BMW Group wraz z partnerami sprawdziło, jak duża część materiałów ze złomowanych samochodów może wrócić do produkcji nowych aut bez utraty wymaganej jakości. W projekcie Car2Car wskaźnik takiego odzysku wzrósł z 6 do 51%, a w przypadku stali nawet z 1 do 81%. Efekty nie pozostały przy tym wyłącznie w laboratorium – z odzyskanego materiału wyprodukowano ponad 100 tys. seryjnych części.
Car2Car to coś więcej niż zwykły recykling
BMW określa zastosowany w projekcie miernik jako „Car2Car rate”. Nie chodzi w nim o samą możliwość ponownego przetworzenia materiału, lecz o to, jaka część surowców pozyskanych z pojazdu wycofanego z eksploatacji może zostać odzyskana w jakości pozwalającej na wykorzystanie ich ponownie w zastosowaniach motoryzacyjnych.
Przy wykorzystaniu procesów odpowiadających obecnym standardom rynkowym i ograniczeniu demontażu do obowiązkowego minimum łączny wskaźnik dla pięciu analizowanych grup materiałów wyniósł 6%. Po zastosowaniu dodatkowego sortowania i bardziej zaawansowanego przetwarzania wzrósł do 51%.
Co istotne, wynik uzyskano bez rozszerzonego demontażu samochodów przed rozpoczęciem procesu recyklingu. Badania prowadzono jednak w zoptymalizowanych warunkach badawczych i demonstracyjnych, dlatego 51% nie należy traktować jako poziomu osiąganego obecnie przez typową instalację recyklingową.
Stal osiągnęła 81%, aluminium 52%
W takich warunkach wskaźnik „Car2Car” wzrósł dla stali z 1% do 81%, dla aluminium z 23% do 52%, a dla miedzi – z 48% do 68%. Wśród zastosowanych metod znalazły się lepsze sortowanie wstępne, zmodyfikowane procesy rozdrabniania, klasyfikacja materiałów, sortowanie strumieni za pomocą czujników oraz dokładniejsze rozdzielanie stopów aluminium. Projekt pokazuje więc, że sam fakt skierowania samochodu do recyklingu nie przesądza jeszcze o jakości odzyskanych surowców.
Największy potencjał wykazały metale. Znacznie trudniejszym zadaniem pozostają tworzywa sztuczne oraz szkło, dla których nie udało się osiągnąć podobnych rezultatów.
Miedź w stalowym złomie była poważnym problemem
Szczególnie interesujący jest przypadek stali. Złom samochodowy zawiera domieszki miedzi pochodzącej między innymi z przewodów, złączy i innych elementów, co może ograniczać możliwość zastosowania odzyskanego materiału do produkcji wysokiej jakości blach przeznaczonych dla motoryzacji.
W projekcie Car2Car zastosowano dodatkowy etap sortowania, który pozwolił ograniczyć zanieczyszczenie złomu stalowego miedzią. Uzyskany materiał mógł następnie posłużyć jako surowiec do produkcji płaskich wyrobów stalowych odpowiadających wymaganiom współczesnej produkcji samochodowej.
BMW poinformowało, że w związku z opracowanym procesem złożono zgłoszenie patentowe. Po badaniach materiałowych oraz kontroli jakości wyprodukowane w ten sposób kręgi stalowe trafiły do rzeczywistego procesu przemysłowego.
Ponad 100 tys. części trafiło do samochodów
Najważniejszym sprawdzianem projektu był test przeprowadzony w zakładzie BMW Group w Lipsku. Z wykorzystaniem stali pochodzącej z recyklingu wyprodukowano tam ponad 100 tys. seryjnych części, które następnie zamontowano w samochodach.
Oznacza to, że zespół Car2Car przeszedł całą drogę od pojazdu wycofanego z eksploatacji do nowych elementów samochodu funkcjonujących w normalnym procesie produkcyjnym. Test nie oznacza jednak, że stosowane rozwiązania są już powszechnie dostępne w przemyśle recyklingowym. Badanie objęło 433 pojazdy reprezentujące 60 różnych modeli BMW Group. W tej grupie znalazły się również samochody testowe mające mniej niż pięć lat.
Tworzywa sztuczne i szkło nadal sprawiają problemy
W przypadku tworzyw sztucznych i szkła wyniki nie były równie dobre. Powodem jest między innymi duża liczba różnych materiałów, złożone konstrukcje kompozytowe oraz wysokie wymagania jakościowe stawiane surowcom przeznaczonym ponownie do produkcji samochodowej.
Szczególnie tworzywa sztuczne wymagają według wniosków z projektu bardziej precyzyjnie zaprojektowanych ciągów technologicznych, łączących kilka metod sortowania i przetwarzania. Sam odzysk materiału nie wystarcza, jeśli jego właściwości nie pozwalają później zastosować go ponownie w wymagających elementach pojazdu.
To właśnie odróżnia koncepcję Car2Car od prostego podawania procentowego wskaźnika recyklingu. Materiał ma nie tylko uniknąć składowiska, ale również wrócić do obiegu motoryzacyjnego na odpowiednim poziomie jakości.
BMW wskazuje, czego potrzeba do recyklingu na większą skalę
Projekt pokazał jednocześnie, że techniczna wykonalność nie wystarczy do powszechnego wdrożenia zamkniętego obiegu materiałów. Potrzebne są inwestycje w infrastrukturę demontażu, sortowania i recyklingu, a także procesy możliwe do skalowania na znacznie większą liczbę samochodów.
Znaczenie będą miały również dostęp do pojazdów wycofanych z eksploatacji, warunki rynkowe oraz modele biznesowe pozwalające wszystkim uczestnikom łańcucha recyklingu działać w sposób ekonomicznie uzasadniony. BMW zwraca także uwagę na potrzebę cyfryzacji oraz regulacji wspierających przejrzystość i zachowanie jakości odzyskiwanych materiałów.
Wyniki mają zostać wykorzystane przy rozwijaniu przez BMW podejścia Design for Circularity, czyli projektowania samochodów z uwzględnieniem późniejszego odzysku materiałów. Doświadczenia z Car2Car mogą być również wykorzystywane we współpracy z partnerami zajmującymi się przetwarzaniem pojazdów wycofanych z eksploatacji, w tym z PreZero.
Car2Car może mieć znaczenie dla przyszłych regulacji w Europie
BMW wskazuje również na związek projektu z przyszłymi europejskimi regulacjami dotyczącymi pojazdów wycofanych z eksploatacji. Car2Car dostarcza danych pozwalających ocenić, jakie technologie, inwestycje oraz rozwiązania organizacyjne byłyby potrzebne do zwiększenia udziału materiałów wracających do produkcji nowych samochodów.
Alexander Efthimiou, Senior Vice President Business Development w BMW Group, tak podsumował znaczenie projektu:
Gospodarka o obiegu zamkniętym jest integralną częścią strategii korporacyjnej BMW Group. Car2Car pokazuje, że jej pełny potencjał może zostać wykorzystany, gdy zoptymalizowany zostanie cały łańcuch wartości. Wspólnie z naszymi partnerami wykorzystujemy wyniki projektu do opracowywania nowych modeli procesowych i biznesowych, które łączą korzyści środowiskowe i ekonomiczne oraz przyspieszają przejście w kierunku motoryzacji o obiegu zamkniętym.
Hilke Schaer, kierująca projektem Car2Car w BMW Group, zwraca uwagę przede wszystkim na wyniki dotyczące stali:
W ramach Car2Car chcieliśmy zrozumieć, w jakich warunkach materiały pochodzące z pojazdów wycofanych z eksploatacji mogą zostać ponownie wykorzystane w nowych samochodach. Projekt pokazał potencjał obecnych strumieni materiałów pochodzących z pojazdów wycofanych z eksploatacji, które nie zostały jeszcze zoptymalizowane pod kątem wysokiej jakości obiegów materiałowych. Największy postęp osiągnęliśmy w przypadku stali: byliśmy w stanie wykazać, że wysokiej jakości płaska stal do zastosowań motoryzacyjnych może być produkowana ze złomu pochodzącego z pojazdów wycofanych z eksploatacji. Podczas testu w zakładzie BMW Group w Lipsku wyprodukowano z tej stali ponad 100 tys. seryjnych części i zamontowano je w samochodach, dzięki czemu wyniki projektu stały się namacalne.
W projekcie uczestniczyły firmy i uczelnie z całego łańcucha produkcji
Car2Car nie był przedsięwzięciem realizowanym wyłącznie przez BMW. Konsorcjum obejmowało przedstawicieli przemysłu motoryzacyjnego, producentów materiałów, branżę recyklingową oraz jednostki naukowe.
W projekcie uczestniczyły BMW AG, TU Bergakademie Freiberg, Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology należący do HZDR, Technical University of Munich, Scholz Recycling, STEINERT UniSort, thyssenkrupp Steel Europe, Salzgitter Mannesmann Forschung, Aurubis, Novelis Germany, OETINGER Aluminium oraz Pilkington Automotive Germany.
Uzyskane 51% pokazuje więc przede wszystkim techniczny potencjał znacznie skuteczniejszego wykorzystania materiałów ze starych samochodów. Droga do masowego wdrożenia takich procesów nadal wymaga jednak inwestycji, zmian technologicznych i ekonomicznie opłacalnego systemu obejmującego cały łańcuch – od demontażu auta aż po ponowne użycie odzyskanego surowca w fabryce.
