Carbon stadsauto is aanzet tot complete verduurzaming

De Duitse autofabrikant BMW brengt in november zijn elektrische auto i3 op de Nederlandse markt. De ambities van het bedrijf uit München reiken verder dan alleen het inbouwen van een accupakket en een elektromotor in een bestaande carrosserie. Het hele productieproces ging op de schop, waarbij energie-intensieve processtadia werden geschrapt, nieuwe materialen geïntroduceerd en de energievoorziening in de fabrieken werd vergroend.

Ondanks wat tegenvallende verkopen, lijken autofabrikanten niet aan de elektrische revolutie te ontkomen. In 2020 mogen de auto’s in hun vloot namelijk gemiddeld niet meer dan 95 gram CO2 per gereden kilometer uitstoten. Vooral voor een merk als BMW, dat veelal zwaardere modellen bouwt, is het van belang

om daar tegenover een aantal superschone wagens neer te zetten. Dat begint dus eind dit jaar met de i3. In de loop van 2014 zal daar in Nederland de i8 bij komen.

De basis van de auto bestaat uit een aluminium onderstel en een passagiersgedeelte van met koolstofvezel versterkt kunststof

Het verhaal van de i-serie ontstond in 2007. Een denktank met de naam ‘project i’ kreeg de opdracht om buiten de gebaande paden te zoeken naar een nieuw concept. Uitgangspunt daarbij was een auto te ontwerpen voor in de stad. Inmiddels woont namelijk meer dan de helft van de wereldbevolking in stedelijke gebieden. Die zijn vervuild en dichtgeslibd. Een schone auto zonder plaatselijke uitstoot is dan natuurlijk welkom.

Een voordeel van het ontwikkelen van een stadsauto is dat de actieradius niet al te groot hoeft te zijn. Een maximale actieradius van zo’n 150 kilometer zal dan niet vaak problemen geven. Dat maakte de weg vrij voor de elektrische auto: de BMW i. Maar de denktank ‘project i’ ging verder dan alleen het ontwerpen van een elektrische aandrijving. De bedoeling is dat duurzaamheid in elke fase van de levenscyclus van de auto wordt toegepast; in het ontwerp, productie, gebruik en recycling. Volgens BMW is de Carbon Footprint in de hele levensloop van de i3 33 procent lager dan bij een gewone auto als de huidige Europese elektriciteitsmix als uitgangspunt wordt genomen. Als de auto altijd groene stroom tankt, bedraagt de footprint zelfs de helft.

Ontwerp

Om te beginnen met het ontwerp. De carrosserie van de i3 bestaat uit een aluminium onderstel waarin de aandrijving en accu’s (van Samsung) worden gemonteerd. Dit onderstel is voor 80 procent duurzaam geproduceerd. Dat wil zeggen: ofwel afkomstig van gerecycled aluminium of geproduceerd met groene stroom.

Daarbovenop komt het passagiersgedeelte, dat voornamelijk bestaat uit sterk en licht, met koolstofvezel versterkte kunststof (CFRP). Dit materiaal compenseert het extra gewicht van de accu’s en draagt bij aan de verlaging van het zwaartepunt van de auto, wat de wegligging ten goede komt.

Waterkracht

Voor de productie van deze kunststof werkt BMW samen met het koolstofvezelbedrijf SGL Group uit Wiesbaden. Dat bedrijf levert bijvoorbeeld ook vezels voor de Boeing 787 Dreamliner en de Joint Strike Fighter. In het Amerikaanse Moses Lake bouwden de bedrijven samen een nieuwe fabriek, die voor zijn elektriciteit volledig gebruik maakt van de twee nabijgelegen waterkrachtcentrales in de Columbia rivier, de Wanapum-dam en de Priest Rapids-dam.

Die stroom kan voor een zeer schappelijke prijs van rond de drie cent per kWh worden afgenomen. Dat is minder dan een derde van de prijs die een gemiddeld industrieel bedrijf in Duitsland betaalt. Dat maakt de carbonvezels niet alleen duurzaam, maar in prijs ook concurrerend met aluminium.

De fabriek in Moses Lake opende in 2011 en is de eerste fabriek ter wereld die op grote schaal carbonvezels levert voor de auto-industrie. Aan het begin van de productielijn in de fabriek staat de ‘grondstof’ polyacryl, een stof die ook in de kledingindustrie veel wordt gebruikt.

-_13_-_ITALIAN_automotive_engineering_-_Alfa_Romeo_4C_chassis_-_monocoque_carbon_fiber_-_aluminum_platform_(architecture)_DxO_04

Maar nadat de aanvankelijk witte kunststof draden vier keer door een oxidatie-oven en daarna nog twee keer door een stookoven zijn gegaan, heeft het materiaal een ware metamorfose ondergaan. De draden zijn dan zwart, zeven keer zo dun als een haar, superlicht, maar ijzersterk. Op grote spoelen met elk meer dan 2 kilometer draad, wordt de vezel vervolgens verscheept naar een fabriek in het Duitse Wackersdorf, waar moderne weefgetouwen de vezels verwerken tot grote doeken.

“Behalve dat we 100 procent groene stroom gebruiken, heeft onze fabriek in Moses Lake ook een LEED Gold certificaat”, legt Katharina Schraidt, communicatiemanager van de joint-venture SGL Automotive Carbon Fibers, uit. LEED staat voor Leadership in Energy and Environmental Design en is de Amerikaanse tegenhanger van het in Europa meer bekende BREEAM-label. “En in onze fabriek in Wackersdorf zijn we bezig om het milieumanagementsysteem ISO 14001 te implementeren. We verwachten dat we in 2014 gecertificeerd zijn”, aldus Schraidt.

Windturbines

De koolstofvezel krijgt bewerkingen in fabrieken in Wackersdorf, Landshut en ten slotte in Leipzig, waar alle onderdelen van de auto worden samengevoegd. Bij de fabriek in Leipzig heeft BMW vier windturbines van het type Nordex N100/2500 laten bouwen, die samen jaarlijks 24 GWh aan groene stroom moeten leveren.

Die moeten de productie van de BMW i-serie vergroenen en mochten de turbines te weinig stroom leveren, dan koopt de fabrikant groene stroom bij van het net. Hierbij moet wel gezegd worden dat niet alle modellen BMW die in Leipzig worden geproduceerd, groene stroom zullen gebruiken. Het gaat alleen om de i-serie.

De gebouwen van BMW maken gebruik van allerlei energiebesparende technieken, die niet eens altijd hich tech zijn. Zo zitten in het dak van de fabriek in Landshut grote ramen, waardoor het daglicht naar binnen stroomt en die open kunnen, voor natuurlijke ventilatie. Dit bespaart op ventilatie- en verlichtingskosten en levert ook comfortabeler arbeidsomstandigheden voor de werknemers op. “Niet voor niets is BMW Group al voor het achtste jaar op rij leider in de Dow Jones Sustainability Index”, zegt Mirco Rácz, communicatiemanager van BMW Nederland.

Bij de samenwerking met SGL heeft BMW de touwtjes met de joint-venture zelf redelijk goed in handen, wat dus ook de borging van de duurzame toelevering vergemakkelijkt. Maar ook met leveranciers waar BMW minder vingers in de pap heeft, wordt gelet op duurzaamheid. “BMW heeft ‘sustainability criteria’ voor leveranciers en subleveranciers”, legt Mirco Rácz uit. “BMW stelt duurzame eisen aan goederen en diensten. Daarbij wordt gekeken naar milieu en sociale verantwoordelijkheid, volgens de principes van de ‘United Nations Global Compact’.”

Assemblage

In de assemblagehal in Leipzig wordt veel energie bespaard doordat hele productiestappen er tussenuit gehaald worden. Zo hoeft de auto niet door de zogenaamde ‘paint shop’ om geverfd te worden. De carrosserie wordt namelijk opgebouwd uit voorgekleurde CFRP-platen.

Volgens BMW is bij de assemblage slechts een derde van het aantal onderdelen nodig, in vergelijking met een traditionele carrosserie. En dat scheelt ook weer in het benodigde productieoppervlak, dat de helft kleiner is dan bij conventionele modellen. Overigens heeft het werken met losse panelen in de carrosserie nog een voordeel. Rácz: “Als er een schadegeval is, kan de schade eenvoudig door het vervangen van plaatdelen gerepareerd worden. Dit scheelt niet alleen tijd, maar ook spuitwerk omdat de plaatdelen al in kleur zijn.”

Ten slotte, ook van recycling wordt serieus werk gemaakt. “De auto kan nagenoeg compleet gerecycled worden. Sommige onderdelen worden hergebruikt. Accu’s krijgen nieuwe bestemming als tijdelijk laadplatform voor bijvoorbeeld windenergie”, aldus Rácz.

Om het duurzaamheidsplaatje compleet te maken, heeft BMW eind april een deal gesloten met het Duitse zonne-bedrijf Solarwatt: wie een BMW i3 aanschaft krijgt er een stel zonnepanelen bij voor op de carport. Zo kan je je auto altijd groen opladen. Vooralsnog blijft dit aanbod echter beperkt tot Duitsland. Of ook in Nederland zo’n pakket wordt geïntroduceerd, is nog niet duidelijk.

Gepubliceerd in Duurzaam Geproduceerd

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s