12.8 Aluminium i personbilar

12.8 Aluminium i personbilar

Skriv ut
Innehållsförteckning

    12.8.1 Aluminium i personbilar

    Den totala aluminiumhalten per fordon växer från 2016 till 2025. Det mesta av tillväxten förväntas vara plåt, särskilt för luckor och dörrar.

    • Baserat på prognosen ökar aluminiumandelen per fordon till nästan 170 kg år 2020 och cirka 195 kg år 2025.
    • Användningen av aluminiumbilplåt förväntas öka med 110% under de kommande tio åren.
    • Skillnaden mellan optimistiska- och pessimistiska prognoser beror till stor del på införandetakten och användningen av aluminium för luckor och dörrar, bärande delar samt chassi och upphängningsdelar.
    Figur 164. Stål har generellt sett större deformationspotential än aluminium. Därför har de flesta aluminiumföretag utvecklat ”krocklegeringar” för att på bästa sätt kunna ta upp krockenergin. Aluminium tar upp krockenergin så bra att materialet i en speciell dubbelhålprofil kan veckas ihop
    vid en krock – utan att spricka – till vad som ser ut som ett ihoppressat dragspel. Deformationsförmågan är hög. Stål deformeras också, men det intressanta är energiupptagningen per viktenhet hos strukturen. Fler bilkonstruktörer vet nu att detta är ett område där aluminium ger mer för pengarna.
    • En stor del av tillväxten beror på en förväntad ökning av vakuumpressgjutning av aluminium, som ersätter stålsmiden (underramar, stötdämpartorn) i kaross och chassi.
    • Aluminiumtillväxten kommer att fluktuera efter bilfabrikanternas förmåga att uppfylla utsläppskraven och med framtida ändringar i den europeiska koldioxidregleringen.
    • Prognoser för aluminiumandelen ett visst år baseras på uppgifter om fordonsproduktion av kommande modeller. Förändringar om uppdateringar av en eller flera modeller kan få stora effekter på den genomsnittliga aluminiummängden ett visst år.
    • Om till exempel en bilproducent planerar att konvertera en viss modell till aluminium kort efter 2020 kommer det inte att inkluderas i 2020-prognosen utan bara i prognosen för 2025.
    Figur 165. Krockupptagande personbilsstötfångare gjord av en skräddarsydd aluminiumprofil. Den har utomordentligt god energiabsorption, vilket skyddar både förare och passagerare vid en kollision.

    Ett genomsnittligt aluminiuminnehåll per fordon varierar från 62 kg för en Smart Fortwo, upp till 610 kg för en Range Rover Sport.

    Figur 166. Mängden aluminium i en medelbil har ökat från 50 kg år 1990 till dagens 150 kg. Experter förutspår att detta kan öka till 195 kg år 2025. Aluminium i bilar är ett utomordentligt exempel på cirkulär ekonomi. Mer än 90% av metallen återvinns efter fordonets livscykel och återanvänds för att skapa nya aluminiumprodukter.

    12.8.2 Kalkyl

    Aluminium kan ersätta stål i personbilar. I moderna bilar finns bland annat kolvar, motorblock, stötfångare, motorhuvar, bagageluckor, fälgar och bränslepåfyllnadsrör av aluminium.

    Antag att en bil minskar i vikt med 100 kg på grund av aluminiumanvändning. Minskningen ger lägre bränsleförbrukning, vilket ger både en sänkning av avgasutsläppen och en minskning av energiåtgången.

    Ersätt 200 kg stål med 100 kg aluminium. Dessa siffror är realistiska och baserade på bilindustrins erfarenheter. Energiinsatsen blir då:

    1) Energibehovet för framställning av primäraluminium är 132 MJ/kg och 6,6 MJ/kg för återvunnet aluminium. I bilar ingår både primärmetall och återvunnen metall, därav ovanstående genomsnittsvärden. Här har antagits 70% primärmetall och 30% återvunnen metall.

     

    Vi antar följande för bilens användning:

    • körsträcka totalt 20000 mil (1500 mil/år i 13,3 år)
    • 100 kg viktminskning sänker bensinförbrukningen med 0,046 liter/mil
    • energiinnehållet i bensinen är 36 MJ/liter

    Energibesparingen under bilens livslängd blir då:
    0,046 x 20000 x 36 = 33120 MJ (2490 MJ/år)

    Total energivinst blir 33120–3440 MJ = 29680 MJ. Merinsatsen av energi, 3440 MJ
    vid tillverkningen av bilen, tar knappt 1,5 år att tjäna in. Därefter är det en ren energivinst.

    Utsläpp av koldioxid vid framställningen:

    Aluminium 100 kg Al x 6,0 kg CO2/kg Al = 600 kg CO2
    Stål 200 kg stål x 1,8 kg CO2/kg stål = 360 kg CO2

    Utsläppet av koldioxid blir alltså 240 kg högre vid övergång till aluminium.

    Minskade utsläpp av koldioxid vid körning under bilens livslängd (liter/mil ·mil (total körsträcka)·emissionsfaktorn2) i kg CO2/liter):

    0,046 x 20000·2,85 = 2620 kg CO2

    2) Emissionsfaktorn varierar mellan 2,33 och 2,95 kg CO2/liter bensin beroende på mest konservativa respektive mest optimistiska betraktelsesättet. Här har 2,85 använts.

    Vinsten över bilens livslängd blir:
    2620–240 = 2380 kg CO2

    Med 4000000 bilar i Sverige erhålls en minskning av CO2-utsläppet på 0,72 Mton/år, vilket är cirka 1% av det totala CO2-utsläppet i landet.

    Figur 167. Europeisk bilproduktion – Viktfördelning hos komponenter. Trots att det största fokuset ligger på aluminiumplåt för kaross och luckor är andelen gjutgods, mellan drivlina och hjul, nästan 50% av det totala aluminiuminnehållet.