制造得更轻，它们就可以配备更小的电池来实现相同的续航里程目标。 随着电池制造变得更加高效，这将进一步减少车辆生命周期的碳足迹。 这进一步影响了要进行的权衡。 使用能源密集型材料实现轻量化所节省的碳排放量可能超过使用较小电池所节省的碳排放量。
最后，随着车辆自动化越来越成为消费者的选择，我们将看到车辆性能的根本变化。 车辆系统将根据其所处环境以最佳效率运行，这将再次提高车辆效率并进一步减少减重对使用阶段碳排放的影响。
轻量化、循环经济和报废阶段
在考虑车辆的整个产品生命周期时汽车用的钢材，必须考虑循环经济。 人们越来越关注汽车的报废问题，材料的可回收性将在汽车产品的生产中发挥越来越重要的作用。
在车辆生产阶段使用可在车辆使用寿命结束时回收的材料将显着减少其碳足迹。 同样，使用回收材料生产新材料也有助于减少排放。
选择正确的材料和方法对于智能轻量化至关重要
未来的交通运输将严重依赖全生命周期的碳减排措施。 智能轻量化需要考虑很多因素。 对于运输行业的汽车制造商来说，确保其轻量化解决方案在整个产品生命周期中减少二氧化碳排放至关重要。
未来车辆设计的某些要素可以在车辆生命周期的某些阶段减少对环境的影响，而在其他阶段增加对环境的影响。 使用生命周期评估框架可以帮助最大限度地减少所需的权衡，并确保为这种新型交通设计的车辆为减少交通排放做出真正的贡献。
最终，汽车制造商需要以这种方式仔细考虑其整个产品组合的碳影响。 为轻量化战略选择正确的材料和方法将是实现最佳解决方案的关键因素，这将使消费者、企业和环境受益。
世界汽车钢铁联盟正在主导一个项目，旨在开发基于钢铁材料的“出行即服务”模式，利用先进的高强度钢材和相关制造工艺，开发适合共享出行服务的环保L5车辆。 级别自动驾驶模型。 欢迎访问网站，了解更多项目信息。
作者
Russ 担任 Group 的环境和制造顾问，为钢铁行业提供安全、质量和运营支持。 目前，Russ 负责管理世界汽车钢铁联盟的车辆生命周期评估 (LCA) 建模项目，并与利益相关者密切合作，以提高他们对材料选择如何影响温室气体减排目标实现的理解。
Russ 参与了世界钢铁联盟解决车辆碳足迹和生命周期评估问题的多项工作，包括担任世界钢铁协会全球 LCA 专家组的代表以及车辆重量基准测试项目的推动者/分析师。
