توسط اریک هانون ، توماس ناوکلر ، آندرس سانسون و فهمی یوکسل18 سپتامبر 2020
صنعت خودرو می تواند 66 درصد از انتشار تولید مواد آلاینده خود را بدون هیچ هزینه اضافی تا سال 2030 کاهش دهد این بشرطی است که تولید کنندگان صنعت با هم کار کنند و اکنون شروع کنند.
بخش خودرو برای دستیابی به میزان انتشار صفر جهانی تا سال 2050 بخشی حیاتی است ، اساس نقشه راه برای محدود کردن گرم شدن کره زمین به 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از تاریخ صنعت می باشد . بر این اساس ، بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM) برای رفع این چالش اهداف کربن زدایی تهاجمی تعیین می کنند.
از آنجایی که 65 تا 80 درصد تولید گازهای گلخانه ای در یک خودرو تولید می شود ، و تولید گازهای گلخانه ای غیرمستقیم ناشی از تأمین سوخت خودرو است ، صنعت به طور قابل توجهی بر روی پیشرانه های الکتریکی تمرکز کرده است. با این وجود ، برای دستیابی به پتانسیل کامل کربن زدایی خودرو – و دستیابی به خودرویی با کربن صفر – فعالان صنعت اکنون باید توجه خود را به انتشار مواد نیز معطوف کنند (شکل 1).
اما همزمان با کاهش میزان لوله های خروجی خودروهای برقی ، میزان انتشار کلی از وسایل نقلیه کاملاً و به طور نسبی افزایش می یابد. ما تخمین می زنیم که سهم روزافزون بازار وسایل نقلیه الکتریکی که میزان انتشار آلایندگی برای تولید مواد باطری ها که مواد پایه بالاتری دارند – و تغییر ترکیب انرژی مورد نیاز برای تأمین انرژی آنها – باعث افزایش انتشار مواد از 18 درصد انتشار در چرخه عمر وسایل نقلیه امروزی به بیش از 60 درصد تا سال 2040 می شود (شکل 2). این پرش هم یک چالش است و هم فرصتی در مسیر رسیدن به خودرو با کربن صفر.
توسعه استراتژی هایی برای رسیدگی به این میزان انتشار امروزه امری اساسی است زیرا دستیابی به کربن زدایی در مقیاس بزرگ یک تلاش طولانی مدت خواهد بود. این تلاش به تولید کنندگان در صنعت نیاز دارد تا ضمن کنترل جریانهای متغیر مواد ، از فناوریهای جدید و فرآیندهای مربوط به آنها استفاده کنند. علاوه بر این ، ممکن است در کوتاه مدت در دسترس بودن برخی از فناوری های کم کربن ، مانند کوره های قوس الکتریکی ، محدود شود ، بنابراین پذیرندگان اولیه خودروهای برقی باید مزایای بزرگتری کسب کنند. تولید کنندگان در صنعت باید شروع به ترسیم مراحل انتقال کنند.
برای ایجاد پایه و اساس این انتقال ، ما هم پتانسیل کاهش کربن و هم پیامدهای هزینه مجموعه ای گسترده از اهرم های فنی برای طیف نزدیک به کامل مواد خودرو را بررسی کرده ایم. این تجزیه و تحلیل به جزئیات مسیر اکوسیستم تولید خودرو به سمت خودرویی با کربن صفر کمک می کند.
تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که برای یک وسیله نقلیه موتور احتراق داخلی (ICEV) ، 29 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای می تواند به روش مقرون به صرفه ای تا سال 2030 کاهش یابد. صنعت – در واقع اکوسیستم های تولید خودرو – باید روش هایی را که می توانند به چنین کاهشهایی کمک کنند ، اولویت بندی کنند. . بیشتر این کاهش ها شامل الکتریکی سازی فرآیندهای موجود ، استفاده از منابع انرژی کم کربن ، اتخاذ و مقیاس گذاری فناوری های جدیدی است که انتشار کربن را کاهش می دهد ، و هر دو امکان استفاده بیشتر از مواد بازیافتی سهم بیشتری از مواد را فراهم می کند.
حدود 60 درصد از این روش های کربن زایی مثبت شامل آلومینیوم و پلاستیک است. استفاده گسترده از آلومینیوم بازیافتی ، فن آوری های جدید ذوب و برق سبز می تواند میزان گازهای تولید آلومینیوم را حدود 73 درصد از میزان فعلی آنها کاهش دهد و در عین حال هزینه های تولید را نیز کاهش دهد. به همین ترتیب ، مواد بازیافتی مانند پلی پروپیلن یا پلی اتیلن ، به ویژه برای پلاستیک در قسمت هایی از وسایل نقلیه که به طور کلی قابل مشاهده نیستند ، می توانند صرفه جویی کنند و انتشارات تولید پلاستیک را 34 درصد کاهش دهند. مقیاس بندی فناوری های بازیافت نایلون می تواند میزان انتشار کل پلاستیک را تا 92 درصد کاهش دهد (شکل 3).
کاهش بیشتر انتشار باعث افزایش هزینه ها می شود ، اما فن آوری های مرتبط – مانند کوره های قوس الکتریکی و احیای مستقیم کاهش یافته برای تولید فولاد – می توانند در بلند مدت مقیاس بندی شوند. به طور خاص تولید فولاد مبتنی بر سوخت هیدروژن از نظر فنی امکان پذیر است. با این حال ، گسترش آن به هزینه ها ، زنجیره تأمین لازم و تغییرات نظارتی وابسته به این انتقال بستگی دارد.
اگر تولیدکنندگان قطعات متراکم کننده کربن مانند سلول های باتری را در مناطقی با شبکه های برق کم کربن افزایش دهند ، تولید خودرو می تواند میزان انتشار فعلی خود را کاهش دهد. در واقع ، چنین فعالیتی قبلاً در برخی مناطق رخ داده است. اگر صنعت بخواهد اقداماتی را انجام دهد که امکان صرفه جویی در هزینه را دارند ، می توان آن ذخایر را برای 37 درصد اضافی برای جبران هزینه ها اعمال کرد. این امر 66 درصد از میزان انتشار را کاهش می دهد در حالی که هزینه خودرو را یکسان نگه می دارد.
علی رغم وعده های زیست محیطی و اقتصادی مبنی بر کربن زدایی مواد در زنجیره ارزش خودرو ، مسیر خاص پیش رو چالش برانگیز است زیرا یک مشکل هماهنگی در قلب آن نهفته است. روشهای کاهش کربن که توصیف می کنیم نیاز به کار چندین قسمت از زنجیره ارزش دارند. در واقع ، بیشترین میزان انتشار مواد شناسایی شده خارج از کنترل مستقیم OEM ها است. به عنوان مثال ، تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که 79 درصد از انتشار آلومینیوم در طی فرآیند ذوب رخ می دهد. علاوه بر این ، بسیاری از فن آوری های مورد نیاز در مقیاس اقتصادی در دسترس نیستند و به سرمایه گذاری های قابل توجهی نیاز دارند ، و ردیابی جریان مواد پیچیده و دشوار است. این تیرگی ، اولویت بندی تلاش های کربن زدایی بر اساس اندازه اثرات مختلف کربن و فرآیندها را به چالش می کشد.
در حالی که چندین روش قابل اجرا برای کربن زدایی کامل اکثر مواد خودرو وجود دارد ، بسیاری از این مسیرها از یکدیگر جدا هستند. بازیگران مختلفی در طول زنجیره تامین خودرو ممکن است رویکردهای مختلفی را دنبال کنند و استانداردهای متفاوتی را تنظیم کنند ، که می تواند ناکارآمدی ایجاد کند و منجر به افزایش هزینه های مواد و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شود. در واقع ، هیچ یک از رویکردهای کربن زدایی که توصیف می کنیم توسط یک سازمان – یا یک بخش جدا شده از زنجیره ارزش ، قابل اجرا نیست. یک رویکرد مشارکتی و هماهنگ با هدایت OEM در سراسر زنجیره ارزش خودرو برای بهینه سازی تأثیر و هزینه بسیار مهم است.
به عنوان اولین قدم ، OEM ها باید پتانسیل کربن زدایی و پیامدهای هزینه مواد مورد استفاده را درک کنند. آنها می توانند از این اطلاعات و خواسته های خود برای ارزیابی پیشرفت خود در جهت اهداف فردی کربن زدایی استفاده کنند ، فناوری هایی را که باید اتخاذ کنند شناسایی کنند و برای تحقق چشم انداز خود با سایر شرکت کنندگان در زنجیره ارزش کار کنند (شکل 4).
برای مقرون به صرفه سازی کاهش تولید گازهای گلخانه ای ، OEM ها باید با سایر بازیگران اکوسیستم نیز همکاری کنند. این تلاش مستلزم ارزیابی فشرده تأمین کنندگان آنها و گهگاه تمایل به کار با سایر OEM ها برای به دست آوردن پتانسیل کاهش با هزینه های مناسب است. به عنوان مثال ، ائتلافی از OEM ها می توانند آلومینیوم درجه بالا را از وسایل نقلیه فرسوده برداشت کنند.
OEM ها همچنین باید از رویه ها و فن آوری های سایر صنایع که می توانند در تلاش های کاهش کربن آنها به محض رسیدن این صنایع به بلوغ کمک کنند ، مطلع شوند. به عنوان مثال ، بسیاری از صنایع پلاستیک را به صورت شیمیایی بازیافت می کنند ، فناوری که OEM ها می توانند از آن استفاده کنند اگر اثبات شود که صرفه جویی در کربن دارد و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است.
برقی سازی پیشرانه ها ، کاهش انتشار مواد ، فرصت بزرگ بعدی برای صنعت خودرو است که می تواند نقش خود را در تلاش های جهانی برای کربن زدایی تعریف کند. تعدادی از راه های مقرون به صرفه برای پیشبرد و استراتژی های طولانی مدت برای اقدام وجود دارد – اما OEM های خودرو باید اولین قدم را در جهت جایگزینی وسایل نقلیه در خیابان های امروز با ماشین کربن صفر فردا بردارند. به عنوان رهبران زنجیره ارزش ، آنها می توانند صاحبان صنعت و بازیکنان دیگر را جمع کنند و جای خود را در صندلی راننده در طول این انتقال حفظ کنند.
