基于生命周期评价的紧凑型乘用车轻量化策略



基于生命周期评价的紧凑型乘用车轻量化策略

基于生命周期评价（LCA），对采用不同轻量化策略的紧凑型乘用车进行了比较，其采用轻量化策略是使用先进轻质材料如Al、Mg和碳纤维复合材料，讨论了其在整个生命周期阶段及报废阶段状况。结果表明，对车辆使用阶段进行分析很重要，不同轻量化策略下的紧凑型乘用车对环境影响最大降低7％。特别是，当轻量化策略使用Al时，在减少对环境影响方面具有较强的鲁棒性。轻量化策略使用Mg时，由于在生产过程中会排放六氟化硫（SF6），因此只有完全淘汰原有生产方案，并建立独立的闭环回收方案，这种轻量化策略才更有利。使用碳纤维复合材料也会减小对环境的影响，但是成本较高。

轻量化策略使用Al时，对环境影响的结果具有较高的一致性，对报废方案的依赖最低。但是对人体的潜在毒性（HTP）影响较大，这需要仔细考虑。

轻量化策略使用Mg时，对环境影响并没有理论依据，因此Mg还不能完全代替Al，尽管其比Al更轻。事实上，考虑SF6临界问题时需要建立单独的闭环回收方案，这对于Mg和Al都是不可能的。实际条件下，采用Mg比Al排放的SF6更多。

从环境的角度来看，采用热塑性纤维时，其在整个生产使用阶段均具有良好的效果，但效果并不显著优于使用Al。

分析表明，单独采用任何轻量化策略时，都不可能将紧凑型乘用车全生命周期中的CED（非可再生能量需求）、GWP（温室效应）或AP（酸化程度）降低超过7％。对于运输系统的整体结构和组织的改变，在减轻汽车质量时，同时要考虑对环境的影响问题。

刊名：Journal of Cleaner Production（英）

刊期：2015年第108期

作者：Marco Raugei

编译：王亮