資源循環-打造汽車業淨零新商機

全球淨零趨勢下,汽車產業正朝向「資源循環」發展

多賣多生產的營運模式下,汽車產業無法淨零。

汽車產業是高排放的重工業之一。汽車的製造和使用占全球溫室氣體排放約10%,使用了大量的鋼鐵、鋁、塑膠等高排放材料。

隨著人口和中產階級的增加,預估到 2030 年,全球的運輸需求將成長為 70% 。繼續沿用線性經濟-大量製造、大量販售的營運模式,2030 年汽車數量和碳排放量都將成長 70%,和淨零減碳背道而馳。

然而,導入循環經濟模式,透過共享、零組件循環運用, 汽車數量將減少 30%,碳排放量也將減少50%。

事實上,在法規要求、消費者需求改變的推力下,汽車業正在展開一波循環經濟轉型變革,促使製造商朝向零廢棄、零排放的目標,發展出新的營運模式。國際汽車產業運用資源循環策略來擘劃淨零藍圖,不僅要減碳更要開創出新商機,是台灣汽車產業鏈需要掌握住的趨勢。


「循環汽車」新商機,重新打造汽車價值鏈

由世界經濟論壇發起的「循環汽車倡議」Circular Car Initiative),集結 40 家企業和研究機構訂定出「循環汽車」的概念,以提升價值(value)和效率(efficiency)為核心,用更少能源、資源來為更多人滿足移動的需求。以系統性地導入新技術、材料創新、高效車輛使用和全生命週期管理,來重新打造整個汽車價值鏈。

「循環汽車」最終目的是,降低車輛全生命週期的排放量,盡可能最大化每台汽車的碳效率(Carbon efficiency)和資源效率(Resource efficiency)。到 2030 年,預估能提升 75% 的碳效率和 80% 資源效率。

碳效率(Carbon efficiency):降低車輛全生命週期的排放量,需從每個環節著手,包含輕量化設計、組裝產線導入再生能源、延長使用壽命、回收再使用等。
資源效率(Resource efficiency):減少整台車無法再循環使用的材料,需要增加使用可再生材料、零組件再製造和材料再使用的比例。

「資源循環」是汽車產業邁向淨零的關鍵

1. 同時將能源減碳和資源循環納入核⼼策略

各國法規對汽⾞的行駛碳排放量規範愈來愈嚴格,全球汽⾞業早已⼤⼒發展電氣化。電動車雖然減少汽車在使⽤階段的碳排,但電池卻增加了製造和末端處理階段的碳排。隨著電氣化和低碳能源的發展,車輛材料和零組件的循環使用,是決定汽車能否達成淨零的關鍵。

汽車要達成淨零,除了降低使用階段排放,材料製造、組裝和回收處理階段的排放,也必須能降低。

2. 減碳範圍需從製程擴展到整個價值鏈

完整評估一家製造廠的溫室氣體排放,需考量價值鏈的每一環節,從上游的材料開採加工、工廠自身運作過程的排放,到下游產品售出後的加工、使用和報廢回收等階段的排放源都需要蒐集和揭露數據。一般製造廠約有 80% 以上的總體排放量是來自上游和下游的價值鏈。

因此,製造業必須要從整體價值鏈檢視排放來源,才能完整鑑別減碳機會。其中,掌握市場端的變化趨勢是重新規劃低碳價值鏈的重要槓桿點。汽車使用者的需求和習慣都正在改變中,更傾向經濟實惠、舒適便利和環保化、電動化、智慧化的移動解決方案。

汽車業者需要綜合考量使用者的偏好、法規規範和科技發展的趨勢,來設計供應網絡的規劃。製造商如果沒有掌握住市場需求,將錯估情勢,將技術研發和營運重心分配到不對的位置,不僅失去創造價值的機會,甚至面臨被淘汰的危機。

汽車製造業從整體價值鏈檢視排放來源 才能完整鑑別減碳機會

「循環汽車倡議」的四大轉型路徑

將使汽車業的營運重心從生產和銷售,轉變到發展移動服務。而移動服務模式會帶來頻繁的零組件更換和軟硬體升級,將有更多為使用者提供多元服務的機會;再加上未來人口增加,移動總需求量也將增加。這些趨勢都有助於讓汽車產業能夠以開發服務作為收益來源,根本地取代大量製造、大量販售的線性模式。

汽車產業推動「循環汽車」的變革,需要整體價值鏈的合作,包含研發設計商、原始設備製造商(OEMs) 、材料和零組件供應商、移動服務提供商和回收處理商等,齊心致力於四大轉型路徑

「循環汽車」的四大轉型路徑將使汽車業的營運重心從生產和銷售,轉變到發展移動服務。

1. 能源脫碳化

能源脫碳化路徑由 OEMs 主導,搭配供應商和回收處理商投資低碳技術,以及能源供應商和政府增加再生能源供應,並從基礎建設來推動能源轉型。

材料加工:材料供應商開發新技術,讓鋼鐵等高排放材料的製造過程能夠脫碳。材料供應商和回收處理商在製程和材料回收處理過程中,導入能源效率措施和擴大再生能源的使用。

【實例】Volvo 汽車和瑞典鋼鐵製造商 SSAB 共同研發出採用零化石煉鋼製程的鋼材作為車身結構使用,以無化石電力與氫氣取代傳統煉鋼製程所需的焦媒,預計在 2026 年量產。由於鋼鐵製程約占汽車全生命週期的三分之一。零碳鋼材大大有助於 Volvo 在 2025 年之前將每輛車生命週期的碳足跡減少 40%,並在 2040 年達成碳中和的目標。

零組件製造/組裝OEMs 和零組件供應商在零組件生產和組裝過程中,擴大低碳生產解決方案和再生能源的使用。

使用OEMs 改用電動、氫能等替代傳動系統,以減少使用階段的排放。能源供應商、OEMs 和移動服務商共同開發再生能源充電設施。

2. 材料循環化

資源循環的過程,例如零組件再製造;鋼鐵、鋁等材料回收再利用,都將帶來新的獲利機會。

設計材料循環化需要由研發設計商主導,重新以模組化設計產品;搭配 OEMs、供應商合作,優先選擇單一化的材料,使用二次材料或可再生材料,以及再利用報廢產品的零組件或材料。

材料加工在製造過程中,減少材料浪費,達到價值鏈完全的材料循環化。當材料都能循環再用,就能省下原物料開採加工的排放。

【實例】再生鋁大廠 Novelize 和 Jaguar 汽車合作,導入封閉回收系統 (closed-loop recycling),將汽車製造過程中產生的鋁廢料轉化為相同等級的鋁金屬,再重新回到供應鏈中使用,相較使用新材料能降低 26% 排放量。國內輪圈大廠巧新,將鋁合金下腳料重新提煉後,已能取代原生鋁用於鋁圈,提供 BMW 等車廠使用。而高單價的零組件例如電池,供應商能以零組件服務化 (Component-as-a-service) 提供 OEMs 全方位的電池服務,由電池供應商來管理電池第二壽命的使用,或是再利用電池內的金屬材料。

使用在使用階段,汽車維修站能優先選擇再製造零件。當產品使用壽命結束時,OEMs、供應商與回收處理商,共同建置產品和零組件的回收系統,並提升處理技術串聯起價值鏈的資源循環,減少無法再循環使用的資源。初期可從特定幾項材料做起,由處理商研發技術,提升回收料的品質。

維修、翻新/再製造、回收:為提高成本效率,汽車價值鏈的上下游廠商開始合作來擴大逆物流的規模。例如雷諾汽車將原本製造新車的 Flins 工廠轉型成維修工廠(Re-Factory),邀請逆物流廠商進駐,打造「循環生態系」,專注在修復舊的汽車和再製造用過零組件。透過供需媒合,讓零組件、材料能回到產線上或售後市場再被運用。BMW 和回收處理廠商共同成立 Encory 再製造公司,專注在汽車零組件售後的物流和回收處理流程,讓再製造零組件能回到 BMW 的製造端。雷諾汽車和 BMW 都關注到要擴大再利用和再製造規模,必須把市面上用過的零組件送回再製造中心,處理後再主動和製造端和維修站的使用需求做媒合。

【實例】Mercedes-Benz 訂下 2030年每台車使用再生料比例達 40% 的目標。BMW 也訂下50%再生料比例目標。

汽車價值鏈透過導入產品或材料護照,能讓材料、零組件來源、材料成分等資訊透明化,能提升材料的回收率和處理品質。

3. 延長使用壽命

盡可能延長車輛、零組件和材料的使用壽命,需要 OEMs 和售後服務廠商能密切合作,落實模組化設計,成立資源循環中心來擴大再利用和再製造的規模。移動服務的商業模式,也讓經營廠商更有誘因來延長車輛壽命。

零組件製造:需要 OEMs 和零組件廠商整合來自使用端、維修端和回收端的經驗回饋,以耐用、模組化設計為基礎,讓車輛易於維修、拆卸,並讓零組件能夠被翻新、再製造。

使用:汽車維修站透過數據分析能預測汽車和零組件需要維修的時間,利於優化使用壽命,維修站能優先使用再製造零組件。最後在產品生命週期終止階段,回收處理商提高收集、分流、拆卸的效率,讓零組件和材料回到專業處理設施回復功能和價值。

【實例】中華汽車關係企業群發展逆物流多年,已具規模:行將企業經營二手車拍賣,延長車輛使用壽命;匯豐汽車整修零組件如變速箱,提供維修廠再使用。
【實例】賓士二手零組件再生中心 (Mercedes-Benz Used Parts Center),在1996年成立,隸屬於賓士集團。大部分車輛來源來自賓士開發部門或賓士車隊。經一系列檢測流程,拆除整車的零組件,送到賓士維修站再使用。

4. 提高使用率

透過各式移動服務(Mobility-as-a-service) 讓每台車能夠物盡其用,增加車輛在生命週期中的使用里程數及平均乘客量。這適合由移動服務提供商來主導,搭配 OEMs 和其他如數據服務廠商的支持,

汽車租賃、訂閱、共享等模式,讓使用者能自行挑選符合其需求的車輛種類和租賃時間長度。而隨選運輸模式(Mobility on demand)如計程車、Uber、Yoxi、Grab 等,以及共乘(ride sharing, ride pooing)也能增加車輛使用率。廠商還能透過依使用目的來設計車輛的方式,大幅提高汽車容量的使用率。

【實例】雷諾汽車移動服務品牌 "Mobilize" 為都市移動設計兩人座的小車 “Duo",減少容量浪費;都市內的貨物遞送則搭配 “Bento" 車款設計,後方可靈活替換各式貨櫃箱。
【實例】和泰集團成立 MaaS 先進策略本部,不同過往以「車」為中心,專注在建立以「人」和「數據」為核心的平台,串聯 iRent 共享運具、yoxi 叫車等移動服務。

四大變革路徑彼此之間是相輔相成的,提高使用率、延壽和材料循環化最終都會促使能源脫碳化。當汽車產業均衡推動所有路徑,更容易掌握到可行性高的作法,降低推動成本和挑戰。


雷諾汽車集團以資源循環思維進行淨零變革

雷諾汽車、BMW、賓士等歐洲汽車大廠,已經採取具體的行動。以雷諾汽車為例,從訂定目標開始,到 2040 年在歐洲實現碳中和,到 2050 年在全球實現碳中和。集團經營重心要從汽車製造商變成移動服務的營運商,營運目標從銷量導向轉向價值導向。

重視市場趨勢的雷諾汽車,2005 年開始就導入資源循環的思維到整體價值鏈中。甚至在 2021 年打造新品牌“Mobilize”,提供數據、能源和移動服務。針對使用者需求重新設計車款,讓車體更容易維修、延長壽命,95% 零組件能回收再用。

同時,對應碳排來源,雷諾從全生命週期的角度規劃了一系列的減碳行動。

減少車輛使用的排放:

到2030年,透過電氣化要減少 65% 使用階段的排放量

  • 在法規和消費者環保意識下,電氣化已是明確的趨勢。雷諾已推出近40萬輛電動車到市場上。到 2025 年,雷諾品牌推出的每款新車型都將是用電來驅動。

減少材料和零組件的排放:

到 2030 年,減少 30% 來自材料和零組件供應商的碳排

  • 雷諾優先和前六大最高碳排的零組件供應商,共同設計低碳的製程;並和供應鏈共同發展、投資可以符合未來法規和消費者期待的新科技。
  • 將一座製造新車工廠轉型成維修工廠,打造「循環生態系」,專注在修復舊的汽車,和再製造用過零組件。這讓雷諾能大量採用翻新的零組件,減少了80%的水資源、能源、化學材料使用。
  • 投資資源循環子公司,重新運用 43% 的車體 (closed loop),再使用回收的塑膠和銅,並從電池中回收貴金屬。

減少組裝工廠的排放

到 2030 年,減少 50% 廠房的排放

  • 產線全面使用再生能源,減少能源浪費,運用資通訊科技提升產線效率。

減少上下游運輸的排放

到 2030 年,減少 30% 車輛和零組件運送過程的排放。


主要參考資料:

World Economic Forum, Raising Ambitions : A new roadmap for the automotive circular economy

Renault Group, Climate Report 2021

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