在过去的120年里,汽车行业经历了几次转型,极大地改变了汽车和轻型卡车的批量生产过程。

首先是20世纪10年代的移动装配线。接下来,20世纪70年代出现了焊接和喷漆机器人。最近,20世纪90年代见证了准时制供应链和精益制造的出现。

下一个重大转变将是被称为“循环汽车厂”的环保运动。一些专家表示,随着整车厂和供应商试图在整个汽车生命周期内实现净零碳排放,循环汽车计划将在未来20年重塑汽车行业。

术语“圆形汽车”指的是一种理论车辆,它有效地最大化地使用铝、碳纤维复合材料、玻璃、织物、橡胶、钢铁、热塑性塑料和其他材料。理想情况下,在生产、利用和处置过程中,零物质浪费、零污染。

圆形汽车工厂的关键要素之一是一个闭环回收项目,其中拆卸线与传统的最终装配线位于同一工厂。所有的车辆部件和材料都是在生命结束时再制造、再利用和回收的。

除了数十亿美元的电动汽车开发竞赛,以及寻找一种快速、经济有效的锂离子电池回收方法的需求,对全球变暖的日益担忧,也推动了循环汽车的倡议。

与埃森哲(Accenture)、麦肯锡(McKinsey & Co.)一起推动环形汽车运动的世界经济论坛(WEF)表示,全球汽车行业每年产生的温室气体比整个欧盟(eu)还要多。其中约20%的排放可直接归因于制造业。

世界经济论坛预计,在不久的将来,50%的汽车材料在闭环中使用,70%的材料用于组装应用。

世界经济论坛第四次工业革命中心城市交通平台负责人Maya Ben Dror博士说:“圆形汽车倡议背后的概念是由世界经济论坛在2020年首次提出的。”“这是一个多方利益相关者伙伴关系的平台,正在建立一个由行业领袖、研究人员和政府意见一致的社区。活动仍主要集中在欧洲,但我们正在全球范围内增长。

“圆形汽车倡议的目标之一是将市场领导者聚集在一起,并帮助对话取得进展,”本·德罗解释说。“如果企业表明自己未来的目标,市场就会跟进。

Ben Dror警告说:“任何汽车公司都不应该把循环度视为一种竞争优势或公关伎俩。”“整个行业需要同步发展。希望政策制定者也能通过制定必要的法规来尽自己的一份力。然而,前面还有很长的路要走。”

虽然向电动汽车的转变将大幅减少使用阶段的排放,但短期内它也将增加制造排放。这是由于电池的碳足迹大。麦肯锡的专家估计,到2040年,大约60%的汽车全寿命周期排放将直接归因于材料,只有40%来自其他来源,包括物流、寿命结束时的处理和利用。

Ben Dror说:“由于电池生产能耗高,电动汽车产生的材料排放是传统内燃机汽车的两倍。“随着我们向零排放汽车转型,我们将看到供应链和新的装配线流程的转变。

“今天,生产一辆新车大约一半的成本来自制造材料,”Ben Dror说。“在生命的尽头,由于非循环设计实践和缺乏以循环为重点的商业模式,这种价值几乎无法回收。

Ben Dror指出:“就像汽车消耗不可再生燃料,产生大气污染和作为大气废物的温室气体排放一样,它们也消耗了大量目前不可再生的材料,导致了大量的液体和固体废物。”“这些垃圾通常在生命结束时被填埋、加工或回收。”

埃森哲汽车集团高级董事总经理阿克塞尔·施密特(Axel Schmidt)补充道:“到2030年,全球的出行需求,无论是从乘客里程还是预计车辆存量来看,都将增长70%。”“该行业可以为这一需求做好准备,同时也通过脱碳,通过能源、水、废物、材料、车辆寿命和使用来实现循环,从而将全球变暖限制在1.5摄氏度以内。”

施密特说:“圆形汽车将是满足日益增长的交通需求的关键组成部分,同时将资源消耗和碳排放降低到真正可持续的水平。”“虽然许多汽车制造商已经设定了实现碳中和的净零目标,但汽车循环路线图必须是这一转型和雄心的核心元素。”

施密特认为,循环经济的采用,加上加速电气化的努力,有可能在2030年之前,每英里减少75%的碳排放和80%的非循环资源消耗。

世界经济论坛的Ben Dror表示,考虑上下游材料使用等因素也很重要。她指出:“仔细的审核将在环形汽车工厂中发挥关键作用。”“汽车制造商和供应商必须不断努力,从那些能够确保它们尽可能循环的公司那里采购材料。随着企业对自己的碳足迹承担更多责任,循环将为所有参与者带来经济效益。

Ben Dror指出:“人们已经尝试回收电池、电子产品、轮胎、车轮和其他部件中的塑料和金属,但还没有实现规模经济。”“监管将在增加汽车零部件回收需求方面发挥关键作用。

Ben Dror补充道:“在汽车寿命结束时提取材料,然后将其重新投入制造周期,这是一个很好的概念。”“这就像自然界发生的事情一样,任何东西都不会浪费。自然界所产生的一切总是回到生命周期。这就是我们在汽车领域最终想要实现的目标。”

雷诺准备“再造工厂”

两家欧洲汽车组装厂已经一跃成为循环生产趋势的先锋:法国北部的一家雷诺工厂和瑞典南部的一家沃尔沃汽车工厂。

雷诺(Renault)最近宣布,计划将其位于巴黎西北郊弗林斯(Flins)的最古老的组装厂改造成一家完全专注于循环经济的新工厂。

到2024年,雷诺计划停止在这家有70年历史的工厂生产新车。它将把该设施变成一个研究、回收和维修中心,并计划重新命名为“Re-Factory”。

雷诺集团首席执行官卢卡•德梅奥表示:“‘再造工厂’将使(我们)能够应对如今、乃至未来汽车行业参与者面临的挑战。”“该工厂的目标是到2030年实现负二氧化碳平衡,通过结合循环经济、减少排放、发展技能和创造新的价值活动,完全符合[我们的]全球战略。

de Meo解释说:“Re-Factory将围绕四个活动中心构建,这些活动中心的专业知识将支持车辆的整个生命周期,通过对循环经济的主要组成部分的作用:供应、生态设计、功能经济、维护、再利用、再制造和回收。”

“循环经济模式中实现弗兰将基于一组互补和收敛的循环,旨在鼓励使用车辆所有权,而是通过维护,延长其生命和重用它或重用组件用于其它用途,当其他解决方案不再是可能的,”de Meo说。

“这四个实体将以相互关联和互补的方式运作,”de Meo解释说。“例如,Re-Trofit中心将能够将使用过的部件送到Re-Cycle中心,并获得翻新或重复使用的部件作为回报。再循环中心也将向其他[实体]提供零件和材料,并将从再能量中心采购使用过的电池,以准备它们在第二生命中的新用途。

de Meo说:“除了这些活动,Flins工厂的改造计划还提供了一条(拆卸线)的安装,以获取额外的体积,并增加我们在短周期内采购零部件和材料的能力。”“这个pole的目标是平均每年生产1万辆汽车,目标是成为法国主要的(拆卸)工厂之一,并发展拆卸电动汽车的专业技术。”

具体来说,新设施将侧重于四个相互关联的功能:

Re-Trofit。该部门将把所有能够延长车辆使用寿命的活动集合在一起,并与再循环部门协调,以确保在同一地点有效管理旧零件和材料的流动。该公司还将依靠一个测试和原型中心来测试车辆和材料的耐久性,以丰富未来车辆的设计,并在使用过程中提出改进建议。

Re-Energy。该集群计划将电动汽车电池和新能源的应用潜力开发到工业规模(包括电池第一寿命的优化,第二寿命应用的开发,如固定储能,电池寿命结束管理,以及氢等新能源的技术开发和供应解决方案)。

回收。该司将包括有助于有效管理资源及其流动的所有活动,以促进短循环供应零件和材料,并将越来越多的回收或再用材料纳入其中。

重启。为了加强和发展工业技术,也为了加快循环经济的研究和创新,该集群将设有一个孵化器和一个培训中心。

沃尔沃致力于“气候中立”

沃尔沃汽车(Volvo Cars)在托斯兰达(Torslanda)拥有57年历史的工厂最近获得了气候中立地位。该公司位于瑞典Skövde的发动机工厂在2018年成为气候中性工厂。

沃尔沃声称,一家工厂是“完全气候中性”的,因为该工厂使用的电力和暖气没有向大气中排放净温室气体。

自2008年以来,托斯兰达的旗舰组装厂一直使用气候中性电力。它现在也有气候中性供暖系统。该厂一半的供暖来自沼气,而另一半主要来自通过工业废热进行的区域供暖。

沃尔沃汽车工业运营和质量主管哈维尔•瓦雷拉表示:“将托斯兰达建立为我们第一个气候中性的汽车厂是一个重要的里程碑。”“我们致力于在2025年之前建立一个气候中和的制造业网络,这一成就表明了我们不断努力减少对环境影响的决心。”

除了达到气候中性,托斯兰达工厂还不断减少能源使用量。在2020年期间,该公司对运营进行了针对性的改进,每年节省了近7000兆瓦时(MWh)的能源,相当于450多户瑞典家庭的年能源使用量。

未来几年,沃尔沃计划对该厂的照明和供暖系统进行进一步的能效升级,到2023年每年将额外节省约2万兆瓦时的能源。这些能源节约是沃尔沃更大目标的一部分,沃尔沃计划到2025年将其生产网络中每辆汽车的能源使用量减少30%。该汽车制造商还计划在现场开发自己的可再生发电能力。

“气候中性化的制造业目标是(我们)气候计划的一部分,是汽车行业最雄心勃勃的计划之一,”Varela说。“该计划的核心是(我们)雄心勃勃地推动(我们的)整个阵容。”

Varela表示,该战略计划不仅仅是通过全面电气化解决尾气排放问题。该公司还寻求在更广泛的业务、供应链以及通过循环经济对材料的回收和再利用来解决碳排放问题。