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EMO:如何简单计算机床的碳足迹
2025-02-10 09:15:30

机床的碳足迹(PCF)是多少?任何想要为制造公司准备可持续性报告或记录温室气体排放进展的人,可能都会把这个问题交给供应链。答案并不简单:毕竟,机床由成千上万个零部件组成,包括采购的材料和初级产品。产品种类繁多,从用于精密钟表机构的紧凑型铣床到用于飞机零件的压力机:几乎每台机床都是独一无二的。

那么,如何得出一个既有效又可供会计人员使用的、具有可比性的数值呢?   德国科隆应用科技大学自动化与工业信息技术研究所的费利克斯·哈克勒尔(Felix Hackelöer)教授表示:“CO2评估本身就很复杂,尤其对于机床来说,问题更加复杂。”哈克勒尔是由德国机床制造商协会(VDW)倡议成立的一个专家小组的成员。

该小组的任务是制定所谓的产品类别规则(PCR  )来评估机床的碳足迹,即机床的CO2排放量。

小组成员还包括来自六家VDW成员公司的专家——德国巨浪机床(Chiron)、德马吉森精机机床  (DMG Mori)、德国格劳博机床(Grob)、德国恒轮机床(Heller)、德国舒勒机床(Schuler)和联合磨削机床(United Grinding),以及来自VDW和VDMA标准化部门的专家。

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该项目的目标是通过VDMA标准制定一份指南,最终希望能够发展成为ISO标准。     

 前提:确保适用于中小型企业     

该项目小组于2024年2月首次召开会议。在短暂的探索阶段中,大家汇报了不同的经验,并讨论了可能的途径。

德国舒勒冲压机公司(Schuler Pressen)全球质量经理约尔格·苏斯多夫(Jörg Süssdorf)表示,大家很快就达成了几个关键点的共识:“许多公司渴望一份简单、结构清晰的文件,”他说,“我们一致认为,制定的规则必须能够让中小型企业在没有过多繁琐程序的情况下实施。”最终目标是,使这些规则的结果具有可比性并且可以国际适应。

然而,这些规则还应当能够进行重新计算或检查,以防市场参与者的不可信之处。最后,目标定为所开发的方法能够在一天内计算出机床的碳足迹。此前,三个月才是一个比较现实的时间框架。苏斯多夫表示:“如果满足所有这些要求,对公司来说将会有显著的好处。”     

  

方法:避免陷入细节                       

碳足迹包括产品在其生命周期各阶段所产生的所有温室气体排放。在第一步中,VDW项目小组一致同意采用摇篮到大门的方法,即一种聚焦于资源、初级产品的制造以及最终产品生产的方式,直到机床离开制造商的工厂为止。   

亨宁·博恩凯瑟尔(Henning Bornkessel),德马吉森精机公司可持续发展与流程管理高级经理,解释了选择这一方法的原因。“对我们来说,决定性因素是客户的角度,”他说,“摇篮到大门是一个明确的领域,在这个领域内我们能够做出可靠的陈述。这正是我们的客户所关心的,他们希望了解机床的碳足迹。”   

专家小组中关于细节需要多少的讨论是最激烈的。费利克斯·哈克勒尔表示:“更高层次的方法要求详细考虑机床99%的质量。”并强调:“但这是不可能实现的。”科隆的这位科学家指出,问题在于,计算碳足迹是否有必要追溯到最小的垫圈。工作小组的目标是开发一种既能保证准确性,又不失合理工作的方式来计算机床的碳足迹。     


VDMA新标准:简化的完整方案     

在VDW项目小组现有的产品类别规则中,用户可以通过九个步骤进行操作。当然,主要关注的是机床及其各个部件。此外,还考虑了机床制造商现场直接产生的排放量,以及购买的能源,这些能源按生产的机床相应分配。   

原则上,制造商必须首先定义覆盖范围。是仅仅关注公司自己的产品,还是包括整个交付范围,例如加载机器人等?然后,机床被虚拟拆解。所有零部件都根据零件清单按重量进行排序。控制柜和电动机必须单独考虑,因为它们可能包含CRM(关键原材料),如稀土、铜或钴,这些材料与较高的CO2排放量相关。该指南为它们的核算提供了实用的方法。   

当考虑到机床的剩余质量(在扣除控制柜和电动机后)时,事情变得更加有趣。专家们决定应用意大利经济学家维尔弗雷多·帕累托  提出的帕累托原则(80/20法则)来简化问题。应用到机床上,这意味着少数零件占据了大部分质量——因此也占据了大部分碳足迹。现在的任务是,使用已排序的零件清单,找出至少占剩余质量80%的零部件。

然后可以通过将重量乘以相应的排放因子来计算它们的产品碳足迹  。各种材料的排放因子可以通过供应商或相关数据库获得。未报告的其余部分可以按比例外推,根据参与专家的经验,这样做能够达到与完全考虑所有零件相当的准确性,正如哈克勒尔所强调的那样。   

最后,将各个零件的碳足迹相加,得到整个机床的产品碳足迹,并以千克的二氧化碳当量(CO2-eq)表示——这是一个可以纳入任何可持续性报告中、进行检查并与其他报告进行比较的数值。  

 除了上述程序外,VDMA标准还提供了示例计算、相关ISO标准的定义和说明,以及可以免费访问的排放因子数据库。“所有必要的信息都可以在我们的文件或指定的公共来源中找到,”约尔格·苏斯多夫强调。他承诺,这种方法首次对该行业中众多中小型企业也具有可操作性。所有内容都易于理解,无需任何培训即可执行。   


恰逢其时的建议                              

对于格劳博公司结构与流程动力学团队协调员马蒂亚斯·鲍尔博士(Dr. Matthias Baur)来说,VDMA标准的工作恰逢其时。欧盟企业可持续发展报告指令(CSRD)要求大多数公司从2025年起提交全面的可持续性报告。“标准化有助于形成共同的理解,消除许多不确定因素,”鲍尔博士强调,他已经参与了多个标准化过程,包括能源效率方面。   

VDW可能也会持类似观点,该组织致力于改善机床的生态足迹。两年前,汉诺威EMO展会的一项访客调查显示,68%的访客将“生产的可持续发展未来”列为优先事项,其中外国访客的比例(四分之三)高于德国访客。作为2025年EMO汉诺威展会的主办方,VDW可能非常关注为一个新标准提供动力,该标准能够使机床的生态足迹可比,并可能在长期内将其提升到一个新的水平。


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