市場排放

碳足跡評估+可持續(xù)性設(shè)計 A2MAC1破解汽車碳排放難題

蓋世汽車 2024-01-12 07:10

“過去，汽車的性能和成本是重中之重，而現(xiàn)在減少二氧化碳碳足跡在多項法規(guī)的推動下成為車企的必修課。”A2MAC1首席技術(shù)和產(chǎn)品官Arno Zinke在2023世界新能源汽車大會上如是說。

圖為A2MAC1首席技術(shù)和產(chǎn)品官Arno Zinke在世界新能源汽車大會的發(fā)言圖源：A2MAC1

的確，為了削減燃油汽車的碳足跡，全球掀起了電氣化浪潮。而如今，電動汽車也逐漸成為全球各國政府碳足跡監(jiān)管的重點。為了客觀地衡量市場上車輛的碳足跡，識別供應(yīng)鏈中減少碳排放的方法，亟需一種統(tǒng)一、透明的方法來進行碳足跡評估；評估之后，如何減少汽車的二氧化碳足跡，也成為了全球汽車行業(yè)必須解決的新課題。

碳足跡測算洞察，A2MAC1有妙招

近幾年，歐洲先后推出多項法規(guī)推動實現(xiàn)2050年碳中和的目標(biāo)，交通運輸作為碳排放的主要來源之一，自然是主要關(guān)注領(lǐng)域。為了減少汽車碳排放，歐盟理事會在今年3月份批準了“2035年起禁售會導(dǎo)致碳排放的新燃油轎車和小型客貨車”的法規(guī)；針對電動汽車，法國新規(guī)將電動車補貼與碳足跡掛鉤；歐盟則宣布到2026年將開始正式實施碳邊境調(diào)整機制（CBAM），開始落實碳關(guān)稅；此外，歐盟還宣布自2027年起，動力電池出口到歐洲必須持有符合要求的“電池護照”，記錄電池的制造商、材料成分、碳足跡、供應(yīng)鏈等信息。

圖為A2MAC1首席技術(shù)和產(chǎn)品官Arno Zinke在世界新能源汽車大會的發(fā)言圖源：A2MAC1

種種嚴苛法規(guī)之下，汽車碳足跡的核算和評估顯得至關(guān)重要，畢竟確定碳足跡是減少碳排放行為的第一步。那么問題來了，如何運用統(tǒng)一、透明的方法來對車輛碳足跡進行測試評估？

作為汽車行業(yè)第一家對標(biāo)分析公司，A2MAC1將多年的對標(biāo)分析專長也用在了車輛碳排放的測試和評估上。通過詳細的零部件掃描，根據(jù)原材料、生產(chǎn)節(jié)拍、工藝和年產(chǎn)量對零件進行分析，不僅可以幫助車企找到優(yōu)化設(shè)計、最大限度提高性能和降低成本的機會，還能同時評估整個生命周期的碳足跡。在2023世界新能源汽車大會上，Arno Zinke就對大眾ID.3和特斯拉Model S Plaid進行拆解后的碳排放分析做了演示。

以大眾ID.3為例，其儀表板橫梁（Cross-Car Beam）共使用了7.3kg焊接鋼，而特斯拉Model S Plaid使用的是采用包覆成型工藝的沖壓鋼與鋁支撐，僅重4.4kg。雖然工藝加工過程更復(fù)雜，但A2MAC1的計算表明，由于材料特性和工藝刮擦的減少，特斯拉車輛的整體二氧化碳足跡更低。

圖源：A2MAC1

另外，A2MAC1的分析發(fā)現(xiàn)，特斯拉Model S中的空氣導(dǎo)流板通過降低風(fēng)阻系數(shù)（減少0.003）提高了車輛的續(xù)航效率，即續(xù)航里程在電池容量不變的情況下增加了1.5公里，而在實現(xiàn)相同續(xù)航里程的情況下節(jié)約了255 Wh的電量，并最終將每輛車的電池成本降低了23美元，且二氧化碳排放量也減少了53公斤。“這說明，看似小的細節(jié)也可以產(chǎn)生較大的影響，一個很小的零部件對二氧化碳足跡的影響可能非常大。”Arno Zinke說道。

圖源：A2MAC1

在會上，A2MAC1還展示了對中國多家主要汽車制造商的電動汽車二氧化碳排放進行分析的演示，具體數(shù)據(jù)如下圖。

圖源：A2MAC1

上圖中電動汽車的碳排放表現(xiàn)從10噸到30噸不等，主要取決于車身尺寸的不同，例如小型電動車五菱宏光Mini和吉利熊貓Mini的碳排放就相對較低。除車身尺寸和類型外，A2MAC1的其他分析還表明電動汽車排放與電池容量和供應(yīng)鏈本地化等因素息息相關(guān)，而這也給車企降低電動車碳排放提供了突破口。

通常情況下，跟蹤并評估碳足跡、產(chǎn)生上述數(shù)據(jù)洞察的過程緩慢而繁瑣。而A2MAC1致力于自動化和集成工作流程，以實現(xiàn)快速迭代、假設(shè)場景的探索以及跨團隊協(xié)作。A2MAC1近日推出的基于A2MAC1知識庫的新型成本核算和可持續(xù)性解決方案便是范例。

該方案使用最先進的技術(shù)模塊和模型，可為各種制造工藝提供支持，例如自動計算成本和二氧化碳足跡，可應(yīng)用于整車和零部件，從而大大縮短周轉(zhuǎn)時間，并確保結(jié)果的可重復(fù)和一致性。

通過A2MAC1的技術(shù)，企業(yè)不僅可以快速全面的了解自身汽車及零部件的碳排放，還可以實現(xiàn)與競爭對手的對標(biāo)，知己知彼，揚長避短，并為后續(xù)采取相應(yīng)的減排措施打下重要基礎(chǔ)。

可持續(xù)設(shè)計，從源頭減少汽車碳足跡

汽車設(shè)計是整個汽車產(chǎn)業(yè)非常重要的環(huán)節(jié)，也是相當(dāng)關(guān)鍵的一步。如何在汽車設(shè)計階段加入可持續(xù)性理念，是可持續(xù)性汽車產(chǎn)業(yè)未來能否成功的關(guān)鍵。

而憑借過去數(shù)十年來在汽車對標(biāo)分析領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗和龐大數(shù)據(jù)庫，以及由此打造的服務(wù)和評估平臺，不論是在碳足跡測算上，還是減少碳足跡方面， A2MAC1都將能助車企一臂之力。

在本屆世界新能源汽車大會上，Arno Zinke還介紹了設(shè)計具有更高可持續(xù)性車輛的最佳方法，并以極氪001到極氪009的電池包演變作為示例進行了展示。如圖，極氪001搭載的100 kWh電池采用的封裝策略是標(biāo)準化模組電池包（CTM）技術(shù)，而極氪009搭載的140kWh電池包采用的則是CTP技術(shù)，相較于 CTM，減少或省去了電池模組占用的空間，并將電池封裝成本降低了16%。

圖源：A2MAC1

“如A2MAC1分析所示，設(shè)計的改變可以在保持外形尺寸的同時提高性能，并降低成本，從而使OEM能夠更快且更有信心地打造更好的產(chǎn)品。”Arno Zinke說道。

事實上，汽車的可持續(xù)性設(shè)計受到多方因素的影響。其一是技術(shù)層面，例如虛擬產(chǎn)品和數(shù)字孿生，可以通過對真實環(huán)境進行仿真，從而在虛擬環(huán)境下對多種設(shè)想和方案進行測試，進而最終實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化。此外，AIGC在對標(biāo)平臺上的應(yīng)用也能使客戶能夠獲得實時反饋，以實現(xiàn)更加快速地優(yōu)化產(chǎn)品。

其二是在設(shè)計階段就將汽車材料的回收和再利用納入考慮范圍。從車輛研發(fā)、原材料利用、制造到回收的各個環(huán)節(jié)，汽車制造商都需要考慮汽車在報廢后的再利用和再循環(huán)，從而將車輛整個生命周期內(nèi)的碳排放降至最低。

不僅如此，通過跨不同工程學(xué)科實現(xiàn)無縫協(xié)作和工作流程的協(xié)同效應(yīng)，互聯(lián)數(shù)字平臺還可在可持續(xù)發(fā)展方面提供整體優(yōu)化洞察。

Arno Zinke稱，汽車的可持續(xù)性設(shè)計是一個如此龐大的工程，汽車制造商可能無法全身心投入。但A2MAC1愿意為制造商們“保駕護航”，并推出了CSS解決方案，采用一個工具、一個數(shù)據(jù)庫和50多個計數(shù)模塊和模型，以支持用戶的成本測算和可持續(xù)性優(yōu)化。

以福特F 150的儀表板橫梁（Cross-Car Beam）為例，Arno Zinke在世界新能源大會上展示了回收材料的應(yīng)用和供應(yīng)鏈對于汽車碳排放的影響。下圖左側(cè)為在墨西哥使用鎂制造儀表板橫梁而產(chǎn)生的碳排放，中間為改用40%的回收鎂，結(jié)果顯示可大幅減少27%的二氧化碳排放量。而將采購與美國本土生產(chǎn)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)更綠色的生產(chǎn)以及原材料的再利用。

圖源：A2MAC1

由此可見，通過采用可持續(xù)的材料、設(shè)計和技術(shù)，汽車制造商從起初就可以減少資源消耗、降低環(huán)境污染并減少廢物產(chǎn)生。

未來汽車的可持續(xù)發(fā)展需要互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)

未來汽車的可持續(xù)發(fā)展是一個全球挑戰(zhàn)，而實現(xiàn)這一目標(biāo)需要各方努力，構(gòu)建一個互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)。

“競爭并不適用于所有問題。不同團隊專注于解決正確的問題，并通過有效的協(xié)作，能夠?qū)⒖沙掷m(xù)性從成本因素轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁巸?yōu)勢。為了實現(xiàn)這一互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)，汽車行業(yè)需要進行整體系統(tǒng)的優(yōu)化，包含所有指標(biāo)，以進行完全集成，以及對競爭格局的360度洞察，這樣才能在激烈的競爭中脫穎而出?！盇rno Zinke說道。