SSAB, malzeme seçimi için "EA Başarı İndeksi"ni oluşturuyor

Metin: Michael Nash, www.automotivemanufacturingsolutions.com

Ellerinin altında pek çok potansiyel teknoloji ve çözüm imkânı bulunan araba tasarımcıları, yeni elektrikli araçları (EA) için hangi malzemeleri kullanacaklarına dair önemli kararlar almak zorundalar. Bu kararları almalarına yardımcı olmak için SSAB uzmanları, malzeme çözümlerini performans, maliyet, ağırlık ve çevresel etkiye göre derecelendiren bir ölçüt olan "EA Başarı İndeksi"ni oluşturmuştur. Uzmanlar ayrıca, performans-ağırlık oranlarının ve tasarım aşamasının başlarında maliyet açısından verimli çözümlerin uygulanmasının önemini vurgulayarak çeliğin son derece önemli olduğu belirtmektedir.

Büyük CO₂ zorluğu

SSAB'de İş Geliştirme departmanında Mobilite Yöneticisi olan Jonas Adolfsson, konuyla ilgili şu açıklamalarda bulundu: "Mobilite sektörü, karbon nötr olma yolunda agresif hedefler belirledi. SSAB, bir şirket olarak 2045 yılına kadar karbon nötr olmayı hedefliyor. Bu amaca doğru ilerlediğimiz yolda çeşitli hedefler belirledik, daha düşük emisyonlu malzemeler kullandık ve geri dönüştürülmüş malzemelerle döngüselliği artırdık. Tüm bunlar, iklim sorunuyla başa çıkmak açısında son derece önemli.”

Karbon nötr olmak, OEM'lerin yanı sıra malzeme uzmanları ve yan sanayi tedarikçileri için de önemli bir zorluk olacaktır. Adolfsson, araç araştırma ve geliştirme sürecinin yavaş bir şekilde ilerlemesinin sektörde karbon emisyonlarını azaltma yönündeki ilerlemeyi engellediğini belirterek otomobil üreticilerinin hızlanması gerektiğinin altını çizmiştir. Bu yaklaşım, birçoğu EA portföylerini hızlı bir şekilde genişleten Çinli OEM'ler tarafından benimsenmiştir.

Adolfsson, şu noktaya dikkat çekmektedir: "Hem araba hem de yeni malzemeler geliştirmek zaman alan bir süreç ancak bekleme lüksümüz yok. Hepimiz, karbon nötr olma ve emisyonları ciddi anlamda azaltma yolculuğuna bugünden başlamamız gerektiğini biliyoruz."

Ortalama bir araç, ham madde tedarikinden üretim ve kullanım aşamasına kadar tüm yaşam döngüsü boyunca havaya yaklaşık 60 ton CO₂ salar. Adolfsson, bu salınımın çoğunun egzoz emisyonlarından kaynaklandığını söylüyor. Dolayısıyla atılacak mantıklı adımın, küresel filoyu tamamen elektrikli hâle getirmek olduğunu belirtiyor. Daha sonra üretim aşamasına ve malzemelerle ilgili emisyonlara odaklanılması gerekiyor.

CO₂ emisyonlarına en çok katkıda bulunan maddeler, akülerde kullanılan nadir toprak malzemeleri ve alüminyumdur. Bunların ardından çelik gelir. Adolfsson, bugün piyasadaki ortalama yeni bir aracın yaklaşık 900 kg çelik içerdiğini ve üretim yöntemine bağlı olarak bunun yaklaşık 1,8 ton CO₂ emisyonuna yol açacağını doğruluyor. Bu, diğer malzemelerin emisyonlarıyla doğrudan ölçülebilirken EA Başarı İndeksi için denklemde başka faktörlerin de dikkate alınması gerekir.

Oranları değerlendirme

Çelik üretiminde yöntem değiştirmek, büyük CO₂ tasarrufları sağlayabilir. Örneğin SSAB Zero çeliği, üretim sırasında geri dönüştürülmüş çelik ve fosilsiz enerji kullanır. Bu da geleneksel modern yüksek fırınlı çeliğe kıyasla yaklaşık %70 oranında CO₂ azaltımı sağlar. Bu önemli bir gelişme olsa da SSAB'nin Kıdemli Otomotiv Tasarım Uzmanı Robert Ström, EA Başarı İndeksi'ni oluşturmak için çok sayıda etmenin dikkate alınması gerektiğini belirtmektedir.

Ström, "Söz konusu malzemeler olduğunda yaptığımız seçimler, bir elektrikli aracın yaşam döngüsü emisyonları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir indeks hazırlamak, bize karşılaştırabileceğimiz genel bir rakam verdiği için güzel bir şey ancak bunun içinde genel rakamı oluşturan birçok farklı alt rakam da mevcut.

Örneğin dikkate almamız gereken en belirgin etmenlerden biri maliyettir. Ama diğer bir önemli etmen ise performans-ağırlık oranıdır.” açıklamalarında bulunmuştur.

Ström, günümüzde piyasadaki çoğu elektrikli aracın içten yanmalı motorlara (ICE) sahip eş değerleriyle karşılaştırıldığında nispeten pahalı olduğunu kabul ediyor. Ancak piyasaya daha fazla modelin sunulması ve teknolojideki gelişmelerle birlikte fiyatlar yavaş ama kesin bir şekilde düşüyor. Ström, performans-ağırlık oranı konusunda ise bunun SSAB gibi malzeme uzmanları için birincil endişe kaynağı olduğunu, çünkü başka çözümler geliştiren şirketlerin çelik tedarikçilerini geride bırakmak için bu ölçümü kullanmaya çalışacağını belirtiyor.

"Performans-ağırlık oranı iyi değilse OEM'ler ilgi göstermeyeceği için bu oran her zaman önemlidir. Performans-ağırlık oranı açısından en iyi malzeme karbon fiber takviyeli plastiktir (CFRP) ancak geri dönüştürülememesi ve yüksek maliyeti sebebiyle bu malzemenin seri üretilen arabalarda önemli miktarlarda bulunması pek olası değildir. Dolayısıyla çeliğin, çok iyi bir performans-ağırlık oranına sahip olan alüminyumla rekabet etmesi gerekmektedir.” ifadelerine yer vermiştir.

Son derece yüksek mukavemetli çeliklerin kullanımı, tedarikçilerin araçların ağırlığını azaltmalarına olanak sağladı. Rulo şeklindeki ultra yüksek mukavemetli çelik, etkileyici bir performans-ağırlık oranına sahiptir ve doğru tasarım kullanıldığında alüminyum kadar hafif olabilir. Ström, üretim süreçlerinin hem çevre dostu hem de uygun maliyetli olabileceğini ve bunların daha maliyetli olan alüminyuma kıyasla iki avantaja sahip olduğunu söylüyor. EA Başarı İndeksi'ni oluşturulurken bu etmenlerin tamamı göz önünde bulundurulmalı ve bir elektrikli araç tasarlarken ve üretirken seçilecek en iyi malzemelere dair bütünsel bir bakış açısı sağlanmalıdır.

Sıfır atık, sıfır fazlalık

Otomotiv sektöründe karbon nötr olma hedefi, şüphesiz hem araba üreticileri hem de tedarikçiler için büyük bir zorluk teşkil edecektir. Henüz yaygın olarak uygulanmayan ve bazıları alışılmadık olabilecek CO₂ azaltma yöntemlerini kullanmaları gerekecektir.

Adolfsson, geri dönüşüm ve döngüselliğin artan önemine dikkat çekerek çelik tedarikçilerinin bu alanlarda yardımcı olacak teknolojilere ve süreçlere yatırımlarını artırma olasılığının yüksek olduğunu ifade ediyor. Araç üretiminde kullanılacak malzemelerin geri dönüştürülmesinde uzmanlaşmakta olan hâlihazırda birçok şirket mevcut ancak bu sürece tüm dâhil olanların döngüyü sonlandırmak ve ham maddelere olan bağımlılığı azaltmak için birlikte çalışması gerektiğine inanıyor.

İyileştirme yapılabilecek bir diğer alan ise, brüt araç ağırlığının tasarımı ve hesaplanması ile yüksek kaliteli bileşenler üretmek için gerçekte ne kadar malzemeye ihtiyaç duyulduğu olabilir. Gereksiz kütle ortadan kaldırılarak daha fazla ağırlıktan tasarruf edilebilir ve daha az enerji tüketilebilir, böylelikle de daha düşük CO₂ emisyonu sağlanabilir.

Son ve belki de en umut verici olan nokta ise, tüm imalat ve üretim süreçlerinde temiz ve yenilenebilir enerjiye geçiş olabilir. Adolfsson konuyla ilgili şunları söylüyor: "Tüm enerji sistemini fosil yakıtlardan ve CO₂ emisyonlarından temiz elektriğe dönüştürmeye çalışıyoruz. Bu, ürettiklerimiz ile finansal olarak kazanabileceklerimiz arasında bir denge olması gerektiğinden hassas bir süreç. Ama gün sonunda bir işletme yönetiyoruz ve zincirin bir parçasıyız. Bence üzerimize düşeni yapmamız çok önemli. Zincirdeki diğer kişilerin de üzerlerine düşeni yapacak öz güvene ve kapasiteye sahip olmasını umuyoruz. Çünkü mobilite sektörünün karbon nötrlük elde etmesi için birbirimize ihtiyacımız var. Sürdürülebilir bir gelecek oluşturmanın yolu, iş birliği ve ortak çabadan geçiyor."

Jonas Adolfsson, İş Geliştirme, Mobilite Yöneticisi ve Robert Ström, Kıdemli Tasarım Uzmanı, SSAB.