Стремление автопромышленности к созданию электродвигателей для электромобилей с минимальным содержанием редкоземельных элементов достигло своего пика. Европейские, американские и японские автопроизводители и поставщики ищут альтернативные варианты в области, где Китай является доминирующей силой, передает Bizmedia.kz.
Ранее автопроизводители в основном полагались на двигатели с постоянными магнитами на основе редкоземельных элементов, которые наиболее эффективно обеспечивают крутящий момент для работы электромобилей. Однако сейчас появились коммерчески выгодные разновидности двигателей без постоянных магнитов, которые раньше были слишком громоздкими и неэффективными. Также разработаны двигатели с значительно меньшим содержанием редкоземельных элементов, и это привело к активным поискам альтернатив.
Лидер рынка, компания Tesla (TSLA.O), уже в начале этого года заявила о намерении отказаться от использования редкоземельных элементов в своих новых электромобилях. Автопроизводители, такие как General Motors (GM.N) и Jaguar Land Rover (JLR), а также ведущие поставщики, например, BorgWarner (BWA.N), проводят исследования или уже разработали двигатели с низким или нулевым содержанием редкоземельных элементов, например, безмагнитные синхронные машины с внешним возбуждением (EESM), которые генерируют магнитное поле с помощью электрического тока.
Некоторые компании, включая Nissan (7201.T), идут еще дальше, внедряя двойную стратегию разработки, включающую как новые двигатели с EESM, так и двигатели с постоянными магнитами, в которых содержание редкоземельных элементов будет полностью исключено.
Хотя Китай доминирует в добыче и переработке редкоземельных металлов, компании других стран пытаются снизить свою зависимость от него. Недавние ограничения экспорта галлия и графита из Китая, играющих важную роль в производстве электромобилей, показали риски, связанные с чрезмерной зависимостью от Китая.
Немецкий поставщик ZF (ZFF.UL) разработал двигатель EESM, который, по словам главного технического директора Отмара Шаррера (Otmar Scharrer), соответствует по размерам и производительности двигателям с постоянными магнитами. Он отметил, что этот новый двигатель является важным шагом в направлении уменьшения зависимости от Китая.
ZF ведет переговоры с автопроизводителями из США, Европы и Китая относительно поставок этого двигателя, который может быть использован в серийных моделях электромобилей уже через два года.
Однако помимо проблемы зависимости от Китая, переработка редкоземельных элементов, таких как неодим и диспрозий, связана с использованием растворителей и токсичных отходов, что противоречит целям устойчивого развития.
Бен Чисвик, директор по развитию инженерного бизнеса компании Drive System Design, отметил, что правильное использование других материалов может привести к разработке более экологичных двигателей. Он рассказал о работе с тремя автопроизводителями над такими двигателями.
Некоторые автопроизводители, включая BMW (BMWG.DE), утверждают, что уже достигли этой цели после многолетних исследований. Уве Дойке, инженер, ответственный за разработку двигателя EESM для электромобилей следующего поколения BMW, отметил, что их двигатель работает хорошо без редкоземельных элементов, и это несомненный успех.
ОЖИДАНИЕ В КРЫЛЬЯХ
Средний электродвигатель EV с постоянными магнитами обычно использует около 600 г (1,32 фунта) редкоземельного неодима. Цены на неодим сильно колеблются, на данный момент они составляют около 125 долларов за килограмм, что ниже пикового значения прошлого года (около 223 долларов). Однако в 2020 году ожидается значительное повышение цен, превышающее 65 долларов.
Компания Vitesco (VTSCn.DE) разработала двигатель EESM для компании Renault (RENA.PA), и в 2026 году планируется выпустить его новую версию. Герд Розель, руководитель отдела инноваций подразделения электрификации немецкого поставщика, отмечает, что альтернативы без редких земель позволяют избежать резких колебаний цен.
Другие компании, включая американскую Niron Magnetics, активно разрабатывают постоянные магниты без использования редкоземельных элементов. Заявление Tesla об отказе от редкоземельных элементов показало, что для производства магнитов для электромобилей они на самом деле не являются необходимыми, заметил генеральный директор Niron, Джонатан Раунтри.
В последнем раунде финансирования Niron компания получила инвестиции от GM и Stellantis (STLAM.MI). Компания Nissan использует двигатель EESM в своем кроссовере Ariya. Сюндзи Оки, руководитель экспертного подразделения автопроизводителя по разработке силовых агрегатов и электромобилей, заявил, что Nissan разрабатывает более совершенные двигатели EESM, а также постоянные магниты, в которых постепенно будут уменьшаться редкоземельные металлы.
Джеймс Эдмондсон, аналитик консалтинговой компании IDTechEx, отмечает, что автопроизводители поспешили найти альтернативы, когда цены на редкоземельные металлы росли. Теперь, когда цены снизились, они внимательно следят за Китаем и ожидают, будут ли правительства принимать меры по ограничению использования китайских редкоземельных металлов, как это было сделано в США в соответствии с Законом о снижении инфляции.
По прогнозам IDTechEx, редкоземельные двигатели с постоянными магнитами в ближайшее десятилетие потеряют некоторую долю мирового рынка, но все еще будут составлять более 70%. Китайские производители электромобилей не испытывают давления на сокращение использования редкоземельных металлов, хотя в Европе их доля будет гораздо ближе к 50%, добавил Эдмондсон. В западных автопроизводителях, которые продолжают использовать редкоземельные постоянные магниты, работают над снижением их содержания, отметил он. Например, в новой платформе электромобилей Mercedes-Benz (MBGn.DE) практически не используются тяжелые редкоземельные элементы.
Проблема с редкоземельными металлами выходит за рамки двигателей и продолжает вызывать интерес и исследования в автомобильной промышленности.
В некоторых электромобилях около трети динамиков аудиосистемы используют редкие земельные элементы. Однако британская компания Warwick Acoustics разработала инновационные динамики, которые отличаются от обычных на 90% легкостью и энергоэффективностью, и при этом не требуют использования редких земельных элементов. По словам генерального директора Майка Гранта, компания уже заключила контракт с первым клиентом — производителем автомобилей класса люкс, и в настоящее время ведет переговоры с другими компаниями.
«На данный момент мы получаем много запросов от заинтересованных сторон», — добавил он.
