日本製鐵綜合考量汽車生命週期與減少的溫室氣體(下稱GHG)總量,其認為僅納入車輛使用期間(行駛過程中)減少GHG是不夠的,計算範圍必須包括(1)汽車構成材料製造、(2)汽車製造過程、(3)汽車使用過程,以及(4)汽車報廢過程等所產生的GHG。
故本專利提出精確計算汽車零件在整車中之GHG排放量方法,係將汽車的「製造時排放」、「使用時排放」及「回收再利用效果」三大構面分別量化,並透過「全車排放—去除目標零件後之虛擬車輛排放」的差值運算,得出目標零件之生命週期排放量。
本技術可應用於汽車設計階段,逐零件量化GHG排放,以優化材料選擇與重量配置,實現全生命周期排放量之最小化,計算步驟如下所述:
- 第1排放量計算
係指製造階段,根據各部品所用材料及質量,乘以預先設定的「單位質量製造時GHG排放係數」,計算整車製造所產生之第1排出量
- 第2排放量計算
此時為使用階段,根據車輛規格(車重、車格、驅動方式、能源種類)與全車預定行駛里程,乘以「單位能量消耗」及該能量之生產與使用階段GHG排放係數,計算行駛時之第2排放量。
- 回收效果計算
依部件材料及質量,乘以「單位質量回收時GHG減排量」(為負值),計算回收再利用階段之減排效果量。
- 整車全生命週期排放量
將第1排出量、第2排出量與回收效果量相加,得出「整車全生命週期排放量」。
- 第3排放量計算
針對特定車體零件,以「整車全生命週期排放量」減去「去除目標零件後之虛擬車輛排放量」,計算該目標部品之GHG排放量。
以圖1為例,當「保險桿 16」為計算對象時,係先計算包含保險桿的整車(10) 全生命週期排放量,扣除去除保險桿後之虛擬車輛(18) 全生命週期排放量,即為保險桿(16)之全生命週期排放量。
- 參數影響分析
取得零件質量與單位質量排放之關係函數,分析當材料GHG係數、製造/回收效率等參數變動時,對零件排放量之影響,並特別透過線性函數估算材料單位質量GHG係數變更後之排放量。
圖1. 特定汽車零件全生命週期排放量計算(註:「部品」為「零件」)