Автопроизводителите търсят алтернативи на редкоземните метали при двигателите

Стремежът на автомобилната индустрия да произвежда двигатели за електрически превозни средства с малко или никакво съдържание на редкоземни метали набира скорост, като европейските, американските и японските автомобилни производители и доставчици се състезават за алтернативи в район, доминиран от Китай.

Автомобилните производители разчитат най-вече на двигатели с постоянни магнити на основата на редкоземни елементи, които предлагат най-голяма ефективност при осигуряването на въртящия момент.

Но различни типове двигатели без постоянни магнити, които преди бяха твърде големи и твърде неефективни, или тези със силно намалено съдържание на редкоземни елементи, станаха търговски жизнеспособни, което създаде предпоставки за надпревара към алтернативи, пише Ройтерс.

Пазарният лидер Tesla попадна в медийните заглавия по-рано тази година, когато заяви, че ще премахне редкоземните елементи от своите електромобили от следващо поколение.

Но редица концерни, от General Motors до Jaguar Land Rover, и големи доставчици като BorgWarner проучват или са разработили двигатели с ниско до нулево съдържание на редкоземни елементи, известни като EESM, които генерират магнитно поле с помощта на електрически ток.

Други като Nissan Motor стигат по-далеч, залагайки на двойна стратегия за разработване както на по-нови EESM двигатели, така и за изграждане на двигатели с постоянен магнит, където съдържанието на редкоземни елементи постепенно ще бъде премахнато напълно.

Китай доминира в добива и обработката на група от 17 метала, известни като редкоземни елементи, въпреки че компаниите в други страни и региони се опитват да разхлабят хватката на Пекин.

Обявените наскоро ограничения върху износа на галий и графит от Китай подчертаха риска от прекомерна зависимост от азиатската икономика.

Германският доставчик ZF разработи EESM двигател, който според главния технологичен директор Отмар Шарер съответства на размера и производителността на двигателите с постоянен магнит.

„Това е важен принос за това да станем малко по-независими от Китай“, изтъква той.

ZF преговаря с американски, европейски и китайски автомобилни производители за доставка на двигателя и може да започне производство на електромобили до две години, подчертава Шарер.

Освен силната зависимост от Китай, рафинирането на редкоземни елементи, като неодим и диспросий, включва разтворители и токсични отпадъци, които са в конфликт с целите за устойчивост.

„Ако го направите правилно, ще имате много по-устойчив продукт“, коментира Бен Чизуик, директор на отдела по инженерното бизнес развитие в базираната в Детройт Drive System Design, която разработва двигатели без редкоземни елементи.

Някои производители на автомобили, като BMW AG, казват, че имат сериозен напредък след години на развойна дейност.

Средностатистическият електромобилен двигател с постоянен магнит използва около 600 грама неодим. Цените на този редкоземен метал варират – от около 125 долара за килограм в момента спрямо пика от 223 долара от 2022 г. През 2022 г. цената му беше едва 65 долара за килограм.

Vitesco проектира EESM двигател за Renault и има нова версия, която се очаква да бъде пусната на пазара през 2026 г. Герд Розел, ръководител на иновациите в отдела за електрификация на германския доставчик, казва, че редкоземните алтернативи избягват тези големи ценови колебания.

Други концерни, като американския стартъп Niron Magnetics, разработват постоянни магнити без редкоземни елементи.

Решението на Tesla са премахне редкоземните елементи „отвори очите на купувачите към факта, че всъщност не се нуждаете от редкоземни елементи, за да правите магнити за електромобили“, споделя изпълнителният директор на Niron Джонатан Раунтри.

Nissan използва EESM двигател в своя кросоувър Ariya. Шунджи Оки, експертен ръководител в отдела за задвижване и електромобилно инженерство на автомобилния производител, посочва, че Nissan разработва както по-добри EESM двигатели, така и агрегати с постоянни магнити, където редкоземните елементи ще бъдат премахнати.

Джеймс Едмъндсън, анализатор в консултантската фирма IDTechEx, казва, че производителите на автомобили търсят трескаво алтернативи, тъй като цените на редкоземните метали се повишиха, но сега, когато цените падат, те наблюдават внимателно Китай и чакат да видят дали правителствата предприемат действия, които биха ограничили използването на китайски редкоземни елементи.

IDTechEx прогнозира, че към момента двигателите с постоянни магнити с редкоземни елементи ще загубят част своя пазарен дял през следващото десетилетие, но все още ще съставляват повече от 70% от него, тъй като китайските производители не са изправени пред натиск да ограничат употребата им - въпреки че техният дял ще бъде много по-близо до 50% в Европа, посочва Едмъндсън.

В следващото поколение електромобилна платформа на Mercedes-Benz например почти липсват тежки редкоземни елементи.