מנועים חשמליים ללא יסודות אדמה נדירים: טכנולוגיה גרמנית זו סוף סוף הופכת אותנו לעצמאיים מסין.

ב.מ.וו כבר עושה זאת בייצור סדרתי: טריק המנוע הגאוני שמציל את תעשיית הרכב החשמלי

תעשיית הרכב עוברת כיום את אחת התמורות המשמעותיות ביותר בתולדותיה, אך שינוי זה חושף פגיעות קריטית: התלות ביסודות אדמה נדירים עבור מנועים חשמליים הפכה לגורם סיכון גיאופוליטי, המאיים על כל אסטרטגיית החשמול של יצרניות הרכב המערביות. מה שנחשב זמן רב לצורך טכני מתגלה יותר ויותר כמשוכה שאפשר להתגבר עליה. BMW כבר נמצאת בייצור סדרתי, Mahle ו-ZF מתקרבות למוכנות לשוק, ואפילו בהודו, חברות עובדות באינטנסיביות על פיתוח מנועים חשמליים הפועלים לחלוטין ללא חומרי גלם קריטיים אלה. השאלה היא כבר לא האם, אלא מתי טכנולוגיות אלו יגיעו לפריצת דרך.

הדומיננטיות הסינית כסיכון מערכתי

התלות העולמית בסין ביסודות אדמה נדירה הגיעה לממדים העולים בהרבה על ריכוזי השוק הרגילים. סין שולטת בכ-60 אחוז מהייצור העולמי וב-90 אחוז מזיקוק חומרי הגלם החשובים האסטרטגיים הללו. דומיננטיות זו אינה מקרית, אלא תוצאה של עשרות שנים של השקעה ממשלתית ביכולת כרייה ובטכנולוגיות עיבוד. בעוד שמדינות המערב הזניחו את כריית אדמה נדירה עקב עלויות סביבתיות גבוהות ושיטות עיבוד מורכבות, בייג'ינג הכירה מוקדם בחשיבות האסטרטגית של חומרי גלם אלה עבור הטכנולוגיות של המאה ה-21.

התפתחויות אחרונות מדגימות בבירור את שבריריותה של תלות חד-צדדית זו. ב-4 באפריל 2025, סין הציגה לראשונה בקרות ייצוא על שבעה יסודות אדמה נדירים, כולל דיספרוזיום וטרביום, החיוניים למגנטים בעלי ביצועים גבוהים במנועים חשמליים. ב-9 באוקטובר, בקרות אלו הורחבו באופן מסיבי וכללו חמישה יסודות נוספים, כמו גם טכנולוגיות לכרייה, עיבוד ומיחזור. החל מ-1 בדצמבר 2025, חברות זרות אף דורשות היתרים אם הן רוצות לייצא מוצרים המכילים יסודות אדמה נדירים סיניים למדינות שלישיות.

צעדים אלה חושפים רמה חדשה של לוחמה כלכלית. סין משתמשת בפיקוח על חומרי הגלם שלה לא רק כמנוף נגד ארה"ב, אלא גם ככלי לשליטה בשרשראות ערך שלמות. השילוב של הגבלות יצוא על חומרי גלם ובקרות על העברת טכנולוגיה יוצר תלות כפולה שמציבה יצרניות רכב אירופאיות ואמריקאיות במצב אסטרטגי בלתי נסבל. דיספרוזיום וטרביום, מה שנקרא יסודות אדמה נדירים כבדים, שהופכים מגנטים לעמידים בחום ויעילים יותר, מיוצרים כמעט לחלוטין בסין. אספקות ממיאנמר בעייתיות במיוחד, שכן חוסר היציבות הפוליטי שלה מציב סיכוני אספקה ​​נוספים.

ההשפעה הכלכלית של בקרות אלו מתבטאת בתנודות מחירים דרמטיות. קילוגרם של ניאודימיום, שעלה כ-65 דולר בשנת 2020, עלה ל-223 דולר בשנת 2022 לפני שירד חזרה לכ-123 דולר. מנוע מגנט קבוע ממוצע מכיל כ-600 גרם של ניאודימיום, כלומר מחירי חומרי הגלם עבור המגנטים בלבד יכולים להשתנות במידה ניכרת. תנודתיות זו הופכת את החישובים לבלתי ודאיים ומאלצת את היצרנים להוסיף פרמיות סיכון, ובסופו של דבר פוגעת בתחרותיות שלהם.

מתאים לכך:

• אדמות נדירות: דומיננטיות חומרי הגלם של סין-עם מיחזור, מחקר ומוקשים חדשים מתוך תלות בחומר הגלם?

תנועת הנגד הטכנולוגית צוברת תאוצה.

תגובת תעשיית הרכב לתלות זו היא מתקפה טכנולוגית המביאה לייצור סדרתי מגוון קונספטים של מנועים נטולי אדמה נדירה. BMW נמצאת בחזית עם הדור החמישי של מנועים חשמליים, אשר משמשים ב-iX3 מאז 2021 וכעת נמצאים בייצור סדרתי. ההחלטה להשתמש במנועים סינכרוניים בעלי עירור חיצוני התקבלה לאחר פיתוח מקדים אינטנסיבי שבו נבחנו כל החלופות. מפעל BMW בשטייר החל בייצור סדרתי של הדור השישי עבור רכבי המחלקה החדשה ביולי 2025, עם השקעות של למעלה ממיליארד יורו עד 2030.

המנוע הסינכרוני, המופעל בנפרד, מייצר את השדה המגנטי שלו לא באמצעות מגנטים קבועים, אלא באמצעות זרם חשמלי, המוזן לרוטור דרך טבעות החלקה שאינן דורשות תחזוקה. חידוש טכני זה מבטל לחלוטין את התלות בניאודימיום ובדיספרוזיום ללא אובדן ביצועים משמעותי. בעזרת טכנולוגיה זו, BMW משיגה יעילות של מעל 95 אחוזים בתנאי הנהיגה הנפוצים ביותר. המנועים זמינים בקטגוריות הספק שונות, מ-140 עד 360 קילוואט, בהתבסס על שני וריאציות של קוטר סטטור.

היתרון המכריע טמון לא רק בביטול חומרי גלם קריטיים, אלא גם במאפייני התפעול שלהם. ניתן לכבות מנועים סינכרוניים בעלי עירור חיצוני, ובכך לבטל הפסדי גרר במהלך גלישה. במהלך נסיעות ארוכות בכביש מהיר במהירויות גבוהות, הם מפגינים יעילות טובה יותר ממנועי מגנט קבוע, מכיוון שלא אובדת אנרגיה דרך שדות מגנטיים קבועים. יתר על כן, השליטה המדויקת בזרם הרוטור מאפשרת התאמה אופטימלית לתנאי עומס משתנים, מה שמגדיל עוד יותר את היעילות.

חברת Mahle נוקטת בגישה רדיקלית אף יותר עם מנוע SCT נטול המגנטים שלה, הפועל באמצעות העברת כוח אינדוקטיבית ולכן ללא מגע דרך שנאי מסתובב. טכנולוגיה זו מבטלת לחלוטין בלאי מכני ומשיגה יעילות יוצאת דופן, במיוחד במהירויות גבוהות. המנוע מצויד במערכת קירור שמן משולבת חדשנית המפזרת חום בדיוק במקום בו הוא נוצר. תפוקת ההספק הרציפה עולה על תשעים אחוז מהספק השיא, דבר חיוני עבור יישומים תובעניים כמו משאיות חשמליות הנוהגות בשטח הררי או ספרינטים חוזרים ונשנים. חברת Mahle מתכננת להביא טכנולוגיה זו לייצור סדרתי בסביבות שנת 2024.

בסוף שנת 2024, חברת ZF פרידריכסהאפן קיבלה את פרס החדשנות של CLEPA עבור מנוע סינכרוני בעל עירור אינדוקטיבי המותקן ברוטור. במערכת זו, האנרגיה לשדה המגנטי מועברת דרך מעורר אינדוקטיבי בתוך ציר הרוטור, וכתוצאה מכך נוצר מנוע קומפקטי במיוחד עם צפיפות הספק ומומנט מקסימלית. בהשוואה למערכות קונבנציונליות בעלות עירור חיצוני, המעורר האינדוקטיבי מפחית את הפסדי העברת האנרגיה לרוטור בחמישה עשר אחוזים. ביטול רכיבי המברשת או טבעות ההחלקה הופך אטמים נוספים למיותרים, והמנוע דורש עד תשעים מילימטרים פחות שטח התקנה צירי. טביעת הרגל הפחמן דו-חמצני של הייצור מצטמצמת עד חמישים אחוזים בהשוואה למנועים עם מגנט קבוע.

רנו, בשיתוף פעולה עם Valeo, מפתחת מנוע דור שלישי בהספק של 200 קילוואט, המתוכנן להיות מיוצר בשנת 2027. מנוע E7A זה אינו דורש יסודות אדמה נדירים, ועם אותה תפוקת חשמל, הוא קומפקטי יותר בכ-30 אחוז מהיחידות הנוכחיות. טכנולוגיית הרוטור שלו משתמשת בסלילים מלופפים במקום במגנטים קבועים, מה שמפחית את פליטת ה-CO2 של הייצור ב-30 אחוז. בנוסף, המנוע מיועד למערכות של 800 וולט, מה שמקצר משמעותית את זמני טעינת הסוללה. רנו מגאן E-Tech הנוכחית ורנו 5 החדשה כבר משתמשות בטכנולוגיה נטולת מגנטים זו.

הדבקת הודו כגורם גיאופוליטי

ראויה לציון במיוחד המהירות שבה חברות הודיות מפתחות טכנולוגיות מנוע חלופיות. חברת Sterling Gtake E-Mobility, במעבדה שלה בשטח של 3,500 רגל מרובע בפרידאבאד, עובדת על מנועי רילקטנס באמצעות טכנולוגיה ברישיון של Advanced Electric Machines שאינה דורשת יסודות אדמה נדירים. שבע יצרניות רכב הודיות מובילות כבר בודקות מנועים אלה, ואם יאושרו בהצלחה, הייצור המסחרי יוכל להתחיל תוך שנה, הרבה לפני שנת 2029 שתוכננה במקור.

ההאצה של התפתחות זו היא תגובה ישירה להגבלות היצוא של סין מאפריל 2025. הודו, שלה יעדי התרחבות שאפתניים בתחום התחבורה החשמלית, רואה את עצמה פגיעה במיוחד, שכן כמעט ואין לה כושר עיבוד של אדמה נדירה משלה. למרות שיש לה את עתודותיה החמישיות בגודלן בעולם, למדינה חסרה תשתית העיבוד הנדרשת. הממשלה בוחנת כעת תמריצים לכרייה ועיבוד, כמו גם שותפויות עם חברות יפניות ודרום קוריאניות.

חברת Simple Energy הפכה ליצרנית ההודית הראשונה שייצרה באופן מסחרי מנועים כבדים ללא מגנטים נדירות בספטמבר 2025. ארכיטקטורת המנוע הרשומה כפטנט, שפותחה כולה על ידי צוותי מחקר ופיתוח פנימיים, מחליפה מגנטים כבדים ממגנטים נדירות בחיבורים אופטימליים ואלגוריתמים קנייניים לבקרת חום ומומנט בזמן אמת. הייצור מתבצע במתקן בשטח של 200,000 רגל מרובע בהוסור, טאמיל נאדו, עם שיעור לוקליזציה של 95 אחוזים בכל שרשרת האספקה.

חברת Chara Technologies, שבסיסה בבנגלור, גייסה 6 מיליון דולר במימון סדרה A באוקטובר 2025 כדי להגדיל את ייצור המנועים החשמליים נטולי חומרים נדירים מ-20,000 ל-100,000 יחידות בשנה. הסטארט-אפ מפתח עיצובים של מנועי רילקטנס ושטף ממותגים המשתמשים בטכנולוגיה אלקטרומגנטית מתקדמת במקום מגנטים קבועים. הצלחה זו עשויה לבסס את הודו כמרכז שלישי בשרשרת האספקה ​​העולמית של כלי רכב חשמליים, מעבר לסין ולמערב.

חברת Advanced Electric Machines (AEM) הבריטית הבטיחה שותפות פיתוח בת שבע ספרות עם אחת מספקיות הרכב הגדולות בעולם, שהכנסותיה השנתיות מגיעות לעשרות מיליארדים. AEM טוענת כי המנועים החשמליים שלה ישתמשו בחומרים בטוחים, ניתנים למחזור וזמינים בקלות כמו פלדה ואלומיניום, ויעלו על ביצועיהם של מנועי מגנט קבוע. ייצור סדרתי מתוכנן לסוף העשור.

הערכה כלכלית של חלופות הטכנולוגיה

הניתוח הכלכלי של מושגי המנוע השונים חושף תמונה מורכבת של פשרות ופוטנציאל אופטימיזציה. מנועים סינכרוניים בעלי מגנט קבוע משיגים את צפיפות ההספק והיעילות הגבוהות ביותר בטווח המהירויות הבינוניות, עם יעילות של הרבה מעל תשעים אחוז ברוב תנאי הנהיגה. העיצוב הקומפקטי שלהם מאפשר טווחי נסיעה גדולים יותר עם אותה קיבולת סוללה, מה שהופך אותם למושג המועדף על כ-82 אחוז מכלל כלי הרכב החשמליים בשנת 2022.

מבנה העלויות של מנועים חשמליים, בממוצע על פני שלושת הסוגים העיקריים, מחולק באופן גס לשבעים אחוז מעלויות החומר, כולל מוצרים מוגמרים למחצה כגון חוטי ליפוף או מגנטים קבועים, ושלושים אחוז מעלויות הייצור. שש מאות גרם של ניאודימיום במנוע ממוצע עולים בין שבעים וחמישה למאה וחמישים דולר, בהתאם לתנאי השוק. עלויות נוספות כוללות דיספרוזיום, אשר מייצב את המגנטים בטמפרטורות גבוהות. ערך המגנטים הקבועים מסוג אדמה נדירה למנועי גרירה מוערך בכ-1,200 עד 1,600 יואן לרכב.

מנועים סינכרוניים בעלי עירור חיצוני מבטלים את עלויות חומרי הגלם הללו, אך דורשים אלקטרוניקה נוספת להספקת חשמל לרוטור. עם זאת, חישוב העלות הכולל נוח יותר, שכן החיסכון בעלויות המגנטים מפצה על האלקטרוניקה המורכבת יותר. יתר על כן, הסיכונים הכרוכים בתנודתיות מחירים ובצווארי בקבוק באספקה ​​​​מתבטלים. תהליכי הייצור דומים במידה רבה עבור סוגי המנועים השונים, כך שלא נדרשת תשתית ייצור חדשה באופן מהותי.

מנועים אסינכרוניים מייצגים את האלטרנטיבה היעילה ביותר מבחינת עלות, מכיוון שהם אינם דורשים מגנטים קבועים או ספקי כוח מורכבים של רוטור. העיצוב הפשוט שלהם, הכולל רוטור מסוג סנאי או טבעת החלקה, הופך אותם לחזקים ודורשים תחזוקה נמוכה. טסלה השתמשה בטכנולוגיה זו בדגמים מוקדמים וממשיכה להשתמש בה עבור מערכות הנעה לכל הגלגלים בשילוב עם מנועים מגנט קבוע. החיסרון העיקרי טמון ביעילותם הנמוכה יותר, הבולטת במיוחד תחת עומס חלקי. עבור אותה תפוקת הספק, מנועים אסינכרוניים גדולים בכשלושים אחוז ממנועים בעלי מגנט קבוע, מה שמביא למשקל ושטח התקנה נוספים.

להבדלים ביעילות יש השפעה ישירה על הטווח. מנוע מגנט קבוע יכול להשיג יעילות של 97 אחוזים, בעוד שמנוע אסינכרוני משיג 93 אחוזים. הפרש זה של ארבע נקודות אחוז מתורגם לכחמישה אחוזים פחות טווח בצריכת אנרגיה של 15 קילוואט-שעה לכל 100 קילומטרים. עם סוללה של 70 קילוואט-שעה, זה מתאים לכ-25 קילומטרים, וזה מקובל עבור יישומים רבים.

מנועים סינכרוניים בעלי עירור חיצוני משיגים יעילות העולה על 95 אחוזים, מה שמציב אותם רק במעט מתחת למנועי מגנט קבוע. בתנאי הפעלה מסוימים, במיוחד במהלך נהיגה ממושכת בכביש מהיר במהירויות גבוהות, הם יכולים להיות יעילים אף יותר, מכיוון שהם אינם סובלים מהפסדי גרר עקב מגנטים קבועים. הבקרה הגמישה של זרם הרוטור מאפשרת התאמה מדויקת של השדה המגנטי לתנאי עומס שונים, וממטבת את היעילות על פני טווח פעולה רחב.

יתרונות גודל ודינמיקת שוק עד 2030

שוק המנועים החשמליים חווה צמיחה דרמטית. המכירות העולמיות של מערכות הנעה חשמליות צפויות להכפיל את עצמן ביותר מפי שניים, מ-272 מיליארד אירו בשנת 2025 ל-634 מיליארד אירו בשנת 2030. מתוכם, 60 אחוזים (389 מיליארד אירו) יוחסו לתאי סוללה ואריזות, בעוד ש-30 אחוזים (186 מיליארד אירו) יוחסו להנעות חשמליות.

יתרונות גודל אלה יפחיתו משמעותית את עלויות הייצור עבור כל סוגי המנועים. בעוד שעלויות הייצור של מנועים בעלי מגנט קבוע נהנות מאוטומציה וסטנדרטיזציה, עלויות חומרי הגלם נותרות תנודתיות. לעומת זאת, מנועים סינכרוניים ואסינכרוניים בעלי עירור חיצוני יכולים לממש באופן מלא יתרונות גודל מכיוון שמרכיבי העלות העיקריים שלהם הם נחושת, ברזל ואלקטרוניקה, שמחיריהן יציבים יותר ושרשראות האספקה ​​מגוונות יותר.

הפיזור האזורי של ייצור תאי סוללות נותר בעייתי. עד שנת 2030, סין צפויה לשלוט ב-70 אחוז מהקיבולת העולמית, דרום קוריאה ב-15 אחוז ואירופה רק ב-5 אחוזים. תלות זו, המחריפה עקב מחסור בחומרי גלם, מדגישה את העובדה שאירופה מאבדת ערך מוסף לאסיה. בין 500 ל-800 יורו בעלויות ייצור סוללות לכל רכב זורמים לאסיה, דבר שלפי מיליוני כלי הרכב המיוצרים, בעל השלכות כלכליות משמעותיות.

נתח השוק של סוגי מנועים שונים ישתנה. בעוד שנתח המנועים החשמליים בעלי מתכות נדירות עמד עדיין על 82 אחוזים בשנת 2022, הוא צפוי לרדת לכ-70 אחוזים עד 2030. אין פירוש הדבר את סופן של מנועי מגנט קבוע, אלא גיוון משמעותי של תפיסות הנעה. טכנולוגיות חלופיות יזכו בנתח שוק, במיוחד במגזרים שבהם יעילות העלות חשובה יותר מצפיפות הספק מקסימלית.

תחזיות צופות כי נתח השוק העולמי של כלי רכב חשמליים המונעים על ידי סוללות יעלה מ-15 אחוזים בשנת 2022 לכמעט 60 אחוזים בשנת 2035. עלייה מסיבית זו תביא לעלייה אקספוננציאלית בביקוש למנועים, מה שיגביר עוד יותר את הלחץ על טכנולוגיות חלופיות. כל נקודת אחוז של נתח שוק שמרוויחים מנועים ללא מגנטים שווה ערך ל-600,000 יחידות, בהתבסס על כ-60 מיליון כלי רכב המיוצרים ברחבי העולם מדי שנה.

תהנו מהמומחיות הנרחבת והחמש-כפולה של Xpert.Digital בחבילת שירותים מקיפה | מחקר ופיתוח, XR, יחסי ציבור ואופטימיזציה של נראות דיגיטלית - תמונה: Xpert.Digital

ל- xpert.digital ידע עמוק בענפים שונים. זה מאפשר לנו לפתח אסטרטגיות התאמה המותאמות לדרישות ולאתגרים של פלח השוק הספציפי שלך. על ידי ניתוח מתמיד של מגמות שוק ורדיפת פיתוחים בתעשייה, אנו יכולים לפעול עם ראיית הנולד ולהציע פתרונות חדשניים. עם שילוב של ניסיון וידע, אנו מייצרים ערך מוסף ומעניקים ללקוחותינו יתרון תחרותי מכריע.

עוד על זה כאן:

• השתמש ביכולת 5 של xpert.digital בחבילה אחת - מ- 500 € לחודש

חוסן אסטרטגי בשרשרת האספקה

תעשיית הרכב מכירה יותר ויותר בכך שחוסן שרשרת האספקה ​​אינו רק עניין של ניהול סיכונים, אלא של הישרדות אסטרטגית. עשרים חומרי גלם נחשבים קריטיים לשינוי תעשיית הרכב, בעלי רלוונטיות אסטרטגית גבוהה ותלות חזקה ביבוא מחוץ לאירופה. מלבד יסודות אדמה נדירים, אלה כוללים ליתיום, קובלט, ניקל, גרפיט ומתכות שונות אחרות.

מומחים ממליצים על גישה רב-שכבתית לחיזוק החוסן. ראשית, יש צורך בשקיפות בנוגע להיצע, ביקוש, מחירים וחשיבותם הקריטית של חומרי גלם באמצעות ניטור משופר. שנית, יש לגוון את הספקים וליצור שותפויות אסטרטגיות. שלישית, יש להעצים את הכלכלה המעגלית באמצעות מיחזור, גם אם יש לכך השפעה מוגבלת בטווח הקצר עקב צמיחת השוק. רביעית, יש לפתח טכנולוגיות המחליפות או ממזערות את השימוש בחומרי גלם קריטיים.

התקנה החדשה של האיחוד האירופי בנוגע לחומרי גלם קריטיים, שאומצה במאי 2022, קובעת יעדים שאפתניים: עד שנת 2030, עשרה אחוזים מהביקוש לחומרי גלם אסטרטגיים צריכים להגיע מכרייה אירופאית. מרבץ אדמה נדירה פר גייר בצפון שבדיה יכול למלא תפקיד מפתח בכך, עם עתודות מוערכות של למעלה ממיליון טון של תחמוצות מתכת. עם זאת, יידרשו עשר עד חמש עשרה שנים עד שמשאבים אלה יגיעו לשוק, שכן חיפושים, היתרים ופיתוח תשתיות גוזלים זמן.

מיחזור יתרום תרומה משמעותית לביטחון האספקה ​​בטווח הארוך. עבור מתכות בסיסיות כמו אלומיניום, ניקל ונחושת, חומרי גלם משניים כבר מהווים חלק משמעותי מתשומות הייצור. עם זאת, עבור שנים עשר מתוך עשרים חומרי הגלם הקריטיים, שיעור המיחזור עדיין נמוך בהרבה מחמישה אחוזים. תקנת הסוללות החדשה של האיחוד האירופי מחייבת הגדלת מכסות המיחזור, ותהליכים הידרומטלורגיים כבר מאפשרים את השבת ליתיום, ניקל וקובלט מסוללות ליתיום-יון. פרויקט האיחוד האירופי SUSMAGPRO שואף להחזיר חומרים מגנטיים מכלי רכב חשמליים וטורבינות רוח שהוצאו משימוש.

פיתוח מנועים ללא מגנטים הוא הפתרון האלגנטי ביותר בהקשר זה, שכן הוא מטפל בבעיה מהשורש. במקום לגוון את שרשראות האספקה ​​התלויות או לעסוק במיחזור יקר, טכנולוגיה זו מבטלת לחלוטין את התלות. החיסכון הכלכלי ניכר, בהתחשב בכך שמיוצרים מיליוני כלי רכב מדי שנה, שכל אחד מהם ידרוש 600 גרם של ניאודימיום וכן יסודות אדמה נדירים אחרים.

מתאים לכך:

• אזהרת סוחר סחורות: כיצד השליטה על מתכות נדירות מורידה את התעשייה האירופית על ברכיה

השלכות מדיניות תעשייתית על אירופה

אירופה מוצאת את עצמה במצב רעוע בין טרנספורמציה טכנולוגית לתלות גוברת. הדומיננטיות של סין משתרעת על פני כל שרשרת הערך של הניידות החשמלית, מחומרי גלם וייצור סוללות ועד לייצור כלי רכב. ללא פעולה החלטית, אובדן עצום של יצירת ערך תעשייתי ומקומות עבודה עומד להתרחש.

פיתוח מנועים ללא מגנטים מציע לאירופה הזדמנות למיצוב מחדש אסטרטגי. חברות כמו BMW, ZF, Mahle ורנו מחזיקות במומחיות מובילה בטכנולוגיה זו ויכולות לקבוע סטנדרטים לפני שהמתחרים האסייתים ישיגו את הפער. מנהיגות טכנולוגית בתחום זה עשויה להתגלות כיתרון תחרותי מכריע, בדומה להנדסה גרמנית שקבעה סטנדרטים למנועי בעירה במשך עשרות שנים.

ההשקעות בטכנולוגיות מנוע חלופיות הן מתונות בהשוואה להיקף הכולל של השינוי. BMW משקיעה למעלה ממיליארד יורו בשטייר עד 2030, נתון שניתן לנהל בהתחשב בחשיבות האסטרטגית של המפעל. ZF ו-Mahle משקיעות סכומים דומים. השקעות אלו לא רק יוצרות עצמאות טכנולוגית אלא גם מבטחות מקומות עבודה בעלי כישורים גבוהים באירופה.

המסגרת הפוליטית חייבת לתמוך בהתפתחות זו. קידום מחקר ופיתוח, האצת תהליכי אישור למתקני ייצור, ואפשרות להציע תמריצים זמניים לשימוש במנועים ללא מגנטים, עשויים להאיץ את עליית השוק. ארה"ב כבר הוכיחה באמצעות חוק ייצור הביטחון כיצד ניתן לשלב הפקת חומרי גלם עם מדיניות ביטחון. אירופה חייבת לפתח מכשירים דומים במקום להסתמך אך ורק על רגולציה.

סטנדרטיזציה ויכולת פעולה הדדית של סוגי מנועים שונים הם היבט חשוב נוסף. אם פלטפורמות רכב יכולות לעבור בגמישות בין תפיסות הנעה שונות, הדבר מגביר את חוסן היצרנים. BMW כבר מדגימה זאת עם הפתיחות הטכנולוגית שלה, ומייצרת במקביל גם מנועי בעירה וגם מנועי הנעה חשמליים שונים. גמישות זו מאפשרת להגיב במהירות לשינויים בשוק ולצווארי בקבוק באספקה.

הדינמיקה התחרותית הגלובלית הולכת ומתעצמת.

המאבק על מנהיגות טכנולוגית בתחום התחבורה החשמלית מתעצם. סין מנסה לבסס את הדומיננטיות שלה באמצעות אינטגרציה אנכית לאורך כל שרשרת הערך. פיקוח על ייצוא על יסודות אדמה נדירים וטכנולוגיות קשורות הוא חלק מאסטרטגיה זו. במקביל, סין משקיעה רבות בייצור כלי רכב חשמליים משלה, כאשר יצרניות סיניות כמו BYD, SAIC ו-Geely צוברות במהירות נתח שוק גם באירופה.

ארה"ב מגיבה בשילוב של תמריצי השקעה, הגבלות יבוא ושותפויות אסטרטגיות. חוק הפחתת האינפלציה מספק מאות מיליארדי דולרים לטכנולוגיות ירוקות, ובמקביל מייקר מוצרים סיניים באמצעות מכסים. דונלד טראמפ איים במכסים של עד 200 אחוז אם סין לא תספק באופן אמין מגנטים העשויים ממתכות נדירות. בעוד שמדיניות אגרסיבית זו יוצרת לחץ לטווח קצר, היא אינה פותרת את בעיית התלות המבנית.

התפתחויות אחרונות מצביעות על הקלה זמנית במתיחות: בעקבות הפגישה בין הנשיא שי ג'ינפינג לדונלד טראמפ בבוסאן באוקטובר 2025, הודיעה סין כי תשהה את הגבלות היצוא המחמירות שלה לשנה. בתמורה, ארה"ב הסירה חלק מהסנקציות נגד חברות סיניות. עם זאת, הפוגה טקטית זו אינה משנה את הפגיעות הבסיסית של שרשראות האספקה ​​המערביות.

הודו ממצבת את עצמה יותר ויותר ככוח שלישי בתחרות זו. עם יעדי האקלים השאפתניים שלה, שמטרתם ניטרליות פחמן עד 2070, ושוק הרכב הצומח במהירות, המדינה מציעה פוטנציאל עצום. התמקדות במנועים ללא מגנטים עשויה להעניק להודו יתרון תחרותי, שכן היא נמנעת מהטעויות של תלות קודמת. יוזמת Make in India תומכת באסטרטגיה זו באמצעות דרישות לוקליזציה ותמריצי השקעה.

יפן ודרום קוריאה גם הן ממלאות תפקידים חשובים, במיוחד בייצור סוללות. חברות כמו LG Energy Solutions, Samsung SDI ו-Panasonic שולטות בחלקים משמעותיים מייצור תאי הסוללה העולמי. המומחיות שלהן באלקטרוניקה של הספק ומדעי החומרים הופכת אותן לשותפות חשובות עבור יצרניות רכב אירופאיות המבקשות לגוון את שרשראות האספקה ​​שלהן.

מגבלות טכנולוגיות ופוטנציאל חדשנות

פיתוח מנועים ללא מגנטים אינו בסופו, אלא בתחילת מחזור האופטימיזציה שלו. בעוד שמנועים בעלי מגנט קבוע שופרו באופן רציף במשך עשרות שנים, קונספטים חלופיים עדיין נמצאים בשלבי פיתוח מוקדמים יחסית. משמעות הדבר היא פוטנציאל משמעותי לשיפור היעילות, צפיפות ההספק והעלות.

גישה מבטיחה כוללת מגנטים של פריט, המבוססים על ברזל במקום על יסודות אדמה נדירים. למרות שעוצמת השדה המגנטי שלהם נמוכה בכחמישים עד שבעים אחוזים מזו של מגנטים של ניאודימיום באותו גודל, תכנוני מנוע חכמים יכולים לפצות על חלק ניכר מההבדל הזה. החברה היפנית Proterial פיתחה מנוע שמשיג את אותה צפיפות הספק עם רק עשרים אחוזים יותר חומר מגנטי. בשילוב עם קונספטים של מהירות גבוהה, כמו אלה שיישמה טסלה במנוע Plaid שלה עם מהירויות של עד עשרים אלף סיבובים לדקה, מנועי פריט יכולים להפוך לתחרותיים.

הדיגיטציה של תהליכי פיתוח מאיצה משמעותית את החדשנות. חברת Mahle משתמשת באלגוריתמים אבולוציוניים כדי לדמות עיצובים שונים של מנועים, מה שמאפשר זיהוי של תצורות אופטימליות מהר הרבה יותר מאשר בשיטות קונבנציונליות. תהליכים אוטומטיים אלה יכולים לא רק לשנות את הפרמטרים הגיאומטריים של יריעות פלדה חשמליות, אלא גם לייעל את דפוסי הליפוף והחומרים. החיסכון בזמן בהשוואה לשיטות פיתוח מסורתיות נע בין מספר חודשים לשנים.

שילוב של מנוע, תיבת הילוכים ואלקטרוניקה של הספק לתוך סרנים חשמליים משולבים מאוד מציע פוטנציאל אופטימיזציה נוסף. BMW מדגימה זאת עם המערכת המודולרית שלה, אשר באמצעות משטחי אוגן ממוזערים, ניתוב מדיה משולב והרכבה פשוטה, מפחיתה הן מקורות פוטנציאליים של שגיאה והן מורידה עלויות. השילוב של טכנולוגיית 800 וולט עם אלקטרוניקה של הספק מסיליקון קרביד מגביר עוד יותר את היעילות ומקצר את זמני הטעינה.

התקדמות במדע החומרים לליפוף חוטים, יריעות פלדה חשמליות ומערכות בידוד משפרת ללא הרף את הביצועים. טכנולוגיית הליפוף בעלת הפטנט של BorgWarner, לדוגמה, מאפשרת צפיפות נחושת גבוהה יותר בסטטור, מה שמגדיל את ההספק והיעילות. חידושים דומים ברכיבים אחרים מצטברים לשיפורים משמעותיים בסך הכל.

הערכה כלכלית של עלויות טרנספורמציה

קשה לכמת את העלויות הכלכליות של התלות במתכות נדירות, אך הן משמעותיות. בנוסף לעלויות חומרי הגלם הישירות ולתנודתיות שלהן, עלויות אלטרנטיביות אסטרטגיות מתעוררות כאשר חברות נאלצות לדחות החלטות השקעה עקב שרשראות אספקה ​​לא ודאיות או לקחת בחשבון פרמיות סיכון. הפסדי הייצור שנגרמו עקב מגבלות היצוא הסיניות באמצע 2025 ממחישים פגיעות זו.

השקעות בטכנולוגיות חלופיות, לעומת זאת, הן מתונות יחסית ומחזירות את עצמן במהירות. מיליארד יורו עבור מפעל שטייר של BMW נראה גבוה, אך ניתן להצביע על כך לאור חשיבותו האסטרטגית ונפח הייצור שלו. עם קיבולת שנתית של כמה מאות אלפי מנועים וחיסכון בעלויות של מאתיים עד מאתיים יורו ליחידה עקב ביטול המגנטים, תקופת ההחזר היא רק כמה שנים.

ההשפעות המקרו-כלכליות של החלפת טכנולוגיה מוצלחת יהיו ניכרות. אם כל כלי הרכב החשמליים המיוצרים באירופה היו מצוידים במנועים ללא מגנטים, יבוא חומרי גלם בשווי של כמה מאות מיליוני יורו היה מתבטל מדי שנה. חשובות עוד יותר תהיה האוטונומיה האסטרטגית והעצמאות מפני טלטלות גיאופוליטיות. הבטחת יצירת ערך תעשייתי ומשרות מיומנות גבוהות מצדיקה מימון ציבורי לטכנולוגיות אלו.

השפעות התעסוקה מעורבות. מצד אחד, אובדות מקומות עבודה בייצור מנועי בעירה, ומצד שני נוצרות מקומות עבודה חדשים בייצור מנועים חשמליים. BMW מתכננת להעסיק כ-1,000 עובדים בהרכבת מנועים חשמליים במפעל שטייר שלה בעתיד. בהתאם למגמות הביקוש העולמי, מחצית מכוח העבודה כולו עשוי לעבוד בתחום הניידות החשמלית עד שנת 2030. הפתיחות הטכנולוגית של החברה, המאפשרת לה לייצר קונספטים שונים של הנעה במקביל, מבטיחה תעסוקה לטווח ארוך.

היבטי קיימות מעבר לתלות בחומרי גלם

ההשפעה הסביבתית של מנועים ללא מגנטים חורגת מעבר להימנעות מחומרי גלם בעייתיים. כריית יסודות אדמה נדירים גורמת נזק סביבתי משמעותי באמצעות שימוש בכמויות גדולות של כימיקלים המזהמים קרקעות ונתיבים. עיבוד חומרים אלה עתיר אנרגיה ומייצר פסולת רעילה. גם אם שיפורים טכנולוגיים יכולים להפחית את ההשפעה הסביבתית, טביעת הרגל האקולוגית נותרה משמעותית.

מנועים סינכרוניים ומנועים אסינכרוניים בעלי עירור חיצוני מורכבים בעיקר מנחושת, ברזל, אלומיניום ורכיבים אלקטרוניים. בעוד שחומרים אלה אינם חפים מבעיות, מיצוים מבוסס היטב, פחות מזיק לסביבה ומוסדר טוב יותר. מעל הכל, הם קלים משמעותית למחזור. בעוד שמגנטים קבועים דורשים תהליכי הפרדה מורכבים, ניתן להחזיר נחושת וברזל באמצעות שיטות מיחזור גרוטאות קונבנציונליות.

טביעת הרגל הפחמנית (CO2) בייצור פוחתת עד חמישים אחוז עבור מנועים ללא מגנטים, כפי ש-ZF מדגימה עבור מנוע ה-I2SM שלה. רנו מכמתת את ההפחתה עבור מנוע ה-E7A שלה בשלושים אחוז. חיסכון זה נובע לא רק מביטול המגנטים אלא גם משרשראות אספקה ​​פשוטות יותר, מכיוון שיש להעביר רכיבים פחות מורכבים למרחקים ארוכים.

ההשפעה הסביבתית הכוללת של רכב חשמלי תלויה במידה רבה בייצור הסוללה ובמקור החשמל. מערכת ההנעה אחראית רק לחלק אחד מההשפעה הסביבתית. אף על פי כן, כל תרומה לשיפור רלוונטית, במיוחד אם ניתן להשיגה מבלי לפגוע בביצועים. אורך החיים הארוך יותר ויכולת המחזור הטובה יותר של מנועים ללא מגנטים תומכים עוד יותר בטכנולוגיה זו.

מנועים חשמליים ללא מגנטים: הזדמנות של אירופה למנהיגות טכנולוגית

פיתוח מנועים חשמליים ללא מגנטים נמצא בנקודת מפנה. הטכנולוגיה בוגרת מספיק לייצור המוני, כפי שהוכיחה BMW, ובמקביל עדיין קיים פוטנציאל אופטימיזציה ניכר. הטלטלה הגיאופוליטית סביב יסודות אדמה נדירים יוצרת תמריץ חזק עבור יצרנים לעבור לקונספטים חלופיים. טיעונים כלכליים מעדיפים יותר ויותר פתרונות ללא מגנטים, שכן יתרונות הגודל מגבירים את יתרונות העלות.

עבור תעשיית הרכב האירופית, המסר ברור: מנהיגות טכנולוגית במנועים ללא מגנטים היא הכרח אסטרטגי, לא אופציה. השקעות ניתנות לניהול, אך הסיכונים עצומים אם התלות תימשך. על ממשלות לתמוך בפיתוח זה באמצעות מימון מחקר, אישורים מואצים ותמריצים שוק זמניים פוטנציאליים.

גיוון תיקי המנועים הוא קריטי. לא כל יישום דורש צפיפות הספק מקסימלית; לעתים קרובות, מנועים אסינכרוניים או מנועים סינכרוניים בעלי עירור נפרד מספיקים לחלוטין. פילוח חכם המבוסס על פרופילי דרישות מייעל את החבילה הכוללת של עלויות, ביצועים וחוסן אסטרטגי.

הסטנדרטיזציה של ממשקים ופלטפורמות מאפשרת שימוש גמיש בסוגי מנועים שונים. זה נותן ליצרנים גמישות רבה יותר ומאפשר להם להגיב במהירות לשינויים בשוק. המודולריות של סרנים אלקטרוניים מודרניים כבר תומכת בגישה זו, אך יש לפתח אותה עוד יותר באופן עקבי.

מבחינה בינלאומית, שיתוף פעולה עם שותפים אמינים הוא חיוני. יפן, דרום קוריאה והודו מציעות פוטנציאל לשותפויות טכנולוגיות ואינטגרציה של שרשרת האספקה ​​מעבר לדומיננטיות הסינית. כינון סדר עולמי רב-קוטבי עבור טכנולוגיות קריטיות מגבירה את היציבות ומפחיתה את הפגיעות לסחיטה.

יש לקדם במקביל את הכלכלה המעגלית. גם אם מנועים ללא מגנטים יפחיתו את התלות, חומרי גלם קריטיים אחרים כמו ליתיום וקובלט נותרו רלוונטיים. טכנולוגיות מיחזור וקונספטים של כרייה עירונית יכולים לתרום משמעותית לביטחון האספקה ​​בטווח הבינוני. המסגרת הרגולטורית שמספקת הנחיית הסוללות של האיחוד האירופי כבר מצביעה בכיוון הנכון.

תעשיית הרכב עומדת בפני אולי השינוי הגדול ביותר שלה מאז המצאת הרכב. החשמול הוא בלתי נמנע, אך האופן שבו שינוי זה מעוצב נותר גמיש. מנועים חשמליים ללא מגנט הם יותר מאשר רק אלטרנטיבה טכנית. הם מייצגים הזדמנות להשיב את האוטונומיה האסטרטגית ולהבטיח יצירת ערך תעשייתי באירופה. פריצת הדרך קרובה יותר ממה שרבים חושבים. BMW כבר מייצרת אותם, ואחרים יבואו בקרוב. השאלה היא כבר לא האם, אלא כמה מהר טכנולוגיה זו תהפוך לנורמה החדשה. סין אולי שולטת ביסודות אדמה נדירים כיום, אך אירופה יכולה לקבוע את הסטנדרטים לניידות בלעדיהם מחר.

☑️ השפה העסקית שלנו היא אנגלית או גרמנית

☑️ חדש: התכתבויות בשפה הלאומית שלך!

Konrad Wolfenstein

אני שמח להיות זמין לך ולצוות שלי כיועץ אישי.

אתה יכול ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר או פשוט להתקשר אליי בטלפון +49 89 674 804 (מינכן) . כתובת הדוא"ל שלי היא: וולפנשטיין ∂ xpert.digital

אני מצפה לפרויקט המשותף שלנו.

☑️ תמיכה ב- SME באסטרטגיה, ייעוץ, תכנון ויישום

☑️ יצירה או התאמה מחדש של האסטרטגיה הדיגיטלית והדיגיטציה

☑️ הרחבה ואופטימיזציה של תהליכי המכירה הבינלאומיים

Platforms פלטפורמות מסחר B2B גלובליות ודיגיטליות

Pioneeer פיתוח עסקי / שיווק / יחסי ציבור / מדד

המומחיות הגלובלית שלנו בתעשייה ובעסקים בפיתוח עסקי, מכירות ושיווק - תמונה: Xpert.Digital

מיקוד בתעשייה: B2B, דיגיטציה (מבינה מלאכותית ל-XR), הנדסת מכונות, לוגיסטיקה, אנרגיות מתחדשות ותעשייה

עוד על זה כאן:

• מרכז עסקים אקספרט

מרכז נושאים עם תובנות ומומחיות:

• פלטפורמת ידע בנושא הכלכלה הגלובלית והאזורית, חדשנות ומגמות ספציפיות לתעשייה
• אוסף ניתוחים, אינספורמציות ומידע רקע מתחומי המיקוד שלנו
• מקום למומחיות ומידע על התפתחויות עדכניות בעסקים ובטכנולוגיה
• מרכז נושאים לחברות שרוצות ללמוד על שווקים, דיגיטציה וחדשנות בתעשייה