Переработка металлолома в экологичный листовой металл: усилия в размере 2 миллионов долларов на капитальный ремонт переработки автомобилей

Глобальный переход к передовым материалам и электрическим силовым агрегатам требует переоценки того, как мы перерабатываем автомобили.

Сценарист: Джим Линч

20 апреля 2021 г.

ЭКСПЕРТ

По мере того, как мы движемся к более чистому транспортному сектору, новый проект Мичиганского университета стоимостью 2 миллиона долларов направлен на разработку более простых и экономически эффективных способов производства легких автомобильных листов, пригодных для вторичной переработки.

Этот проект является ключевым усилием, поскольку крупные производители автомобилей стремятся к легким грузовым автомобилям малой грузоподъемности и переходят от двигателей внутреннего сгорания к электромобилям, которым требуются более легкие компоненты для увеличения запаса хода автомобиля.

Проект, получивший название «Проект «Чистый лист», направлен на разработку новых инструментов проектирования и внедрение передового опыта для производителей материалов и автопроизводителей с упором на переработку отходов от начала до конца производства. Хотя первоначально группа сосредоточится на энергоемком алюминии и современных высокопрочных стальных автомобильных листах, в конечном итоге она может разработать рекомендации для всех видов материалов, включая пластмассы, полимеры и аккумуляторы для электромобилей или электромобилей.

«В будущем нам необходимо снизить воздействие производства автомобилей на окружающую среду, и один из способов сделать это — увеличить производство этих легких листового металла из переработанных материалов», — сказал Дэниел Купер, доцент кафедры машиностроения и главный исследователь проекта. «Это не только сократит выбросы в процессе производства автомобилей, но и поможет ограничить разрушительную добычу сырья».

«Мы уже перерабатываем многие материалы, из которых изготавливаются эти новые автомобили, но делаем это не очень хорошо», — сказал Купер. «Для этого необходимо поместить сталь и алюминий в электродуговые или газовые печи, а затем отлить новый металл».

Переработанные металлические изделия не отличаются высоким качеством, поскольку сегодня сложно, если не невозможно, получить чистый исходный материал для переплавки. А в США спрос на этот загрязненный металлолом невелик, поэтому материалы часто отправляют в другие страны, где низкооплачиваемые рабочие сортируют их вручную.

По окончании срока службы автомобиля переработчики используют механические ножницы, чтобы попытаться разделить и собрать в кучу различные металлы, чтобы отправить их по отдельности в печи. Но автомобили содержат множество различных металлических сплавов, которые смешиваются при разрушении, а на алюминиевых автомобильных панелях часто имеются стальные заклепки, которые трудно удалить даже с помощью магнитов.

Задача разделения металлов становится только сложнее. Например, в электромобилях в электронике используется еще больше медной проводки, а переработанная сталь может треснуть во время производства, если в ней содержится всего 0,1% меди.

Как правило, переработанный металл используется в местах с низкими требованиями к производительности, таких как алюминиевые отливки в блоках двигателей и стальные арматурные стержни.

«Мы видим огромные возможности для увеличения повторного использования и переработки материалов, если конструкции автомобилей будут включать простоту разборки, улучшенное разделение материалов и унификацию в масштабах всей отрасли», — сказал Джордж Лаки, менеджер по штамповке и разработке сплавов в Ford Research and Advances Engineering. Форд входит в число нескольких частных партнеров, участвующих в проекте.

«Проект «Чистый лист» предоставит эту информацию, и мы рады присоединиться к Мичиганскому университету и другим партнерам», — сказал Лаки. «Эта работа решительно поддерживает обязательства Ford по сокращению выбросов CO2, развитию экономики замкнутого цикла и углеродно-нейтрального будущего».

Два мощных фактора позволяют предположить, что сейчас настало время определить, как сделать более устойчивые практики обычным явлением.

Во-первых, в 2021 году крупные автопроизводители регулярно берут на себя новые обязательства по производству электромобилей, и эта тенденция, вероятно, сохранится. Ранее в этом месяце инвестиционный банк UBS подсчитал, что к концу десятилетия на электромобили будет приходиться 40% всех продаж новых автомобилей. Вторым фактором является то, что в течение следующих нескольких лет волна автомобилей с интенсивным использованием алюминиевых листов достигнет конца своего срока службы и отправится на свалку, как показало предыдущее исследование Купера.