محركات كهربائية خالية من العناصر الأرضية النادرة: هذه التكنولوجيا الألمانية تجعلنا أخيرا مستقلين عن الصين.

بي إم دبليو تفعل ذلك بالفعل في الإنتاج التسلسلي: خدعة المحرك المبتكرة التي تنقذ صناعة السيارات الكهربائية

تشهد صناعة السيارات حاليًا أحد أهم التحولات في تاريخها، إلا أن هذا التغيير يكشف عن ثغرة خطيرة: أصبح الاعتماد على العناصر الأرضية النادرة في المحركات الكهربائية عامل خطر جيوسياسي، يهدد استراتيجية التحول الكهربائي لشركات صناعة السيارات الغربية بأكملها. ما كان يُعتبر لفترة طويلة ضرورة تقنية، أصبح الآن عقبة يصعب تجاوزها. بدأت BMW بالفعل الإنتاج بكميات كبيرة، وتقترب Mahle وZF من جاهزية السوق، وحتى في الهند، تعمل الشركات بجهد كبير على تطوير محركات كهربائية تعمل بالكامل بدون هذه المواد الخام الأساسية. لم يعد السؤال المطروح هو: هل ستحقق هذه التقنيات طفرة حقيقية، بل متى ستحققها؟

الهيمنة الصينية كخطر نظامي

بلغ الاعتماد العالمي على الصين في مجال العناصر الأرضية النادرة أبعادًا تتجاوز بكثير التركيزات السوقية المعتادة. تسيطر الصين على حوالي 60% من الإنتاج العالمي و90% من تكرير هذه المواد الخام ذات الأهمية الاستراتيجية. هذه الهيمنة ليست مصادفة، بل هي نتيجة عقود من الاستثمار الحكومي في قدرات التعدين وتقنيات المعالجة. في حين أهملت الدول الغربية تعدين العناصر الأرضية النادرة بسبب ارتفاع التكاليف البيئية وتعقيد أساليب المعالجة، أدركت بكين مبكرًا الأهمية الاستراتيجية لهذه المواد الخام لتقنيات القرن الحادي والعشرين.

تُظهر التطورات الأخيرة بوضوح هشاشة هذا التبعية أحادية الجانب. في 4 أبريل/نيسان 2025، فرضت الصين ضوابط تصدير على سبعة عناصر أرضية نادرة لأول مرة، بما في ذلك الديسبروسيوم والتيربيوم، وهما عنصران أساسيان في صناعة المغناطيسات عالية الأداء في المحركات الكهربائية. وفي 9 أكتوبر/تشرين الأول، وُسِّعت هذه الضوابط بشكل كبير لتشمل خمسة عناصر أخرى، بالإضافة إلى تقنيات التعدين والمعالجة وإعادة التدوير. واعتبارًا من 1 ديسمبر/كانون الأول 2025، ستحتاج الشركات الأجنبية إلى تصاريح لتصدير منتجات تحتوي على عناصر أرضية نادرة صينية إلى دول ثالثة.

تكشف هذه الإجراءات عن مستوى جديد من الحرب الاقتصادية. تستخدم الصين ضوابطها على المواد الخام ليس فقط كورقة ضغط على الولايات المتحدة، بل أيضًا كأداة للسيطرة على سلاسل القيمة بأكملها. يُنشئ الجمع بين قيود تصدير المواد الخام وضوابط نقل التكنولوجيا تبعية مزدوجة تضع شركات صناعة السيارات الأوروبية والأمريكية في وضع استراتيجي غير مُرضٍ. يُنتج الديسبروسيوم والتيربيوم، وهما ما يُسمى بالعناصر الأرضية النادرة الثقيلة التي تُحسّن من مقاومة المغناطيس للحرارة وكفاءته، بالكامل تقريبًا في الصين. وتُشكل عمليات التسليم من ميانمار مشكلةً خاصة، إذ يُشكل عدم استقرارها السياسي مخاطر إضافية على الإمدادات.

يتجلى الأثر الاقتصادي لهذه الضوابط في تقلبات حادة في الأسعار. فقد ارتفع سعر كيلوغرام النيوديميوم، الذي كان حوالي 65 دولارًا أمريكيًا في عام 2020، إلى 223 دولارًا أمريكيًا في عام 2022 قبل أن يتراجع إلى حوالي 123 دولارًا أمريكيًا. ويحتوي متوسط ​​محرك المغناطيس الدائم على حوالي 600 غرام من النيوديميوم، مما يعني أن تكاليف المواد الخام اللازمة للمغناطيسات وحدها يمكن أن تتقلب بشكل كبير. هذا التقلب يجعل الحسابات غير مؤكدة، ويدفع المصنّعين إلى إضافة علاوات مخاطر، مما يُضعف في النهاية قدرتهم التنافسية.

مناسب ل:

• الأرض النادرة: هيمنة المواد الخام في الصين مع إعادة التدوير والبحث والمناجم الجديدة من تبعية المواد الخام؟

تكتسب الحركة المضادة التكنولوجية زخمًا متزايدًا.

ردّ صناعة السيارات على هذا الاعتماد هو هجمة تكنولوجية تُدخل مفاهيم متنوعة من المحركات الخالية من العناصر النادرة إلى الإنتاج التسلسلي. وتتصدر BMW هذا المجال بجيلها الخامس من المحركات الكهربائية، المُستخدمة في سيارة iX3 منذ عام 2021، وهي الآن في الإنتاج التسلسلي. اتُّخذ قرار استخدام المحركات المتزامنة ذات الإثارة الخارجية بعد تطوير أولي مكثف، شمل دراسة جميع البدائل. بدأ مصنع BMW في شتاير الإنتاج التسلسلي للجيل السادس من سيارات الفئة الجديدة في يوليو 2025، باستثمارات تزيد عن مليار يورو بحلول عام 2030.

يُولّد المحرك المتزامن ذو الإثارة المنفصلة مجاله المغناطيسي، ليس من خلال مغناطيسات دائمة، بل من خلال تيار كهربائي يُغذّى إلى الدوار عبر حلقات انزلاقية سهلة الصيانة. يُلغي هذا الابتكار التقني تمامًا الاعتماد على النيوديميوم والديسبروسيوم دون أي خسارة تُذكر في الأداء. بفضل هذه التقنية، تُحقق BMW كفاءةً تتجاوز 95% في ظروف القيادة الأكثر شيوعًا. تتوفر المحركات بفئات طاقة مُختلفة، من 140 إلى 360 كيلوواط، بناءً على نوعين مُختلفين من أقطار الجزء الثابت.

لا تكمن الميزة الحاسمة في الاستغناء عن المواد الخام الأساسية فحسب، بل في خصائصها التشغيلية أيضًا. يمكن إيقاف تشغيل المحركات المتزامنة المُثارة خارجيًا، مما يُقلل من خسائر السحب أثناء السير. وخلال الرحلات الطويلة على الطرق السريعة بسرعات عالية، تُظهر هذه المحركات كفاءةً أفضل من محركات المغناطيس الدائم، حيث لا تُفقد الطاقة بسبب المجالات المغناطيسية الثابتة. علاوةً على ذلك، يُتيح التحكم الدقيق في تيار الدوار التكيف الأمثل مع ظروف الحمل المتغيرة، مما يزيد من الكفاءة.

تتبع شركة Mahle نهجًا أكثر جرأةً من خلال محركها SCT الخالي من المغناطيس، والذي يعمل بتقنية نقل الطاقة الحثي، وبالتالي بدون تلامس، عبر محول دوار. تُزيل هذه التقنية التآكل الميكانيكي تمامًا، وتحقق كفاءةً فائقة، خاصةً عند السرعات العالية. المحرك مزود بنظام تبريد زيتي متكامل ومبتكر يُبدد الحرارة بدقة في مكان توليدها. يتجاوز خرج الطاقة المستمر 90% من ذروة الطاقة، وهو أمرٌ بالغ الأهمية للتطبيقات الشاقة، مثل الشاحنات الكهربائية التي تسير في المناطق الجبلية أو في سباقات السرعة المتكررة. تخطط Mahle لطرح هذه التقنية في الإنتاج التجاري حوالي عام 2024.

في نهاية عام ٢٠٢٤، حصلت شركة ZF Friedrichshafen على جائزة CLEPA للابتكار عن محركها المتزامن المُثار حثيًا داخل الدوار. في هذا النظام، تنتقل طاقة المجال المغناطيسي عبر مُثير حثي داخل عمود الدوار، مما ينتج عنه محرك مدمج للغاية بأقصى طاقة وكثافة عزم دوران. مقارنةً بالأنظمة التقليدية المُثارة خارجيًا، يُقلل المُثير الحثي من خسائر نقل الطاقة إلى الدوار بنسبة ١٥٪. يُغني الاستغناء عن عناصر الفرشاة أو حلقات الانزلاق عن استخدام أختام إضافية، ويتطلب المحرك مساحة تركيب محورية أقل بما يصل إلى تسعين مليمترًا. كما تُقلل البصمة الكربونية للتصنيع بنسبة تصل إلى خمسين٪ مقارنةً بمحركات المغناطيس الدائم.

تعمل شركة رينو، بالتعاون مع فاليو، على تطوير محرك من الجيل الثالث بقدرة 200 كيلوواط، ومن المقرر إنتاجه عام 2027. لا يتطلب هذا المحرك E7A عناصر أرضية نادرة، وبنفس القدرة، فهو أصغر حجمًا بنسبة 30% تقريبًا من الوحدات الحالية. تعتمد تقنية دواره على ملفات لولبية بدلاً من المغناطيسات الدائمة، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الإنتاج بنسبة 30%. بالإضافة إلى ذلك، صُمم المحرك لأنظمة 800 فولت، مما يُقلل بشكل كبير من أوقات شحن البطارية. تستخدم سيارتا رينو ميجان E-Tech الحاليتان ورينو 5 الجديدة هذه التقنية الخالية من المغناطيس.

اللحاق بالهند كعامل جيوسياسي

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى السرعة التي تُطوّر بها الشركات الهندية تقنيات محركات بديلة. تعمل شركة ستيرلينغ جي تاكي إي-موبيليتي، في مختبرها الذي تبلغ مساحته 3500 قدم مربع في فريد آباد، على تطوير محركات تعمل بالتردد باستخدام تقنية مرخصة من شركة أدفانسد إلكتريك ماشينز، ولا تتطلب عناصر أرضية نادرة. وتختبر سبع شركات هندية رائدة هذه المحركات بالفعل، وفي حال نجاحها، يمكن أن يبدأ الإنتاج التجاري خلال عام، أي قبل الموعد المخطط له أصلاً وهو 2029 بكثير.

يأتي تسارع هذا التطور كرد فعل مباشر على قيود التصدير التي فرضتها الصين في أبريل 2025. وترى الهند، التي لديها أهداف طموحة لتوسيع نطاق التنقل الكهربائي، نفسها معرضة للخطر بشكل خاص، إذ لا تمتلك أي قدرة على معالجة المعادن النادرة. ورغم امتلاكها خامس أكبر احتياطيات في العالم، تفتقر البلاد إلى البنية التحتية اللازمة للمعالجة. وتدرس الحكومة حاليًا حوافز للتعدين والمعالجة، بالإضافة إلى شراكات مع شركات يابانية وكورية جنوبية.

أصبحت شركة Simple Energy أول شركة هندية تُنتج محركات ثقيلة خالية من المعادن الأرضية النادرة تجاريًا في سبتمبر 2025. يستبدل تصميم المحرك الحاصل على براءة اختراع، والذي طورته بالكامل فرق البحث والتطوير الداخلية، مغناطيسات المعادن الأرضية النادرة الثقيلة بوصلات مُحسّنة وخوارزميات خاصة للتحكم الفوري في الحرارة وعزم الدوران. يتم الإنتاج في منشأة مساحتها 200,000 قدم مربع في هوسور، تاميل نادو، بمعدل توطين يبلغ 95% عبر سلسلة التوريد بأكملها.

حصلت شركة "شارا تكنولوجيز"، ومقرها بنغالورو، على تمويل بقيمة 6 ملايين دولار أمريكي في جولة التمويل الأولى في أكتوبر 2025 لزيادة إنتاج المحركات الكهربائية الخالية من العناصر الأرضية النادرة من 20 ألف وحدة إلى 100 ألف وحدة سنويًا. تُطوّر الشركة الناشئة تصاميم لمحركات التدفق والممانعة المُبدّلة، والتي تستخدم تقنية كهرومغناطيسية متقدمة بدلًا من المغناطيسات الدائمة. قد يُرسّخ هذا النجاح مكانة الهند كمركز ثالث في سلسلة توريد السيارات الكهربائية العالمية، بعد الصين والغرب.

أبرمت شركة الآلات الكهربائية المتقدمة (AEM) البريطانية شراكة تطوير بملايين الدولارات مع أحد أكبر موردي السيارات في العالم، والذي تبلغ إيراداته السنوية عشرات المليارات. وتؤكد AEM أن محركاتها الكهربائية ستستخدم مواد آمنة وقابلة لإعادة التدوير ومتوفرة بسهولة، مثل الفولاذ والألمنيوم، وستتفوق في أدائها على محركات المغناطيس الدائم. ومن المقرر بدء الإنتاج الضخم في نهاية العقد.

التقييم الاقتصادي للبدائل التكنولوجية

يكشف التحليل الاقتصادي لمختلف مفاهيم المحركات عن صورة معقدة للحلول الوسطية وإمكانات التحسين. تحقق المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم أعلى كثافة طاقة وكفاءة في نطاق السرعات المتوسطة، بكفاءات تتجاوز 90% في معظم ظروف القيادة. يتيح تصميمها المدمج نطاقات أطول بنفس سعة البطارية، مما يجعلها الخيار المفضل لحوالي 82% من جميع السيارات الكهربائية بحلول عام 2022.

يُقسّم هيكل تكلفة المحركات الكهربائية، بمتوسط ​​الأنواع الرئيسية الثلاثة، تقريبًا إلى تكاليف مواد بنسبة 70%، بما في ذلك المنتجات شبه المصنعة مثل أسلاك اللف أو المغناطيسات الدائمة، وتكاليف إنتاج بنسبة 30%. يتراوح متوسط ​​تكلفة ستمائة غرام من النيوديميوم في محرك واحد بين خمسة وسبعين ومائة وخمسين دولارًا، حسب ظروف السوق. وتشمل التكاليف الإضافية الديسبروسيوم، الذي يُثبّت المغناطيسات عند درجات حرارة عالية. تُقدّر قيمة المغناطيسات الدائمة من العناصر الأرضية النادرة لمحركات الجرّ بحوالي ألف ومائتي إلى ألف وستمائة يوان لكل مركبة.

تُلغي المحركات المتزامنة ذات الإثارة الخارجية تكاليف المواد الخام هذه، ولكنها تتطلب إلكترونيات طاقة إضافية لتزويد الدوار بالطاقة. ومع ذلك، فإن حساب التكلفة الإجمالية يكون أفضل، حيث أن الوفورات في تكاليف المغناطيس تُعوّض بشكل كبير عن الإلكترونيات الأكثر تعقيدًا. علاوة على ذلك، تُزال المخاطر المرتبطة بتقلب الأسعار واختناقات العرض. تتشابه عمليات الإنتاج إلى حد كبير في مختلف أنواع المحركات، لذا لا حاجة إلى بنية تحتية تصنيعية جديدة كليًا.

تُمثل المحركات غير المتزامنة البديل الأكثر فعالية من حيث التكلفة، إذ لا تتطلب مغناطيسات دائمة ولا مصادر طاقة معقدة للدوار. تصميمها البسيط، الذي يتميز بقفص سنجابي أو دوار بحلقة انزلاقية، يجعلها متينة وسهلة الصيانة. استخدمت تسلا هذه التقنية في طرازاتها المبكرة، ولا تزال تستخدمها في أنظمة الدفع الرباعي مع محركات المغناطيس الدائم. يكمن عيبها الرئيسي في انخفاض كفاءتها، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص عند التحميل الجزئي. فبالنسبة لنفس خرج الطاقة، تكون المحركات غير المتزامنة أكبر بنسبة 30% تقريبًا من محركات المغناطيس الدائم، مما يؤدي إلى زيادة الوزن ومساحة التركيب.

تؤثر اختلافات الكفاءة بشكل مباشر على مدى القيادة. يمكن لمحرك المغناطيس الدائم تحقيق كفاءة تصل إلى 97%، بينما يحقق المحرك غير المتزامن 93%. يُترجم هذا الفارق البالغ أربع نقاط مئوية إلى مدى أقل بنحو خمسة بالمائة عند استهلاك طاقة يبلغ 15 كيلوواط/ساعة لكل 100 كيلومتر. مع بطارية بسعة 70 كيلوواط/ساعة، يعادل هذا المدى حوالي 25 كيلومترًا، وهو معدل مقبول للعديد من التطبيقات.

تحقق المحركات المتزامنة ذات الإثارة الخارجية كفاءات تتجاوز 95%، مما يجعلها أقل بقليل من محركات المغناطيس الدائم. وفي ظروف تشغيل معينة، وخاصة أثناء القيادة الطويلة على الطرق السريعة بسرعات عالية، يمكن أن تكون أكثر كفاءة، إذ لا تعاني من خسائر في السحب بسبب المغناطيس الدائم. ويتيح التحكم المرن في تيار الدوار ضبط المجال المغناطيسي بدقة وفقًا لظروف الحمل المختلفة، مما يُحسّن الكفاءة عبر نطاق تشغيل واسع.

اقتصاديات الحجم وديناميكيات السوق حتى عام 2030

يشهد سوق المحركات الكهربائية نموًا هائلاً. ومن المتوقع أن تتضاعف المبيعات العالمية لأنظمة القيادة الكهربائية، من 272 مليار يورو عام 2025 إلى 634 مليار يورو عام 2030. ومن هذا المبلغ، ستُعزى 60% (389 مليار يورو) إلى خلايا البطاريات والتغليف، بينما ستُعزى 30% (186 مليار يورو) إلى المحركات الكهربائية.

ستُخفّض وفورات الحجم هذه تكاليف إنتاج جميع أنواع المحركات بشكل كبير. فبينما تستفيد تكاليف تصنيع محركات المغناطيس الدائم من الأتمتة والتوحيد القياسي، تظل تكاليف المواد الخام متقلبة. من ناحية أخرى، يُمكن للمحركات المتزامنة وغير المتزامنة ذات الإثارة الخارجية تحقيق وفورات الحجم بشكل كامل لأن مكونات تكلفتها الرئيسية هي النحاس والحديد والإلكترونيات، التي تتميز بأسعار أكثر استقرارًا وسلاسل توريد أكثر تنوعًا.

لا يزال التوزيع الإقليمي لإنتاج خلايا البطاريات يُمثل مشكلة. بحلول عام 2030، من المتوقع أن تسيطر الصين على 70% من الطاقة الإنتاجية العالمية، وكوريا الجنوبية على 15%، وأوروبا على 5% فقط. هذا الاعتماد، الذي يتفاقم بسبب نقص المواد الخام، يُبرز حقيقة أن أوروبا تفقد قيمتها المضافة لصالح آسيا. تتدفق إلى آسيا تكاليف تصنيع بطاريات تتراوح بين 500 و800 يورو لكل مركبة، وهو ما يُخلف تداعيات اقتصادية كبيرة، بالنظر إلى ملايين المركبات المُنتجة.

ستتغير حصة السوق لمختلف أنواع المحركات. فبينما ظلت حصة المحركات الكهربائية ذات العناصر الأرضية النادرة عند 82% في عام 2022، من المتوقع أن تنخفض إلى حوالي 70% بحلول عام 2030. هذا لا يعني نهاية محركات المغناطيس الدائم، بل تنويعًا كبيرًا في مفاهيم القيادة. ستكتسب التقنيات البديلة حصة سوقية أكبر، لا سيما في القطاعات التي تُعدّ فيها كفاءة التكلفة أهم من كثافة الطاقة القصوى.

تشير التوقعات إلى أن حصة السوق العالمية للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات سترتفع من 15% عام 2022 إلى ما يقارب 60% عام 2035. وسيعني هذا النمو الهائل زيادة هائلة في الطلب على المحركات، مما سيزيد الضغط على التقنيات البديلة. وتعادل كل نقطة مئوية من حصة السوق التي تكتسبها المحركات الخالية من المغناطيس 600,000 وحدة، بناءً على حوالي 60 مليون سيارة تُنتج عالميًا سنويًا.

استفد من الخبرة الواسعة التي تقدمها Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة | البحث والتطوير، والواقع المعزز، والعلاقات العامة، وتحسين الرؤية الرقمية - الصورة: Xpert.Digital

تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.

المزيد عنها هنا:

• استخدم خبرة Xpert.Digital 5x في حزمة واحدة - بدءًا من 500 يورو شهريًا فقط

المرونة الاستراتيجية في سلسلة التوريد

يدرك قطاع صناعة السيارات بشكل متزايد أن مرونة سلسلة التوريد لا تقتصر على إدارة المخاطر فحسب، بل تشمل أيضًا البقاء الاستراتيجي. وتُعتبر عشرون مادة خام أساسية لتحوّل صناعة السيارات، لما تتمتع به من أهمية استراتيجية بالغة واعتماد كبير على الواردات غير الأوروبية. وإلى جانب العناصر الأرضية النادرة، تشمل هذه المواد الليثيوم والكوبالت والنيكل والجرافيت ومعادن أخرى متنوعة.

يوصي الخبراء باتباع نهج متعدد الجوانب لتعزيز المرونة. أولاً، الشفافية فيما يتعلق بالعرض والطلب والأسعار ومدى أهمية المواد الخام ضرورية من خلال تعزيز الرقابة. ثانياً، تنويع الموردين وإقامة شراكات استراتيجية. ثالثاً، تكثيف الاقتصاد الدائري من خلال إعادة التدوير، حتى لو كان تأثيره محدوداً على المدى القصير بسبب انتعاش السوق. رابعاً، تطوير تقنيات تحل محل المواد الخام الأساسية أو تقلل منها.

تضع لائحة الاتحاد الأوروبي الجديدة بشأن المواد الخام الحيوية، المُعتمدة في مايو 2022، أهدافًا طموحة: بحلول عام 2030، ينبغي أن يأتي 10% من الطلب على المواد الخام الاستراتيجية من التعدين الأوروبي. ويمكن أن يلعب رواسب بير جيجر للعناصر الأرضية النادرة في شمال السويد دورًا رئيسيًا في هذا، حيث تُقدر احتياطياتها بأكثر من مليون طن من أكاسيد المعادن. ومع ذلك، سيستغرق وصول هذه الموارد إلى السوق من 10 إلى 15 عامًا، حيث تستغرق عمليات الاستكشاف والحصول على التصاريح وتطوير البنية التحتية وقتًا.

ستُسهم إعادة التدوير إسهامًا كبيرًا في ضمان إمدادات الطاقة على المدى الطويل. بالنسبة للمعادن الأساسية، مثل الألومنيوم والنيكل والنحاس، تُشكل المواد الخام الثانوية بالفعل حصةً كبيرةً من مُدخلات الإنتاج. ومع ذلك، لا يزال معدل إعادة تدوير اثنتي عشرة مادة خام أساسية من أصل عشرين مادة، أقل بكثير من خمسة بالمائة. تُلزم لائحة البطاريات الجديدة للاتحاد الأوروبي بزيادة حصص إعادة التدوير، وتُتيح عمليات المعالجة المعدنية المائية بالفعل استعادة الليثيوم والنيكل والكوبالت من بطاريات أيونات الليثيوم. يهدف مشروع الاتحاد الأوروبي SUSMAGPRO إلى استعادة المواد المغناطيسية من المركبات الكهربائية وتوربينات الرياح المُعطلة.

يُعد تطوير محركات خالية من المغناطيس الحل الأمثل في هذا السياق، إذ يُعالج المشكلة من جذورها. فبدلاً من تنويع سلاسل التوريد المعتمدة على مصادر خارجية أو اللجوء إلى إعادة تدوير مكلفة، تُلغي هذه التقنية الاعتمادية تمامًا. وتُحقق وفورات اقتصادية كبيرة، بالنظر إلى إنتاج ملايين المركبات سنويًا، والتي تتطلب كل منها 600 غرام من النيوديميوم بالإضافة إلى عناصر أرضية نادرة أخرى.

مناسب ل:

• تحذير من تاجر سلع أساسية: كيف تؤدي السيطرة على المعادن النادرة إلى إجبار الصناعة الأوروبية على الركوع

آثار السياسة الصناعية على أوروبا

تجد أوروبا نفسها في وضع حرج بين التحول التكنولوجي والاعتماد المتزايد. تمتد هيمنة الصين عبر سلسلة قيمة التنقل الكهربائي بأكملها، من المواد الخام وإنتاج البطاريات إلى تصنيع المركبات. وبدون إجراءات حاسمة، ستُصبح خسارة فادحة في القيمة الصناعية وفرص العمل وشيكة.

يُتيح تطوير المحركات الخالية من المغناطيس لأوروبا فرصةً لإعادة تموضعها الاستراتيجي. تمتلك شركاتٌ مثل BMW وZF وMahle وRenault خبرةً رائدةً في هذه التقنية، ويمكنها وضع معايير جديدة قبل أن يلحق بها المنافسون الآسيويون. قد تُثبت الريادة التكنولوجية في هذا المجال أنها ميزة تنافسية حاسمة، تمامًا كما وضعت الهندسة الألمانية معاييرَ لمحركات الاحتراق لعقود.

تُعدّ الاستثمارات في تقنيات المحركات البديلة معتدلة مقارنةً بالحجم الإجمالي للتحول. تستثمر BMW أكثر من مليار يورو في مصنع شتاير بحلول عام 2030، وهو مبلغ معقول نظرًا للأهمية الاستراتيجية للمصنع. وتستثمر ZF وMahle مبالغ مماثلة. لا تقتصر هذه الاستثمارات على تعزيز الاستقلال التكنولوجي فحسب، بل تضمن أيضًا وظائف عالية المهارة في أوروبا.

يجب أن يدعم الإطار السياسي هذا التطور. إن تعزيز البحث والتطوير، وتسريع إجراءات الموافقة على منشآت الإنتاج، وربما تقديم حوافز مؤقتة لاستخدام المحركات الخالية من المغناطيس، من شأنه أن يُسرّع من نمو السوق. وقد برهنت الولايات المتحدة بالفعل من خلال قانون الإنتاج الدفاعي على كيفية دمج استخراج المواد الخام مع السياسة الأمنية. ويجب على أوروبا تطوير أدوات مماثلة بدلاً من الاعتماد كليًا على التنظيم.

يُعدّ توحيد معايير أنواع المحركات المختلفة وتوافقها التشغيلي جانبًا مهمًا آخر. فإذا تمكّنت منصات المركبات من التبديل بمرونة بين أنظمة الدفع المختلفة، فإن ذلك يزيد من مرونة المصنّعين. وقد برهنت BMW بالفعل على ذلك من خلال انفتاحها التكنولوجي، حيث تُنتج محركات الاحتراق الداخلي ومختلف أنواع المحركات الكهربائية بالتوازي. تُمكّن هذه المرونة من الاستجابة بسرعة لتغيرات السوق واختناقات العرض.

تشتد ديناميكيات المنافسة العالمية.

تشتد المنافسة على الريادة التكنولوجية في مجال التنقل الكهربائي. تسعى الصين إلى ترسيخ هيمنتها من خلال التكامل الرأسي عبر سلسلة القيمة بأكملها. وتُعد ضوابط تصدير العناصر الأرضية النادرة والتقنيات ذات الصلة جزءًا من هذه الاستراتيجية. في الوقت نفسه، تستثمر الصين بكثافة في إنتاجها الخاص من المركبات الكهربائية، حيث تكتسب شركات صينية مثل BYD وSAIC وGeely حصة سوقية سريعة في أوروبا أيضًا.

ترد الولايات المتحدة بمزيج من حوافز الاستثمار وقيود الاستيراد والشراكات الاستراتيجية. يوفر قانون خفض التضخم مئات المليارات من الدولارات للتقنيات الخضراء، بينما يزيد في الوقت نفسه من تكلفة المنتجات الصينية من خلال الرسوم الجمركية. هدد دونالد ترامب بفرض رسوم جمركية تصل إلى 200% إذا لم تُزوّد ​​الصين الصين بمغناطيسات مصنوعة من معادن أرضية نادرة بشكل موثوق. وبينما تُشكّل هذه السياسة العدوانية ضغطًا قصير المدى، إلا أنها لا تحل مشكلة التبعية الهيكلية.

تشير التطورات الأخيرة إلى انفراج مؤقت في التوترات: فعقب اجتماع الرئيس شي جين بينغ ودونالد ترامب في بوسان في أكتوبر/تشرين الأول 2025، أعلنت الصين تعليق ضوابط التصدير المشددة لمدة عام. وفي المقابل، رفعت الولايات المتحدة بعض العقوبات المفروضة على الشركات الصينية. ومع ذلك، فإن هذا التهدئة التكتيكية لا يُغيّر من هشاشة سلاسل التوريد الغربية.

تُرسّخ الهند مكانتها بشكل متزايد كقوة ثالثة في هذه المنافسة. بفضل أهدافها المناخية الطموحة، التي تسعى لتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2070، وسوق السيارات المتنامي بسرعة، تُقدّم البلاد إمكانات هائلة. التركيز على المحركات الخالية من المغناطيس قد يمنح الهند ميزة تنافسية، إذ يُجنّبها أخطاء الاعتماد على مصادر أخرى سابقًا. تدعم مبادرة "صُنع في الهند" هذه الاستراتيجية من خلال متطلبات التوطين وحوافز الاستثمار.

تلعب اليابان وكوريا الجنوبية أيضًا دورًا هامًا، لا سيما في إنتاج البطاريات. تسيطر شركات مثل LG Energy Solutions وSamsung SDI وPanasonic على أجزاء كبيرة من إنتاج خلايا البطاريات عالميًا. خبرتها في إلكترونيات الطاقة وعلوم المواد تجعلها شركاء قيّمين لشركات صناعة السيارات الأوروبية التي تسعى إلى تنويع سلاسل التوريد الخاصة بها.

الحدود التكنولوجية وإمكانات الابتكار

لم يصل تطوير المحركات الخالية من المغناطيس إلى نهايته، بل في بدايته. فبينما شهدت محركات المغناطيس الدائم تحسينات مستمرة على مدى عقود، لا تزال المفاهيم البديلة في مراحلها الأولى نسبيًا من التطوير. وهذا يعني إمكانات كبيرة لتحسين الكفاءة وكثافة الطاقة والتكلفة.

يتضمن أحد الأساليب الواعدة استخدام مغناطيسات الفريت، المصنوعة من الحديد بدلاً من العناصر الأرضية النادرة. على الرغم من أن قوة مجالها المغناطيسي أقل بنسبة تتراوح بين خمسين وسبعين بالمائة من قوة مجال مغناطيسات النيوديميوم من نفس الحجم، إلا أن تصميمات المحركات الذكية قادرة على تعويض جزء كبير من هذا الاختلاف. طورت شركة بروتيريال اليابانية محركًا يحقق نفس كثافة الطاقة باستخدام مادة مغناطيسية أكثر بنسبة عشرين بالمائة فقط. بدمجها مع مفاهيم السرعة العالية، كتلك التي طبقتها تيسلا في محركها بلايد بسرعات تصل إلى عشرين ألف دورة في الدقيقة، يمكن لمحركات الفريت أن تصبح منافسة.

تُسرّع رقمنة عمليات التطوير الابتكار بشكل كبير. تستخدم شركة Mahle خوارزميات متطورة لمحاكاة تصاميم المحركات المختلفة، مما يُمكّن من تحديد التكوينات المثلى بشكل أسرع بكثير من الطرق التقليدية. لا تقتصر هذه العمليات الآلية على تعديل المعايير الهندسية لصفائح الفولاذ الكهربائية فحسب، بل تُحسّن أيضًا أنماط اللف والمواد المستخدمة. ويتراوح توفير الوقت مقارنةً بطرق التطوير التقليدية بين عدة أشهر وسنوات.

يُتيح دمج المحرك وناقل الحركة وإلكترونيات الطاقة في محاور كهربائية متكاملة للغاية إمكانيات تحسين إضافية. وتُظهر BMW ذلك من خلال نظامها المعياري، الذي يُقلل من مصادر الخطأ المحتملة ويُخفض التكاليف، بفضل أسطح الحواف المُصغّرة، وتوجيه الوسائط المُتكامل، والتجميع المُبسّط. كما يُعزز دمج تقنية 800 فولت وإلكترونيات الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون الكفاءة ويُقلّل أوقات الشحن.

تُحسّن التطورات في علم المواد المستخدمة في أسلاك اللف، وصفائح الفولاذ الكهربائية، وأنظمة العزل، الأداء باستمرار. على سبيل المثال، تُمكّن تقنية اللفّ الحادّ الحاصلة على براءة اختراع من شركة BorgWarner من زيادة كثافة النحاس في الجزء الثابت، مما يزيد من الطاقة والكفاءة. وتُسهم الابتكارات المماثلة في المكونات الأخرى في تحسينات إجمالية ملحوظة.

التقييم الاقتصادي لتكاليف التحول

يصعب تحديد التكاليف الاقتصادية للاعتماد على المعادن النادرة كميًا، لكنها كبيرة. فبالإضافة إلى تكاليف المواد الخام المباشرة وتقلباتها، تنشأ تكاليف الفرص الاستراتيجية عندما تضطر الشركات إلى تأجيل قرارات الاستثمار بسبب عدم استقرار سلاسل التوريد أو مراعاة علاوات المخاطر. وتوضح خسائر الإنتاج الناجمة عن قيود التصدير الصينية في منتصف عام ٢٠٢٥ هذا الضعف.

من ناحية أخرى، تُعدّ الاستثمارات في التقنيات البديلة معتدلة نسبيًا وتُؤتي ثمارها بسرعة. يبدو مبلغ مليار يورو لمصنع شتاير التابع لشركة BMW مبلغًا كبيرًا، لكن أهميته الاستراتيجية وحجم إنتاجه يُؤخذان في الاعتبار. مع طاقة إنتاجية سنوية تبلغ مئات الآلاف من المحركات، وتوفير في التكاليف يتراوح بين مائة ومئتي يورو لكل وحدة بفضل الاستغناء عن المغناطيس، فإن فترة الاسترداد لا تتجاوز بضع سنوات.

ستكون الآثار الاقتصادية الكلية لنجاح استبدال التكنولوجيا كبيرة. إذا زُوِّدت جميع المركبات الكهربائية المُنتَجة في أوروبا بمحركات خالية من المغناطيس، فسيتم الاستغناء عن واردات المواد الخام التي تُقدَّر بمئات ملايين اليورو سنويًا. والأهم من ذلك، الاستقلالية الاستراتيجية والاستقلال عن الاضطرابات الجيوسياسية. إن ضمان خلق القيمة الصناعية وتوفير فرص العمل التي تتطلب مهارات عالية يُبرِّر التمويل العام لهذه التقنيات.

تتباين آثار التوظيف. فمن جهة، تُفقد وظائف في قطاع تصنيع محركات الاحتراق الداخلي، ومن جهة أخرى، تُخلق وظائف جديدة في قطاع إنتاج المحركات الكهربائية. وتخطط بي إم دبليو لتوظيف حوالي 1000 شخص في قطاع تجميع المحركات الكهربائية بمصنعها في شتاير مستقبلًا. وبناءً على اتجاهات الطلب العالمي، قد يعمل نصف القوى العاملة في قطاع التنقل الكهربائي بحلول عام 2030. ويضمن الانفتاح التكنولوجي للشركة، الذي يسمح لها بإنتاج مفاهيم قيادة مختلفة بالتوازي، فرص عمل طويلة الأجل.

جوانب الاستدامة التي تتجاوز الاعتماد على المواد الخام

يتجاوز الأثر البيئي للمحركات الخالية من المغناطيس مجرد تجنب المواد الخام الضارة. يُسبب تعدين العناصر الأرضية النادرة أضرارًا بيئية جسيمة من خلال استخدام كميات كبيرة من المواد الكيميائية التي تلوث التربة والمجاري المائية. وتستهلك معالجة هذه المواد كميات كبيرة من الطاقة وتُنتج نفايات سامة. وحتى مع مساهمة التطورات التكنولوجية في الحد من الأثر البيئي، تبقى البصمة البيئية كبيرة.

تتكون المحركات المتزامنة وغير المتزامنة ذات الإثارة الخارجية بشكل أساسي من النحاس والحديد والألمنيوم والمكونات الإلكترونية. ورغم أن هذه المواد ليست خالية من المشاكل، إلا أن استخلاصها راسخ، وأقل ضررًا بالبيئة، وأكثر تنظيمًا. والأهم من ذلك، أنها أسهل بكثير في إعادة التدوير. فبينما تتطلب المغناطيسات الدائمة عمليات فصل معقدة، يمكن استعادة النحاس والحديد من خلال طرق إعادة تدوير الخردة التقليدية.

تنخفض بصمة ثاني أكسيد الكربون في التصنيع بنسبة تصل إلى خمسين بالمائة للمحركات الخالية من المغناطيس، كما توضح شركة ZF في محركها I2SM. وتقدر شركة رينو نسبة الانخفاض في محركها E7A بثلاثين بالمائة. ولا تنجم هذه الوفورات عن الاستغناء عن المغناطيس فحسب، بل أيضًا عن تبسيط سلاسل التوريد، إذ يتطلب نقل المكونات الأقل تعقيدًا مسافات طويلة.

يعتمد التأثير البيئي الإجمالي للسيارة الكهربائية بشكل كبير على إنتاج البطاريات ومصدر الكهرباء. ولا يُمثل نظام القيادة سوى جزء واحد من هذا التأثير البيئي. ومع ذلك، فإن كل مساهمة في التحسين تُعدّ ذات أهمية، خاصةً إذا أمكن تحقيقها دون المساس بالأداء. ويدعم هذه التقنية عمر المحركات الخالية من المغناطيس الأطول وقابليتها لإعادة التدوير بشكل أفضل.

المحركات الكهربائية الخالية من المغناطيس: فرصة أوروبا للريادة التكنولوجية

يمر تطوير المحركات الكهربائية الخالية من المغناطيس بمرحلة تحول. فالتكنولوجيا ناضجة بما يكفي للإنتاج بكميات كبيرة، كما أثبتت شركة BMW، وفي الوقت نفسه، لا تزال هناك إمكانات كبيرة للتحسين. وتُشكل الاضطرابات الجيوسياسية المحيطة بالعناصر الأرضية النادرة حافزًا قويًا للمُصنّعين للتحول إلى مفاهيم بديلة. وتميل الحجج الاقتصادية بشكل متزايد إلى تفضيل الحلول الخالية من المغناطيس، حيث تُعزز وفورات الحجم مزايا التكلفة.

بالنسبة لصناعة السيارات الأوروبية، الرسالة واضحة: الريادة التكنولوجية في مجال المحركات الخالية من المغناطيس ضرورة استراتيجية، وليست خيارًا. الاستثمارات قابلة للإدارة، لكن المخاطر هائلة في حال استمرار الاعتماد على هذه المحركات. ينبغي على الحكومات دعم هذا التطور من خلال تمويل الأبحاث، وتسريع الموافقات، وربما تقديم حوافز سوقية مؤقتة.

يُعد تنويع مجموعات المحركات أمرًا بالغ الأهمية. لا تتطلب جميع التطبيقات أقصى كثافة طاقة؛ وغالبًا ما تكون المحركات المتزامنة غير المتزامنة أو ذات الإثارة المنفصلة كافية تمامًا. يُحسّن التقسيم الذكي القائم على ملفات تعريف المتطلبات من التكلفة والأداء والمرونة الاستراتيجية بشكل عام.

يُسهّل توحيد الواجهات والمنصات الاستخدام المرن لأنواع المحركات المختلفة. وهذا يمنح المصنّعين مرونة أكبر ويتيح لهم الاستجابة السريعة لتغيرات السوق. تدعم وحدات المحاور الكهربائية الحديثة هذا النهج بالفعل، ولكن ينبغي تطويرها باستمرار.

على الصعيد الدولي، يُعدّ التعاون مع شركاء موثوقين أمرًا بالغ الأهمية. تُتيح اليابان وكوريا الجنوبية والهند إمكانياتٍ لشراكات تكنولوجية وتكامل سلاسل التوريد تتجاوز الهيمنة الصينية. إن إرساء نظام عالمي متعدد الأقطاب للتقنيات الحيوية يُعزز الاستقرار ويُقلّل من خطر الابتزاز.

يجب تعزيز الاقتصاد الدائري بالتوازي. حتى لو قللت المحركات الخالية من المغناطيس من الاعتماد، فإن مواد خام حيوية أخرى مثل الليثيوم والكوبالت لا تزال ذات أهمية. يمكن لتقنيات إعادة التدوير ومفاهيم التعدين الحضري أن تُسهم بشكل كبير في تأمين الإمدادات على المدى المتوسط. ويشير الإطار التنظيمي الذي يوفره توجيه الاتحاد الأوروبي للبطاريات بالفعل إلى الاتجاه الصحيح.

تواجه صناعة السيارات ربما أكبر تحول لها منذ اختراع السيارة. التحول الكهربائي أمرٌ لا مفر منه، لكن شكل هذا التحول يبقى قابلاً للتغيير. المحركات الكهربائية عديمة المغناطيس ليست مجرد بديل تقني، بل تُمثل فرصةً لاستعادة الاستقلالية الاستراتيجية وضمان خلق قيمة صناعية في أوروبا. الاختراق أقرب مما يظن الكثيرون. بي إم دبليو تُنتجها بالفعل، وستتبعها شركات أخرى قريبًا. لم يعد السؤال هو ما إذا كانت هذه التكنولوجيا ستصبح المعيار الجديد، بل مدى سرعة ذلك. قد تُسيطر الصين على العناصر الأرضية النادرة اليوم، لكن أوروبا قادرة على وضع معايير التنقل بدونها غدًا.

☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية

☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!

Konrad Wolfenstein

سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital

إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

☑️ دعم الشركات الصغيرة والمتوسطة في الإستراتيجية والاستشارات والتخطيط والتنفيذ

☑️ إنشاء أو إعادة تنظيم الإستراتيجية الرقمية والرقمنة

☑️ توسيع عمليات البيع الدولية وتحسينها

☑️ منصات التداول العالمية والرقمية B2B

☑️ رائدة تطوير الأعمال / التسويق / العلاقات العامة / المعارض التجارية

خبرتنا العالمية في الصناعة والأعمال في تطوير الأعمال والمبيعات والتسويق - الصورة: Xpert.Digital

التركيز على الصناعة: B2B، والرقمنة (من الذكاء الاصطناعي إلى الواقع المعزز)، والهندسة الميكانيكية، والخدمات اللوجستية، والطاقات المتجددة والصناعة

المزيد عنها هنا:

• مركز إكسبيرت للأعمال

مركز موضوعي يضم رؤى وخبرات:

• منصة المعرفة حول الاقتصاد العالمي والإقليمي والابتكار والاتجاهات الخاصة بالصناعة
• مجموعة من التحليلات والاندفاعات والمعلومات الأساسية من مجالات تركيزنا
• مكان للخبرة والمعلومات حول التطورات الحالية في مجال الأعمال والتكنولوجيا
• مركز موضوعي للشركات التي ترغب في التعرف على الأسواق والرقمنة وابتكارات الصناعة