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什么是汽车生态化?

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发表时间:2022-11-09 09:59来源:中国环境
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一根倒在水中、随水漂流多年的木头,可以做成汽车内饰,用了它,不必再去砍伐新的树木。车企“从自然中取材”的做法提示了汽车产业低碳转型的更多可能。   


近日,中汽数据有限公司发布了《中国汽车低碳行动计划(2022)》研究成果,并将历年研究出版成书,发行了《面向碳中和的汽车行业低碳发展战略与转型路径(CALCP 2022)》(简称“CALCP 2022”)。记者从中发现,研究者在指出汽车产业低碳转型的十大路径时,提出了“汽车生态化”这一新概念。


“汽车产业生态化能够助力生态系统提供更多生态产品,并通过生态产品产业化,将生态优势转化为经济优势,更好助力优质生态产品供给、助推‘双碳’目标实现。”中汽数据有限公司研发专家孙锌博士告诉记者。


什么是汽车生态化?


去年4月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于建立健全生态产品价值实现机制的意见》提到,推进生态产业化和产业生态化,加快完善政府主导、企业和社会各界参与、市场化运作、可持续的生态产品价值实现路径。今年,党的二十大报告再度强调“建立生态产品价值实现机制”。这一战略部署,落脚到汽车产业该如何落实?为此,孙锌提出了汽车生态化的概念。


孙锌告诉记者,所谓汽车生态化,是指通过在汽车生产、分配、流通、消费、使用和报废与回收的各环节中建立绿色、低碳、可循环的流程化系统,最大限度地减少资源消耗和环境污染,以使自然生态系统提供更多优质生态产品,从而形成“产业发展—生态产品—生态健康”的良性循环。


孙锌解释,汽车生态化的内涵包括两方面,一是汽车本身的生态化,即提供了汽车这一类生态化的工业品;二是汽车生态化可助力自然生态系统提供更多的生态产品。这两种生态产品之间相互促进、良性互动。


CALCP 2022书中提到,第一种产品,我们比较容易明白,例如,汽车生产和使用过程的低碳化。第二种生态产品通常分为三大类,第一类是生态物质产品,包括食物、水资源、木材、生态能源及生物原材料;第二类是调节服务产品,主要有涵养水源、调节气候、固碳、生产氧气、保持土壤、净化环境、调蓄洪水、防风固沙等;第三类是文化服务产品,主要有休闲游憩、生态旅游、自然教育与精神健康等。


由于优质生态产品来源于高质量的生态系统,汽车生态化首先减轻了对自然生态的破坏和对环境的污染,有助于提供更多的生态物质产品、调节服务产品和文化服务产品;其次,汽车生态化可以为自然生态系统腾出更多空间来提供更多碳固定、水质净化、空气净化、气候调节等生态产品。通过生态产业化,开展生态资本化运营,还能将生态产品所蕴含的生态效益转化为经济效益。


“这就对汽车产业提出更高要求,不仅需要不断优化材料技术、生产技术和能源供给技术,还要针对汽车生态化初步建立比较科学的对自然生态产品贡献的价值核算体系,建立完善的与汽车生态化相关的生态产品价值实现机制。”孙锌表示。


提供生态化的汽车工业品


“要提供生态化的汽车工业品,离不开对汽车全生命周期过程的优化,这包含了优化材料技术、生产技术和能源供给技术。”孙锌说。


她解释,如果把汽车比喻成一个生命体,汽车“从生到死”包括原材料、零部件生产,整车制造、汽车使用、回收、报废处理等全生命周期过程。我们把燃料生产和燃料使用等叫做燃料周期,材料、零部件、生产、维修保养及报废回收等叫做车辆周期。


“在车辆周期中,首先就是车用材料,包括钢、铝、塑料等,这些材料的碳排放占到一辆车全生命周期的15%—36%,电动车材料的碳排放比燃油车多一倍有余。”孙锌表示,“为汽车行业提供低碳甚至近零碳排放的材料,是原材料企业努力实现的目标,整车企业也有责任和义务推动上游供应商协同脱碳。”


记者了解到,材料行业中的一些领先企业正在创新和开发低碳产品。例如,中国宝武提出2023年力争实现碳达峰,2025年具备减碳30%工艺技术能力,2035年力争减碳30%,2050年力争实现碳中和,并提出了六条降碳技术路线。其中,氢冶金技术减碳,重点研究氢还原过程温降对生产稳定性影响问题和低品位矿石使用难题;研究不同气体组分、不同氢含量还原气的气基还原技术;绿色制氢工艺技术以及集成应用绿氢-直接还原-电炉短流程冶炼技术,实现吨钢碳排放强度相比于高炉-转炉流程大幅度降碳。《中国汽车低碳行动计划(2022)》显示,预计到2030年,钢、铝合金和塑料的碳减排幅度将达到20%以上,到2060年减排幅度将达到85%。


在生产技术方面,需要借助数字化技术帮助汽车行业实现能源精准管理、低碳工艺生产和低碳产品创新。河北工业大学研究员刘晶指出,一方面,数字化技术助力“能源精准控制”,达到“可量化、可追溯”;另一方面,数字化技术助力“低碳工艺生产”,达到“可优化、可推广”。


以铝合金车轮为例,其生产工序主要有熔炼、压铸、热处理、机加和涂装,传统铝车轮机加难以保证车轮尺寸的精准控制,中信戴卡与精诺数据联合研发了“智能刀补调整方案”,通过模拟尺寸加工链、解析调机参数和自动下发,实现了CNC机床AI闭环调整,更重要的是智能模型持续优化刀补知识图谱,沉淀工艺经验,从而完成了轮毂尺寸的精准控制,这一方案不仅实现了轮毂的减重,更节约了原料碳、工艺碳。


而能源供给技术是指电力的低碳转型,包括构建多元化能源供应体系、发挥电网基础平台作用、大力提升电气化水平、推动源网荷高效协同利用、大力推动技术创新、强化电力安全意识、健全和完善市场机制等。


扩大生态产品在汽车行业的应用


“在提供生态化的汽车工业品方面,除了在生产和使用阶段更低碳之外,还可以以汽车为载体,扩大生态产品的应用,助力生态产品价值实现。例如,将更多的天然材料等生态产品应用在汽车生产上,椰子壳制成的座椅、竹纤维做成的汽车内饰等,这些方式可以大大提高生态产品的溢价水平,经济价值的实现还可以反哺生态系统的保护和修复以及污染治理,从而推动提高自然生态系统质量和环境质量。”孙锌说。


不少国外车企正探索将汽车变成自然的一部分。比如,沃尔沃计划在2025年之前,将旗下每一辆汽车的全生命周期碳排放降到平均40%以下。为了达成这一目标,沃尔沃建立了汽车内饰中木材、皮革的可追溯体系,采用文章开头所说的漂流木等生态材料。戴姆勒则将废弃渔网回收后,制成汽车地垫;将PET塑料瓶回收再加工成织物材料,制成汽车座椅装饰面料等。


“我们需要系统分析汽车产业绿色低碳发展面临的挑战和机遇,开展汽车生态价值理论和实践研究,有针对性地提出汽车生态价值提升路径和政策建议。”孙锌说。


目前,中汽数据联合行业建立了中国工业碳排放信息系统(CICES),实现汽车行业供应链碳排放数据的可核算、可回溯,还开发了国内首个汽车产品生态设计评价理论与应用实践体系,对车内空空气质量、车内噪声、有害物质、综合油耗、尾气排放5个基本指标进行评价,形成企业温室气体排放报告和部件生命周期评估报告等,为建立汽车产业生态产品核算体系提供参考。


不过,汽车生态化的内涵、汽车产品所产生的直接产品和衍生品特征、汽车生态化对碳中和与生态环境保护的贡献价值等各方面,都还有待进一步研究。

孙锌告诉记者,中汽数据有限公司正联合行业专家,在生态产品价值理论的基础上进行创新和实践。


“首先要确定汽车生态价值的概念,解读汽车生态价值的内涵;其次,结合行业企业调研和专家访谈,开展汽车产品助力生态产品价值实现典型案例分析;最后,探索汽车行业助力产品生态价值提升的路径和模式,在此基础上提出汽车产业生态化与生态产业化相关的政策建议,以生态汽车助力汽车产业生态价值的提升和生态产品价值实现。”孙锌说。