汽车业

modern steel city

 

根据国际汽车制造商组织发布的数据,2018年汽车产量为9560万辆。

平均每辆汽车用钢900千克,汽车用钢分布如下:

  • 34%的钢材用于车身结构、钣金、车门和行李箱,以获得高强度,以及在发生碰撞时吸收能量。
  • 23%的钢材用于传动系统,包括发动机组使用的铸铁,以及耐磨齿轮机构使用的可切削碳钢。
  • 12%的钢材用于悬挂系统,使用的是高强度轧制钢带。
  • 其余钢材出现在车轮、轮胎、油箱、转向和制动系统。

现在,几乎每种新车设计都使用先进高强度钢材。在今天的汽车中,钢材占比超过60%,先进高强度钢材的使用让汽车质量更轻、设计更优化,提高了安全性和燃油效率。

  • 与传统钢材相比,新等级先进高强度钢材的使用让汽车制造商能够减少车身重量25-39%。以乘座五人的典型家用轿车为例,汽车总体重量减轻170-270千克,这相当于在整个生命周期期间,节约了3-4.5吨温室气体。减少的温室气体排放量超过了全部汽车用钢在生产期间排放的二氧化碳总量。
  • 2013年,世界钢铁协会下属的项目——世界汽车用钢联盟完成了一个为期三年的项目,为电动汽车带来完全工程化、以钢铁为主材的设计方案。该项目被称为“未来钢质汽车项目”,以钢质车身结构设计为重点,将白车身的质量减至188千克,将整个生命周期期间的温室气体排放量减少几乎70%。未来钢质汽车项目的研究始于2007年,重点放在2015-2020年的汽车解决方案。今天,我们看到该项目开发的材料组合被越来越多地用于新产品。

全球交通运输业是排放温室气体的主要行业之一,占人造二氧化碳排放总量的大约24%( 国际能源署,燃油燃料二氧化排放亮点报告,2018年版,第13页).。在这一问题的处理上,监管部门设置了汽车排放量的累进限制和/或燃料经济性标准。许多现存立法都首先以减少油耗为标准,重点提高车辆的单位燃油行驶里程(千米/升或英里/加仑)。现在,这种方式已经延伸到汽车的温室气体减排规范。

将燃油的经济性标准扩大到满足减排目标的做法,正在造成未预计的后果。为减轻车辆质量,我们使用低密度替代材料。低密度材料可能会减轻整体车重,并且相应地减少燃油消耗和使用阶段的排放量。不过,低密度材料的生产过程通常更加耗能,产生的温室气体更多,因此汽车生产阶段的排放量可能大幅增加。这些材料往往不能循环利用,需要进行填埋处理。大量生命周期评价研究表明,这种方式可能增加汽车整个生命周期期间的排放量,同时提高生产成本。

在认识一种材料的真实环境影响时,生命周期评价是一个关键因素。对一种产品实施生命周期评价时,需要考察资源、能量和排放量三个方面,并且涵盖了从原料采集到寿命终止的完整阶段,其中包括使用、循环和处理。世界钢铁协会出版的《循环经济下的钢铁行业——生命周期视角》,解释了生命周期方法在认识一种产品的真实环境影响上发挥的关键作用。