IDTechEx descubre que los motores libres de tierras raras pasan a un segundo plano en los vehículos eléctricos
El abastecimiento de materiales y componentes se está convirtiendo en un tema cada vez más debatido en múltiples industrias. Un sector de gran crecimiento es el mercado de vehículos eléctricos (EV), y IDTechEx predice un crecimiento de 4 veces en las ventas de automóviles eléctricos en los próximos 10 años. Gran parte de la conversación se centra en los materiales de las baterías, pero las tierras raras utilizadas en los imanes de los motores eléctricos son otra preocupación clave. Estos se producen casi en su totalidad en China y han estado sujetos a una importante volatilidad histórica de precios. Dadas estas preocupaciones, es sorprendente ver que la investigación de IDTechEx ha encontrado que los motores de imanes permanentes de tierras raras han mantenido más del 77% del mercado de automóviles eléctricos durante los últimos 9 años. ¿Por qué es ese el caso?
El informe de IDTechEx " Motores eléctricos para vehículos eléctricos 2024-2034 " predice que se necesitarán más de 140 millones de motores eléctricos para los mercados de vehículos eléctricos. Si bien predice una disminución en la participación de mercado de los motores de tierras raras, predice que la mayor parte del mercado en 2034 seguirá utilizando motores de imanes permanentes.
¿Cuáles son las preocupaciones?China controla en gran medida el suministro de tierras raras, lo que históricamente ha provocado una importante volatilidad de los precios. En 2011, después de que China restringiera sus exportaciones de tierras raras, el precio del neodimio y el disprosio aumentó aproximadamente un 750% y un 2000%, respectivamente. Los precios volvieron a subir en 2021 y 2022 hasta alcanzar un máximo en 2022 de aproximadamente 4 veces su promedio de los 8 años anteriores. Si bien el precio volvió a estabilizarse en 2023 y principios de 2024, esto sigue siendo una preocupación para el futuro.
El abastecimiento local de materiales y la mejora de las cadenas de suministro nacionales se han convertido en un foco cada vez mayor para muchas industrias y gobiernos que quieren asegurar su futuro. Por ejemplo, Estados Unidos ha asignado recursos para mejorar su suministro interno de tierras raras, pero llevará tiempo poner en marcha estas empresas.
Las tierras raras también presentan preocupaciones ambientales en torno a la minería y el procesamiento, y los desechos que se generan al hacerlo.
¿Cuál es el estado del mercado y la tecnología?Los motores de imanes permanentes siguen siendo la tecnología dominante en los vehículos eléctricos. Gracias a las preocupaciones mencionadas anteriormente, se han logrado avances con alternativas libres de tierras raras. Renault ha utilizado motores síncronos de excitación externa (EESM) en vehículos eléctricos desde el Zoe, y otros fabricantes como BMW han adoptado este enfoque. Sin embargo, si bien estos motores reducen los costos de material, su fabricación suele ser más compleja gracias a los devanados de cobre del rotor y la necesidad de excitación del rotor. Por tanto, los costes de fabricación suelen ser más elevados.
Los imanes sin tierras raras son otra solución, con distintos niveles de preparación comercial, y empresas como Proterial afirman que sus imanes "ofrecen los niveles más altos del mundo entre los imanes de ferrita". Niron Magnetics está desarrollando imanes de nitruro de hierro y sus versiones de próxima generación planean rivalizar con el rendimiento del neodimio. PASSENGER es un proyecto europeo que desarrolla aleaciones de ferrita de estroncio y manganeso, aluminio y carbono. Se están realizando esfuerzos significativos en este campo y, si bien es poco probable que estos materiales sean un reemplazo similar para los imanes de tierras raras en el futuro cercano, los beneficios de un menor costo y la estabilidad del suministro podrían ser suficientes para hacer oscilar el mercado en este sentido. dirección, con IDTechEx prediciendo una participación del 12% para los imanes libres de tierras raras en el mercado para 2034.
Por qué los motores de imanes permanentes siguen siendo la tecnología dominanteHay dos factores principales (con múltiples consideraciones) que impulsan la elección de la tecnología del motor: rendimiento y costo. Los motores de imanes permanentes de tierras raras tienden a proporcionar la mayor potencia y densidad de par, eficiencia y bajos costos de fabricación. Su principal desventaja es el coste de los materiales: los imanes suelen representar alrededor de un tercio del coste total del material del motor.
Desde su pico de 2022, los precios de las tierras raras se han estabilizado, lo que ha hecho que los motores de imanes permanentes vuelvan a ser competitivos en términos de costos y le quiten parte del énfasis inmediato a la necesidad de alternativas. La mayoría de los proveedores de nivel 1 ofrecen ahora la opción de motores de imanes permanentes o EESM, pero corresponde al OEM asumir ese compromiso. Según las entrevistas de IDTechEx con los OEM, la mayoría tiene opciones disponibles para EESM internamente o a través de proveedores, pero en su mayoría están reservadas en caso de que los precios de los imanes aumenten significativamente o la necesidad de localizar aumentos en el suministro de materiales (a través de presión geopolítica o regulatoria).
Una pregunta más ampliaA menos que veamos una mejora significativa en los imanes libres de tierras raras, o un gran impulso regulatorio, es probable que los motores de imanes permanentes de tierras raras retengan la mayor parte de la cuota de mercado, especialmente teniendo en cuenta que China es el mayor mercado de vehículos eléctricos y tiene menos incentivos para alejarse de los imanes raros. tierras.
Una pregunta que cabe plantearse es si los conductores realmente necesitan tanta potencia como la que suele instalarse en los vehículos o en las variantes de motor dual. Las variantes de motor dual suelen ser menos eficientes y utilizan más materiales para crear e instalar el segundo motor. Estas potencias superiores y motores adicionales no son necesarios la gran mayoría del tiempo, al igual que los vehículos más grandes en general. Sin embargo, los modelos más potentes y de mayor equipamiento atraen a un grupo demográfico de consumidores diferente y brindan a los fabricantes de equipos originales la oportunidad de aumentar sus márgenes de beneficio. Si esto ayuda a que los vehículos eléctricos ganen más cuota de mercado, desplazando a los motores de combustión, entonces quizás sea el menor de dos males.
El informe de IDTechEx, "Motores eléctricos para vehículos eléctricos 2024-2034", profundiza en los tipos de motores eléctricos utilizados en los vehículos eléctricos, así como en las alternativas emergentes como los motores de flujo axial y en las ruedas. El informe considera el mercado de vehículos eléctricos para automóviles, autobuses, camiones, furgonetas, vehículos de dos y tres ruedas y microcoches en China , Europa y Estados Unidos, incluidas previsiones de demanda de motores por tecnología y materiales utilizados durante los próximos 10 años.
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