Trotz des Mangels an seltenen Erden bestehen die Hersteller auf der Verwendung von Permanentmagnetmotoren

Die Versorgung mit Materialien und Komponenten wird in verschiedenen Industriebereichen, darunter auch bei Elektrofahrzeugen, zu einer immer komplexeren Herausforderung. Dieser Markt hat in den letzten Jahren ein bemerkenswertes Wachstum erlebt IDTechEx-Beratung prognostiziert, dass sich der Umsatz im Jahr vervierfachen wird nächstes Jahrzehnt.

Obwohl sich ein Großteil der Debatte auf Batteriematerialien konzentriert, ist die Seltene Erden verwendet in der Magnete für Elektromotoren Sie sind auch eine wichtige Versorgungsquelle. Diese Materialien werden fast ausschließlich in China hergestellt und unterliegen einer erheblichen Volatilität Preise. Trotz dieser Bedenken kommt eine neue IDTechEx-Studie zu dem Schluss, dass Seltenerd-Permanentmagnetmotoren haben mehr als 77 % des Marktes für Elektroautos gehalten seit 9 Jahren. Warum passiert das?

Die Ergebnisse des Berichts

Der IDTechEx-Bericht schätzt, dass der Markt für Elektrofahrzeuge mehr als benötigen wird 140 Millionen Motoren. Obwohl der Anteil von Seltenerdmotoren voraussichtlich zurückgehen wird, wird der Großteil des Marktes im Jahr 2034 immer noch Permanentmagnetmotoren verwenden.

China kontrolliert die Versorgung mit Seltenen Erden, was zu großer Preisvolatilität führt. Im Jahr 2011, nach der Exportbeschränkung durch China, stiegen die Preise von Neodym und Dysprosium Sie stiegen zwischen 750 % und 2000 %. In den Jahren 2021 und 2022 stiegen die Preise erneut und erreichten 2022 ihren Höhepunkt mit dem Vierfachen des Durchschnitts der letzten acht Jahre. Obwohl sich die Preise im Jahr 2023 und Anfang 2024 stabilisierten, bestehen weiterhin Zweifel für die kommenden Jahre.

Er lokale Beschaffung von Materialien und Verbesserung der nationalen Lieferketten sind für viele Branchen und Regierungen, die ihre Zukunft sichern wollen, zu Prioritäten geworden. Darüber hinaus haben seltene Erden Umweltprobleme im Zusammenhang mit Bergbau und Verarbeitung sowie den dabei entstehenden Abfällen.

Aktueller Stand der Technik

Zu den alternativen Entwicklungen ohne seltene Erden gehören renault hat benutzt Fremderregte Synchronmotoren (EESM) in einem Modell wie dem Zoe. Andere Hersteller, wie z BMWhaben diese Technologie ebenfalls übernommen. Obwohl diese Motoren die Materialkosten senken, ist ihre Herstellung aufgrund der Kupferwicklungen des Rotors und der Notwendigkeit, ihn extern anzuregen, in der Regel komplizierter, was ihre Herstellung teurer macht.

Eine andere Lösung ist Magnete ohne seltene Erden, mit unterschiedlichem Grad der kommerziellen Vorbereitung. Unternehmen mögen Proterial Sie behaupten, dass ihre Ferritmagnete „die höchsten Standards der Welt erfüllen“. Niron Magnetics entwickelt Eisennitrid-Magnete, wobei zukünftige Versionen geplant sind, die Leistung von Neodym zu erreichen.

Das europäische Projekt PASSAGIER beschäftigt sich mit Strontium-Mangan-Ferrit, Aluminium und Kohlenstofflegierungen. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass diese Materialien kurzfristig Seltenerdmagnete vollständig ersetzen werden, könnten ihre geringeren Kosten und die Stabilität der Versorgung den Markt in diese Richtung lenken.

Warum werden Permanentmagnete bevorzugt?

Permanentmagnetmotoren sind weiterhin vorhanden die vorherrschende Technologie bei Elektrofahrzeugen. Es gibt zwei Hauptfaktoren, die die Wahl der Motorentechnologie beeinflussen: Leistung und Kosten.

Permanentmagnetmotoren bieten eine höhere Leistungs- und Drehmomentdichte, einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Herstellungskosten. Sein Hauptnachteil sind die Materialkosten. Magnete machen etwa ein Drittel der Gesamtmenge aus.

Seit dem Preishöchststand im Jahr 2022 sind die Kosten für Seltene Erden gestiegen haben sich stabilisiert, was sie wieder wettbewerbsfähig macht und die Dringlichkeit der Suche nach Alternativen verringert. Derzeit bieten die meisten Anbieter sowohl Permanentmagnetmotoren als auch EESM-Motoren an, wobei die endgültige Entscheidung den Herstellern überlassen bleibt.

Laut IDTechEx haben die meisten die Möglichkeit, EESM aus eigener Herstellung oder über Zulieferer zusammenzustellen Reservieren für Situationen, in denen die Magnetpreise erheblich steigen oder in denen aufgrund geopolitischer oder regulatorischer Zwänge eine stärkere Lokalisierung der Materialversorgung erforderlich ist.

Das Szenario für das nächste Jahrzehnt

Sofern es keine wesentlichen Fortschritte bei der Entwicklung seltenerdfreier Magnettechnologie oder einen starken regulatorischen Vorstoß gibt, werden Seltenerd-Permanentmagnetmotoren wahrscheinlich weiterhin bestehen bleiben den größten Teil des Marktes.

Diese Schlussfolgerung ist besonders relevant, da China, der größte Markt für Elektrofahrzeuge, keine starken Anreize hat, auf Seltenerdmagnete zu verzichten. In diesem Szenario sagt IDTechEx dies voraus Magnete ohne Seltene Erden werden bis 2034 12 % des Marktes ausmachen.