Ritkaföldfémek nélküli villanymotorok: Ez a német technológia végre függetlenné tesz minket Kínától.

A BMW már sorozatgyártásban is csinálja: A zseniális motortrükk megmenti az elektromos autóipart

Az autóipar jelenleg történetének egyik legjelentősebb átalakulásán megy keresztül, de ez a változás egy kritikus sebezhetőséget tár fel: a ritkaföldfémektől való függőség az elektromos motorokban geopolitikai kockázati tényezővé vált, veszélyeztetve a nyugati autógyártók teljes villamosítási stratégiáját. Ami sokáig technikai szükségszerűségnek számított, egyre inkább leküzdhető akadálynak bizonyul. A BMW már sorozatgyártásban van, a Mahle és a ZF közeledik a piaci érettséghez, sőt Indiában is intenzíven dolgoznak a vállalatok olyan elektromos motorok fejlesztésén, amelyek teljes mértékben ezek nélkül a kritikus nyersanyagok nélkül működnek. A kérdés már nem az, hogy vajon sikerül-e, hanem az, hogy mikor érnek el áttörést ezek a technológiák.

Kínai dominancia, mint rendszerszintű kockázat

A ritkaföldfémek Kínától való globális függősége olyan méreteket öltött, amelyek messze meghaladják a normál piaci koncentrációkat. Kína a globális termelés körülbelül 60 százalékát, a finomítás 90 százalékát pedig e stratégiailag fontos nyersanyagok esetében ellenőrzi. Ez a dominancia nem véletlen, hanem évtizedek óta tartó államilag irányított bányászati ​​kapacitás- és feldolgozási technológiákba történő beruházások eredménye. Míg a nyugati országok a magas környezeti költségek és az összetett feldolgozási módszerek miatt elhanyagolták a ritkaföldfém-bányászatot, Peking korán felismerte ezen nyersanyagok stratégiai fontosságát a 21. század technológiái számára.

A legújabb fejlemények egyértelműen mutatják ennek az egyoldalú függőségnek a törékenységét. 2025. április 4-én Kína első alkalommal vezetett be exportellenőrzést hét ritkaföldfémre, köztük a diszpróziumra és a terbiumra, amelyek elengedhetetlenek a villanymotorok nagy teljesítményű mágneseihez. Október 9-én ezeket az ellenőrzéseket jelentősen kiterjesztették további öt elemre, valamint a bányászati, feldolgozási és újrahasznosítási technológiákra. 2025. december 1-jétől a külföldi vállalatoknak is engedélyre van szükségük, ha kínai ritkaföldfémeket tartalmazó termékeket kívánnak harmadik országokba exportálni.

Ezek az intézkedések a gazdasági hadviselés új szintjét mutatják fel. Kína a nyersanyag-ellenőrzését nemcsak az Egyesült Államokkal szembeni nyomásgyakorlásként használja, hanem eszközként is teljes értékláncok ellenőrzésére. A nyersanyagok exportkorlátozásainak és a technológiatranszfer-ellenőrzéseknek a kombinációja kettős függőséget teremt, amely stratégiailag tarthatatlan helyzetbe hozza az európai és amerikai autógyártókat. A diszpróziumot és a terbiumot, az úgynevezett nehéz ritkaföldfémeket, amelyek a mágneseket hőállóbbá és hatékonyabbá teszik, szinte teljes egészében Kínában gyártják. A Mianmarból érkező szállítások különösen problematikusak, mivel politikai instabilitása további ellátási kockázatokat jelent.

Ezen szabályozások gazdasági hatása drámai áringadozásokban nyilvánul meg. Egy kilogramm neodímium ára, amely 2020-ban körülbelül 65 dollárba került, 2022-re akár 223 dollárra is emelkedett, mielőtt visszaesett volna körülbelül 123 dollárra. Egy átlagos állandó mágneses motor körülbelül 600 gramm neodímiumot tartalmaz, ami azt jelenti, hogy csak a mágnesek nyersanyagköltsége jelentősen ingadozhat. Ez az ingadozás bizonytalanná teszi a számításokat, és arra kényszeríti a gyártókat, hogy kockázati prémiumot számítsanak fel, ami végső soron rontja versenyképességüket.

Alkalmas:

• Ritkafémek: Kína nyersanyag-dominanciája újrahasznosítás, kutatás és új bányák a nyersanyag-függőségből?

A technológiai ellenmozgalom lendületet vesz.

Az autóipar válasza erre a függőségre egy technológiai offenzíva, amely különféle ritkaföldfém-mentes motorkoncepciókat vezet be a sorozatgyártásba. A BMW az élen jár ötödik generációs elektromos hajtásaival, amelyeket 2021 óta használnak az iX3-ban, és amelyek most sorozatgyártásban vannak. A külső gerjesztésű szinkronmotorok használatáról szóló döntés intenzív előzetes fejlesztés után született, amelynek során minden alternatívát megvizsgáltak. A BMW steyri gyára 2025 júliusában kezdte meg az új osztályú járművek hatodik generációjának sorozatgyártását, 2030-ig több mint egymilliárd eurós beruházással.

A külön gerjesztésű szinkronmotor mágneses mezőjét nem állandó mágneseken, hanem elektromos áramon keresztül hozza létre, amelyet karbantartást nem igénylő csúszógyűrűkön keresztül vezetnek a rotorba. Ez a műszaki újítás teljes mértékben kiküszöböli a neodímiumtól és diszpróziumtól való függőséget jelentős teljesítményveszteség nélkül. Ezzel a technológiával a BMW a leggyakoribb vezetési körülmények között több mint 95 százalékos hatásfokot ér el. A motorok különböző teljesítményosztályokban, 140 és 360 kilowatt között kaphatók, két állórész-átmérő-változat alapján.

A döntő előny nemcsak a kritikus nyersanyagok kiküszöbölésében rejlik, hanem a működési jellemzőikben is. A külső gerjesztésű szinkronmotorok kikapcsolhatók, így kiküszöbölhetők a légellenállási veszteségek a kigurulás során. Hosszú, nagy sebességű autópálya-utakon jobb hatásfokot mutatnak, mint az állandó mágneses motorok, mivel az állandó mágneses mezők miatt nem vész el energia. Továbbá a rotoráram pontos szabályozása lehetővé teszi az optimális alkalmazkodást a változó terhelési viszonyokhoz, tovább növelve a hatásfokot.

A Mahle még radikálisabb megközelítést alkalmaz mágnesmentes SCT motorjával, amely induktív és így érintkezésmentes erőátvitellel működik egy forgó transzformátoron keresztül. Ez a technológia teljesen kiküszöböli a mechanikai kopást, és kiemelkedő hatásfokot ér el, különösen nagy sebességnél. A motor egy innovatív integrált olajhűtő rendszerrel van felszerelve, amely pontosan ott oszlatja el a hőt, ahol az keletkezik. A folyamatos teljesítmény meghaladja a csúcsteljesítmény kilencven százalékát, ami kulcsfontosságú az olyan igényes alkalmazásoknál, mint a hegyvidéki terepen haladó elektromos teherautók vagy az ismétlődő sprintek. A Mahle azt tervezi, hogy 2024 körül sorozatgyártásba hozza ezt a technológiát.

2024 végén a ZF Friedrichshafen megkapta a CLEPA Innovációs Díjat a rotoron belüli induktív gerjesztésű szinkronmotorjáért. Ebben a rendszerben a mágneses tér energiáját egy induktív gerjesztő viszi át a rotor tengelyén belül, ami egy kivételesen kompakt motort eredményez, maximális teljesítmény- és nyomatéksűrűséggel. A hagyományos külső gerjesztésű rendszerekhez képest az induktív gerjesztő tizenöt százalékkal csökkenti a rotorra történő energiaátviteli veszteségeket. A kefeelemek vagy csúszógyűrűk kiküszöbölése szükségtelenné teszi a további tömítéseket, és a motor akár kilencven milliméterrel kevesebb axiális beépítési helyet igényel. A gyártás CO2-lábnyoma akár ötven százalékkal is csökken az állandó mágneses motorokhoz képest.

A Renault a Valeóval együttműködve egy harmadik generációs, 200 kilowattos motort fejleszt, amelynek gyártása 2027-re várható. Ez az E7A motor nem igényel ritkaföldfémeket, és azonos teljesítmény mellett körülbelül 30 százalékkal kompaktabb, mint a jelenlegi egységek. Rotortechnológiája tekercseket használ állandó mágnesek helyett, így 30 százalékkal csökkenti a gyártás CO2-lábnyomát. Ezenkívül a motort 800 voltos rendszerekhez tervezték, ami jelentősen lerövidíti az akkumulátor töltési idejét. A jelenlegi Renault Mégane E-Tech és az új Renault 5 már alkalmazza ezt a mágnesmentes technológiát.

India felzárkózása mint geopolitikai tényező

Különösen figyelemre méltó az a sebesség, amellyel az indiai vállalatok alternatív motortechnológiákat fejlesztenek. A Sterling Gtake E-Mobility 330 négyzetméteres faridabádi laboratóriumában reluktanciamotorokon dolgozik, az Advanced Electric Machines által licencelt technológiát használva, amely nem igényel ritkaföldfémeket. Hét vezető indiai autógyártó már teszteli ezeket a motorokat, és ha sikeresen validálják, a kereskedelmi gyártás egy éven belül megkezdődhet, jóval az eredetileg tervezett 2029-es év előtt.

A fejlemények felgyorsulása közvetlen reakció Kína 2025 áprilisi exportkorlátozásaira. India, amely ambiciózus elektromobilitási bővítési célokat tűzött ki maga elé, különösen sebezhetőnek tartja magát, mivel alig rendelkezik saját ritkaföldfém-feldolgozó kapacitással. Annak ellenére, hogy a világ ötödik legnagyobb tartalékaival rendelkezik, az országnak hiányzik a szükséges feldolgozó infrastruktúra. A kormány jelenleg a bányászat és a feldolgozás ösztönzőit, valamint a japán és dél-koreai vállalatokkal való partnerségeket vizsgálja.

A Simple Energy 2025 szeptemberében lett az első indiai gyártó, amely kereskedelmi forgalomban gyártott nagy teherbírású, ritkaföldfém-mentes motorokat. A szabadalmaztatott motorarchitektúra, amelyet teljes egészében házon belüli kutató-fejlesztő csapatok fejlesztettek ki, a nehéz ritkaföldfém-mágneseket optimalizált csatlakozásokkal és saját fejlesztésű algoritmusokkal helyettesíti a valós idejű hő- és nyomatékszabályozás érdekében. A gyártás egy 200 000 négyzetméteres létesítményben történik Hosurban, Tamil Naduban, 95 százalékos lokalizációs aránnyal a teljes ellátási láncban.

A bengalurui székhelyű Chara Technologies 2025 októberében 6 millió dolláros A sorozatú finanszírozást biztosított a ritkaföldfém-mentes villanymotorok gyártásának évi 20 000-ről 100 000 darabra való növelésére. A startup kapcsolt reluktancia és fluxus motorokat fejleszt, amelyek fejlett elektromágneses technológiát alkalmaznak állandó mágnesek helyett. Ez a siker India Kína és a Nyugat után a globális elektromos járműellátási lánc harmadik központjává válhat.

A brit Advanced Electric Machines (AEM) vállalat hétszámjegyű fejlesztési partnerséget kötött a világ egyik legnagyobb autóipari beszállítójával, amelynek éves bevétele több tízmilliárd dollár. Az AEM azt állítja, hogy villanymotorjai biztonságos, újrahasznosítható és könnyen elérhető anyagokat, például acélt és alumíniumot fognak használni, és teljesítményükben felülmúlják majd az állandó mágneses motorokat. A sorozatgyártás az évtized végére várható.

A technológiai alternatívák gazdasági értékelése

A különböző motorkoncepciók gazdasági elemzése a kompromisszumok és az optimalizálási potenciál összetett képét tárja fel. Az állandó mágneses szinkronmotorok a közepes sebességtartományban érik el a legnagyobb teljesítménysűrűséget és hatásfokot, a legtöbb vezetési körülmény között jóval kilencven százalék feletti hatásfokkal. Kompakt kialakításuk nagyobb hatótávolságot tesz lehetővé azonos akkumulátor-kapacitás mellett, így 2022-ben az összes elektromos jármű körülbelül nyolcvankét százaléka számára ezek az előnyben részesített koncepciók.

Az elektromos motorok költségszerkezete, a három fő típus átlagában, nagyjából hetven százalékban anyagköltségre oszlik, beleértve a félkész termékeket, például a tekercselőhuzalt vagy az állandó mágneseket, és harminc százalékban gyártási költségekre. Egy átlagos motorban található hatszáz gramm neodímium ára hetvenöt és százötven dollár között van, a piaci viszonyoktól függően. További költségek közé tartozik a diszprózium, amely magas hőmérsékleten stabilizálja a mágneseket. A vontatómotorokban használt ritkaföldfém állandó mágnesek értékét járművenként körülbelül ezerkétszáz-ezerhatszáz jüanra becsülik.

A külső gerjesztésű szinkronmotorok kiküszöbölik ezeket a nyersanyagköltségeket, de további teljesítményelektronikát igényelnek a rotor áramellátásához. Az összköltség-számítás azonban kedvezőbb, mivel a mágnesköltségeken elért megtakarítás bőven ellensúlyozza a bonyolultabb elektronika költségeit. Továbbá kiküszöbölhetők az áringadozással és az ellátási szűk keresztmetszetek kockázatai. A különböző motortípusok gyártási folyamatai nagyrészt hasonlóak, így nincs szükség alapvetően új gyártási infrastruktúrára.

Az aszinkronmotorok jelentik a legköltséghatékonyabb alternatívát, mivel nem igényelnek sem állandó mágneseket, sem bonyolult rotor tápegységeket. Egyszerű kialakításuk, amely mókusketreces vagy csúszógyűrűs rotorral rendelkezik, robusztussá és kevés karbantartást igénylővé teszi őket. A Tesla ezt a technológiát alkalmazta korai modelljeiben, és továbbra is használja összkerékhajtású rendszerekben állandó mágneses motorokkal kombinálva. A fő hátrányuk az alacsonyabb hatásfok, ami különösen részleges terhelés alatt észrevehető. Ugyanazon teljesítmény mellett az aszinkronmotorok körülbelül harminc százalékkal nagyobbak, mint az állandó mágneses motorok, ami további súlyt és beépítési helyet eredményez.

A hatásfokbeli különbségek közvetlen hatással vannak a hatótávolságra. Egy állandó mágneses motor 97 százalékos hatásfokot érhet el, míg egy aszinkron motor 93 százalékot. Ez a négy százalékpontos különbség körülbelül öt százalékkal kisebb hatótávolságot jelent 100 kilométerenként 15 kilowattóra energiafogyasztás mellett. Egy 70 kilowattórás akkumulátorral ez nagyjából 25 kilométernek felel meg, ami számos alkalmazáshoz elfogadható.

A külső gerjesztésű szinkronmotorok hatásfoka meghaladja a 95 százalékot, amivel csak kismértékben elmarad az állandó mágneses motorokétól. Bizonyos üzemi körülmények között, különösen nagy sebességű, hosszabb autópályás vezetés során, még hatékonyabbak is lehetnek, mivel nem szenvednek el az állandó mágnesek miatti légellenállási veszteségeket. A rotoráram rugalmas szabályozása lehetővé teszi a mágneses mező pontos beállítását a különböző terhelési viszonyokhoz, optimalizálva a hatásfokot széles üzemi tartományban.

Méretgazdaságosság és piaci dinamika 2030-ig

Az elektromos motorok piaca drámai növekedést mutat. Az elektromos hajtásrendszerek globális értékesítése várhatóan több mint kétszeresére fog emelkedni, a 2025-ös 272 milliárd euróról 2030-ra 634 milliárd euróra. Ennek 60 százaléka (389 milliárd euró) az akkumulátorcelláknak és a csomagolásnak, míg 30 százaléka (186 milliárd euró) az elektromos hajtásoknak tulajdonítható.

Ezek a méretgazdaságossági előnyök jelentősen csökkentik majd az összes motortípus gyártási költségeit. Míg az állandó mágneses motorok gyártási költségei az automatizálás és a szabványosítás előnyeit élvezik, a nyersanyagköltségek továbbra is ingadoznak. A külső gerjesztésű szinkron- és aszinkronmotorok ezzel szemben teljes mértékben kihasználhatják a méretgazdaságosságot, mivel fő költségkomponenseik a réz, a vas és az elektronika, amelyek árai stabilabbak, az ellátási láncok pedig diverzifikáltabbak.

Az akkumulátorcella-gyártás regionális eloszlása ​​továbbra is problémás. 2030-ra Kína várhatóan a globális kapacitás 70 százalékát, Dél-Korea 15 százalékát, Európa pedig csak 5 százalékát fogja ellenőrizni. Ez a függőség, amelyet a nyersanyaghiány súlyosbít, rávilágít arra a tényre, hogy Európa hozzáadott értéket veszít Ázsia javára. Az akkumulátorgyártás költsége járművenként 500 és 800 euró között mozog Ázsiában, ami – tekintettel a gyártott járművek millióira – jelentős gazdasági következményekkel jár.

A különböző motortípusok piaci részesedése át fog változni. Míg a ritkaföldfém villanymotorok részesedése 2022-ben még 82 százalék volt, várhatóan 2030-ra körülbelül 70 százalékra csökken. Ez nem jelenti az állandó mágneses motorok végét, hanem a hajtáskoncepciók jelentős diverzifikációját. Az alternatív technológiák piaci részesedést fognak nyerni, különösen azokban a szegmensekben, ahol a költséghatékonyság fontosabb, mint a maximális teljesítménysűrűség.

Az előrejelzések szerint az akkumulátoros elektromos járművek globális piaci részesedése a 2022-es 15 százalékról 2035-re közel 60 százalékra fog emelkedni. Ez a hatalmas növekedés a motorok iránti kereslet exponenciális növekedését jelenti, ami tovább növeli a nyomást az alternatív technológiákra. A mágnesmentes motorok által megszerzett piaci részesedés minden százalékpontja 600 000 darabot jelent, a világszerte évente gyártott körülbelül 60 millió járművet alapul véve.

Profitáljon az Xpert.Digital széleskörű, ötszörös szakértelméből egy átfogó szolgáltatáscsomagban | K+F, XR, PR és digitális láthatóság optimalizálása - Kép: Xpert.Digital

Az Xpert.Digital mélyreható ismeretekkel rendelkezik a különböző iparágakról. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy személyre szabott stratégiákat dolgozzunk ki, amelyek pontosan az Ön konkrét piaci szegmensének követelményeihez és kihívásaihoz igazodnak. A piaci trendek folyamatos elemzésével és az iparági fejlemények követésével előrelátóan tudunk cselekedni és innovatív megoldásokat kínálni. A tapasztalat és a tudás ötvözésével hozzáadott értéket generálunk, és ügyfeleink számára meghatározó versenyelőnyt biztosítunk.

Bővebben itt:

• Használja ki az Xpert.Digital ötszörös szakértelmét egy csomagban – mindössze 500 €/hó áron

Stratégiai ellenálló képesség az ellátási láncban

Az autóipar egyre inkább felismeri, hogy az ellátási lánc ellenálló képessége nem csupán kockázatkezelés, hanem stratégiai túlélés kérdése. Húsz nyersanyagot tartanak kritikus fontosságúnak az autóipar átalakulása szempontjából, amelyek nagy stratégiai jelentőséggel bírnak, és erősen függenek az Európán kívüli importtól. A ritkaföldfémek mellett ezek közé tartozik a lítium, a kobalt, a nikkel, a grafit és számos más fém.

A szakértők többrétegű megközelítést javasolnak a reziliencia erősítésére. Először is, fokozott monitoring révén átláthatóságra van szükség a nyersanyagok kínálatával, keresletével, áraival és kritikus fontosságával kapcsolatban. Másodszor, diverzifikálni kell a beszállítókat, és stratégiai partnerségeket kell kialakítani. Harmadszor, a körforgásos gazdaságot az újrahasznosítás révén kell fokozni, még akkor is, ha ennek a piac fellendülése miatt korlátozott rövid távú hatása van. Negyedszer, olyan technológiákat kell fejleszteni, amelyek helyettesítik vagy minimalizálják a kritikus nyersanyagokat.

Az EU 2022 májusában elfogadott, kritikus nyersanyagokról szóló új rendelete ambiciózus célokat tűz ki: 2030-ra a stratégiai nyersanyagok iránti kereslet tíz százalékának az európai bányászatból kell származnia. Ebben kulcsszerepet játszhat az észak-svédországi Per Gejer ritkaföldfém-lelőhely, amelynek becsült fémoxid-készlete meghaladja az egymillió tonna értéket. Azonban tíz-tizenöt évbe telik, mire ezek az erőforrások piacra kerülnek, mivel a feltárás, az engedélyeztetés és az infrastruktúra fejlesztése időbe telik.

Az újrahasznosítás hosszú távon jelentősen hozzájárul majd az ellátásbiztonsághoz. Az olyan alapfémek esetében, mint az alumínium, a nikkel és a réz, a másodlagos nyersanyagok már most is jelentős részét teszik ki a termelési ráfordításoknak. A húsz kritikus fontosságú nyersanyag közül tizenkettő esetében azonban az újrahasznosítási arány még mindig jóval öt százalék alatt van. Az új uniós akkumulátorrendelet előírja az újrahasznosítási kvóták növelését, és a hidrometallurgiai eljárások már lehetővé teszik a lítium, a nikkel és a kobalt kinyerését lítium-ion akkumulátorokból. A SUSMAGPRO uniós projekt célja a mágneses anyagok kinyerése leszerelt elektromos járművekből és szélturbinákból.

A mágnesmentes motorok fejlesztése a legelegánsabb megoldás ebben az összefüggésben, mivel a problémát a gyökerénél kezeli. A függő ellátási láncok diverzifikálása vagy a költséges újrahasznosítás helyett ez a technológia teljesen kiküszöböli a függőséget. A gazdasági megtakarítás jelentős, tekintve, hogy évente több millió járművet gyártanak, amelyek mindegyikének 600 gramm neodímiumot, valamint más ritkaföldfémeket kellene felhasználnia.

Alkalmas:

• Egy árukereskedő figyelmeztetése: Hogyan kényszeríti térdre az európai ipart a ritkaföldfémek feletti ellenőrzés?

Iparpolitikai vonatkozások Európára

Európa bizonytalan helyzetben van a technológiai átalakulás és a növekvő függőség között. Kína dominanciája az egész elektromobilitási értékláncra kiterjed, a nyersanyagoktól és az akkumulátorgyártástól kezdve a járműgyártásig. Határozott fellépés nélkül az ipari értékteremtés és a munkahelyek tömeges vesztesége fenyeget.

A mágnesmentes motorok fejlesztése lehetőséget kínál Európának a stratégiai újrapozícionálásra. Olyan vállalatok, mint a BMW, a ZF, a Mahle és a Renault, vezető szakértelemmel rendelkeznek ebben a technológiában, és mércét állíthatnak fel, mielőtt az ázsiai versenytársak utolérnék őket. A technológiai vezető szerep ezen a területen döntő versenyelőnynek bizonyulhat, hasonlóan ahhoz, ahogy a német mérnöki tudományok évtizedek óta mércét állítanak a belső égésű motorok számára.

Az alternatív motortechnológiákba történő beruházások mérsékeltek az átalakulás teljes mértékéhez képest. A BMW több mint egymilliárd eurót fektet be Steyrben 2030-ig, ami a gyár stratégiai fontosságát tekintve kezelhető. A ZF és a Mahle hasonló összegeket fektet be. Ezek a beruházások nemcsak technológiai függetlenséget teremtenek, hanem magasan képzett munkahelyeket is biztosítanak Európában.

A politikai keretrendszernek támogatnia kell ezt a fejlődést. A kutatás és fejlesztés előmozdítása, a gyártóüzemek jóváhagyási folyamatainak felgyorsítása, valamint a mágnesmentes motorok használatára vonatkozó esetleges ideiglenes ösztönzők felgyorsíthatják a piac fellendülését. Az Egyesült Államok a Védelmi Termelési Törvénnyel már bemutatta, hogyan lehet a nyersanyag-kitermelést integrálni a biztonságpolitikába. Európának hasonló eszközöket kell kidolgoznia ahelyett, hogy kizárólag a szabályozásra hagyatkozna.

A különböző motortípusok szabványosítása és interoperabilitása egy másik fontos szempont. Ha a járműplatformok rugalmasan tudnak váltani a különböző hajtáskoncepciók között, az növeli a gyártók ellenálló képességét. A BMW már bizonyítja ezt technológiai nyitottságával, párhuzamosan gyártva belső égésű motorokat és különféle elektromos hajtásokat. Ez a rugalmasság lehetővé teszi a gyors reagálást a piaci változásokra és az ellátási szűk keresztmetszetekre.

A globális versenydinamika fokozódik.

Az elektromobilitás technológiai vezető szerepéért folytatott küzdelem egyre fokozódik. Kína a teljes értékláncban vertikális integráció révén próbálja megszilárdítani dominanciáját. A ritkaföldfémek és a kapcsolódó technológiák exportjának ellenőrzése ennek a stratégiának a részét képezi. Ugyanakkor Kína jelentős összegeket fektet be saját elektromos járműgyártásába, és olyan kínai gyártók, mint a BYD, a SAIC és a Geely, gyorsan nyerik piaci részesedésüket Európában is.

Az Egyesült Államok befektetési ösztönzők, importkorlátozások és stratégiai partnerségek kombinációjával válaszol. Az inflációcsökkentési törvény több százmilliárd dollárt biztosít zöld technológiákra, miközben egyidejűleg vámok révén drágítja a kínai termékeket. Donald Trump akár 200 százalékos vámokkal is fenyegetőzött, ha Kína nem szállít megbízhatóan ritkaföldfémekből készült mágneseket. Bár ez az agresszív politika rövid távú nyomást gyakorol, nem oldja meg a függőség strukturális problémáját.

A legújabb fejlemények a feszültségek átmeneti enyhülésére utalnak: Hszi Csin-ping elnök és Donald Trump 2025 októberi puszani találkozóját követően Kína bejelentette, hogy egy évre felfüggeszti a szigorított exportkorlátozásokat. Cserébe az Egyesült Államok feloldott néhány szankciót a kínai vállalatokkal szemben. Ez a taktikai szünet azonban nem változtat a nyugati ellátási láncok alapvető sebezhetőségén.

India egyre inkább harmadik erőként pozicionálja magát ebben a versenyben. Ambiciózus klímacéljaival, a 2070-re kitűzött karbonsemlegességgel, valamint a gyorsan növekvő autóipari piacával az ország hatalmas potenciált rejt magában. A mágnesmentes motorokra való összpontosítás versenyelőnyt biztosíthat Indiának, mivel elkerüli a korábbi függőségek hibáit. A „Make in India” kezdeményezés lokalizációs követelmények és befektetési ösztönzők révén támogatja ezt a stratégiát.

Japán és Dél-Korea is fontos szerepet játszik, különösen az akkumulátorgyártásban. Az olyan vállalatok, mint az LG Energy Solutions, a Samsung SDI és a Panasonic, a globális akkumulátorcella-gyártás jelentős részét ellenőrzik. Az erősáramú elektronika és az anyagtudomány területén szerzett szakértelmük értékes partnerré teszi őket az európai autógyártók számára, akik diverzifikálni szeretnék ellátási láncaikat.

Technológiai korlátok és innovációs potenciál

A mágnesmentes motorok fejlesztése nem a végén, hanem az optimalizálási ciklus elején tart. Míg az állandó mágneses motorokat évtizedek óta folyamatosan fejlesztik, az alternatív koncepciók még mindig viszonylag korai fejlesztési szakaszban vannak. Ez jelentős potenciált jelent a hatékonyság, a teljesítménysűrűség és a költségek javítására.

Egy ígéretes megközelítés a ferritmágneseket jelenti, amelyek ritkaföldfémek helyett vason alapulnak. Bár mágneses térerősségük körülbelül ötven-hetven százalékkal alacsonyabb, mint az azonos méretű neodímium mágneseké, az okos motortervezés kompenzálhatja ezt a különbséget. A japán Proterial cég kifejlesztett egy olyan meghajtót, amely ugyanazt a teljesítménysűrűséget éri el csak húsz százalékkal több mágneses anyaggal. Nagysebességű koncepciókkal kombinálva, mint amilyeneket a Tesla a Plaid motorjában valósított meg, akár húszezer fordulat/perc sebességgel, a ferritmotorok versenyképessé válhatnak.

A fejlesztési folyamatok digitalizálása jelentősen felgyorsítja az innovációt. A Mahle evolúciós algoritmusokat használ a különböző motortervek szimulálására, lehetővé téve az optimális konfigurációk sokkal gyorsabb azonosítását, mint a hagyományos módszerekkel. Ezek az automatizált folyamatok nemcsak az elektromos acéllemezek geometriai paramétereit tudják módosítani, hanem a tekercselési mintákat és anyagokat is optimalizálni tudják. Az időmegtakarítás a hagyományos fejlesztési módszerekkel összehasonlítva több hónaptól évekig terjedhet.

A motor, a sebességváltó és a teljesítményelektronika integrálása a nagymértékben integrált elektromos tengelyekbe további optimalizálási lehetőségeket kínál. A BMW ezt moduláris rendszerével demonstrálja, amely a minimalizált peremfelületeknek, az integrált közegvezetésnek és az egyszerűsített összeszerelésnek köszönhetően csökkenti mind a potenciális hibaforrásokat, mind a költségeket. A 800 voltos technológia és a szilícium-karbid teljesítményelektronika kombinációja tovább növeli a hatékonyságot és lerövidíti a töltési időket.

Az anyagtudomány fejlődése a tekercselő huzalok, elektromos acéllemezek és szigetelőrendszerek terén folyamatosan javítja a teljesítményt. A BorgWarner szabadalmaztatott hajtűtekercselési technológiája például nagyobb rézsűrűséget tesz lehetővé az állórészben, ami növeli a teljesítményt és a hatékonyságot. Hasonló újítások más alkatrészekben is jelentős általános javulást eredményeznek.

Az átalakítási költségek gazdasági értékelése

A ritkaföldfémektől való függőség gazdasági költségeit nehéz számszerűsíteni, de jelentősek. A közvetlen nyersanyagköltségek és azok volatilitása mellett stratégiai alternatív költségek is felmerülnek, amikor a vállalatoknak a bizonytalan ellátási láncok miatt el kell halasztaniuk beruházási döntéseiket, vagy figyelembe kell venniük a kockázati prémiumokat. A 2025 közepén bevezetett kínai exportkorlátozások okozta termelési veszteségek jól illusztrálják ezt a sebezhetőséget.

Az alternatív technológiákba történő beruházások ezzel szemben viszonylag mérsékeltek, és gyorsan megtérülnek. A BMW steyri gyárára szánt egymilliárd euró magasnak tűnik, de stratégiai jelentősége és termelési volumene ezt jól mutatja. Évente több százezer motor kapacitásával és a mágnesek megszüntetésének köszönhető egységenkénti egy-kétszáz eurós költségmegtakarítással a megtérülési idő mindössze néhány év.

Egy sikeres technológiaváltás makrogazdasági hatásai jelentősek lennének. Ha az Európában gyártott összes elektromos járművet mágnesmentes motorral szerelnék fel, évente több százmillió euró értékű nyersanyagimport szűnne meg. Még fontosabb lenne a stratégiai autonómia és a geopolitikai felfordulásoktól való függetlenség. Az ipari értékteremtés és a magasan képzett munkahelyek biztosítása indokolja ezen technológiák állami finanszírozását.

A foglalkoztatási hatások vegyesek. Egyrészt munkahelyek szűnnek meg a belső égésű motorok gyártásában, másrészt újak jönnek létre az elektromos motorok gyártásában. A BMW a jövőben mintegy 1000 embert tervez foglalkoztatni a steyri üzemében található elektromos motorok összeszerelésében. A globális keresleti trendektől függően 2030-ra a teljes munkaerő fele az e-mobilitásban dolgozhat. A vállalat technológiai nyitottsága, amely lehetővé teszi a különböző hajtáskoncepciók párhuzamos gyártását, hosszú távú foglalkoztatást biztosít.

A nyersanyagfüggőségen túlmutató fenntarthatósági szempontok

A mágnesmentes motorok környezeti hatása túlmutat a problémás nyersanyagok egyszerű elkerülésén. A ritkaföldfémek bányászata jelentős környezeti károkat okoz a nagy mennyiségű vegyszer felhasználása miatt, amelyek szennyezik a talajt és a vízi utakat. Ezen anyagok feldolgozása energiaigényes és mérgező hulladékot termel. Még ha a technológiai fejlesztések csökkenthetik is a környezeti hatásokat, az ökológiai lábnyom továbbra is jelentős.

A külső gerjesztésű szinkronmotorok és aszinkronmotorok elsősorban rézből, vasból, alumíniumból és elektronikus alkatrészekből állnak. Bár ezek az anyagok nem mentesek a problémáktól, kinyerésük jól bevált, kevésbé környezetkárosító és jobban szabályozott. Mindenekelőtt jelentősen könnyebben újrahasznosíthatók. Míg az állandó mágnesek összetett elválasztási folyamatokat igényelnek, a réz és a vas a hagyományos hulladék-újrahasznosítási módszerekkel kinyerhető.

A gyártás CO2-lábnyoma akár ötven százalékkal is csökkenhet a mágnesmentes motorok esetében, ahogy azt a ZF az I2SM motorjával bizonyítja. A Renault az E7A motor esetében harminc százalékos csökkenést mér. Ezek a megtakarítások nemcsak a mágnesek kiküszöböléséből, hanem az egyszerűsített ellátási láncokból is erednek, mivel a kevésbé összetett alkatrészeket nagy távolságokra kell szállítani.

Egy elektromos jármű teljes környezeti hatása jelentősen függ az akkumulátor gyártásától és az áram forrásától. A hajtásrendszer a környezeti terhelésnek csak egy részét teszi ki. Mindazonáltal minden hozzájárulás a fejlesztéshez releváns, különösen akkor, ha az a teljesítmény feláldozása nélkül érhető el. A mágnesmentes motorok hosszabb élettartama és jobb újrahasznosíthatósága tovább támogatja ezt a technológiát.

Mágnesmentes villanymotorok: Európa esélye a technológiai vezető szerepre

A mágnesmentes villanymotorok fejlesztése fordulóponthoz érkezett. A technológia elég érett a tömegtermeléshez, ahogy azt a BMW is bemutatta, miközben jelentős optimalizálási potenciál rejlik még. A ritkaföldfémeket övező geopolitikai zűrzavar erősen ösztönzi a gyártókat, hogy alternatív koncepciókra váltsanak. A gazdasági érvek egyre inkább a mágnesmentes megoldások mellett szólnak, mivel a méretgazdaságosság felerősíti a költségelőnyöket.

Az európai autóipar számára az üzenet egyértelmű: a mágnesmentes motorok terén a technológiai vezető szerep stratégiai szükségszerűség, nem pedig lehetőség. A beruházások kezelhetők, de a kockázatok óriásiak, ha a függőség továbbra is fennáll. A kormányoknak támogatniuk kell ezt a fejlesztést kutatási finanszírozással, gyorsított jóváhagyással és potenciálisan átmeneti piaci ösztönzőkkel.

A motorportfóliók diverzifikálása kulcsfontosságú. Nem minden alkalmazás igényel maximális teljesítménysűrűséget; gyakran az aszinkron vagy külön gerjesztésű szinkronmotorok tökéletesen megfelelnek. Az igényprofilokon alapuló intelligens szegmentálás optimalizálja a költségek, a teljesítmény és a stratégiai rugalmasság teljes csomagját.

Az interfészek és platformok szabványosítása megkönnyíti a különböző motortípusok rugalmas használatát. Ez nagyobb rugalmasságot biztosít a gyártóknak, és lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan reagáljanak a piaci változásokra. A modern elektromos tengelyek modularitása már most is támogatja ezt a megközelítést, de következetesen tovább kell fejleszteni.

Nemzetközi szinten elengedhetetlen a megbízható partnerekkel való együttműködés. Japán, Dél-Korea és India lehetőséget kínál a technológiai partnerségekre és az ellátási lánc integrációjára a kínai dominancián túl. A kritikus technológiák többpólusú világrendjének megteremtése növeli a stabilitást és csökkenti a zsarolással szembeni kiszolgáltatottságot.

A körforgásos gazdaságot ezzel párhuzamosan kell előmozdítani. Még ha a mágnesmentes motorok csökkentik is a függőséget, más kritikus nyersanyagok, mint például a lítium és a kobalt, továbbra is relevánsak. Az újrahasznosítási technológiák és a városi bányászat koncepciói középtávon jelentősen hozzájárulhatnak az ellátásbiztonsághoz. Az EU akkumulátor-irányelve által biztosított szabályozási keret már most is a helyes irányba mutat.

Az autóipar talán a legnagyobb átalakulás előtt áll az automobil feltalálása óta. Az elektromosítás elkerülhetetlen, de ennek az átalakulásnak a formája továbbra is alakítható. A mágnes nélküli villanymotorok többet jelentenek, mint pusztán technikai alternatíva. Lehetőséget jelentenek a stratégiai autonómia visszaszerzésére és az ipari értékteremtés biztosítására Európában. Az áttörés közelebb van, mint sokan gondolják. A BMW már gyártja őket, és hamarosan mások is követni fogják. A kérdés már nem az, hogy ez a technológia valóban azzá válik-e, hanem az, hogy milyen gyorsan válik ez a technológia az új normává. Kína ma még ellenőrzi a ritkaföldfémeket, de Európa holnap már nélkülük is meghatározhatja a mobilitás mércéjét.

☑️ Üzleti nyelvünk angol vagy német

☑️ ÚJ: Levelezés az Ön nemzeti nyelvén!

Konrad Wolfenstein

Szívesen szolgálok Önt és csapatomat személyes tanácsadóként.

Felveheti velem a kapcsolatot az itt található kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével , vagy egyszerűen hívjon a +49 89 89 674 804 (München) . Az e-mail címem: wolfenstein ∂ xpert.digital

Nagyon várom a közös projektünket.

☑️ KKV-k támogatása stratégiában, tanácsadásban, tervezésben és megvalósításban

☑️ Digitális stratégia és digitalizáció megalkotása vagy átrendezése

☑️ Nemzetközi értékesítési folyamatok bővítése, optimalizálása

☑️ Globális és digitális B2B kereskedési platformok

☑️ Úttörő üzletfejlesztés / Marketing / PR / Szakkiállítások

Globális iparági és üzleti szakértelmünk az üzletfejlesztés, az értékesítés és a marketing területén - Kép: Xpert.Digital

Iparági fókusz: B2B, digitalizáció (AI-tól XR-ig), gépészet, logisztika, megújuló energiák és ipar

Bővebben itt:

• Szakértői Üzleti Központ

Egy témaközpont betekintésekkel és szakértelemmel:

• Tudásplatform a globális és regionális gazdaságról, az innovációról és az iparágspecifikus trendekről
• Elemzések, impulzusok és háttérinformációk gyűjtése fókuszterületeinkről
• Szakértelem és információk helye az üzleti és technológiai fejleményekről
• Témaközpont olyan vállalatok számára, amelyek a piacokról, a digitalizációról és az iparági innovációkról szeretnének többet megtudni