Automotive Sustainability: Integration of Post-Consumer Scrap Aluminum in Vehicle Manufacturing

Abstract

Den økende etterspørselen etter aluminium for å produsere lettere biler har en avgjørende innvirkning på utslipp og drivstofforbruk i bruksfasen. Det er imidlertid viktig å kjenne det totale fotavtrykket fra vugge til port, siden verdikjeden for aluminium varierer betydelig avhengig av energimiks og PCS-innhold. For eksempel kan primæraluminium medføre store miljøbelastninger som følge av energiintensive produksjonsprosesser, fra utvinning av råmateriale, bearbeiding av råmateriale, produksjonstransformasjon av primær- og sekundærblokker, bruksfasen og avhending av utrangert materiale. For å vurdere effekten av disse miljøbelastningene ble det gjennomført en livssyklusanalyse, der flere scenarier for produksjon av primæraluminium fra tre ulike geografiske kilder, samt to alternativer for støpeprosesser, ble satt opp mot hverandre. Selv om hele produksjonsprosessen for en støtfangerbjelke i aluminium ble identifisert som energi- og utslippsintensiv, hadde noen av scenariene betydelige miljømessige hindringer som i stor grad kan tilskrives det globale oppvarmingspotensialet. Områdene som var mest følsomme, ble identifisert innenfor energiproduksjon, materialtransport, effektiviteten til produksjonsanleggene, vurdering av teknologiske fremskritt og integrering av materialflytstyring. Basert på den gjennomførte LCA-en ble studiens tilnærminger og begrensninger identifisert og understreket med implikasjoner for fremtidige forskningsforbedringer. Basert på resultatene ble det foreslått forslag til fremtidig forskning som tar hensyn til de viktigste aspektene ved sirkulær produksjon.

The increasing demand for aluminium to produce more lightweight cars has a crucial impact on emissions and fuel consumption during the use phase. However, it is important to know the overall footprint from cradle to gate, since the aluminium value chain varies considerably depending on energy mix and PCS content. For instance primary aluminium may introduce crucial environmental burdens as a cause of energy-intensive production processes, starting from extraction of raw material, processing of raw material, manufacturing transformation of primary and secondary ingots, use phase, and disposal of end-of-life material. To assess the impact of these environmental burdens a Life Cycle Assessment was conducted, opposing several scenarios of primary aluminium production from three different geographical sources, as well as two casting process alternatives. While the whole production process of an aluminium bumper beam was identified as energy and emission-intensive, some scenarios had significant environmental obstructions with a high attribution to the Global Warming Potential. The areas of sensitivity were identified in the areas of energy generation, material transportation, efficiency of manufacturing facilities, assessment of technological advancements, and integration of material flow management. Additionally, based on the conducted LCA the approaches and limitations of the study were identified and underlined with implications for future research improvements. Based on the results suggestions for future research were proposed which incorporate the main aspects of circular manufacturing.