Диверсификация электромобилей: снижение зависимости от китайских редкоземельных металлов

Производители электромобилей ищут альтернативы редкоземельным элементам

После введения Китаем ограничений на экспорт редкоземельных элементов производители электромобилей активно работают над снижением зависимости от этих материалов и ищут им замену.

Индустрия электромобилей в значительной степени полагается на редкоземельные материалы, основным поставщиком которых является Китай.

Проблема цепочки поставок

• Что такое редкоземельные элементы: 17 металлов, критически важных для производства мощных магнитов в электродвигателях.

• Доминирование Китая: На долю Китая приходится 61% мирового производства и 90% переработки этих элементов.

• Влияние ограничений: Новые правила лицензирования экспорта делают редкоземельные элементы менее доступными для остального мира.

• Масштаб зависимости: 87% электромобилей в 2024 году используют двигатели с редкоземельными магнитами (от 1 до 3 кг на двигатель).

Недавние приостановки производства у таких автогигантов, как Ford и Suzuki, наглядно показали риски зависимости от одного региона.

Барбара Хамптон, генеральный директор USA Rare Earth:
«Глобализация привела к перемещению большого количества производства за рубеж. И когда Китай решил не поставлять редкоземельные металлы... это вызвало шок в системе».

Возможные альтернативы и решения

Поскольку наращивание собственной добычи требует времени и инвестиций, автопром сосредоточился на технологических решениях.

1. Снижение содержания редкоземельных элементов

• Улучшение характеристик: Повышение мощности и КПД двигателей позволяет уменьшить их размер и, следовательно, расход материалов.

• Развитие материаловедения: Toyota, Nissan и Honda уже добились успехов за счет контроля чистоты материалов и улучшения их структуры.

• Эффективное охлаждение: Более совершенные системы терморегулирования снижают потребность в тербии и диспрозии, которые защищают магниты от перегрева.

2. Безредкоземельные технологии

• Синхронный двигатель с внешним возбуждением (EESM):

  • Принцип: Вместо магнитов используются медные катушки (электромагниты).

  • Плюсы: Коммерчески доступен, экономичен, не зависит от редкоземельных элементов.

  • Минусы: Сложнее в конструкции и менее эффективен.

  • Примеры: Используется Renault, BMW и Nissan.

• Ферритовые магниты:

  • Принцип: Замена редкоземельных магнитов на более доступные ферритовые.

  • Плюсы: Широкая доступность и низкая стоимость.

  • Минусы: Требуют больше места, двигатель становится больше и тяжелее. Подходит для отдельных сегментов транспорта.

Заключение

Поиск альтернативных магнитных материалов, которые были бы недорогими, доступными и эффективными, продолжается. Успех в этой области позволит диверсифицировать цепочки поставок и сделать будущее электромобилей более устойчивым и независимым.