سهم آلومینیوم در خودروها تا سال 2025 دو برابر می شود
بر اساس یک بررسی جدید از خودروسازان آمریکایی شمالی که توسط شرکت جهانی داکر (Ducker) انجام شد؛ خودروسازان می خواهند هر چه سریعتر از آلومینیوم به جای مواد دیگر، در ساخت خودرو سواری جدید و کامیون سبک استفاده کنند، چرا که آنها به دنبال ایمنی و هزینه کمتر که در سایه وزن کمتر وسایل نقلیه بدست می آید، هستند. نظر سنجی از خودروسازان نشان می دهد، از وقتی که وسایل نقلیه سبکتر شده اند، مصرف سوخت و تولید گازهای گلخانه ای کاهش یافته است. آلومینیوم در حال حاضر ماده پیشرو در بازار موتور و چرخ است و به سرعت در حال به دست آوردن بخش روکش، بدنه و درهای خودرو در بازار است. بر طبق این بررسی، خودروسازان مصرف آلومینیوم خود را از 327 پوند در سال 2009 تا 550 پوند در هر خودرو تا سال 2025 افزایش خواهند داد. همچنین این نظر سنجی نشان می دهد که رشد مداوم استفاده از آلومینیوم توسط خودروسازان به سطح بی نظیر 343 پوند برای هر وسیله نقلیه در سال 2012 رسانده اند که پنج درصد نسبت به 327 پوند در سال 2009 افزایش یافته است.
کاربرد آلومینیوم از حدود 40 سال پیش تا کنون، سال به سال افزایش یافته است. این گزارش پیش بینی می کند، در بلند مدت مقدار آلومینیوم بکار رفته در خودرو به دو برابر فعلی برسد، یعنی به طور متوسط 16 درصد تا سال 2025. با وجود خودروهای سواری و کامیون های سبک آینده، رسیدن به خودرویی که 550 پوند از وزن آن آلومینیوم باشد، دور از ذهن نیست. نظر به اینکه دولت آمریکا مقررات سختگیرانه تری را در مورد صرفه جویی در مصرف سوخت اعمال می کند، انتظار می رود خودروسازان به منظور کاهش وزن کلی وسایل نقلیه، یعنی حدود 400 پوند در هر وسیله نقلیه و همچنین سهم استفاده از آلومینیوم، مقدار درصد آلومینیوم به کار رفته در خودرو را دو برابر کنند.
رندال شپز (Randall Scheps)، رئیس گروه حمل و نقل انجمن آلومینیوم و مدیر بازاریابی شرکت آلکوا گفت: این نظر سنجی جدید از خودروسازان روشن می سازد که خودروهای جدید از لحاظ طراحی تا حد زیادی در صرفه جویی سوخت موثر بوده است. وی افزود؛ خودرو ها و کامیون ها سبک تر و کارآمد تر خواهند شد، اما به لطف آلومینیوم، برای کاهش وزن آنها نیازی به کاهش سایز و یا ایمنی آنها نیست. ما به سرعت وارد مرحله گذار به رویکردهای طرح جامع خودرو بر اساس استفاده بیشتری از آلیاژهای آلومینیوم سبک تر، قوی تر و امن تر در هنگام تصادف های جاده ای، به جای آهن و فولاد با کارآیی کمتر هستیم. سایز وسایل نقلیه تغییر نمی کند، اما با استفاده از آلومینیوم وزن آنها کاهش یافته و اصولا نسبت به وسایل نقلیه ای که سنگین تر هستند، کارآمد تر می باشند. مهمترین دستاورد در این رویکرد جامع، کاهش وزن است که باعث کاهش هزینه در سراسر تولید وسیله نقلیه بوسیله کاهش سایز موتور و گیربکس (powertrain) و تحکیم قطعات بدون به خطر انداختن ایمنی یا عملکرد می شود. خودرو سبک تر دارای موتور و گیربکس(drivetrain) کوچکتر، ارزان تر و دارای عملکرد مشابه وسایل نقلیه اصلی است. این خودرو کم هزینه تر، امن تر و از همه مهمتر مصرف سوخت آن کمتر است.
توسعه کاپوت، بدنه و صندوق، درب و سپر آلومینیومی خودروها
آلومینیوم در حال حاضر ماده پیشرو در برنامه های کاربردی موتور و گیربکس و چرخ است و نظر سنجی نشان می دهد که آلومینیوم به سرعت بخش بازار را در کاپوت، بدنه، درها و سپر به دست می آورد. میزان استفاده از آلومینوم در کاپوت، بدنه، سپر و اجزا درب از سال 2009 تا 2012، 58 درصد افزایش یافت و 30 درصد تمام کاپوتهای وسیله نقلیه در سال 2012 آلومینیوم خواهد بود و این به معنی کاهش حدود 100 میلیون پوند از وزن خودرو در سراسر کل ناوگان است. 20 درصد از همه سپرها در سال 2012 آلومینیوم خواهد شد. بر اساس این گزارش، رشد آینده استفاده از آلومینیوم در خودرو در درجه اول توسط این موارد و دیگر برنامه های کاربردی تبدیل قطعات از فولاد به آلومینیوم خواهد بود. به عنوان مثال روند ورود کاپوت آلومینیومی به بازار تا سال 2017، حداقل 41 درصد و تا سال 2025، 53 درصد پیش بینی می شود.
تقاضای مصرف کنندگان و اقتصاد مبتنی بر صرفه جویی در مصرف سوخت
بر اساس تقاضای مصرف کنندگان و تمایل به افزایش بهره وری سوخت، در جولای گذشته دولت آمریکا توافق با خودروسازان کشور را اعلام کرد و با پشتیبانی گروه زیست محیطی منجر به افزایش استانداردهای اقتصاد سوخت حدود 100 درصد تا سال 2025 خواهد شد و در مقایسه با سال 2008 که با هر گالن بنزین مسافت 3/26 مایل طی می شد، در سال 2025 با هر گالن بنزین مسافت 5/54 مایل طی خواهد شد. این طرح که هنوز نهایی نشده است، خواستار کاهش مصرف سوخت خودروهای سواری به طور متوسط 5 درصد در سال و نیز کاهش 5/3 درصدی برای کامیون های سبک است. از سال 2021 به بعد مصرف سوخت در خودروهای سواری و کامیون ها سالانه باید 5 درصد کاهش یابد.
شپز گفت: مقررات جدید سختگیرانه اقتصاد سوخت دولت فدرال، همراه با احساس وحشت و نگرانی مصرف کنندگان، در مورد قیمت بالا و بی ثبات سوخت، منجر می شود که خودروسازان به سرعت به یک بازنگری کلی در طراحی خودرو اقدام کنند، بطوریکه آنها به سمت تعویض موتور و گیربکس با فن آوری های جدید و مواد پیشرفته روی آورده اند. به منظور تقویت اقتصاد سوخت و کاهش خروج گازهای گلخانه ای از اگزوز، آلومینیوم به خودروسازان سریع ترین، امن ترین، سازگارترین با محیط زیست و مقرون به صرفه ترین راه حل ها را ارائه می دهد. آلومینیوم با چگالی پایین تغییر دهنده بازی خواهد بود و خودروسازان به سرعت در حال حرکت به سوی بهره برداری کامل از تمام منافعی هستند که آلومینیوم برای مصرف کننده فراهم می کند.
شرکت جنرال موتورز پیشتاز است
شرکت جنرال موتورز (Genreal Motors)، با استفاده از 366 پوند آلومینیوم در هر خودرو در این زمینه پیشتاز است. از لحاظ مقدار کل آلومینیوم خودروهای در حال حرکت سال 2012، هوندا با 7/10 درصد پیشتاز است. از آخرین مدلهای وسایل نقلیه با میزان آلومینیوم بالاتر از متوسط (بیش از نه درصد از وزن وسیله نقلیه کاهش یافته) می توان به شورلت مالیبو (Chevrolet Malibu)، کادیلاک CTS (Cadillac CTS)، فورد اکسپلورر (Ford Explorer)، فورد فوکوس (Ford Focus)، اسکیپ فورد (Ford Escape)، لینکلن MKZ(Lincoln MKZ)، کرایسلر سی سدان (Chrysler C sedan)، هوندا سیویک (Honda Civic/CR-V)، هوندا آکورد (Honda Accord)، نیسان آلتیما (Nissan Altima)، تویوتا آوالون (Toyota Avalon) و فیات 500 (Fiat 500) اشاره کرد.
شپز می گوید: نمونه های واقعی فوق که بخش اصلی تحقیقات را تکمیل می کنند، شایستگی آلومینیوم را برای وزن ایمن تر حتی بیشتر از فولادهای جدیدتر تایید می کنند، در حالی که هنوز هزینه تولید فولاد قابل رقابت و نیز کل انرژی مصرف شده برای تولید آلومینیوم بیشتر از فولاد است، اما باید گفت استفاده از آلومینیوم ایمن تر و در بسیاری از موارد باعث کاهش هزینه ها می شود.
بررسی انجام شده همچنین به زمینه های رشد آینده استفاده از آلومینیوم در خودروی سواری متوسط و بزرگ و همچنین وسایل نقلیه فریم کامل (برای مثال؛ وانت های سواری ) اشاره می کند که عمدتا به دلیل راحتی، ایمنی و قابلیت های مورد نیاز، مورد توجه مشتریان است.
کاهش وزنی که از لحظه هزینه قابل رقابت است
همانطور که خودروسازان از آلومینیوم برای کاهش وزن وسایل نقلیه خود استفاده می کنند، تمرکز به طور فزاینده ای به سمت سیستم هزینه جلب می شود و این موضوع باعث می شود که آلومینیوم با موفقیت با سایر مواد به دلیل مزایایی که در کاهش وزن اولیه و ثانویه، کاهش مصرف سوخت، عملکرد ساختاری و طراحی انعطاف پذیر به ارمغان می آورد، رقابت کند. در واقع، کاهش هزینه های ثانویه که پیامد استفاده آلومینیوم در خودرو است، پرمیوم های هزینه ای را جبران می کند و باعث می شود آلومینیوم تبدیل به یک راه حل مقرون به صرفه در صنعت خودرو سازی شود .بر اساس این گزارش، هزینه ارتقاء مواد، کمتر از 500 دلار تخمین زده می شود، حتی قبل از اینکه اثرات بعدی کاهش وزن محسوب شود.
شپز می گوید: کاهش وزن در مرکز هر فن آوری خواهد بود، طراحی و تغییرات موتور و گیربکس در راه است. با استفاده از آلومینیوم بازده فن آوری های دیگر توسعه خواهد یافت و در حالی که هزینه های ثانویه به دلیل کاهش سایز موتور و گیربکس بدون اینکه کارایی آن کم شود، کاهش می یابد.
نکات برجسته دیگر گزارش
- از سال 1975 افزایش میزان مصرف آلومینیوم به طور متوسط هفت پوند در هر سال به ازای هر وسیله نقلیه سبک بوده است.
- تا سال 2025 بطور متوسط خودروسازان سعی خواهند کرد که وزن خودروهای سواری و کامیون ها را حداقل تا 10 درصد کاهش دهند.
- عوامل بازار به گونه ای برنامه ریزی شده اند که در سال 2015 و 2016 مقدار آلومینیوم را در هر وسیله نقلیه تا 400 پوند افزایش دهند.
- آلومینیوم در حال به دست آوردن سهم بازار فولاد کربنی معمولی و هم فولادهای با استحکام بالا (HSLA) است. سهم استفاده از فولاد به صورت درصدی از ساختار خودرو در حال کاهش است.
- مصرف فولادهای با استحکام بالای پیشرفته (AHSS) نیز در حال افزایش است، اما ارزیابی کاهش وزن با AHSSنشان دهنده پتانسیل کاهش وزن محدودتر آن در مقایسه با استفاده از آلومینیوم با دانسیته پایین تر می باشد. جایگزینی با آلومینیوم بیش از دو برابر فولاد های با استحکام بالای پیشرفته است.
شپز گفت: زمان حاضر، زمان پر تحرکی برای صنعت خودرو سازی و آلومینیوم است. ما در شرف جایگزین مقیاس بزرگی از فولاد سنگین با آلومینیوم در صنعت خودرو سازی هستیم و در نهایت مصرف کننده و محیط زیست از این تغییر بهره مند خواهند شد.
توسعه طرح اتوبوس الکتریکی تمام آلومینیومی، توسط شرکت آلکوا
آلکوا (Alcoa)، طراحی اتوبوس جدید با بدنه تمام آلومینیومی را توسعه داده است که در مقایسه با یک اتوبوس با بدنه فولادی، وزن بدنه اتوبوس الکتریکی جدید بی وای دی (BYD) تا 40 درصد، حدود یک تن، کاهش یافته است. دو اتوبوس بی وای دی که اولین نمونه های اتوبوس الکتریکی هستند در شهر چانگشا (Changsha) واقع در استان هونان (Hunan) چین شروع به کار کردند.
آلکوا نه تنها از آلومینیوم در بدنه اتوبوس بهره برده است، بلکه برای ساخت چرخها و اتصالات هاک اسپین (Huck Spin) نیز از آلومینیوم استفاده کرده است و بطور کلی وزن اتوبوس را 2/1 تن کاهش داده است.
انتظار می رود که کاهش وزن اتوبوس الکتریکی، دامنه حرکت آن را حداقل 10 درصد افزایش دهد. اتوبوس جدید با یک شارژ کامل، حدود 300 کیلومتر (188 مایل) حرکت می کند. شرکت بی وای دی قصد دارد که هزاران اتوبوس الکتریکی برای بازارهای چین و جنوب شرقی آسیا و همچنین برای صادرات در سطح جهانی تولید کند. آلکوا تولید کننده انحصاری اتوبوس های جدید و همچنین ورق آلومینیوم از واحد ذوب بوهایی (Bohai) واقع در کوئین هانگ دئو (Qinhuangdao) در هبی (Hebei) است. آلکوا همچنین تولید کننده انحصاری چرخهای آلومینیومی و اتصالات برای پروژه تولید اتوبوس های الکتریکی بی وای دی است. جینیا چن (Jinya Chen)، رئیس آلکوا در منطقه آسیا و اقیانوس آرام، گفت: در طراحی اتوبوس های جدید الکتریکی بی وای دی، کاهش وزن بیش از 2/1 تن نسبت به اتوبوس های فولادی نکته بسیار قابل توجهی است، اما اهداف این طرح چیزی فراتر از کاهش وزن است. طراحی جدید محکم، مقاوم در برابر خوردگی، بی نهایت قابل بازیافت و مقاوم در برابر تصادفات رانندگی روزمره شهری است و انتظار می رود که مسافت طی شده اتوبوس با یک شارژ کامل را، حداقل 10 درصد افزایش دهد.
زی شیبین (Xie Shibin)، معاون رئیس موسسه تحقیقات خودرو BYD، گفت: ما خوشحالیم که با همکاری یک متخصص جهانی درصنعت حمل و نقل مانند آلکوا، تولید اتوبوس های جدید الکتریکی را آغاز کرده ایم. طراحی و مواد ترکیبی آلکوا همراه با تخصص ما در بازار، باعث می شود که این اتوبوس جدید در صنعت خودرو سازی از لحاظ انتشارگازهای گلخانه ای، دامنه حرکت، ایمنی و عملکرد بهترین باشد.
در طول بیش از یک دهه درصد بازیافت آلومینیوم به بالاترین سطح خود می رسد
انجمن آلومینیوم، موسسه سازندگان قوطی نوشابه (CMI) و موسسه بازیافت ضایعات (ISRI) اعلام کردند؛ میزان بازیافت قوطی های آلومینیومی نوشابه در ایالات متحده به بالاترین سطح خود در یک دهه اخیر رسیده است. این افزایش به گونه ای است که 1/58 درصد از قوطی های نوشابه در سال گذشته بازیافت شدند که این میزان بیش از دو برابر بازیافت ظروف دیگر نوشابه است.
در سال 2010 حدود 56 میلیارد قوطی آلومینیومی بازیافت شدند که از این آلومینیوم بازیافتی برای تولید مجدد ظروف حاوی نوشیدنی استفاده شد. از آنجا که برای تولید یک قوطی آلومینیومی از مواد بازیافت شده 95 درصد انرژی کمتر مصرف می شود، بازیافت در حجم وسیع، موجب صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی می شود. مقدار انرژی که فقط از بازیافت قوطی های آلومینیومی در سال 2010 ذخیره شد، با انرژی معادل 17 میلیون بشکه نفت خام و یا حدود دو روز از واردات نفت ایالات متحده برابر است.
استیو لارکین (Steve Larkin)، رئیس انجمن آلومینیوم گفت: ما خشنودیم که میزان بازیافت نسبت به سال گذشته افزایش یافته است. این یک پیشرفت در صنعت ما محسوب می شود و گواه بیشتری بر این موضوع است که قوطی های آلومینیومی نوشابه، بهترین انتخاب برای بسته بندی با دوام و سازگار با محیط زیست است. البته ما باید برای تصویب آگاهی و سیاست های بازیافت، در سطوح فدرال، ایالتی و محلی بیشتر کار کنیم و این وظیفه ای است که ما همچنان مصرانه آن را دنبال می کنیم. ما همچنان همکارانی را که مشتاق ایجاد یک تغییر واقعی در چگونگی رویکرد ما به بازیافت در ایالات متحده امروز هستند، جستجو می کنیم.
رابرت بودوی (Robert Budway)، رئیس شرکت سی ام آی (CMI)، گفت: تفاوت بسیار بزرگی بین آنچه که قابل بازیافت است و آنچه که در واقع بازیافت می شود وجود دارد. قوطی های آلومینیومی نه تنها بی نهایت قابل بازیافت هستند و دوباره به قوطی های جدید تبدیل می شوند، بلکه آنها در حال حاضر به میزان حدود دو برابر دیگر بسته های آشامیدنی بازیافت می شوند. این موضوع، همراه با این واقعیت است که قوطی های آلومینیومی بالاترین ظرفیت بازیافت را دارند و طولانی ترین عمر مفید را برای هر بسته محتوی آشامیدنی فراهم می کنند، به همین دلیل تأکید می کنیم که قوطی های آلومینیومی واقعا گزینه مناسبی برای بسته بندی مواد خوراکی با قابلیت نگهداری طولانی برای قرن بیست و یکم هستند.
رابین وینر (Robin Wiener)، رئیس موسسه صنایع بازیافت ضایعات، گفت: به عنوان اولین حلقه در زنجیره عرضه تولید، صنعت بازیافت ضایعات، مواد اولیه اصلی مورد نیاز کارخانه های صنعتی در سراسر جهان را فراهم می کند. در سال 2010 بیش از 6/4 میلیون تن ماده اولیه بدست آمده از ضایعات آلومینیوم در ایالات متحده، به سراسر ایالات متحده و بیش از 50 کشور جهان ارسال شد. وی افزود؛ قوطی های آلومینیومی نمایانگر بخش با ارزشی از این کالاهای قابل بازیافت هستند. جمع آوری مواد قابل بازیافت فقط محدود به سطل های زباله کنار خیابان نمی شود. در سال 2010، صنعت بازیافت 77 میلیارد دلار به اقتصاد ایالات متحده ارزانی داشت و باعث حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی و منابع طبیعی شد.
قوطی های آلومینیومی حاوی نوشیدنی، تا حد زیادی با ارزش ترین بسته بندی در جریان بازیافت هستند و آلومینیوم تنها مواد بسته بندی است که هزینه های جمع آوری و پردازش مجدد خود را تحت پوشش قرار می دهد .در سال 2008، انجمن آلومینیوم هدف رسیدن به بازیافت 75 درصدی از قوطی های آلومینیومی تا سال 2015 را اتخاذ کرد. میزان بازیافت در سال 2008، 2/54 درصد بود و از آن زمان به بعد این میزان به تدریج افزایش یافت و در سال 2009 به 4/57 درصد رسید.
