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基于生命周期評價的緊湊型乘用車輕量化策略

基于生命周期評價（LCA），對采用不同輕量化策略的緊湊型乘用車進行了比較，其采用輕量化策略是使用先進輕質(zhì)材料如Al、Mg和碳纖維復合材料，討論了其在整個生命周期階段及報廢階段狀況。結果表明，對車輛使用階段進行分析很重要，不同輕量化策略下的緊湊型乘用車對環(huán)境影響最大降低7％。特別是，當輕量化策略使用Al時，在減少對環(huán)境影響方面具有較強的魯棒性。輕量化策略使用Mg時，由于在生產(chǎn)過程中會排放六氟化硫（SF6），因此只有完全淘汰原有生產(chǎn)方案，并建立獨立的閉環(huán)回收方案，這種輕量化策略才更有利。使用碳纖維復合材料也會減小對環(huán)境的影響，但是成本較高。

輕量化策略使用Al時，對環(huán)境影響的結果具有較高的一致性，對報廢方案的依賴最低。但是對人體的潛在毒性（HTP）影響較大，這需要仔細考慮。

輕量化策略使用Mg時，對環(huán)境影響并沒有理論依據(jù)，因此Mg還不能完全代替Al，盡管其比Al更輕。事實上，考慮SF6臨界問題時需要建立單獨的閉環(huán)回收方案，這對于Mg和Al都是不可能的。實際條件下，采用Mg比Al排放的SF6更多。

從環(huán)境的角度來看，采用熱塑性纖維時，其在整個生產(chǎn)使用階段均具有良好的效果，但效果并不顯著優(yōu)于使用Al。

分析表明，單獨采用任何輕量化策略時，都不可能將緊湊型乘用車全生命周期中的CED（非可再生能量需求）、GWP（溫室效應）或AP（酸化程度）降低超過7％。對于運輸系統(tǒng)的整體結構和組織的改變，在減輕汽車質(zhì)量時，同時要考慮對環(huán)境的影響問題。

刊名：Journal of Cleaner Production（英）

刊期：2015年第108期

作者：Marco Raugei

編譯：王亮