Как сделать машину экологичнее

Хотя электромобили не производят выхлопных газов, неудобная правда в том, что они настолько чисты, насколько чисты электричество, которое их питает - и, как показывает анализ жизненного цикла Polestar и Volvo , производство электромобилей требует большего количества углерода, чем производство сопоставимого сгорания. моторный автомобиль.

Это означает, что электромобили - это только начало: движение автомобильной промышленности к устойчивости повлияет на все аспекты производства и производства автомобилей в будущем. Вот лишь несколько примеров того, как автомобили меняются по мере того, как промышленность пытается уменьшить свой углеродный след.

Покупатели автомобилей, ищущие экологически безопасные решения, могут заметить использование экологически чистой ткани сидений, но некоторые из самых больших достижений могут заключаться в снижении воздействия углерода на материалы, используемые в раме и кузове автомобиля.

Прогресс может быть достигнут благодаря работе с поставщиками: Kia запустила систему мониторинга выбросов углерода для своих поставщиков и пообещала в будущем использовать только «зеленую сталь» - металл, произведенный без использования ископаемого топлива. Это может оказать существенное влияние, учитывая, что на производство стали приходится 8% мировых выбросов парниковых газов.

Шведское совместное предприятие Hybrit начало производство стали с замены коксующегося угля, традиционно используемого, на возобновляемые источники энергии и водород. Volvo Group недавно получила первую партию продукции от клиентов.

Автомобильные фирмы, оценивающие новые материалы для кузова, также включают Volkswagen . С ID Life концепции, например, она продемонстрировала съемную крышу и капот , сделанный из переработанных ПЭТ - бутылок, делая их как легче и дешевле в производстве , чем традиционные примеры.

Покраска автомобиля - одна из самых ресурсоемких частей производственного процесса, и попытки уменьшить воздействие на окружающую среду окрасочных цехов стали одним из основных направлений деятельности производителей в области устойчивого развития.

Например, в рамках расширения фабрики в Сант'Агата для постройки Urus в 2019 году Lamborghini открыла новый цех окраски, который был разработан, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду на 30%. Частично это было связано с использованием более качественной изоляции и светодиодного освещения, но также за счет переключения 95% используемых цветов на краски на водной основе и снижения выбросов растворителей за счет дожигателя, который рекуперировал тепло от процесса. зона экологических улучшений для питания печей на линии покраски. Новая система пневмотранспорта означала, что 80% распыляемой краски было нанесено на кузов.

Но самый простой способ уменьшить воздействие покраски автомобилей на окружающую среду - перестать их красить. И концепт BMW i Vision Circular (см. Ниже), и ID Life имеют неокрашенную внешнюю поверхность, сделанную из металла, обработанного специальным анодированным покрытием. Например, в ID Life используется отделка, в которой используется переработанная древесная стружка и отвердитель на биологической основе, и она разработана таким образом, чтобы ее можно было полностью переработать без обработки. Эта технология еще не стала серийным автомобилем, но производители активно над этим работают.

Внедрить новые материалы для внутренней отделки автомобиля не так просто, как просто выбрать новую ткань и покрыть сиденье: использование в автомобилях требует огромных требований к материалам. Мария Малдер, руководитель отдела цвета и отделки Bentley , говорит, что на поиск, тестирование и оценку потенциальных новых материалов для использования в автомобилях компании уходит не менее семи лет. Для сравнения, этот процесс занимает около четырех лет для более массового бренда, такого как Volkswagen.

«Около 80% построенных на сегодняшний день Bentley все еще находятся в пути, поэтому мы будем использовать только материал, который, как мы действительно уверены, прослужит не менее 100 лет», - говорит Малдер. «Мы всегда ищем новые интересные материалы. Мы внимательно следим за модой. Мы увидим новые материалы, используемые в одежде, и начнем отслеживать их для автомобильной промышленности ».

У Bentley есть «полка» в отделе цветов и отделки для материалов, которые ему интересны, но которые еще не были проверены для использования в автомобилях. Малдер отмечает, что материалы могут оставаться на этой полке «семь лет или больше».

Кроме того, внедрение экологически чистых материалов не так просто, как переход на те, которые оказывают наименьшее воздействие на окружающую среду, особенно если вы следуете принципам циркулярной экономики и хотите, чтобы любой материал, который вы действительно используете, подлежал полной переработке. Анна Гольдхофер, специалист по экологически чистым материалам в BMW , отмечает, что лучший материал для использования не обязательно тот, в производстве которого используется самый низкий уровень CO2, «потому что он не обязательно будет круглым, если вам нужно его покрасить или обработать перед этим. может быть использован".

Ремни безопасности и чехлы на сиденья, сделанные из переработанных бутылок из ПЭТ, теперь относительно распространены. Вы найдете их как в Renault Zoe, так и в Polestar 2 . Недавние гибриды Fiat 500 и Panda были первыми серийными автомобилями, в которых обшивка сиденья была сделана из пряжи Seaquel, изготовленной из переработанных отходов, в том числе рыболовных сетей и пластика, извлеченных из моря.

Автомобильные фирмы стремятся заменить не только более заметные материалы. BMW, например, оценивает натуральные материалы для использования в конструкции внутренних дверных панелей, в том числе пену из волокон конопли. Гольдхофер говорит: «У него есть несколько преимуществ, помимо простого сокращения выбросов CO2. Он легче, что помогает сделать автомобиль более экономичным, а поскольку натуральные волокна выращиваются, он служит поглотителем углерода: он поглощает CO2 во время его роста, поэтому он может отрицательно влиять на углерод ».

Аналогичным образом Polestar оценивает материалы Powerribs и Amplitex от Bcomp для использования в будущих внутренних панелях. Оба материала изготовлены из льняного композита, который часто выращивают во время севооборота, поэтому его можно производить, не конкурируя с пищевыми культурами. Он также легче и прочнее, чем традиционные материалы для автомобильных панелей.

Некоторые новые автомобильные фирмы, в том числе Polestar, сделали салон без кожи, но он остается популярным вариантом для клиентов таких премиальных брендов, как Bentley. Хотя марка Crewe рассматривает альтернативы, Малдер говорит, что использование кожи «является ключевой частью нашего бренда».

Тем не менее, Bentley стремится доказать, что кожа, которую она использует, может быть частью ответственного и экологичного подхода, поскольку вся кожа закупается у горстки европейских производителей, где шкуры являются побочными продуктами пищевой промышленности. Bentley заявляет, что все ее поставщики соответствуют высоким производственным стандартам, установленным Рабочей группой по кожевенным изделиям (членом которой является Bentley), и она усовершенствовала процесс резки, чтобы максимально использовать каждую шкуру.

Но хотя кожа будет по-прежнему пользоваться спросом среди многих клиентов Bentley, выбросы CO2 и метана, связанные с ее производством, даже в качестве побочного продукта, означают, что некоторые покупатели автомобилей будут стремиться отказаться от любых продуктов животного происхождения, при этом все еще желая сидений с ощущение продукта. Поэтому Bentley внимательно изучает альтернативы.

Один многообещающий вариант, который рассматривают Bentley и другие автомобильные фирмы, - это Wine Fabric от Vegea, которая, как следует из названия, представляет собой веганскую кожу, сделанную из виноградных кож, стеблей и семян, которые выбрасываются при производстве вина. Пока что Малдер и ее команда еще не определили, подходит ли он для использования в серийных автомобилях, но испытания продолжаются.

Как будто кожа на основе виноградной кожицы не является достаточно странной, другие варианты, которые оценивают автопроизводители, включают Pinatex, сделанный из волокон ананаса, и Desertex, который сделан из кактуса.

Дело не только в том, из чего сделан сам автомобиль: то, на чем он стоит, также может повлиять на устойчивость. Таким образом, есть стремление повысить экологичность шин. В чемпионате по мотогонкам Мото Е компания Michelin испытывала шину, которая на 40% состоит из переработанного биоматериала. В будущем это может пойти дальше. ID Life демонстрирует концепцию шин, изготовленных из смеси экологически чистого каучука, переработанной резины, рисовой шелухи и растительного масла.

Способы повышения устойчивости производства

Снижение воздействия на окружающую среду фактического процесса производства автомобилей - еще одна ключевая область, в которой компании стремятся достичь нулевого уровня. Самый очевидный способ сделать это - перейти на «зеленую» энергию. Завод Bentley's Crewe оснащен 10 000 солнечных панелей, покрывающих 1378 парковочных мест, и 20 815 панелей на крыше завода, что дает компании возможность вырабатывать 7,7 МВт энергии - достаточной для питания более 1750 домов.

В Сант'Агате у Lamborghini есть сделка с местной когенерационной установкой для производства биогаза. Избыточная энергия, генерируемая в ходе этого процесса, используется для нагрева воды, которая затем отправляется на завод Lamborghini, что позволяет ежегодно экономить около 1800 тонн CO2.

Вилочные погрузчики Bentley с более чем 250 автомобилями были переоборудованы на электрические, а 10 грузовиков с большой грузоподъемностью, которые перебрасывают детали между заводом компании и складом в Уинсфорде, были переоборудованы для работы на возобновляемом топливе, созданном на месте с использованием гидроочищенного растительного масла. Bentley заявляет, что переход на новую технологию сократил выбросы CO2 в выхлопных трубах ее транспортных средств более чем на 86%.

В прошлом году компания модернизировала свою систему улавливания сточных вод установкой обратного осмоса, в которой используются насосы высокого давления для удаления загрязняющих веществ из сточных вод, образующихся в процессе окраски, в результате чего получается чистая вода, которую можно использовать на заводе и на территории. . В течение 2020 года Bentley удалось переработать 350 000 литров воды.

А как насчет батарей в электромобиле?

Наибольший вклад в воздействие электромобиля на окружающую среду вносит производство его аккумуляторной батареи. Более того, редкие элементы, такие как литий, используемые в батареях электромобилей, часто добываются на шахтах в Демократической Республике Конго, которые часто подвергаются критике за их стандарты безопасности. Это проблема с различными возможными решениями по мере развития технологий. Volvo, например, использует блокчейн для отслеживания точного источника ресурсов, используемых в его автомобилях.

Есть также все больше шагов по увеличению срока службы батарей. Компания Porsche разработала процесс ремонта высоковольтных аккумуляторных батарей для устройств на Taycan, используя как специализированные ремонтные центры, так и технических специалистов «летающих врачей», которые могут выехать туда, где потребуется ремонт. Этих механиков обучают разбирать аккумулятор Taycan, определять, какие из 28 или 33 модулей повреждены, а затем заменять эти отдельные элементы. Это гарантирует, что всю батарею можно будет продолжать использовать там, где раньше ее пришлось бы утилизировать.

Но конечная цель - переработать аккумуляторы. Многие автомобильные фирмы разрабатывают прототипы заводов, которые предназначены для разложения аккумуляторов на отдельные элементы, и они работают над процессами, которые позволят разделять эти материалы и затем повторно использовать их в будущих автомобильных аккумуляторах вместо того, чтобы добывать дополнительные элементы.

Видение BMW в отношении производства автомобилей в 2040 году

Производители часто используют концепт-кары для предварительного просмотра будущих серийных моделей, но i Vision Circular, который BMW представила в Мюнхене в этом году, был разработан для ознакомления с будущим производства автомобилей в 2040 году.

Он демонстрирует принципы циркулярной экономики и разработан с использованием 100% переработанных материалов, которые впоследствии могут быть переработаны. Идея состоит в том, чтобы следовать четырем принципам кругового дизайна: переосмысление, сокращение, повторное использование и переработка.

Так i Vision Circular демонстрирует принципы устойчивого дизайна и материалы.

Шины и колеса  . Шины в основном изготовлены из экологически чистого натурального каучука, в который добавлены дополнительные частицы переработанной резины, чтобы придать им дополнительную прочность. В ободах используется минимум материалов, а внешняя поверхность покрывает колесо и улучшает аэродинамическую эффективность.

Кузов:  i Vision Circular имеет корпус, сделанный в основном из вторичного алюминия с анодированным покрытием светло-золотого цвета. В задней части автомобиля есть поверхности, обработанные термообработанной сталью. BMW утверждает, что процесс доработки обоих материалов дает им «визуальный эффект», а также позволяет легко повторно использовать оба металла. Бамперы изготовлены из переработанного пластика, обработанного для придания им «мраморного» эффекта.

Элементы внешнего дизайна: корпус i Vision Circular - это пример того, как переосмыслить и уменьшить. Все хромированные элементы и надстройки кузова были удалены. Решетка радиатора была превращена в цифровую поверхность - без хромированной окантовки - и даже круглая рамка BMW выгравирована лазером на автомобиле, чтобы избежать использования лишних деталей. Это также упрощает переработку в дальнейшем. «Хром был изобретен в 1920-х и 30-х годах, чтобы придать автомобилю сияние, чтобы свет мог разбить поверхность, но это всего лишь украшения», - говорит Дюкек.

Приборная панель: на приборной панели  значительно сокращено количество элементов управления и компонентов, вместо этого датчики и экраны реагируют на команды водителя. Основная приборная панель построена вокруг корпуса из кристалла, напечатанного на 3D-принтере, окаймленного натуральным деревом. Вместо дисплея водителя на лобовом стекле отображается вся информация, необходимая водителю, прямо на нижнюю часть лобового стекла. Панель приборов также была лишена второстепенных материалов. «В современных автомобилях есть материалы, которые не служат только для украшения», - говорит Дюкек. «Клиенты привыкли, что внутри есть какие-то« украшения », поэтому мы начали делать украшения функциональными частями автомобиля: переключатели для изменения сиденья [положения] теперь служат ювелирной деталью».

Рулевое колесо: оно напечатано на 3D-принтере из древесного порошка на биологической основе. «Мы сделали это не только потому, что подумали, что было бы круто использовать дерево», - говорит главный дизайнер BMW Домагой Дюкец. «Сегодняшнее рулевое колесо имеет металлическую конструкцию, покрытую поролоном, а затем пластиком или кожей, и разобрать его невозможно. Таким образом, вы создаете вторичный материал, не такого же качества, как оригинал. Мы поняли, что в прошлом рули были деревянными, но они были цельными, поэтому у вас было много отходов. Но с помощью 3D-печати мы можем делать его из древесного порошка без каких-либо потерь ».

Обивка:  сиденья покрыты бархатистой тканью из переработанного пластика, прикрепленной к алюминиевой раме светло-золотистого цвета. Задняя часть корпуса также изготовлена ​​из переработанного пластика. «Мы хотим, чтобы материал был более приятным, чем раньше», - говорит Дюкек. «Сегодня в дизайне мебели вы видите, что текстиль имеет более высокую цену, чем кожа, потому что кожа больше не является самым желаемым продуктом: это просто кожа коровы. «Что касается текстиля, то способ его производства и мастерство оказывают реальное влияние на его ощущение и роскошь. Это дает автомобилю удовольствие внутри, которое обычно не ассоциируется с переработкой отходов ». Ковролин с глубоким ворсом в автомобиле также сделан из 100% переработанного пластика.