Von Massimiliano Saltori, Europäisches Institut für Wissenschaftskommunikation
Es gibt ehrgeizige Pläne für die Zukunft der nachhaltigen Mobilität in der Europäischen Union. An 8. Junihat das Europäische Parlament dafür gestimmt, die CO2-Produktion einzustellen2-Emissionen von Fahrzeugen bis 2035. Die 27 Mitgliedsstaaten werden nun über das Abkommen abstimmen – in echt europäischer Manier. Einmal umgesetzt, wird das Verbot die europäische Automobilindustrie effektiv dazu zwingen, die Produktion von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor innerhalb der nächsten 13 Jahre einzustellen.
Neben dieser radikalen Einigung hat der EU-Gesetzgeber eine weitere CO-Reduktion um 55 % genehmigt2 -Emissionen bis 2030. Zuvor musste die Automobilindustrie die CO2-Emissionen bis zum Ende des Jahrzehnts um 37,5 % senken.
Das Verbot wurde vor allem von kritisiert Automobillobbyisten und konservative Gesetzgeber – in vielen Fällen mit praktische Bedenken. Trotzdem angesichts Europas jüngsten Anstieg der Temperaturenist es leicht zu verstehen, warum solch drastische Änderungen für notwendig erachtet wurden.
Allein der Straßenverkehr generiert 22 % der gesamten Treibhausgasemissionen der EUmit Autos bilanzieren bis zu 12%. Diese Zahlen mögen im Vergleich zu den USA, wo die Emissionen von Autos reichen, bescheiden erscheinen erstaunliche 38 %. Dennoch sind sie in unserem anhaltenden Kampf gegen die globale Erwärmung immer noch von Bedeutung.
Um bis 2050 eine schnelle CO2-Neutralität zu erreichen, sucht die EU nun nach Hilfe bei Elektrofahrzeugen (EVs) – und es scheint, dass Automobilhersteller und Verbraucher setzen auch auf sie.
Der EV-Markt ist im vergangenen Jahr beeindruckend gewachsen, und es gibt keine Anzeichen für eine baldige Verlangsamung. Im ersten Quartal v 2022, wurden weltweit zwei Millionen Elektrofahrzeuge verkauft, 35 % mehr als im Vorjahr, trotz der Belastungen in der Lieferkette. Von allen im vergangenen Jahr in der EU verkauften Pkw waren 18 % Elektro- oder Plug-in-Hybride.
Auch wenn sich die europäische Elektrofahrzeugindustrie in einem günstigen Moment befindet, sieht sie sich immer noch mit hohen Herstellungskosten und kritischen Ressourcenengpässen konfrontiert. Zum Beispiel stützt sich die moderne EV-Fertigung stark auf Komponenten wie z Aluminium.
Dieses Metall macht bereits etwa 15 % der Karosserie heutiger Serienautos aus. Dennoch übersteigt die Zahl bei Elektrofahrzeugen 50 %, was diese Branche ausmacht sehr anfällig zu Engpässen bei sogenannten kritischen Rohstoffen (CRMs), die für die Aluminiumproduktion unerlässlich sind.
Zur Zeit 84% des in die EU importierten Bauxiterzes kommen aus Afrika, während Magnesium und Silizium überwiegend aus China stammen. Infolgedessen aufgrund des Stroms geopolitisches Klimaist es nicht verwunderlich, dass europäische Politiker erwägen, die CRM-Extraktion lokal wieder aufzunehmen innerhalb der nächsten Jahre. Die Wiederaufnahme der Massenprimärproduktion und des Bergbaus kann jedoch den CO2-Ausstoß der EU dramatisch erhöhen2 -Emissionen, was zukünftige Pläne zur Klimaneutralität untergräbt.
Nichtsdestotrotz gilt Aluminium auch als eines der vielseitigsten Metalle auf dem Markt. In der Tat, 75% des gesamten jemals produzierten Aluminiums gibt es heute noch in der einen oder anderen Form, da es praktisch ewig recycelt werden kann. Diese bekannte Tatsache steht auch im Mittelpunkt eines kürzlich gestarteten Industrieplans, der von einem transnationalen Forschungskonsortium gefördert wird und von dem europäische Hersteller von Elektrofahrzeugen bald profitieren könnten.
„Aluminium ist aufgrund seiner Haupteigenschaft von grundlegender Bedeutung für zukünftige Elektroautos: Leichtigkeit“, sagt Ruggero Zambelli, Qualitätsmanager bei RAFFMETAL, dem größten europäischen Hersteller von recycelten Aluminium-Gießereilegierungen. „Das Gewicht der Batterie ist heute eines der Hauptprobleme bei Elektrofahrzeugen. Ein leichteres Chassis aus Aluminium macht dies weniger kritisch und verleiht dem Auto eine größere Reichweite. […] Außerdem hat Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Wärmeableitung von der Batterie erleichtert wird. Auf diese Weise gewinnen sowohl die Batterieautonomie als auch die Sicherheit des Fahrers.“
RAFFMETAL ist einer der 16 beteiligten Partner aus sechs europäischen Ländern SALEMA, ein neu gestartetes Forschungsprojekt, das von der EU finanziert wird. Diese Initiative startete im Mai 2021, um die EV-Industrie umweltfreundlicher zu machen und gleichzeitig die Abhängigkeit der EU von importierten CRMs. Insgesamt wird SALEMA fünf Fallstudien mit verschiedenen Aluminium-Autoteilen entwickeln: der Stoßdämpferbrücke, dem Frontrahmen, den B-Säulen, dem Batteriekasten und der Karosserie in Weiß.
Um dies zu erreichen, muss sich die Fertigungskette zwangsläufig weiterentwickeln. „Aluminium wurde schon immer recycelt, aber hauptsächlich zur Herstellung von Komponenten geringer Qualität: mittlere mechanische Anforderungen und hauptsächlich Gussteile“, erklärt Manuel da Silva, Manager bei der EURECAT Technology Centre, ein weltbekanntes Forschungs- und Entwicklungszentrum in Südeuropa und ein weiterer Partner von SALEMA. „Wir planen jetzt die Entwicklung von Legierungen für das Stanzen, Strangpressen und Druckgießen – die bisher mit Primäraluminium hergestellt werden mussten. Dadurch können wir in Anwendungen einsteigen, die vorher nicht möglich waren.“
EURECAT wird Primärforschung betreiben, um teilweise recycelte Legierungen zu entwickeln, und gleichzeitig Aluminiumherstellern dabei helfen, ihre Herstellungsprozesse an diese Veränderungen anzupassen. Auch neue Legierungen mit geringem CRM-Gehalt wie Silizium und Magnesium werden eingesetzt, um Ressourcenverschwendung zu vermeiden.
Aber das ist noch nicht alles. Als Christian Leroy von der Europäischer Aluminiumverband erklärt: „SALEMA setzt auf zwei verschiedene Wege, um diese Elemente zu ersetzen: Einer ist das Recycling von Aluminiumschrott, wobei die bereits darin enthaltenen CRMs extrahiert werden. Im zweiten Schritt werden sie durch andere unkritische Elemente wie Eisen oder Mangan ersetzt. Es gibt Eisenbasislegierungen mit Magnesium, die hervorragende mechanische Eigenschaften haben können.“
Bis zum Ende des Projekts im Jahr 2024 werden die Partner von SALEMA diese neu entwickelten Legierungen anhand ihrer Leistung bewerten. Dabei werden sie die vielversprechendsten Verfahren für eine schnelle Marktaufnahme identifizieren.
Die Integration von Aluminium in ein von SALEMA angestrebtes Kreislaufwirtschaftsmodell.
Wenn dies bei den europäischen Automobilherstellern erfolgreich und beliebt ist, könnte dies zu einem innovativeren Produktionsansatz für Elektrofahrzeuge führen und der EU eine solide Position in dieser entscheidenden Branche verschaffen.
Das automatische Schrottsortiersystem Multipick.
Aluminiumteile, die in den Einrichtungen von ENDURANCE (Partnerorganisation) im Druckgussverfahren hergestellt werden.
Aluminiumteile, die in den Einrichtungen von ENDURANCE (Partnerorganisation) im Druckgussverfahren hergestellt werden.
Aluminiumteile, die in den Einrichtungen von ENDURANCE (Partnerorganisation) im Druckgussverfahren hergestellt werden.
Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von SALEMA.
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