2020年12月17日，日本汽车工业协会发表了“全力挑战日本政府提出的2050年实现碳中和目标”的决定。为解决这个难题，汽车业在认识碳中和本质的基础上，进行了碳中和创新型新技术开发。本文对日本汽车制造业与相关特殊钢企业，为“保持日本制造业优势”，促进碳中和实现应开展的工作进行了说明。
1 全生命周期的理念
“产品制造”—“产品使用”—“产品再利用”—“产品报废”。在这个产品的生命周期中产生的CO2，在2050年为0。这个概念是基于生命周期评估的碳中和。
在汽车排放的CO2中，容易理解的就是汽车行驶时排放的CO2。但是，在汽车制造过程中也产生CO2，例如汽车制造厂使设备运转所需要的电力，如果是利用化石燃料发电的电力，则产生CO2排放。汽车报废时同样产生CO2排放。不言而喻，汽车用材生产过程中产生CO2排放。汽车制造中使用的模具和设备的制造过程中也产生CO2排放。因此CO2减排是一个仅靠汽车企业不能彻底解决的系统工程问题。
HEV（混合动力车）、PHEV（并联式混合动力车）、BEV（纯电动汽车）、FCEV（燃料电池电动汽车）等，以电力为动力来源的汽车被称为“电动汽车”。但是，汽车使用者常常把这些不同类型的汽车简单地看作“电动汽车=BEV”。此外，虽然电动车有上述各种不同的类型，但实际情况是，最终都把各种不同类型的电动车理解为BEV。如将各种不同类型的“电动车”全部置换为BEV，则在夏季用电高峰期将出现电力不足的状况。并且，电动车充电设施的投资额高达约14-38兆日元。在生产方面的问题是，电池的供给能力需要达到现在的30倍以上，电池产能增加需投资约2亿日元。此外，BEV制造完成后进行检查时，必须进行充放电试验。目前一辆BEV的蓄电量相当于一个家庭一周消费的电量。因此要对这些情况有正确的理解。在HEV、PHEV、BEV、FCEV多种类型中，保持并发展日本汽车产业的优势是日本汽车产业的生存之道。
日本的能源产业正在进行从氢制造“e-f uel（合成燃料）”和生物质燃料等“碳中和燃料”的技术开发。日本汽车产业的高效率燃油发动机和电动机的复合技术与新型燃料组合，将创造CO2大幅度减排的全新局面。一定量的“e-f uel”与汽油混合，可使汽油车的CO2排放量减少到与HEV的CO2排放量相同的程度。如果一定量的“e-f uel”与汽油混合，用于PHEV，则PHEV的CO2排放量进一步减少，可达接近BEV的CO2排放量水平。日本汽车产业将“e-f uel”技术与日本成熟的发动机技术结合，将可能产生新的CO2减排效果。
日本目前汽车保有量达7800万辆。这些汽车的电动化率低。如果不对这些汽车采取措施，全国很难达到碳中和的目标。因此不可忘记保有汽车的CO2排放量。因此，必须进行燃料技术的创新，将日本多年形成的提高燃料效率技术与碳中和燃料技术相结合，充分发挥日本的技术优势。碳中和燃料技术、发动机燃烧技术、电动机和电池等电动化技术组合的复合技术，正是日本应选择的发展道路。
实现碳中和，必须在“产品制造”—“产品使用”—“用后产品再利用”—“产品报废”全流程中的各个环节实现CO2减排。在今后普及可再生能源的地区，利用HEV的汽车电动化，也有CO2减排的明显效果。在可再生能源丰富的地区，推广BEV、FCEV、ZEV（零排放车），则会更有效地减排CO2。发动机类型不同，选择的CO2减排的方法也不同。所以，要不断进行各种CO2减排方法的探索，使实现碳中和的方法多样化。为此，电动汽车应具有多种CO2减排方法的系列化产品。
当前，日本各个汽车制造厂都在进行电动汽车的开发和生产。各汽车制造厂的最拿手的电动汽车产品也各不相同，形成了电动汽车产品的系列化，这也是日本电动汽车优势的所在。日本的12家汽车制造厂为了生存下去，相互之间展开竞争，但为了发挥日本电动汽车优势，相互协作也不可或缺。
2为实现碳中和目标的电动汽车系列化和电动汽车制造厂绿色工厂化
日本根据市场的变化，充分发挥已有的电动汽车开发及生产经验的优势，加快导入HEV和BEV、PHEV，以形成实现碳中和目标选择措施（路径）的多样化。
在汽车用户方面，由于电动汽车类型增多，不同地区的客户可以选择适用的车型，加快了电动汽车的普及，进而产生了CO2减排的效果。在电动汽车制造厂方面，将电动汽车制造作为汽车制造根本性革新，为地区的可持续发展做贡献，努力实现工厂的碳中和化，即绿色工厂化。
1.1 电动汽车系列化
电动汽车系列化主要是电动汽车基本结构的车体、传动系统、底盘的系列化。这些基本结构制造技术的多样性，进一步增大了这些基本结构部件的多样性。其中传动系统，在过去的燃油发动机和变速箱等基础上增加了电动汽车核心技术的电动机、电池、动力控制三个单元。为了降低这三个单元引起的汽车重量增大和行驶耗电量增加，提高了对电动汽车整体轻量化的要求。因此，电动汽车用材多元化及多元化材料接合技术等电动汽车轻量化的支撑技术不可或缺。
汽车车体用材可分类为高强度材、冲撞能吸收材、抑制变形材和形状保持材，这些钢材的强度不同。近年来，已经开发出具有普通材强度4-5倍的超高强度钢板“热冲压钢板”。采用这种很薄的钢板制作的部件也具有通常厚度普通钢板部件的强度，从而推动了汽车车体的轻量化。在材料区分使用技术方面，采用铝材和CFRP（碳纤维增强聚合物复合材料）进一步促进了汽车的轻量化。今后，应继续进行高强度材料开发与轻量化设计组合技术、异种材料适材适所应用及接合技术的研究开发。
在汽车传动系统方面，今后应不断增加电动机、电池、动力控制三个单元的应用。电动机、电池、动力控制的基础材料是电工钢板和磁铁等磁性材料。
小型化和高功率化电动机、电池、动力控制系统使用高电压大电流时发热量增大，因此，所用磁性材料开发的关键在于提高材料的耐热性和降低部件的热损失。并且扩大这些高性能磁性材料的供给和降低成本也非常重要。此外，在汽车传动系统部件系列化方面，继续推进多年开展的燃油发动机和变速箱轻量化也是不可或缺的工作。
例如，优化发动机活塞连杆用钢的C、V含量，可使钢兼有高强度和良好的加工性，使连杆的断面面积减小，实现连杆的轻量化。此外，通过对动力传动、减速、双轮差动用的变速箱和差速器中的许多差动齿轮用钢的成分和生产工艺进行优化，提高了钢的硬度、冷锻性并抑制了渗碳时的晶粒粗大化，开发出低周波疲劳强度高的差动齿轮用钢，从而将4齿轮系统装置改变为2齿轮系统装置，使装置简约化和省空间化，实现了装置的轻量化，以及传动系统和底盘用材的多元化。
今后，应继续推进汽车部件用材开发与部件轻量化设计组合的技术、部件用材多元化技术以及异种材料接合技术的开发。
1.2 汽车制造厂的绿色工厂化
丰田汽车公司于2015年发表了“丰田环境挑战”战略，提出了2050年电动车制造厂达到碳中和目标的计划。2021年6月发布了将达到碳中和目标的时间提前到2035年的计划，并公布了新的碳中和目标，加快了实现碳中和的各项措施的实施。
第一项措施是彻底消除能源浪费的节能措施。这些措施包括停止不生产时的能源使用、消除能源供给源到使用能源设备路径中的能源浪费、将节能效果扩展到全球的丰田企业、继续培养从事节能工作的人才。
第二项措施是产品制造创新。企业应继续推进用材减量化、模具储存空间缩小化和加工工时缩减化。在用材减量化方面，为了100%地用尽从材料生产厂购入的材料，要减少毛刺、不良和切粉。在工时缩减化方面，进一步推进近终形加工技术，减少加工工时。在产品储存空间缩小化方面，延长模具的使用寿命，缩短模具制造周期，减少模具的库存量，从而实现模具储存空间缩小化。
第三项措施是利用可再生能源和氢能源。在工厂场地内设置太阳能发电装置和风力发电装置。此外，与其他企业协作在工厂所在地区设置太阳能发电装置和风力发电装置购买可再生能源电力。并且工厂增加自身可再生能源设施。通过这些措施，实现电动车制造厂100%可再生能源的利用。
3实现碳中和对特殊钢企业的要求
为了加快实现碳中和的各项措施，特殊钢企业应在正确理解碳中和本质的基础上，采取应对措施。为此，特殊钢企业要充分发挥各特殊钢企业多年形成的优势技术，并且进一步加强企业间的协作。
3.1 充分利用各特殊钢企业多年形成的先进技术
第一，充分利用各特殊钢企业多年形成的先进技术，进一步提高特殊钢钢材的特性（耐热、耐压、抗冲击、耐疲劳等），从而促进汽车部件的轻量化、低成本化、以及提高模具和设备用材的性能，使模具和设备低成本化、制造周期短时化。
第二，加强与相关企业的协作，将多年形成的先进技术组合扩展，进行低成本、可大量生产的电工钢板和磁铁的开发，以及对传统材料进行表面改质提高表面强度技术的开发和异种材料接合技术的开发。此外，应进一步深化与整车制造厂和汽车部件制造厂的协作。从汽车的构想、设计阶段开始，特殊钢生产厂就与整车制造厂和汽车部件制造厂共同进行开发研究。
3.2 更有效地强化特殊钢企业间的协作
日本的12个汽车制造厂为了生存，既有互相竞争，也有相互协作。这种发挥日本汽车制造优势的“协作”“协调”不可或缺。同样，对于特殊钢企业也应更有效地强化企业间的“协作”、“协调”。
4结语
为实现碳中和的目标，特殊钢企业应遵从“产品制造”—“产品使用”—“产品再利用”—“产品报废”全流程的LCA观点，在正确认识碳中和本质的基础上，特殊钢企业应采取积极应对措施。各地区的能源情况，道路状况不同，所需的汽车类型不同，为扩大实现碳中和目标的车种选项，汽车制造业应具备多种类型系列化的电动汽车。此外，还要推进电动汽车制造厂的绿色工厂化。今后汽车制造业应进一步强化协作、协调，促进电动汽车的类型系列化和绿色工厂的构建。汽车制造业是与能源和材料等多个产业有密切关系的“综合性产业”，起着日本产企业的“基础产业”的作用。日本特殊钢企业应和汽车相关企业进行协作，共同实现碳中和目标。
