Cơ hội thứ hai cho pin, hộp số và bánh răng
Chiến lược kinh tế tuần hoàn của EKODA nhằm phá vỡ định kiến duy nhất về tái chế. Nó sử dụng một hệ thống đánh giá để kiểm tra sự phù hợp của các thành phần để tái sử dụng hoặc tái sử dụng. Ảnh: Fraunhofer IWU
Những chiếc ô tô đã qua sử dụng và bị hư hỏng thường được xử lý thông qua các quy trình loại bỏ tốn nhiều năng lượng—ngay cả khi nhiều bộ phận của chúng vẫn còn đầy đủ chức năng. Trong dự án EKODA, các nhà nghiên cứu của Fraunhofer đang phát triển một giải pháp thay thế tốt hơn. Đầu tiên, họ kiểm tra từng thành phần trong một quy trình kiểm tra phức tạp. Sau đó, họ sử dụng một hệ thống đánh giá để đưa ra các khuyến nghị về cách có thể tái sử dụng các thành phần này.
Chiến lược này tối ưu hóa tuổi thọ của các bộ phận riêng lẻ, giúp thiết lập một nền kinh tế tuần hoàn bền vững trong lĩnh vực di động. Pin, trục bánh răng và bánh răng đã qua sử dụng thậm chí có thể xuất hiện trong các ứng dụng khác ngoài ngành công nghiệp ô tô.
Một camera di chuyển chậm trên pin lithium ion vừa được lấy ra từ một chiếc ô tô bị hư hỏng trong một vụ tai nạn. Nó ghi lại loại pin, kiểu, số sê-ri và loại công suất (tính bằng kilowatt) và so sánh thông tin này với cơ sở dữ liệu nội bộ. Tiếp theo, nắp pin được tháo ra thông qua quy trình bán tự động. Và sau đó đến phân tích nhiều hơn. Một hệ thống đo lường ghi lại mức sạc hiện tại của pin, chức năng của thiết bị điện tử điều khiển và tình trạng của các ô pin riêng lẻ.
Sau đó, phần mềm đánh giá do Viện Fraunhofer về Máy công cụ và Công nghệ tạo hình IWU phát triển sẽ sử dụng dữ liệu này để tạo hồ sơ chi tiết về tình trạng pin, dữ liệu này sẽ được phân tích và sử dụng để đưa ra các đề xuất tái sử dụng. Ví dụ, một cục pin còn nguyên mới ba hoặc bốn năm tuổi có thể được chuyển sang một chiếc ô tô cùng loại đã qua sử dụng. Nếu hệ thống lưu trữ năng lượng cũ hơn thì có thể sử dụng hệ thống này trong máy nông nghiệp nhỏ hơn. Ngay cả khi pin có nhiều ô bị lỗi, nó vẫn có thể phù hợp để sử dụng cố định, chẳng hạn như lưu trữ điện trong hệ thống quang điện gia đình.
Hệ thống pin không cần phải vứt đi. Nó có cơ hội thứ hai phù hợp với khả năng cụ thể của nó. Nguyên tắc kiểm tra và tái sử dụng tương tự cũng có thể được áp dụng cho các bộ phận khác của ô tô. "Yếu tố quyết định ở đây là các bộ phận riêng lẻ được tháo rời cẩn thận thông qua quy trình tự động và tiêu chuẩn hóa, vì chúng tôi cần tìm ra những cách khả thi để tái sử dụng các bộ phận ngay từ đầu", Tiến sĩ Uwe Frieß, trưởng bộ phận chế tạo thân xe giải thích. , lắp ráp và tháo rời tại Fraunhofer IWU.
Các mô-đun của một hệ thống lưu trữ pin. Một số nhiệm vụ cốt lõi của dự án EKODA bao gồm tháo rời sản phẩm và phân tích các thông số như hiệu suất, mức sạc và chức năng của pin bằng hệ thống đánh giá. Tín dụng: Fraunhofer IWU
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Fraunhofer IWU ở Chemnitz hiện đang phát triển và tối ưu hóa hệ thống đánh giá nói trên. Phần mềm này, được trang bị các thuật toán AI, là một trong những công nghệ cốt lõi của dự án EKODA—nhằm mục đích mang lại một nền kinh tế tuần hoàn thông qua việc tháo gỡ và xử lý hiệu quả, khả thi về mặt kinh tế. Một phần trong sứ mệnh của nó là bắt đầu "con đường dẫn đến sự di chuyển bền vững thông qua việc tạo ra giá trị tuần hoàn." Ngoài Fraunhofer IWU, các thành viên khác của tập đoàn dự án bao gồm Viện Fraunhofer về Công nghệ Môi trường, An toàn và Năng lượng UMSICHT ở Oberhausen và một loạt các đối tác từ thế giới công nghiệp.
Dự án có một mục tiêu đầy tham vọng, như Tiến sĩ Frieß tiết lộ: "Chúng tôi muốn tránh xa việc tái chế truyền thống, thay vào đó xem mọi bộ phận của ô tô như một nguồn tài nguyên quý giá—bất kể chúng hiện đang phục vụ chức năng gì trong phương tiện. Đây là lý do tại sao chúng tôi đang nghiên cứu một chiến lược để kiểm tra xem các thành phần riêng lẻ này có thể được tái sử dụng hoặc tái sử dụng trong các bối cảnh khác nhau hay không."
Các nhà nghiên cứu của Fraunhofer IWU cũng đang nghiên cứu các quy trình để tự động tháo rời các bộ phận riêng lẻ. Bằng cách thực hiện chiến lược này một cách có hệ thống, các nhà nghiên cứu hy vọng có thể tái sử dụng tất cả các thành phần như một phần của nền kinh tế tuần hoàn. Vì điều này sẽ làm giảm nhu cầu sản xuất các sản phẩm mới nên sẽ giảm cả chi phí và lượng khí thải CO2. Không chỉ vậy, nó còn làm giảm hoặc loại bỏ nhu cầu phế liệu sớm những chiếc ô tô có thể vẫn còn nguyên vẹn một phần hoặc xuất khẩu những chiếc ô tô cũ bị lỗi sang các quốc gia ở Nam bán cầu - điều này ít có ý nghĩa về mặt sinh thái.
Thân máy, trục truyền động, bánh răng
Các nhà nghiên cứu có trụ sở tại Chemnitz không chỉ phân tích các hệ thống lưu trữ pin mà còn tập trung vào các bộ phận như thân xe và hệ thống truyền động. Một số bộ phận của hệ thống truyền động, chẳng hạn như trục hoặc bánh răng làm bằng kim loại hoặc thép, cũng có thể phù hợp để tái sản xuất. Ví dụ, có thể đáng để thử giảm kích thước của các trục thép thông qua quy trình định hình lại, cho phép các trục này được sử dụng trong một ứng dụng di động khác.
"Một bánh răng từ
một hộp số bị lỗi có thể được tái sử dụng trong một chiếc xe tay ga điện đã được tân trang lại, đây chỉ là một ví dụ," Tiến sĩ Frieß giải thích. Fraunhofer IWU đang vận dụng kinh nghiệm nhiều năm của các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất tiết kiệm tài nguyên để áp dụng vào cả hai hệ thống đánh giá và trong việc phát triển các quy trình tháo gỡ tự động và gia công kim loại trong quá trình tái sản xuất.
Các thành phần cơ thể cũng được coi là một nguồn tài nguyên tiềm năng có thể được tháo rời, cải tạo và tái sản xuất để tái sử dụng trong các sản phẩm khác. Tín dụng: Fraunhofer IWU
Cập nhật thời gian thực năng động
"Hệ thống đánh giá mà chúng tôi đang xây dựng được thiết kế phức tạp và toàn diện. Tiêu chí sinh thái sẽ được coi trọng như các yếu tố công nghệ và kinh tế, chẳng hạn như lượng khí thải CO2 và năng lượng tiêu thụ trong quá trình tái sử dụng," Patrick Alexander Schmidt, một chuyên gia giải thích. nhà nghiên cứu tại Fraunhofer IWU. Ông Schmidt hứa hẹn: “Hệ thống đánh giá cũng sẽ tính đến những biến động của giá điện một cách năng động, dựa trên các số liệu hàng ngày có liên quan.
Các nhà nghiên cứu của Fraunhofer và các đối tác của họ muốn phát triển và thiết kế hệ thống đánh giá thêm một bước nữa. Họ đang xem xét chuỗi cung ứng, cửa hàng sửa chữa và người tháo dỡ ô tô—trong tương lai, các yêu cầu hoặc yêu cầu của họ đối với phụ tùng thay thế có thể được đưa vào nhóm dữ liệu của hệ thống đánh giá. Sau đó, hệ thống sẽ có thể cho biết rằng một bộ phận cụ thể mà nó đang thử nghiệm là cần thiết cho một xưởng địa phương đang sửa chữa một máy kéo bị hỏng chẳng hạn.
Bằng cách này, ngành công nghiệp ô tô và các nhà cung cấp của nó có thể hình thành các ngành kinh doanh mới tập trung vào việc tổ chức các cách sử dụng bền vững tất cả các bộ phận. Một đối tác nghiên cứu khác trong dự án, Viện Fraunhofer về Công nghệ Môi trường, An toàn và Năng lượng UMSICHT đang phát triển các mô hình kinh doanh tuần hoàn có thể được triển khai hiệu quả trong nhiều ngành khác nhau.
