碳足迹评估+可持续性设计 A2MAC1破解汽车碳排放难题

12 01月 2024

2024-01-12 07:21

“过去，汽车的性能和成本是重中之重，而现在减少二氧化碳碳足迹在多项法规的推动下成为车企的必修课。”A2MAC1首席技术和产品官Arno Zinke在2023世界新能源汽车大会上如是说。

的确，为了削减燃油汽车的碳足迹，全球掀起了电气化浪潮。而如今，电动汽车也逐渐成为全球各国政府碳足迹监管的重点。为了客观地衡量市场上车辆的碳足迹，识别供应链中减少碳排放的方法，亟需一种统一、透明的方法来进行碳足迹评估；评估之后，如何减少汽车的二氧化碳足迹，也成为了全球汽车行业必须解决的新课题。

碳足迹测算洞察，A2MAC1有妙招

近几年，欧洲先后推出多项法规推动实现2050年碳中和的目标，交通运输作为碳排放的主要来源之一，自然是主要关注领域。为了减少汽车碳排放，欧盟理事会在今年3月份批准了“2035年起禁售会导致碳排放的新燃油轿车和小型客货车”的法规；针对电动汽车，法国新规将电动车补贴与碳足迹挂钩；欧盟则宣布到2026年将开始正式实施碳边境调整机制（CBAM），开始落实碳关税；此外，欧盟还宣布自2027年起，动力电池出口到欧洲必须持有符合要求的“电池护照”，记录电池的制造商、材料成分、碳足迹、供应链等信息。

种种严苛法规之下，汽车碳足迹的核算和评估显得至关重要，毕竟确定碳足迹是减少碳排放行为的第一步。那么问题来了，如何运用统一、透明的方法来对车辆碳足迹进行测试评估？

作为汽车行业第一家对标分析公司，A2MAC1将多年的对标分析专长也用在了车辆碳排放的测试和评估上。通过详细的零部件扫描，根据原材料、生产节拍、工艺和年产量对零件进行分析，不仅可以帮助车企找到优化设计、最大限度提高性能和降低成本的机会，还能同时评估整个生命周期的碳足迹。在2023世界新能源汽车大会上，Arno Zinke就对大众ID.3和特斯拉Model S Plaid进行拆解后的碳排放分析做了演示。

以大众ID.3为例，其仪表板横梁（Cross-Car Beam）共使用了7.3kg焊接钢，而特斯拉Model S Plaid使用的是采用包覆成型工艺的冲压钢与铝支撑，仅重4.4kg。虽然工艺加工过程更复杂，但A2MAC1的计算表明，由于材料特性和工艺刮擦的减少，特斯拉车辆的整体二氧化碳足迹更低。

另外，A2MAC1的分析发现，特斯拉Model S中的空气导流板通过降低风阻系数（减少0.003）提高了车辆的续航效率，即续航里程在电池容量不变的情况下增加了1.5公里，而在实现相同续航里程的情况下节约了255 Wh的电量，并最终将每辆车的电池成本降低了23美元，且二氧化碳排放量也减少了53公斤。“这说明，看似小的细节也可以产生较大的影响，一个很小的零部件对二氧化碳足迹的影响可能非常大。”Arno Zinke说道。

在会上，A2MAC1还展示了对中国多家主要汽车制造商的电动汽车二氧化碳排放进行分析的演示，具体数据如下图。

上图中电动汽车的碳排放表现从10吨到30吨不等，主要取决于车身尺寸的不同，例如小型电动车五菱宏光Mini和吉利熊猫Mini的碳排放就相对较低。除车身尺寸和类型外，A2MAC1的其他分析还表明电动汽车排放与电池容量和供应链本地化等因素息息相关，而这也给车企降低电动车碳排放提供了突破口。

通常情况下，跟踪并评估碳足迹、产生上述数据洞察的过程缓慢而繁琐。而A2MAC1致力于自动化和集成工作流程，以实现快速迭代、假设场景的探索以及跨团队协作。A2MAC1近日推出的基于A2MAC1知识库的新型成本核算和可持续性解决方案便是范例。

该方案使用最先进的技术模块和模型，可为各种制造工艺提供支持，例如自动计算成本和二氧化碳足迹，可应用于整车和零部件，从而大大缩短周转时间，并确保结果的可重复和一致性。

通过A2MAC1的技术，企业不仅可以快速全面的了解自身汽车及零部件的碳排放，还可以实现与竞争对手的对标，知己知彼，扬长避短，并为后续采取相应的减排措施打下重要基础。

可持续设计，从源头减少汽车碳足迹

汽车设计是整个汽车产业非常重要的环节，也是相当关键的一步。如何在汽车设计阶段加入可持续性理念，是可持续性汽车产业未来能否成功的关键。

而凭借过去数十年来在汽车对标分析领域积累的丰富经验和庞大数据库，以及由此打造的服务和评估平台，不论是在碳足迹测算上，还是减少碳足迹方面， A2MAC1都将能助车企一臂之力。

在本届世界新能源汽车大会上，Arno Zinke还介绍了设计具有更高可持续性车辆的最佳方法，并以极氪001到极氪009的电池包演变作为示例进行了展示。如图，极氪001搭载的100 kWh电池采用的封装策略是标准化模组电池包（CTM）技术，而极氪009搭载的140kWh电池包采用的则是CTP技术，相较于CTM，减少或省去了电池模组占用的空间，并将电池封装成本降低了16%。

“如A2MAC1分析所示，设计的改变可以在保持外形尺寸的同时提高性能，并降低成本，从而使OEM能够更快且更有信心地打造更好的产品。”Arno Zinke说道。

事实上，汽车的可持续性设计受到多方因素的影响。其一是技术层面，例如虚拟产品和数字孪生，可以通过对真实环境进行仿真，从而在虚拟环境下对多种设想和方案进行测试，进而最终实现产品的优化。此外，AIGC在对标平台上的应用也能使客户能够获得实时反馈，以实现更加快速地优化产品。

其二是在设计阶段就将汽车材料的回收和再利用纳入考虑范围。从车辆研发、原材料利用、制造到回收的各个环节，汽车制造商都需要考虑汽车在报废后的再利用和再循环，从而将车辆整个生命周期内的碳排放降至最低。

不仅如此，通过跨不同工程学科实现无缝协作和工作流程的协同效应，互联数字平台还可在可持续发展方面提供整体优化洞察。

Arno Zinke称，汽车的可持续性设计是一个如此庞大的工程，汽车制造商可能无法全身心投入。但A2MAC1愿意为制造商们“保驾护航”，并推出了CSS解决方案，采用一个工具、一个数据库和50多个计数模块和模型，以支持用户的成本测算和可持续性优化。

以福特F 150的仪表板横梁（Cross-Car Beam）为例，Arno Zinke在世界新能源大会上展示了回收材料的应用和供应链对于汽车碳排放的影响。下图左侧为在墨西哥使用镁制造仪表板横梁而产生的碳排放，中间为改用40%的回收镁，结果显示可大幅减少27%的二氧化碳排放量。而将采购与美国本土生产相结合，能够实现更绿色的生产以及原材料的再利用。