Haruldaste muldmetallideta elektrimootorid: see Saksa tehnoloogia teeb meid lõpuks Hiinast sõltumatuks.

BMW teeb seda juba seeriatootmises: geniaalne mootoritrikk, mis päästab elektriautode tööstuse

Autotööstus läbib praegu üht oma ajaloo suurimat muutust, kuid see muutus toob esile kriitilise haavatavuse: haruldaste muldmetallide sõltuvus elektrimootorites on muutunud geopoliitiliseks riskiteguriks, mis ohustab kogu lääne autotootjate elektrifitseerimisstrateegiat. See, mida pikka aega peeti tehniliseks vajaduseks, osutub üha enam ületatavaks takistuseks. BMW on juba seeriatootmises, Mahle ja ZF lähenevad turuvalmidusele ning isegi Indias töötavad ettevõtted intensiivselt elektrimootorite väljatöötamise kallal, mis toimivad täielikult ilma nende kriitiliste tooraineteta. Küsimus ei ole enam selles, kas, vaid millal need tehnoloogiad läbimurde saavutavad.

Hiina domineerimine kui süsteemne risk

Globaalne sõltuvus Hiinast haruldaste muldmetallide osas on saavutanud mõõtmed, mis ületavad kaugelt tavapärase turukontsentratsiooni. Hiina kontrollib ligikaudu 60 protsenti nende strateegiliselt oluliste toorainete ülemaailmsest toodangust ja 90 protsenti rafineerimisest. See domineerimine ei ole juhuslik, vaid pigem aastakümnete pikkuste riiklike investeeringute tulemus kaevandamisvõimsusse ja töötlemistehnoloogiatesse. Samal ajal kui lääneriigid jätsid haruldaste muldmetallide kaevandamise kõrgete keskkonnakulude ja keerukate töötlemismeetodite tõttu tähelepanuta, tunnistas Peking juba varakult nende toorainete strateegilist tähtsust 21. sajandi tehnoloogiate jaoks.

Hiljutised arengud näitavad selgelt selle ühepoolse sõltuvuse haprust. 4. aprillil 2025 kehtestas Hiina esmakordselt seitsme haruldase muldmetalli ekspordikontrolli, sealhulgas düsproosiumi ja terbiumi, mis on olulised elektrimootorite suure jõudlusega magnetite jaoks. 9. oktoobril laiendati neid kontrolle massiliselt, hõlmates veel viit elementi, samuti kaevandamise, töötlemise ja ringlussevõtu tehnoloogiaid. Alates 1. detsembrist 2025 vajavad välismaised ettevõtted isegi lube, kui nad soovivad eksportida Hiina haruldasi muldmetalle sisaldavaid tooteid kolmandatesse riikidesse.

Need meetmed näitavad majandussõja uut taset. Hiina kasutab oma toorainekontrolli mitte ainult USA-vastase võimendusvahendina, vaid ka tervete väärtusahelate kontrollimise vahendina. Tooraine ekspordipiirangute ja tehnoloogiaülekande kontrolli kombinatsioon loob kahekordse sõltuvuse, mis asetab Euroopa ja Ameerika autotootjad strateegiliselt ebastabiilsesse olukorda. Düsproosiumi ja terbiumi, nn raskeid haruldasi muldmetalle, mis muudavad magnetid kuumakindlamaks ja tõhusamaks, toodetakse peaaegu täielikult Hiinas. Tarned Myanmarist on eriti problemaatilised, kuna selle poliitiline ebastabiilsus tekitab täiendavaid tarneohte.

Nende kontrollimeetmete majanduslik mõju avaldub dramaatilistes hinnakõikumistes. Neodüümi kilogramm, mis maksis 2020. aastal umbes 65 dollarit, tõusis 2022. aastal koguni 223 dollarini ja langes seejärel umbes 123 dollarini. Keskmine püsimagnetiga mootor sisaldab umbes 600 grammi neodüümi, mis tähendab, et ainuüksi magnetite toorainekulud võivad märkimisväärselt kõikuda. See volatiilsus muudab arvutused ebakindlaks ja sunnib tootjaid lisama riskipreemiaid, mis lõppkokkuvõttes kahjustab nende konkurentsivõimet.

Sobib selleks:

• Haruldased muldmetallid: Hiina tooraine domineerimine-ringlussevõtt, uurimistöö ja uued kaevandused toorainest sõltuvusest?

Tehnoloogiline vastuliikumine kogub hoogu.

Autotööstuse vastus sellele sõltuvusele on tehnoloogiline pealetung, mis toob seeriatootmisse mitmesuguseid haruldaste muldmetallideta mootorikontseptsioone. BMW on esirinnas oma viienda põlvkonna elektriajamitega, mida on iX3-s kasutatud alates 2021. aastast ja mis on nüüd seeriatootmises. Otsus kasutada välise ergutusega sünkroonmootoreid tehti pärast intensiivset eelarendust, mille käigus uuriti kõiki alternatiive. BMW tehas Steyris alustas uue klassi sõidukite kuuenda põlvkonna seeriatootmist 2025. aasta juulis ning investeeringud ulatuvad 2030. aastaks üle miljardi euro.

Eraldi ergutatav sünkroonmootor tekitab oma magnetvälja mitte püsimagnetite, vaid elektrivoolu abil, mis suunatakse rootorisse hooldusvabade libisemisrõngaste kaudu. See tehniline uuendus välistab täielikult neodüümi ja düsproosiumi sõltuvuse ilma olulise jõudluse kadumiseta. Selle tehnoloogia abil saavutab BMW kõige tavalisemates sõidutingimustes üle 95 protsendilise efektiivsuse. Mootorid on saadaval erinevates võimsusklassides, alates 140 kuni 360 kilovatti, mis põhinevad kahel staatori läbimõõdu variandil.

Otsustav eelis ei seisne mitte ainult kriitiliste toorainete kõrvaldamises, vaid ka nende tööomadustes. Väliselt ergutatavaid sünkroonmootoreid saab välja lülitada, mis välistab takistuskaod vabakäigul sõites. Pikkadel maanteesõitudel suurel kiirusel on neil parem efektiivsus kui püsimagnetmootoritel, kuna pideva magnetvälja tõttu ei lähe energiat kaduma. Lisaks võimaldab rootori voolu täpne juhtimine optimaalset kohandumist erinevate koormustingimustega, suurendades veelgi efektiivsust.

Mahle läheneb oma magnetivaba SCT-mootoriga veelgi radikaalsemalt, kuna see töötab induktiivse ja seega kontaktivaba jõuülekande abil pöörleva trafo kaudu. See tehnoloogia kõrvaldab täielikult mehaanilise kulumise ja saavutab silmapaistva efektiivsuse, eriti suurtel kiirustel. Mootor on varustatud uuendusliku integreeritud õlijahutussüsteemiga, mis hajutab soojust täpselt seal, kus see tekib. Pidev võimsus ületab üheksakümmend protsenti tippvõimsusest, mis on ülioluline nõudlike rakenduste jaoks, näiteks mägisel maastikul sõitvate elektriveokite või korduvate sprintide puhul. Mahle plaanib selle tehnoloogia seeriatootmisse viia umbes 2024. aastal.

2024. aasta lõpus pälvis ZF Friedrichshafen oma rootorisisese induktiivse ergutusega sünkroonmootori eest CLEPA innovatsiooniauhinna. Selles süsteemis kantakse magnetvälja energia üle rootori võlli sees oleva induktiivse erguti kaudu, mille tulemuseks on erakordselt kompaktne mootor maksimaalse võimsuse ja pöördemomendi tihedusega. Võrreldes tavapäraste väliselt ergutatavate süsteemidega vähendab induktiivne erguti rootorile energiaülekande kadusid viieteistkümne protsendi võrra. Harjaelementide või libisemisrõngaste eemaldamine muudab täiendavate tihendite vajaduse tarbetuks ning mootor vajab kuni üheksakümmend millimeetrit vähem aksiaalset paigaldusruumi. Tootmise CO2-jalajälg väheneb püsimagnetmootoritega võrreldes kuni viiekümne protsendi võrra.

Renault arendab koostöös Valeoga kolmanda põlvkonna 200-kilovatist mootorit, mille tootmine on kavandatud 2027. aastaks. See E7A mootor ei vaja haruldasi muldmetalle ja on sama võimsuse juures umbes 30 protsenti kompaktsem kui praegused seadmed. Selle rootoritehnoloogia kasutab püsimagnetite asemel mähiseid, mis vähendab tootmise CO2 jalajälge 30 protsenti. Lisaks on mootor loodud 800-voldistele süsteemidele, mis lühendab oluliselt aku laadimisaega. Praegune Renault Mégane E-Tech ja uus Renault 5 kasutavad juba seda magnetivaba tehnoloogiat.

India järelejõudmine geopoliitilise tegurina

Eriti tähelepanuväärne on kiirus, millega India ettevõtted arendavad alternatiivseid mootoritehnoloogiaid. Sterling Gtake E-Mobility töötab oma 325-ruutmeetrises laboris Faridabadis reluktantsmootorite kallal, kasutades Advanced Electric Machinesi litsentsitud tehnoloogiat, mis ei vaja haruldasi muldmetalle. Seitse juhtivat India autotootjat katsetavad neid mootoreid juba ja kui need edukalt valideeritakse, võib kaubanduslik tootmine alata aasta jooksul, mis on algselt kavandatud 2029. aastast tunduvalt varem.

Selle arengu kiirenemine on otsene reaktsioon Hiina 2025. aasta aprilli ekspordipiirangutele. India, kellel on ambitsioonikad eesmärgid elektromobiilsuse laiendamiseks, peab end eriti haavatavaks, kuna tal pole peaaegu üldse oma haruldaste muldmetallide töötlemise võimsust. Vaatamata maailma suuruselt viiendale varule puudub riigil vajalik töötlemisinfrastruktuur. Valitsus uurib nüüd kaevandamise ja töötlemise stiimuleid ning partnerlussuhteid Jaapani ja Lõuna-Korea ettevõtetega.

Simple Energyst sai 2025. aasta septembris esimene India tootja, kes hakkas kaubanduslikult tootma raskeveokite haruldaste muldmetallideta mootoreid. Patenteeritud mootoriarhitektuur, mille on täielikult välja töötanud ettevõttesisesed teadus- ja arendusmeeskonnad, asendab rasked haruldaste muldmetallide magnetid optimeeritud ühenduste ja patenteeritud algoritmidega reaalajas kuumuse ja pöördemomendi juhtimiseks. Tootmine toimub 200 000 ruutjalga suuruses rajatises Hosuris Tamil Nadus, kusjuures kogu tarneahela lokaliseerimismäär on 95%.

Bengalurus asuv Chara Technologies kindlustas 2025. aasta oktoobris 6 miljoni dollari suuruse A-seeria rahastamise, et suurendada haruldaste muldmetallideta elektrimootorite tootmist 20 000 ühikult 100 000 ühikule aastas. See idufirma arendab lülitusreluktants- ja voogmootorite konstruktsioone, mis kasutavad püsimagnetite asemel täiustatud elektromagnetilist tehnoloogiat. See edu võib muuta India kolmandaks sõlmpunktiks ülemaailmses elektriautode tarneahelas peale Hiinat ja lääneriike.

Briti ettevõte Advanced Electric Machines (AEM) on sõlminud seitsmekohalise arenduspartnerluse ühe maailma suurima autotööstuse tarnijaga, kelle aastakäive ulatub kümnetesse miljarditesse. AEM väidab, et tema elektrimootorid kasutavad ohutuid, taaskasutatavaid ja kergesti kättesaadavaid materjale, nagu teras ja alumiinium, ning ületavad jõudluse poolest püsimagnetmootorid. Seeriatootmine on planeeritud kümnendi lõppu.

Tehnoloogiliste alternatiivide majanduslik hindamine

Erinevate mootorikontseptsioonide majandusanalüüs paljastab keerulise pildi kompromissidest ja optimeerimispotentsiaalist. Püsimagnetiga sünkroonmootorid saavutavad suurima võimsustiheduse ja efektiivsuse keskmise kiiruse vahemikus, kusjuures efektiivsus on enamikus sõidutingimustes üle üheksakümne protsendi. Nende kompaktne disain võimaldab sama aku mahutavusega suuremat sõiduulatust, muutes need 2022. aastal eelistatud kontseptsiooniks umbes kaheksakümne kahe protsendi kõigi elektriautode jaoks.

Kolme peamise elektrimootoritüübi keskmine maksumus jaguneb ligikaudu seitsmekümne protsendi ulatuses materjalikuludeks, sealhulgas pooltoodete, näiteks mähisjuhtme või püsimagnetite kulud, ja kolmekümne protsendi ulatuses tootmiskuludeks. Keskmise mootori kuussada grammi neodüümi maksab turutingimustest olenevalt seitsekümmend viis kuni sada viiskümmend dollarit. Lisakulude hulka kuulub düsproosium, mis stabiliseerib magneteid kõrgetel temperatuuridel. Veomootorite haruldaste muldmetallide püsimagnetite väärtus on hinnanguliselt umbes tuhat kakssada kuni tuhat kuussada jüaani sõiduki kohta.

Väliselt ergutatavad sünkroonmootorid välistavad need toorainekulud, kuid vajavad rootori toiteks täiendavat jõuelektroonikat. Üldkulude arvutus on aga soodsam, kuna magnetikulude kokkuhoid kompenseerib keerukama elektroonika kulud enam kui küll. Lisaks välistatakse hinnakõikumiste ja tarneprobleemidega seotud riskid. Erinevat tüüpi mootorite tootmisprotsessid on suures osas sarnased, seega pole vaja põhimõtteliselt uut tootmisinfrastruktuuri.

Asünkroonmootorid on kõige kuluefektiivsem alternatiiv, kuna need ei vaja püsimagneteid ega keerukaid rootori toiteallikaid. Nende lihtne konstruktsioon, millel on oravpuuriga või libisemisrõngaga rootor, muudab need vastupidavaks ja vähese hooldusega. Tesla kasutas seda tehnoloogiat varajastes mudelites ja kasutab seda jätkuvalt nelikveosüsteemides koos püsimagnetmootoritega. Peamine puudus seisneb nende madalamas efektiivsuses, mis on eriti märgatav osalise koormuse korral. Sama võimsuse juures on asünkroonmootorid umbes kolmkümmend protsenti suuremad kui püsimagnetmootorid, mille tulemuseks on täiendav kaal ja paigaldusruum.

Efektiivsuse erinevused mõjutavad otseselt sõiduulatust. Püsimagnetiga mootor võib saavutada 97-protsendilise efektiivsuse, asünkroonmootori aga 93-protsendilise. See nelja protsendipunkti võrra väiksem sõiduulatus tähendab umbes viis protsenti väiksemat sõiduulatust energiatarbimise juures 15 kilovatt-tundi 100 kilomeetri kohta. 70-kilovatt-tunnise akuga vastab see umbes 25 kilomeetrile, mis on paljude rakenduste jaoks vastuvõetav.

Väliselt ergutatavate sünkroonmootorite efektiivsus ületab 95 protsenti, mis asetab need vaid veidi alla püsimagnetitega mootoritele. Teatud töötingimustes, eriti pikal maanteesõidul suurel kiirusel, võivad need olla isegi efektiivsemad, kuna neil ei esine püsimagnetitest tingitud takistuskadusid. Rootori voolu paindlik juhtimine võimaldab magnetvälja täpset reguleerimist erinevate koormustingimustega, optimeerides efektiivsust laias töövahemikus.

Mastaabisääst ja turudünaamika kuni aastani 2030

Elektrimootorite turg kasvab dramaatiliselt. Elektriajamisüsteemide ülemaailmne müük peaks enam kui kahekordistuma, tõustes 272 miljardilt eurolt 2025. aastal 634 miljardi euroni 2030. aastal. Sellest 60 protsenti (389 miljardit eurot) moodustab akuelementide ja pakendite müük, samas kui 30 protsenti (186 miljardit eurot) elektriajamite müük.

See mastaabisääst vähendab oluliselt kõigi mootoritüüpide tootmiskulusid. Kuigi püsimagnetmootorite tootmiskulud saavad kasu automatiseerimisest ja standardiseerimisest, jäävad toorainekulud volatiilseks. Väliselt ergutatavate sünkroon- ja asünkroonmootorite puhul on seevastu võimalik mastaabisäästu täielikult realiseerida, kuna nende peamised kulukomponendid on vask, raud ja elektroonika, mille hinnad on stabiilsemad ja tarneahelad mitmekesisemad.

Akuelementide tootmise regionaalne jaotus on endiselt problemaatiline. 2030. aastaks peaks Hiina kontrollima 70 protsenti ülemaailmsest tootmisvõimsusest, Lõuna-Korea 15 protsenti ja Euroopa vaid 5 protsenti. See sõltuvus, mida süvendab toorainepuudus, rõhutab tõsiasja, et Euroopa kaotab Aasiale lisaväärtust. Akude tootmiskulud Aasiasse suunduva sõiduki kohta ulatuvad 500–800 euroni, millel on miljonite toodetud sõidukite tõttu märkimisväärsed majanduslikud tagajärjed.

Erinevat tüüpi mootorite turuosa nihkub. Kuigi haruldaste muldmetallide elektrimootorite osakaal oli 2022. aastal veel 82 protsenti, peaks see 2030. aastaks langema umbes 70 protsendini. See ei tähenda püsimagnetmootorite lõppu, vaid ajamikontseptsioonide olulist mitmekesistumist. Alternatiivsed tehnoloogiad võidavad turuosa, eriti segmentides, kus kulutõhusus on olulisem kui maksimaalne võimsustihedus.

Prognoosid näitavad, et akutoitel elektriautode ülemaailmne turuosa tõuseb 15 protsendilt aastal 2022 peaaegu 60 protsendini aastal 2035. See tohutu kasv tähendab mootorite nõudluse eksponentsiaalset kasvu, mis suurendab veelgi survet alternatiivsetele tehnoloogiatele. Iga magnetivabade mootorite turuosa protsendipunkt võrdub 600 000 ühikuga, arvestades umbes 60 miljonit sõidukit, mida toodetakse igal aastal kogu maailmas.

Saage kasu Xpert.Digitali ulatuslikust, viiekordsest asjatundlikkusest terviklikus teenustepaketis | Teadus- ja arendustegevus, XR, PR ja digitaalse nähtavuse optimeerimine - Pilt: Xpert.Digital

Xpert.digital on sügavad teadmised erinevates tööstusharudes. See võimaldab meil välja töötada kohandatud strateegiad, mis on kohandatud teie konkreetse turusegmendi nõuetele ja väljakutsetele. Analüüsides pidevalt turusuundumusi ja jätkates tööstuse arengut, saame tegutseda ettenägelikkusega ja pakkuda uuenduslikke lahendusi. Kogemuste ja teadmiste kombinatsiooni abil genereerime lisaväärtust ja anname klientidele otsustava konkurentsieelise.

Lisateavet selle kohta siin:

• Kasutage Xpert.digital 5 -kordist kompetentsi ühes paketis alates 500 €/kuus

Strateegiline vastupidavus tarneahelas

Autotööstus tunnistab üha enam, et tarneahela vastupidavus ei ole ainult riskijuhtimise, vaid strateegilise ellujäämise küsimus. Kakskümmend toorainet peetakse autotööstuse ümberkujundamise seisukohalt kriitilise tähtsusega, millel on suur strateegiline tähtsus ja mis sõltuvad suuresti Euroopa-välisest impordist. Lisaks haruldastele muldmetallidele on nende hulka liitium, koobalt, nikkel, grafiit ja mitmesugused muud metallid.

Eksperdid soovitavad vastupanuvõime tugevdamiseks mitmekihilist lähenemisviisi. Esiteks on vaja läbipaistvust tooraine pakkumise, nõudluse, hindade ja kriitilisuse osas, kasutades selleks täiustatud seiret. Teiseks tuleb tarnijaid mitmekesistada ja luua strateegilisi partnerlussuhteid. Kolmandaks tuleks ringlussevõtu kaudu intensiivistada ringmajandust, isegi kui sellel on turu kasvu tõttu piiratud lühiajaline mõju. Neljandaks tuleks arendada tehnoloogiaid, mis asendavad või minimeerivad kriitilisi tooraineid.

2022. aasta mais vastu võetud uus ELi kriitiliste toorainete määrus seab ambitsioonikad eesmärgid: 2030. aastaks peaks kümme protsenti strateegiliste toorainete nõudlusest tulema Euroopa kaevandustööstusest. Põhja-Rootsis asuv Per Gejeri haruldaste muldmetallide leiukoht võib selles mängida võtmerolli, mille hinnangulised metalloksiidide varud on üle miljoni tonni. Nende ressursside turule jõudmine võtab aga kümme kuni viisteist aastat, kuna uuringud, lubade saamine ja taristu arendamine võtavad aega.

Pikaajalises perspektiivis annab ringlussevõtt olulise panuse varustuskindlusse. Selliste baasmetallide nagu alumiinium, nikkel ja vask puhul moodustavad teisesed toormaterjalid juba märkimisväärse osa tootmissisendist. Kahekümnest kriitilisest toormaterjalist kaheteistkümne puhul on ringlussevõtu määr siiski endiselt tunduvalt alla viie protsendi. Uus ELi akude määrus nõuab ringlussevõtu kvootide suurendamist ning hüdrometallurgilised protsessid võimaldavad juba liitiumi, niklit ja koobaltit liitiumioonakudest eraldada. ELi projekti SUSMAGPRO eesmärk on eraldada magnetilisi materjale kasutusest kõrvaldatud elektrisõidukitest ja tuuleturbiinidest.

Magnetvabade mootorite väljatöötamine on selles kontekstis kõige elegantsem lahendus, kuna see tegeleb probleemi algpõhjusega. Sõltuvate tarneahelate mitmekesistamise või kuluka ringlussevõtu asemel kõrvaldab see tehnoloogia sõltuvuse täielikult. Majanduslik kokkuhoid on märkimisväärne, arvestades, et igal aastal toodetakse miljoneid sõidukeid, millest igaühe valmistamiseks kuluks 600 grammi neodüümi ja muid haruldasi muldmetalle.

Sobib selleks:

• Kaubakaupleja hoiatus: kuidas haruldaste muldmetallide kontroll viib Euroopa tööstuse põlvili

Tööstuspoliitika mõju Euroopale

Euroopa on sattunud ebakindlasse olukorda tehnoloogilise ümberkujundamise ja suureneva sõltuvuse vahel. Hiina domineerimine ulatub kogu elektromobiilsuse väärtusahelasse, alates toorainest ja akude tootmisest kuni sõidukite tootmiseni. Ilma otsustavate meetmeteta on tööstusliku väärtuse loomise ja töökohtade tohutu kaotus peatselt käes.

Magnetvabade mootorite arendamine pakub Euroopale võimaluse strateegiliseks ümberpositsioneerimiseks. Ettevõtted nagu BMW, ZF, Mahle ja Renault omavad selles tehnoloogias juhtivat oskusteavet ning suudavad seada standardeid enne, kui Aasia konkurendid neile järele jõuavad. Tehnoloogiline juhtpositsioon selles valdkonnas võib osutuda otsustavaks konkurentsieeliseks, sarnaselt sellele, kuidas Saksa inseneriteadus on aastakümneid seadnud sisepõlemismootorite standardeid.

Investeeringud alternatiivsetesse mootoritehnoloogiatesse on ümberkujundamise üldise ulatusega võrreldes mõõdukad. BMW investeerib Steyri 2030. aastaks üle miljardi euro, mis on tehase strateegilist tähtsust arvestades hallatav. ZF ja Mahle investeerivad sarnaseid summasid. Need investeeringud mitte ainult ei loo tehnoloogilist sõltumatust, vaid tagavad ka kõrgelt kvalifitseeritud töökohti Euroopas.

Poliitiline raamistik peab seda arengut toetama. Teadus- ja arendustegevuse edendamine, tootmisüksuste heakskiitmisprotsesside kiirendamine ja potentsiaalselt ajutiste stiimulite pakkumine magnetivabade mootorite kasutamiseks võiks turu kasvu kiirendada. USA on kaitsetootmise seadusega juba näidanud, kuidas tooraine kaevandamist saab integreerida julgeolekupoliitikaga. Euroopa peab välja töötama sarnased vahendid, selle asemel et loota ainult regulatsioonidele.

Erinevate mootoritüüpide standardiseerimine ja koostalitlusvõime on veel üks oluline aspekt. Kui sõidukiplatvormid saavad paindlikult erinevate ajamikontseptsioonide vahel vahetada, suurendab see tootjate vastupidavust. BMW demonstreerib seda juba oma tehnoloogilise avatusega, tootes paralleelselt nii sisepõlemismootoreid kui ka erinevaid elektriajameid. See paindlikkus võimaldab kiiresti reageerida turumuutustele ja tarneprobleemidele.

Globaalne konkurentsidünaamika intensiivistub.

Elektromobiilsuse tehnoloogilise juhtpositsiooni nimel käiv võitlus ägeneb. Hiina püüab oma domineerimist kindlustada vertikaalse integratsiooni kaudu kogu väärtusahelas. Haruldaste muldmetallide ja nendega seotud tehnoloogiate ekspordikontroll on selle strateegia osa. Samal ajal investeerib Hiina suuresti oma elektriautode tootmisse, kusjuures Hiina tootjad nagu BYD, SAIC ja Geely võidavad kiiresti turuosa ka Euroopas.

USA reageerib investeerimisstiimulite, impordipiirangute ja strateegiliste partnerluste kombinatsiooniga. Inflatsiooni vähendamise seadus annab rohelistele tehnoloogiatele sadu miljardeid dollareid, samal ajal kui Hiina tooted muutuvad tariifide abil kallimaks. Donald Trump ähvardas kuni 200-protsendiliste tariifidega, kui Hiina ei tarni usaldusväärselt haruldastest muldmetallidest valmistatud magneteid. Kuigi see agressiivne poliitika loob lühiajalist survet, ei lahenda see sõltuvuse struktuurilist probleemi.

Hiljutised arengud viitavad pingete ajutisele leevenemisele: pärast president Xi Jinpingi ja Donald Trumpi kohtumist Busanis 2025. aasta oktoobris teatas Hiina, et peatab karmistatud ekspordikontrolli üheks aastaks. Vastutasuks tühistas USA mõned Hiina ettevõtete vastased sanktsioonid. See taktikaline hingetõmbeaeg ei muuda aga lääne tarneahelate põhimõttelist haavatavust.

India positsioneerib end selles konkurentsis üha enam kolmanda jõuna. Oma ambitsioonikate kliimaeesmärkidega, milleks on süsinikuneutraalsus aastaks 2070, ja kiiresti kasvava autotööstuse turuga pakub riik tohutut potentsiaali. Keskendudes magnetivabadele mootoritele, võiks India saada konkurentsieelise, kuna see väldib varasemate sõltuvustega seotud vigu. Algatus „Make in India“ toetab seda strateegiat lokaliseerimisnõuete ja investeerimisstiimulite kaudu.

Jaapan ja Lõuna-Korea mängivad samuti olulist rolli, eriti akude tootmises. Ettevõtted nagu LG Energy Solutions, Samsung SDI ja Panasonic kontrollivad märkimisväärset osa ülemaailmsest akude tootmisest. Nende oskusteave jõuelektroonika ja materjaliteaduse valdkonnas teeb neist väärtuslikud partnerid Euroopa autotootjatele, kes soovivad oma tarneahelaid mitmekesistada.

Tehnoloogilised piirid ja innovatsioonipotentsiaal

Magnetvabade mootorite arendus ei ole mitte optimeerimistsükli lõpus, vaid alles alguses. Kuigi püsimagnetmootoreid on aastakümneid pidevalt täiustatud, on alternatiivsed kontseptsioonid alles suhteliselt varajases arendusjärgus. See tähendab märkimisväärset potentsiaali efektiivsuse, võimsustiheduse ja kulude parandamiseks.

Paljutõotav lähenemisviis hõlmab ferriitmagneteid, mis põhinevad haruldaste muldmetallide asemel raual. Kuigi nende magnetvälja tugevus on umbes viiskümmend kuni seitsekümmend protsenti madalam kui sama suurusega neodüümmagnetitel, suudavad nutikad mootorikonstruktsioonid seda erinevust suures osas kompenseerida. Jaapani ettevõte Proterial töötas välja ajami, mis saavutab sama võimsustiheduse vaid kahekümne protsendi suurema magnetilise materjali sisaldusega. Koos kiirete kontseptsioonidega, nagu Tesla rakendas oma Plaid-mootoris kiirusega kuni kakskümmend tuhat pööret minutis, võivad ferriitmootorid muutuda konkurentsivõimeliseks.

Arendusprotsesside digitaliseerimine kiirendab innovatsiooni märkimisväärselt. Mahle kasutab erinevate mootorikonstruktsioonide simuleerimiseks evolutsioonilisi algoritme, mis võimaldavad optimaalsete konfiguratsioonide tuvastamist palju kiiremini kui tavapäraste meetoditega. Need automatiseeritud protsessid võimaldavad lisaks elektrotehniliste teraslehtede geomeetriliste parameetrite muutmisele ka mähisemustrite ja materjalide optimeerimisele. Ajakokkuhoid võrreldes traditsiooniliste arendusmeetoditega ulatub mitmest kuust kuni aastateni.

Mootori, käigukasti ja jõuelektroonika integreerimine integreeritud e-telgedesse pakub edasist optimeerimispotentsiaali. BMW demonstreerib seda oma moodulsüsteemiga, mis minimeeritud äärikupindade, integreeritud meediakanalite ja lihtsustatud montaaži abil vähendab nii võimalikke veaallikaid kui ka kulusid. 800-voldise tehnoloogia ja ränikarbiidist jõuelektroonika kombinatsioon suurendab veelgi efektiivsust ja lühendab laadimisaega.

Materjaliteaduse edusammud mähisjuhtmete, elektrotehniliste teraslehtede ja isolatsioonisüsteemide osas parandavad pidevalt jõudlust. Näiteks BorgWarneri patenteeritud juuksenõelmähise tehnoloogia võimaldab staatoris suuremat vasetihedust, mis suurendab võimsust ja efektiivsust. Sarnased uuendused teistes komponentides annavad kokkuvõttes märkimisväärseid üldisi parandusi.

Ümberkujundamiskulude majanduslik hindamine

Haruldaste muldmetallide sõltuvuse majanduslikke kulusid on raske kvantifitseerida, kuid need on märkimisväärsed. Lisaks otsestele toorainekuludele ja nende volatiilsusele tekivad strateegilised alternatiivkulud siis, kui ettevõtted peavad ebakindlate tarneahelate tõttu investeerimisotsuseid edasi lükkama või riskipreemiaid arvestama. Hiina ekspordipiirangute põhjustatud tootmiskaod 2025. aasta keskel näitavad seda haavatavust.

Investeeringud alternatiivsetesse tehnoloogiatesse on seevastu suhteliselt mõõdukad ja tasuvad end kiiresti ära. Üks miljard eurot BMW Steyri tehase jaoks tundub suur summa, kuid seda asetab perspektiivi tehase strateegiline tähtsus ja tootmismaht. Aastase tootmisvõimsusega mitu sada tuhat mootorit ja kulude kokkuhoiuga ühe kuni kahesaja euro võrra ühiku kohta tänu magnetite kaotamisele on tasuvusaeg vaid paar aastat.

Eduka tehnoloogia asendamise makromajanduslikud mõjud oleksid märkimisväärsed. Kui kõik Euroopas toodetud elektriautod oleksid varustatud magnetivabade mootoritega, siis kaotataks igal aastal ära mitmesaja miljoni euro väärtuses tooraine import. Veelgi olulisem oleks strateegiline autonoomia ja sõltumatus geopoliitilistest murrangutest. Tööstusliku väärtuse loomise ja kõrgelt kvalifitseeritud töökohtade tagamine õigustab nende tehnoloogiate avaliku sektori rahastamist.

Tööhõivemõjud on erinevad. Ühelt poolt kaovad sisepõlemismootorite tootmises töökohti, teisalt luuakse uusi töökohti elektrimootorite tootmises. BMW plaanib tulevikus oma Steyri tehases elektrimootorite montaažis tööle võtta umbes 1000 inimest. Sõltuvalt ülemaailmse nõudluse suundumustest võib 2030. aastaks pool kogu tööjõust töötada e-mobiilsuse valdkonnas. Ettevõtte tehnoloogiline avatus, mis võimaldab tal paralleelselt toota erinevaid ajamikontseptsioone, tagab pikaajalise tööhõive.

Jätkusuutlikkuse aspektid peale toorainest sõltuvuse

Magnetvabade mootorite keskkonnamõju ulatub kaugemale pelgast problemaatiliste toorainete vältimisest. Haruldaste muldmetallide kaevandamine põhjustab märkimisväärset keskkonnakahju, kuna kasutatakse suures koguses kemikaale, mis saastavad pinnast ja veeteid. Nende materjalide töötlemine on energiamahukas ja tekitab mürgiseid jäätmeid. Isegi kui tehnoloogilised täiustused suudavad keskkonnamõju vähendada, jääb ökoloogiline jalajälg märkimisväärseks.

Väliselt ergutatavad sünkroonmootorid ja asünkroonmootorid koosnevad peamiselt vasest, rauast, alumiiniumist ja elektroonikakomponentidest. Kuigi need materjalid pole probleemideta, on nende kaevandamine hästi väljakujunenud, vähem keskkonnakahjulik ja paremini reguleeritud. Ennekõike on neid oluliselt lihtsam taaskasutada. Kui püsimagnetid vajavad keerukaid eraldusprotsesse, siis vaske ja rauda saab taaskasutada tavapäraste vanametalli ringlussevõtu meetodite abil.

Nagu ZF oma I2SM mootori puhul demonstreerib, väheneb tootmise CO2 jalajälg kuni viiskümmend protsenti magnetivabade mootorite puhul. Renault hindab oma E7A mootori vähenemist kolmekümneks protsendiks. See kokkuhoid ei tulene mitte ainult magnetite kaotamisest, vaid ka lihtsustatud tarneahelatest, kuna vähem keerukaid komponente tuleb transportida pikkade vahemaade taha.

Elektriauto üldine keskkonnamõju sõltub oluliselt aku tootmisest ja elektrienergia allikast. Ajamisüsteem moodustab vaid ühe osa keskkonnamõjust. Sellest hoolimata on iga panus parendusse oluline, eriti kui seda saab saavutada jõudlust ohverdamata. Magnetvabade mootorite pikem eluiga ja parem taaskasutatavus toetavad seda tehnoloogiat veelgi.

Magnetvabad elektrimootorid: Euroopa võimalus tehnoloogiliseks juhtpositsiooniks

Magnetvabade elektrimootorite arendamine on pöördepunktis. Nagu BMW on näidanud, on tehnoloogia masstootmiseks piisavalt küps, samas on veel märkimisväärne optimeerimispotentsiaal. Haruldaste muldmetallidega seotud geopoliitiline ebastabiilsus loob tootjatele tugeva stiimuli minna üle alternatiivsetele kontseptsioonidele. Majanduslikud argumendid toetavad üha enam magnetvabasid lahendusi, kuna mastaabisääst võimendab kulueeliseid.

Euroopa autotööstuse jaoks on sõnum selge: tehnoloogiline juhtpositsioon magnetivabade mootorite valdkonnas on strateegiline vajadus, mitte valik. Investeeringud on hallatavad, kuid riskid on tohutud, kui sõltuvus jätkub. Valitsused peaksid seda arengut toetama teadusuuringute rahastamise, kiirendatud heakskiitude ja potentsiaalselt ajutiste turustiimulite kaudu.

Mootoriportfellide mitmekesistamine on ülioluline. Mitte iga rakendus ei nõua maksimaalset võimsustihedust; sageli on asünkroonsed või eraldi ergutatavad sünkroonmootorid täiesti piisavad. Nõudeprofiilidel põhinev intelligentne segmenteerimine optimeerib kulude, jõudluse ja strateegilise vastupidavuse üldist paketti.

Liideste ja platvormide standardiseerimine hõlbustab erinevat tüüpi mootorite paindlikku kasutamist. See annab tootjatele suurema paindlikkuse ja võimaldab neil turumuutustele kiiresti reageerida. Kaasaegsete elektriliste telgede modulaarsus toetab seda lähenemisviisi juba praegu, kuid seda tuleks järjepidevalt edasi arendada.

Rahvusvahelisel tasandil on koostöö usaldusväärsete partneritega ülioluline. Jaapan, Lõuna-Korea ja India pakuvad potentsiaali tehnoloogiapartnerlusteks ja tarneahelate integreerimiseks, mis ulatub kaugemale Hiina domineerimisest. Mitmepolaarse maailmakorra loomine kriitiliste tehnoloogiate jaoks suurendab stabiilsust ja vähendab haavatavust väljapressimise suhtes.

Ringmajandust tuleb edendada paralleelselt. Isegi kui magnetivabad mootorid vähendavad sõltuvust, jäävad muud kriitilised toorained, näiteks liitium ja koobalt, endiselt oluliseks. Ringlussevõtu tehnoloogiad ja linnakaevandamise kontseptsioonid võivad keskpikas perspektiivis oluliselt kaasa aidata varustuskindlusele. ELi akudirektiivi pakutav regulatiivne raamistik näitab juba õiget suunda.

Autotööstus seisab silmitsi võib-olla oma suurima ümberkujunemisega pärast auto leiutamist. Elektrifitseerimine on vältimatu, kuid selle ümberkujunemise viis on endiselt vormitav. Magnetita elektrimootorid on enamat kui lihtsalt tehniline alternatiiv. Need pakuvad võimalust taastada strateegiline autonoomia ja kindlustada tööstusliku väärtuse loomine Euroopas. Läbimurre on lähemal, kui paljud arvavad. BMW toodab neid juba ja teised järgnevad peagi. Küsimus ei ole enam selles, kas see juhtub, vaid selles, kui kiiresti see tehnoloogia uueks normiks saab. Hiina võib täna haruldasi muldmetalle kontrollida, kuid Euroopa saab homme seada liikuvuse standardid ilma nendeta.

☑️ Meie ärikeel on inglise või sakslane

☑️ Uus: kirjavahetus teie riigikeeles!

Konrad Wolfenstein

Mul on hea meel, et olete teile ja minu meeskonnale isikliku konsultandina kättesaadav.

Võite minuga ühendust võtta, täites siin kontaktvormi või helistage mulle lihtsalt telefonil +49 89 674 804 (München) . Minu e -posti aadress on: Wolfenstein ∂ xpert.digital

Ootan meie ühist projekti.

☑️ VKE tugi strateegia, nõuannete, planeerimise ja rakendamise alal

☑️ digitaalse strateegia loomine või ümberpaigutamine ja digiteerimine

☑️ Rahvusvaheliste müügiprotsesside laiendamine ja optimeerimine

☑️ Globaalsed ja digitaalsed B2B kauplemisplatvormid

☑️ teerajajate äriarendus / turundus / PR / mõõde

Meie globaalne tööstus- ja ärialane ekspertiis äriarenduses, müügis ja turunduses - pilt: Xpert.Digital

Tööstusharu fookus: B2B, digitaliseerimine (tehisintellektist XR-ini), masinaehitus, logistika, taastuvenergia ja tööstus

Lisateavet selle kohta siin:

• Xpert Business Hub

Teemakeskus koos teadmiste ja ekspertiisiga:

• Teadmisplatvorm globaalse ja regionaalse majanduse, innovatsiooni ja tööstusharude suundumuste kohta
• Analüüside, impulsside ja taustteabe kogumine meie fookusvaldkondadest
• Koht ekspertiisi ja teabe saamiseks äri- ja tehnoloogiavaldkonna praeguste arengute kohta
• Teemakeskus ettevõtetele, kes soovivad õppida turgude, digitaliseerimise ja valdkonna uuenduste kohta