Stahl in der Automobilindustrie

Laut der Internationalen Organisation der Kraftfahrzeughersteller wurden im Jahr 2019 91,8 Millionen Fahrzeuge produziert.

Pro Fahrzeug werden durchschnittlich 900 kg Stahl verbaut.

Der Stahl in einem Fahrzeug verteilt sich wie folgt, basierend auf der Gesamtmasse des Fahrzeugs:

*.40 Prozent werden in der Karosseriestruktur, Verkleidungen, Türen und Kofferraumverschlüssen für hohe Festigkeit und Energieabsorption im Falle eines Crashs verwendet

*.23 Prozent entfallen auf den Antriebsstrang, bestehend aus Gusseisen für den Motorblock und bearbeitbarem Kohlenstoffstahl für die verschleißfesten Zahnräder.

*.12 Prozent ist in der Aufhängung, unter Verwendung von gewalztem hochfestem Stahlband.

*.Der Rest entfällt auf Räder, Reifen, Kraftstofftank, Lenkung und Bremssysteme.

Moderne hochfeste Stähle (AHSS) werden heute für nahezu jedes neue Fahrzeugdesign verwendet. AHSS machen bis zu 60 Prozent der heutigen Fahrzeugkarosseriestrukturen aus und sorgen für leichtere, optimierte Fahrzeugdesigns, die die Sicherheit erhöhen und die Kraftstoffeffizienz verbessern.

*. Neue Sorten von Advanced High-Strength Steels ermöglichen es Automobilherstellern, das Fahrzeugkomponentengewicht um 25-39 Prozent und das Gesamtfahrzeuggewicht um 8-10 Prozent im Vergleich zu herkömmlichem Stahl zu reduzieren. Bei Anwendung auf ein typisches Familienauto mit fünf Personen wird das Gesamtgewicht des Fahrzeugs um 100-150 kg reduziert, was einer lebenslangen Einsparung von 2-3 t Treibhausgasen über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs entspricht. Diese Emissionseinsparung kann größer sein als die Gesamtmenge an CO2, die während der Produktion des gesamten Stahls im Fahrzeug emittiert wird.

*. WorldAutoSteel, die Automobilgruppe von worldsteel, hat 2013 ein dreijähriges Programm abgeschlossen, das vollständig konstruierte, stahlintensive Designs für Elektrofahrzeuge liefert. Das als FutureSteelVehicle (FSV) bekannte Projekt umfasst Stahlkarosseriekonstruktionen, die die Masse der Karosserie auf 188 kg reduzieren und die Treibhausgasemissionen (THG) über den gesamten Lebenszyklus um fast 70 Prozent reduzieren. Die FSV-Studie startete 2007 und konzentriert sich auf Lösungen für Autos, die in 2015-2020 produziert werden. Heute sehen wir, wie das im Rahmen des FSV-Programms entwickelte Materialportfolio nach und nach in neue Produkte eingeführt wird.

*. Im Jahr 2020 gab WorldAutoSteel den Beginn des Steel E-Motive-Programms bekannt. Steel E-Motive ist eine neue Fahrzeugentwicklungsinitiative, um fortschrittliche Stahlarchitekturen für die Mobilität der Zukunft zu demonstrieren. Das Programm, eine Partnerschaft mit dem globalen Ingenieur- und Umweltberatungsunternehmen Ricardo, zielt darauf ab, die Vorteile von Advanced High Strength Steel-Produkten und -Technologien bei der Lösung der einzigartigen architektonischen Herausforderungen von Mobility as a Service (MaaS) zu demonstrieren. Letztendlich zielen wir darauf ab, virtuelle Fahrzeugkonzepte als Roadmaps für erschwingliche, sichere, massentaugliche und umwelteffiziente Fahrzeuge bereitzustellen. WorldAutoSteel und Ricardo werden regelmäßig über Fortschritte berichten und im Verlauf des Programms Ergebnisse und Innovationen präsentieren, wobei endgültige Konzeptentwürfe für das vollständige Fahrzeug vorgestellt werden Ende 2022. Aktuelle Informationen zum Steel E-Motive-Programm finden Sie unter www.steelemotive.world und abonnieren Sie die Nachrichtenbenachrichtigungen.

Ökobilanz Schlüssel zur Bewertung der Umweltauswirkungen eines Fahrzeugs

Die globale Transportindustrie trägt erheblich zu den Treibhausgasemissionen bei und ist für etwa 24 Prozent aller vom Menschen verursachten CO2-Emissionen verantwortlich (International Energy Agency, CO2 Emissions from Fuel Combustion Highlights, Ausgabe 2018, S. 13).

Die Regulierungsbehörden stellen sich dieser Herausforderung, indem sie progressive Grenzwerte für Fahrzeugemissionen, Kraftstoffverbrauchsstandards oder eine Kombination aus beidem festlegen.

Viele der bestehenden Vorschriften begannen als Metriken zur Reduzierung des Ölverbrauchs und konzentrierten sich darauf, die Anzahl der Kilometer/Liter (Meilen/Gallone) zu erhöhen, die ein Fahrzeug zurücklegen kann.

Dieser Ansatz wurde auf die Vorschriften ausgedehnt, die nun die Treibhausgasemissionen von Fahrzeugen begrenzen.

Die Erweiterung der Kraftstoffverbrauchsmetrik, um die Ziele zur Reduzierung von Emissionen zu erreichen, hat jedoch unbeabsichtigte Folgen, da alternative Materialien mit geringer Dichte verwendet werden, um die Fahrzeugmasse zu reduzieren.

Materialien mit geringer Dichte können ein geringeres Fahrzeuggesamtgewicht erreichen, mit entsprechenden Verringerungen des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen in der Nutzungsphase.

Die Produktion dieser Materialien mit geringer Dichte ist in der Regel energie- und treibhausgasintensiver, und die Emissionen während der Fahrzeugproduktion werden wahrscheinlich erheblich zunehmen.

Diese Materialien können oft nicht recycelt werden und müssen deponiert werden. Zahlreiche Life-Cycle-Assessment-Studien (LCA) zeigen, wie dies zu höheren Emissionen über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs sowie erhöhten Produktionskosten führen kann.

Ein Schlüsselfaktor zum Verständnis der tatsächlichen Umweltauswirkungen eines Materials ist seine Ökobilanz. Eine Ökobilanz eines Produkts betrachtet Ressourcen, Energie und Emissionen von der Phase der Rohstoffgewinnung bis zu seiner End-of-Life-Phase, einschließlich Nutzung, Recycling und Entsorgung.

Die Veröffentlichung von worldsteel „Stahl in der Kreislaufwirtschaft: Eine Lebenszyklusperspektive“ erklärt, wie entscheidend die Anwendung eines Lebenszyklusansatzes ist, um die tatsächlichen Umweltauswirkungen eines Produkts zu verstehen.