观察铸件在整个生命周期中的环境影响

交通运输部门约占全球能源相关二氧化碳排放量的23%，预计其增长速度将快于其他能源终端使用部门. 为了减轻这种影响, 汽车燃油经济性法规，如美国环保署的企业平均燃油经济性(CAFE)标准已被采用. 同时有效提高燃油经济性, 这些汽车法规仅限于减少尾气管中的二氧化碳和其他温室气体排放. 因此, 这些法规忽略了由于生产汽车内部组件和回收或其他报废影响而产生的排放，这些影响可能导致车辆使用寿命期间温室气体排放的意外增加.

生命周期分析是一门相对较新的学科，它包含了所有主要阶段——生产阶段, 产品或过程生命周期的使用和回收/生命周期结束，以计算总影响. 它正迅速成为学术界和行业分析师的关键工具，甚至已开始在监管环境中使用. 欧盟委员会称生命周期思维是“评估产品潜在环境影响的最佳框架”, 流程和系统.“此外, 欧盟已经有了直接基于生命周期分析的现有立法, 这需要计算生物燃料的生命周期温室气体排放量. 在美国境内.S.美国加州已经采用了低碳燃料标准. 此外, 业界已经存在许多适应生命周期分析的解决方案, 比如开源软件 
和模型.

生命周期分析在监管项目中的推广表明，类似的方法可能成为限制温室气体排放的首选计算方法. 柏林环境技术研究所(Institute of 环境 Technology)的研究人员已经起草了许多不同的流程选择，以便将其纳入政府政策, 包括基于现有ISO标准的标准. 
由于它们的可回收性和较低的蕴含能量, 在这个框架下，铸件具有更可持续的潜力, 但需要更多的数据来量化其影响.

铸件和生命周期分析

广泛的文献回顾发现，只有有限数量的铸造相关的生命周期分析，包括使用阶段. 相反，大多数文献关注的是生产和回收过程中的能源和成本. 这包括铸铝和铸镁的两个生命周期库存数据库，提供生产和回收投入, 哪些可以帮助未来的分析包含所有主要阶段.
而生产和报废的影响可以为生产商的决策提供信息, 评估新材料的汽车供应商将会寻找整个生命周期的故事, 因为只报告生产和生命周期结束阶段会产生误导. 举个例子, 大众高尔夫VII车辆(驾驶20辆)全生命周期温室气体排放量的79%,000公里或12,每年400英里)来自使用阶段. 即使有两种主要铸造材料的数据库, 只有三项研究涵盖了所有三个阶段——生产, 铸造部件的使用和寿命终止:

• “主要生产, 发动机生产和道路二氧化碳:汽车工业如何为环境可持续性做出最大贡献?第38届维也纳国际汽车研讨会(2017年4月).
• Jhaveri等人., 汽车轻量化应用薄壁球墨铸铁的生命周期评估,“可持续材料和技术, 卷. 15, pp. 1–8 (2018).
• 西蒙ehrenberg, 汽车结构中镁构件的生命周期评价,国际镁协会(2013年5月).

几乎可以肯定，这个列表并不详尽, 但这表明对铸件这一主题缺乏研究. 此外, 铸件生命周期分析工作的范围是有限的:这三种研究只比较了其他铸造工艺，而没有比较其他材料工艺. 

为什么铸件对环境的影响更小

尽管缺乏对铸件的生命周期分析研究, 几个貌似合理的原因解释了为什么铸件比其他形式的加工具有更低的生命周期能源和温室气体影响. 

在生产阶段, 与使用相同材料的其他工艺相比，铸件每公斤的隐含能量更低. 1). 这很可能是因为铸件是从原材料到成品的最短路径. 作为警告, 而隐含能量并不等同于产品整个生命周期的温室气体排放, 它是生命周期排放的重要组成部分. 因此, 假设是相同的电源, 在产品的整个生命周期内，隐含能量的减少也会导致温室气体排放的减少. 

在使用阶段, 对燃料消耗影响最大，因此对能源和温室气体排放影响最大, 车辆重量是多少?. 由于金属铸造是一种接近净形的工艺，可以最大限度地减少机加工量, 完成, 每个组件的零件数, 铸件为轻量化提供了极好的机会. 

例如, 正如最近的cast Source文章中所讨论的那样, 汽车减轻重量的3种方法,“将钢冲压件转换为镁铸件的结果是19.4磅. 大量节约和零件编号合并(图2). 2). 在同一篇文章的另一个例子中, 将铝冲压组件转换为铝铸件可节省20%的重量并整合零件编号(图1). 3). 零件号整合可以转化为成本节约, 大量的节约将转化为使用阶段温室气体排放的减少.

当废金属从不同的金属加工流中积累, 废料中的化学杂质变得更加集中. 由于材料纯度高，适用于锻压金属, 制造商不能使用大量的废料进行生产. 该规范对铸造部件的要求不高. 例如, 锻铝可回收制成铸铝部件, 但情况不太可能逆转. 最近的文献表明，锻造铝的基线二次含量值为0%, 而铸铝则是85%. 同样，扁钢、长钢和铸钢的基准二次含量分别为5%、85%和100%. 因为铸件本身更容易回收, 在寿命结束阶段的能源和温室气体排放也会更低.

对于相同的基础材料，铸件比其他工艺更具有可持续性, 即使轻量化是不可行的. 由于铸件的生产优势和可回收性, 它们的生产仍然可以节省能源和温室气体排放，同时为汽车供应商提供低成本的解决方案. 最终, 在以生命周期分析为重点的监管环境中, 铸造行业可以合理地辩称，他们的工艺是最可持续的. 然而, 最大限度地提高这一论点的有效性, 需要深入的铸件生命周期分析研究.