本田为了持续提供“自由移动的快乐”,以实现零环境负荷为目标,致力于资源循环。不仅要减少自然资源的开采和利用,而且要通过资源的再利用来创造经济合理性,争取社会价值和经济价值的兼顾。
本田企业战略本部企业事业开发统括部资源循环企划部部长多贺涉先生在2024 YOKOHAMA展上谈到了本田的努力。
汽车废料去哪里
本田除了零环境负荷外,还以零交通事故死亡为目标。与动力单元的碳中和化、能源管理、自动驾驶/ADAS(先进驾驶辅助系统)、IoT(物联网)/联网并列,资源循环成为重点的关键因素之一。
环保工作的理念是“三重行动到零”的主题,CO₂这三个目标是:实现零排放、100%的无碳能源利用率、100%的可持续材料使用率。
本田的目标是到2040年将EV(电动汽车)和FCV(燃料电池汽车)合并后的全球销售比例达到100%,但随着电动化的推进,使用的资源发生了巨大变化。
与年生产200万台的情况相比,本田的估算中稀有金属的使用量增加了400倍,铜增加了4倍,稀土增加了6倍。发动机以铁和铝为主,但电机等电气部件的铜和稀土使用量增加。行驶所使用的能源在发动机汽车中是化石燃料,但在EV的电池中也大量使用稀有金属。
目前,本田汽车生产所使用的材料由90%的原始材料和10%的再生材料和生物质材料构成。在初榨材料的开采和炼制中,CO₂ 如果继续推进电动化,则担心环境负荷的增大。
使用过的车辆的处理后,7成的原材料被其他产业再利用。但是,由于无法回收而被焚烧或填埋等废弃的占30%。之所以在其他产业中进行再利用,是因为汽车中的再利用不具有经济合理性。此外,汽车使用的塑料几乎全部被破碎机粉碎后被废弃。
减少原始材料,减少废弃物
本田追求的资源循环是尽量减少原生材料的使用和减少废弃物的两大支柱。减少目前占9成的原生材料的使用,减少30%的未回收材料。
考虑到其他产业回收来自汽车的材料的情况,作为汽车制造商,致力于利用回收材料。目前,市场上没有可重复使用的汽车回收材料。为了将废旧车辆产生的资源循环与汽车产业联系起来,还需要对产生回收材料的废料进行处理。
资源循环的运动在海外也很活跃,欧洲也制定了相关法规。推动电池资源循环的欧洲电池法规、以汽车中使用的塑料水平回收为对象的欧洲ELV法规、电池、电机、磁铁等重要资源在欧洲范围内循环的CRMA等都是例子。
线性经济若想实现2040年目标100%电动化,行驶中的CO₂ 虽然可以减少排放,但来自制造业的CO₂ 排放量增加。若包括材料和资源,则制造时CO₂ 排放量将增加到目前的两倍。不仅在工厂电源中引入可再生能源,而且在资源循环中也减少了CO₂ 作为减少排放的手段,必须有效活用。
从大规模消费型业务转型
资源循环有五个要点。(1)从大量消费型业务转型,(2)采用可持续材料的产品设计,以抑制资源开采,(3)先进的回收利用实现循环价值链,(4)成为可视化循环经济效果的基础的信息管理系统,(5)节能低CO₂排放、低成本回收技术的五种方法
从重视新车销售台数的大量消费型业务转型,目标是以在整个生命周期中耗尽产品和部件、回收它们并实现高效再利用的循环为前提的业务。需要最大限度地提高价值,同时尽量减少原生木材和稀缺资源的使用。此外,在车辆使用寿命期间维持与用户的接触也是必不可少的。
与此相关的本田举措是能够在二手车中添加新用品的认证二手车“今科+”。此外,作为零部件,EV上搭载的电池旨在用尽。将电池监控功能提高到高度,并致力于实现从车载用转用到固定用的使用寿命管理。
以资源循环为前提的设计和材料的选择
为了实现资源循环,以使用过的车辆“回来”为前提的设计也很重要。
汽车回收目前,回收氟氯化碳气体和油脂类,展开气囊后,作为二手部件,手动拆卸轮胎、脚轮、保险杠、发动机等,回收线束和电机作为资源。然后,通过压力压缩,用破碎机破碎,通过各种分选方法将铝、铜、铁再资源化。树脂、玻璃、橡胶等作为粉碎粉末通过焚烧或填埋处理。
破碎后的筛选是在控制使用该材料的行业要求的杂质纯度的基础上进行的,作为业务的现状成立。由于汽车没有试图水平回收的运动,因此没有按汽车所要求的纯度进行筛选。为了实现资源循环,在汽车上能够水平回收的水平上抑制杂质的混入是很重要的。
因此,关键在于减少不适合资源循环的材料,采用可回收材料的设计规格,采用易于通过分解或拆解分离为单一材料的结构。这也有助于确保汽车能够水平回收的资源的稳定。
每台使用25种树脂
未经回收而被废弃的3成材料也难以分离成为废弃的原因之一。例如,树脂在现在的汽车中使用每台180kg、25种1000级以上的树脂。细分到单一材料是不合理的,只能废弃。
为了推进资源循环,除了推进用适合循环的树脂替代外,还必须使结构成为能够容易地分解/分离成单一材料的结构。另外,生物材料应用于材料难以置换、拆解/分离的部位是有效的。
在以资源循环为前提的材料的选择中,可以考虑将与回收的亲和性低的热固性树脂集中到热塑性树脂中。另外,还推进化学再循环等向能够水平循环的材料的替代。关于对解体和分离的考虑,将接合和装饰置换为同种材料的单材料化、无粘接而容易分离的结构、通过高级着色技术而使无涂装等作出贡献。
生物材料在难以与金属分离的部位、使用不能被热塑性树脂取代的热固性树脂的部位被活用。
电机也通过考虑了回收材料的应用和拆解性的设计,促进了资源循环。目前,电动机的拆解性低,废料中含有大量杂质,阻碍了回收利用。另外,也有个别动力单元向海外流出的例子。因此,通过卷绕线或电磁钢板的筛选来实现可用于电动机的废料质量也成为课题。
因此,在下一代电机中,除了选择可回收的材料外,还将考虑异材混合的设计。通过使用铝和铁含量少的铜线和铜含量少的电磁钢板,支持高度的分离和解体。
与供应商的合作至关重要
汽车是由许多供应商提供的零部件组成的。材料重量、材料制造时的CO₂ 供应商涉及排放、材料制造成本等多个方面。资源循环的探讨也必须与供应商一体推进。
到目前为止,车辆开发主要是向供应商提出要求规格,但今后计划与原材料制造商合作,构建能够提供来自二手车辆的资源的供应链。
实现水平回收的课题是,汽车制造商对回收材料的使用要求不高,并且随之而来的回收材料流向其他行业。当然,市场上也没有可以用于汽车的优质回收材料。
在新车上市前的“动脉领域”中,将提出要求的回收率,并推进适合循环的材料选定和结构设计。在作为废旧车辆后资源流通的“静脉区域”,我们将与拆解商和回收商合作,回收适合水平回收的优质废料,确保经济合理性。
动脉区域和静脉区域联合的实证实验已经展开。用于尾灯等的丙烯酸树脂的水平回收。三菱化学、本田、北海道汽车处理合作社共同从使用过的车辆的灯罩等回收丙烯酸树脂材料,在原来用途中再次使用,进行了水平回收的实证。其目标是将再生的丙烯酸树脂用于汽车用部件。
用于更高级的回收利用
本田的目标是到2050年实现100%的可持续材料。要实现这一目标,不仅要创造回收技术,还要节约能源和低CO₂ 排放、降低成本等回收技术的高级化也很重要。
本田的目标是到2040年达到“100%的技术准备率”。目前,利用现有技术和可回收材料,可将可持续材料的使用率提高到60%。此外,通过自主开发与回收技术高度化相关的剩余40%的领域,将“技术准备率”提高到100%。
电池回收已在韩国和中国商业化,欧美也开始着手。“标准技术可以循环硫酸盐,但能源和成本是挑战。未来,我们需要以更短的工艺进行循环”(多贺先生),本田正致力于湿式冶炼的改良技术和直接循环技术的开发。
在汽车使用的多种树脂中,汽车行业应积极参与工程塑料回收技术的建立。在通用塑料的需求中,包装材料占据了很大的份额,而工程塑料则对汽车的需求很大。
关于工程塑料的回收,与东莱公司共同研究开发了将劣化树脂复位的单体化技术。这是利用低于临界点的区域的水的特性,水解有机化合物的技术。它的特点是不用酸,干净。反应时间和投资成本低也是优势。
可追溯性的重要性
可持续性的努力从产品和材料的外观上看不出来,但努力是宏伟的。管理数据并证明努力的信息管理和可追溯性变得重要。
关于可追溯性,有两个角度:应对以欧洲为首的法规和创造经济合理性。除电池护照外,法规还要求提供可循环车辆护照、证明永磁体可回收材料使用率的护照等。证明碳足迹、尽职调查、劣化状态等非常重要。关于电池,从原材料、电池到组装都需要通过供应链进行信息管理,但利益相关者的环境负荷减少可视化,社会价值更容易理解。
本田还将致力于实现可产生经济合理性的可追溯性。在经济价值可视化方面,将有助于有效利用电池,例如将电池用尽到寿命。了解电池的经济价值还剩多少,并通过预测寿命等来判断再利用的用途和回收的时机。整个价值链的协作对于构建一个利用可追溯性的环境至关重要。
原文始发于微信公众号(艾邦高分子):本田可持续材料战略,通过资源循环创造经济价值