Motori elettrici senza terre rare: questa tecnologia tedesca ci rende finalmente indipendenti dalla Cina.

BMW lo sta già facendo in serie: l'ingegnoso trucco del motore che sta salvando l'industria delle auto elettriche

L'industria automobilistica sta attraversando una delle trasformazioni più significative della sua storia, ma questo cambiamento rivela una vulnerabilità critica: la dipendenza dalle terre rare per i motori elettrici è diventata un fattore di rischio geopolitico, minacciando l'intera strategia di elettrificazione delle case automobilistiche occidentali. Quella che a lungo è stata considerata una necessità tecnica si sta rivelando sempre più un ostacolo superabile. BMW è già in produzione in serie, Mahle e ZF stanno per essere commercializzate e persino in India le aziende stanno lavorando intensamente allo sviluppo di motori elettrici che funzionino completamente senza queste materie prime critiche. La domanda non è più se, ma quando queste tecnologie raggiungeranno una svolta.

Il predominio cinese come rischio sistemico

La dipendenza globale dalla Cina per le terre rare ha raggiunto dimensioni ben superiori alle normali concentrazioni di mercato. La Cina controlla circa il 60% della produzione globale e il 90% della raffinazione di queste materie prime di importanza strategica. Questa posizione dominante non è casuale, ma piuttosto il risultato di decenni di investimenti statali in capacità estrattiva e tecnologie di lavorazione. Mentre i paesi occidentali hanno trascurato l'estrazione di terre rare a causa degli elevati costi ambientali e dei complessi metodi di lavorazione, Pechino ha riconosciuto fin da subito l'importanza strategica di queste materie prime per le tecnologie del XXI secolo.

I recenti sviluppi dimostrano chiaramente la fragilità di questa dipendenza unilaterale. Il 4 aprile 2025, la Cina ha introdotto per la prima volta controlli sulle esportazioni di sette elementi delle terre rare, tra cui disprosio e terbio, essenziali per i magneti ad alte prestazioni nei motori elettrici. Il 9 ottobre, questi controlli sono stati notevolmente ampliati per includere altri cinque elementi, nonché tecnologie per l'estrazione, la lavorazione e il riciclaggio. Dal 1° dicembre 2025, le aziende straniere necessitano addirittura di permessi per esportare prodotti contenenti elementi delle terre rare cinesi in paesi terzi.

Queste misure rivelano un nuovo livello di guerra economica. La Cina sta usando i suoi controlli sulle materie prime non solo come leva contro gli Stati Uniti, ma anche come strumento per controllare intere catene del valore. La combinazione di restrizioni all'esportazione di materie prime e controlli sul trasferimento di tecnologia crea una doppia dipendenza che pone le case automobilistiche europee e americane in una posizione strategicamente insostenibile. Disprosio e terbio, i cosiddetti elementi delle terre rare pesanti che rendono i magneti più resistenti al calore ed efficienti, sono quasi interamente prodotti in Cina. Le forniture dal Myanmar sono particolarmente problematiche, poiché la sua instabilità politica pone ulteriori rischi di approvvigionamento.

L'impatto economico di questi controlli si manifesta in forti fluttuazioni dei prezzi. Un chilogrammo di neodimio, che costava circa 65 dollari nel 2020, è salito fino a 223 dollari nel 2022, prima di scendere nuovamente a circa 123 dollari. Un motore a magneti permanenti medio contiene circa 600 grammi di neodimio, il che significa che i costi delle materie prime per i soli magneti possono variare considerevolmente. Questa volatilità rende i calcoli incerti e costringe i produttori ad aggiungere premi di rischio, compromettendo in ultima analisi la loro competitività.

Adatto a:

• Terre rare: dominio delle materie prime della Cina con riciclaggio, ricerca e nuove miniere dalla dipendenza da materie prime?

Il movimento di contrasto tecnologico sta prendendo piede.

La risposta dell'industria automobilistica a questa dipendenza è un'offensiva tecnologica che sta portando alla produzione in serie diversi concetti di motori privi di terre rare. BMW è all'avanguardia con la sua quinta generazione di motori elettrici, utilizzati nella iX3 dal 2021 e ora in produzione di serie. La decisione di utilizzare motori sincroni a eccitazione esterna è stata presa dopo un intenso sviluppo preliminare in cui sono state esaminate tutte le alternative. Lo stabilimento BMW di Steyr ha avviato la produzione in serie della sesta generazione per i veicoli della Nuova Classe nel luglio 2025, con investimenti di oltre un miliardo di euro entro il 2030.

Il motore sincrono ad eccitazione separata genera il suo campo magnetico non tramite magneti permanenti, ma tramite corrente elettrica, che viene immessa nel rotore tramite anelli collettori esenti da manutenzione. Questa innovazione tecnica elimina completamente la dipendenza dal neodimio e dal disprosio senza alcuna significativa perdita di prestazioni. Con questa tecnologia, BMW raggiunge efficienze superiori al 95% nelle condizioni di guida più comuni. I motori sono disponibili in diverse classi di potenza, da 140 a 360 kilowatt, in base a due varianti di diametro dello statore.

Il vantaggio decisivo non risiede solo nell'eliminazione di materie prime critiche, ma anche nelle loro caratteristiche operative. I motori sincroni a eccitazione esterna possono essere disattivati, eliminando così le perdite per attrito durante la marcia per inerzia. Durante i lunghi viaggi in autostrada ad alta velocità, mostrano un'efficienza migliore rispetto ai motori a magneti permanenti, poiché non si verifica alcuna perdita di energia attraverso campi magnetici costanti. Inoltre, il controllo preciso della corrente del rotore consente un adattamento ottimale alle diverse condizioni di carico, aumentando ulteriormente l'efficienza.

Mahle persegue un approccio ancora più radicale con il suo motore SCT senza magneti, che funziona tramite trasmissione di potenza induttiva e quindi senza contatto tramite un trasformatore rotante. Questa tecnologia elimina completamente l'usura meccanica e raggiunge un'efficienza eccezionale, soprattutto alle alte velocità. Il motore è dotato di un innovativo sistema di raffreddamento dell'olio integrato che dissipa il calore esattamente dove viene generato. La potenza continua erogata supera il 90% della potenza di picco, il che è fondamentale per applicazioni impegnative come i camion elettrici che guidano in terreni montuosi o in sprint ripetuti. Mahle prevede di portare questa tecnologia alla produzione in serie intorno al 2024.

Alla fine del 2024, ZF Friedrichshafen ha ricevuto il CLEPA Innovation Award per il suo motore sincrono a eccitazione induttiva nel rotore. In questo sistema, l'energia per il campo magnetico viene trasferita tramite un eccitatore induttivo all'interno dell'albero del rotore, dando vita a un motore eccezionalmente compatto con la massima densità di potenza e coppia. Rispetto ai sistemi convenzionali a eccitazione esterna, l'eccitatore induttivo riduce del 15% le perdite di energia trasferite al rotore. L'eliminazione di elementi a spazzola o anelli collettori rende superflue guarnizioni aggiuntive e il motore richiede fino a novanta millimetri di spazio di installazione assiale in meno. L'impronta di CO2 della produzione è ridotta fino al 50% rispetto ai motori a magneti permanenti.

Renault, in collaborazione con Valeo, sta sviluppando un motore di terza generazione da 200 kilowatt, la cui produzione è prevista per il 2027. Questo motore E7A non richiede terre rare e, a parità di potenza, è circa il 30% più compatto rispetto alle unità attuali. La tecnologia del suo rotore utilizza bobine avvolte al posto dei magneti permanenti, riducendo del 30% l'impronta di CO2 della produzione. Inoltre, il motore è progettato per sistemi a 800 volt, riducendo significativamente i tempi di ricarica della batteria. L'attuale Renault Megane E-Tech e la nuova Renault 5 impiegano già questa tecnologia senza magneti.

Il recupero dell'India come fattore geopolitico

Particolarmente degna di nota è la velocità con cui le aziende indiane stanno sviluppando tecnologie motoristiche alternative. Sterling Gtake E-Mobility, nel suo laboratorio di 320 metri quadrati a Faridabad, sta lavorando su motori a riluttanza utilizzando una tecnologia concessa in licenza da Advanced Electric Machines che non richiede terre rare. Sette importanti case automobilistiche indiane stanno già testando questi motori e, se validati con successo, la produzione commerciale potrebbe iniziare entro un anno, ben prima del 2029, anno originariamente previsto.

L'accelerazione di questo sviluppo è una reazione diretta alle restrizioni alle esportazioni imposte dalla Cina nell'aprile 2025. L'India, che ha ambiziosi obiettivi di espansione per l'elettromobilità, si considera particolarmente vulnerabile, poiché non dispone di una capacità di lavorazione propria delle terre rare. Nonostante disponga della quinta riserva mondiale per dimensioni, il Paese non dispone delle infrastrutture di lavorazione necessarie. Il governo sta ora valutando incentivi per l'estrazione e la lavorazione, nonché partnership con aziende giapponesi e sudcoreane.

Simple Energy è diventato il primo produttore indiano a produrre commercialmente motori per impieghi gravosi privi di terre rare nel settembre 2025. L'architettura brevettata del motore, sviluppata interamente dai team di ricerca e sviluppo interni, sostituisce i pesanti magneti in terre rare con connessioni ottimizzate e algoritmi proprietari per il controllo in tempo reale di calore e coppia. La produzione avviene in uno stabilimento di 200.000 piedi quadrati a Hosur, nel Tamil Nadu, con un tasso di localizzazione del 95% lungo l'intera catena di fornitura.

Chara Technologies, con sede a Bengaluru, ha ottenuto 6 milioni di dollari in finanziamenti di Serie A nell'ottobre 2025 per aumentare la produzione di motori elettrici privi di terre rare da 20.000 a 100.000 unità all'anno. La startup sviluppa motori a riluttanza e a flusso commutati che utilizzano tecnologie elettromagnetiche avanzate al posto dei magneti permanenti. Questo successo potrebbe affermare l'India come terzo polo nella filiera globale dei veicoli elettrici, oltre alla Cina e all'Occidente.

L'azienda britannica Advanced Electric Machines (AEM) ha siglato una partnership di sviluppo a sette cifre con uno dei maggiori fornitori automobilistici al mondo, il cui fatturato annuo si aggira sulle decine di miliardi. AEM afferma che i suoi motori elettrici utilizzeranno materiali sicuri, riciclabili e facilmente reperibili come acciaio e alluminio, e supereranno le prestazioni dei motori a magneti permanenti. La produzione in serie è prevista per la fine del decennio.

Valutazione economica delle alternative tecnologiche

L'analisi economica dei diversi concept di motore rivela un quadro complesso di compromessi e potenziale di ottimizzazione. I motori sincroni a magneti permanenti raggiungono la massima densità di potenza e la massima efficienza nella gamma di velocità media, con rendimenti ben superiori al 90% nella maggior parte delle condizioni di guida. Il loro design compatto consente autonomie maggiori a parità di capacità della batteria, rendendoli il concept preferito per circa l'82% di tutti i veicoli elettrici nel 2022.

La struttura dei costi dei motori elettrici, calcolata in media per le tre tipologie principali, è approssimativamente suddivisa in un settanta per cento dei costi dei materiali, inclusi i semilavorati come il filo per avvolgimenti o i magneti permanenti, e un trenta per cento dei costi di produzione. I seicento grammi di neodimio in un motore medio costano tra i settantacinque e i centocinquanta dollari, a seconda delle condizioni di mercato. Tra i costi aggiuntivi rientra anche il disprosio, che stabilizza i magneti alle alte temperature. Il valore dei magneti permanenti in terre rare per i motori di trazione è stimato tra i milleduecento e i milleseicento yuan per veicolo.

I motori sincroni a eccitazione esterna eliminano i costi delle materie prime, ma richiedono un'elettronica di potenza aggiuntiva per alimentare il rotore. Tuttavia, il calcolo dei costi complessivi è più favorevole, poiché il risparmio sui costi dei magneti compensa ampiamente la maggiore complessità dell'elettronica. Inoltre, vengono eliminati i rischi associati alla volatilità dei prezzi e ai colli di bottiglia nella fornitura. I processi produttivi sono sostanzialmente simili per le varie tipologie di motore, quindi non è necessaria alcuna infrastruttura di produzione fondamentalmente nuova.

I motori asincroni rappresentano l'alternativa più conveniente, poiché non richiedono né magneti permanenti né complesse alimentazioni del rotore. Il loro design semplice, con rotore a gabbia di scoiattolo o ad anelli collettori, li rende robusti e a bassa manutenzione. Tesla ha utilizzato questa tecnologia nei primi modelli e continua a utilizzarla per i sistemi di trazione integrale in combinazione con motori a magneti permanenti. Lo svantaggio principale risiede nella loro minore efficienza, particolarmente evidente a carico parziale. A parità di potenza, i motori asincroni sono circa il trenta percento più grandi dei motori a magneti permanenti, con conseguente aumento di peso e spazio di installazione.

Le differenze di efficienza hanno un impatto diretto sull'autonomia. Un motore a magneti permanenti può raggiungere un'efficienza del 97%, mentre un motore asincrono raggiunge il 93%. Questa differenza di quattro punti percentuali si traduce in circa il cinque percento di autonomia in meno, con un consumo energetico di 15 kilowattora ogni 100 chilometri. Con una batteria da 70 kilowattora, ciò corrisponde a circa 25 chilometri, un valore accettabile per molte applicazioni.

I motori sincroni a eccitazione esterna raggiungono efficienze superiori al 95%, posizionandosi solo marginalmente al di sotto dei motori a magneti permanenti. In determinate condizioni operative, in particolare durante la guida prolungata in autostrada ad alta velocità, possono essere ancora più efficienti, poiché non subiscono perdite per trascinamento dovute ai magneti permanenti. Il controllo flessibile della corrente del rotore consente una regolazione precisa del campo magnetico in base alle diverse condizioni di carico, ottimizzando l'efficienza in un ampio intervallo operativo.

Economie di scala e dinamiche di mercato fino al 2030

Il mercato dei motori elettrici sta vivendo una crescita esponenziale. Si prevede che le vendite globali di sistemi di propulsione elettrica più che raddoppieranno, passando da 272 miliardi di euro nel 2025 a 634 miliardi di euro nel 2030. Di questi, il 60% (389 miliardi di euro) sarà attribuibile a celle e packaging per batterie, mentre il 30% (186 miliardi di euro) sarà attribuibile ai sistemi di propulsione elettrica.

Queste economie di scala ridurranno significativamente i costi di produzione per tutti i tipi di motore. Mentre i costi di produzione dei motori a magneti permanenti beneficiano dell'automazione e della standardizzazione, i costi delle materie prime rimangono volatili. I motori sincroni e asincroni a eccitazione esterna, d'altra parte, possono realizzare pienamente economie di scala perché le loro principali componenti di costo sono rame, ferro ed elettronica, i cui prezzi sono più stabili e le catene di approvvigionamento sono più diversificate.

La distribuzione regionale della produzione di celle per batterie rimane problematica. Entro il 2030, si prevede che la Cina controllerà il 70% della capacità globale, la Corea del Sud il 15% e l'Europa solo il 5%. Questa dipendenza, aggravata dalla carenza di materie prime, sottolinea il fatto che l'Europa sta perdendo valore aggiunto a favore dell'Asia. Tra i 500 e gli 800 euro di costi di produzione delle batterie per veicolo confluiscono in Asia, il che, dati i milioni di veicoli prodotti, ha ripercussioni economiche significative.

La quota di mercato delle diverse tipologie di motori cambierà. Mentre la quota dei motori elettrici a terre rare era ancora all'82% nel 2022, si prevede che scenderà a circa il 70% entro il 2030. Ciò non significa la fine dei motori a magneti permanenti, ma una significativa diversificazione dei concetti di azionamento. Le tecnologie alternative guadagneranno quote di mercato, in particolare nei segmenti in cui l'efficienza dei costi è più importante della massima densità di potenza.

Le previsioni indicano che la quota di mercato globale dei veicoli elettrici a batteria aumenterà dal 15% nel 2022 a quasi il 60% nel 2035. Questa massiccia crescita comporterà un aumento esponenziale della domanda di motori, aumentando ulteriormente la pressione sulle tecnologie alternative. Ogni punto percentuale di quota di mercato guadagnata dai motori senza magneti equivale a 600.000 unità, sulla base dei circa 60 milioni di veicoli prodotti ogni anno in tutto il mondo.

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Resilienza strategica nella catena di fornitura

L'industria automobilistica sta riconoscendo sempre più che la resilienza della supply chain non è solo una questione di gestione del rischio, ma di sopravvivenza strategica. Venti materie prime sono considerate critiche per la trasformazione dell'industria automobilistica, con un'elevata rilevanza strategica e una forte dipendenza dalle importazioni extraeuropee. Oltre alle terre rare, queste includono litio, cobalto, nichel, grafite e vari altri metalli.

Gli esperti raccomandano un approccio multilivello per rafforzare la resilienza. In primo luogo, è necessaria la trasparenza riguardo a domanda, offerta, prezzi e criticità delle materie prime attraverso un monitoraggio più approfondito. In secondo luogo, è necessario diversificare i fornitori e stabilire partnership strategiche. In terzo luogo, l'economia circolare dovrebbe essere intensificata attraverso il riciclo, anche se questo ha un impatto limitato a breve termine a causa dell'espansione del mercato. In quarto luogo, è necessario sviluppare tecnologie che sostituiscano o riducano al minimo le materie prime critiche.

Il nuovo regolamento UE sulle materie prime critiche, adottato nel maggio 2022, fissa obiettivi ambiziosi: entro il 2030, il 10% della domanda di materie prime strategiche dovrebbe provenire dall'attività mineraria europea. Il giacimento di terre rare di Per Gejer, nella Svezia settentrionale, potrebbe svolgere un ruolo chiave in questo senso, con riserve stimate di oltre un milione di tonnellate di ossidi metallici. Tuttavia, ci vorranno dai 10 ai 15 anni prima che queste risorse raggiungano il mercato, poiché l'esplorazione, l'ottenimento dei permessi e lo sviluppo delle infrastrutture richiedono tempo.

Il riciclo contribuirà in modo significativo alla sicurezza dell'approvvigionamento a lungo termine. Per metalli di base come alluminio, nichel e rame, le materie prime secondarie costituiscono già una quota significativa della produzione. Tuttavia, per dodici delle venti materie prime critiche, il tasso di riciclo è ancora ben al di sotto del cinque percento. Il nuovo regolamento UE sulle batterie impone quote di riciclo più elevate e i processi idrometallurgici consentono già il recupero di litio, nichel e cobalto dalle batterie agli ioni di litio. Il progetto UE SUSMAGPRO mira a recuperare materiali magnetici da veicoli elettrici e turbine eoliche dismessi.

Lo sviluppo di motori senza magneti è la soluzione più elegante in questo contesto, poiché affronta il problema alla radice. Invece di diversificare le filiere dipendenti o di impegnarsi in un costoso riciclo, questa tecnologia elimina completamente la dipendenza. Il risparmio economico è considerevole, considerando che ogni anno vengono prodotti milioni di veicoli, ognuno dei quali richiederebbe 600 grammi di neodimio e altri elementi delle terre rare.

Adatto a:

• L'avvertimento di un trader di materie prime: come il controllo sulle terre rare sta mettendo in ginocchio l'industria europea

Implicazioni di politica industriale per l'Europa

L'Europa si trova in una posizione precaria tra la trasformazione tecnologica e la crescente dipendenza. Il dominio della Cina si estende all'intera filiera dell'elettromobilità, dalla produzione di materie prime e batterie alla produzione di veicoli. Senza un'azione decisa, è imminente una massiccia perdita di creazione di valore industriale e di posti di lavoro.

Lo sviluppo di motori senza magneti offre all'Europa un'opportunità di riposizionamento strategico. Aziende come BMW, ZF, Mahle e Renault possiedono competenze leader in questa tecnologia e possono stabilire standard prima che i concorrenti asiatici raggiungano il traguardo. La leadership tecnologica in questo settore potrebbe rivelarsi un vantaggio competitivo decisivo, proprio come l'ingegneria tedesca ha stabilito standard di riferimento per i motori a combustione interna per decenni.

Gli investimenti in tecnologie motoristiche alternative sono moderati rispetto alla portata complessiva della trasformazione. BMW investirà oltre un miliardo di euro a Steyr entro il 2030, una cifra gestibile data l'importanza strategica dello stabilimento. ZF e Mahle stanno investendo cifre simili. Questi investimenti non solo creano indipendenza tecnologica, ma garantiscono anche posti di lavoro altamente qualificati in Europa.

Il quadro politico deve supportare questo sviluppo. Promuovere la ricerca e lo sviluppo, accelerare i processi di approvazione per gli impianti di produzione e potenzialmente offrire incentivi temporanei per l'utilizzo di motori senza magneti potrebbe accelerare l'espansione del mercato. Gli Stati Uniti hanno già dimostrato con il Defense Production Act come l'estrazione di materie prime possa essere integrata con le politiche di sicurezza. L'Europa deve sviluppare strumenti simili invece di affidarsi esclusivamente alla regolamentazione.

Un altro aspetto importante è la standardizzazione e l'interoperabilità di diverse tipologie di motore. Se le piattaforme dei veicoli possono passare in modo flessibile da un concetto di propulsione all'altro, la resilienza dei produttori aumenta. BMW lo sta già dimostrando con la sua apertura tecnologica, producendo in parallelo sia motori a combustione interna che diversi tipi di propulsione elettrica. Questa flessibilità consente di reagire rapidamente ai cambiamenti del mercato e alle difficoltà di approvvigionamento.

Le dinamiche competitive globali si stanno intensificando.

La battaglia per la leadership tecnologica nell'elettromobilità si sta intensificando. La Cina sta cercando di consolidare il proprio dominio attraverso l'integrazione verticale lungo l'intera catena del valore. I controlli sulle esportazioni di terre rare e tecnologie correlate rientrano in questa strategia. Allo stesso tempo, la Cina sta investendo massicciamente nella produzione interna di veicoli elettrici, con produttori cinesi come BYD, SAIC e Geely che stanno rapidamente guadagnando quote di mercato anche in Europa.

Gli Stati Uniti stanno rispondendo con una combinazione di incentivi agli investimenti, restrizioni alle importazioni e partnership strategiche. L'Inflation Reduction Act sta stanziando centinaia di miliardi di dollari per le tecnologie verdi, rendendo allo stesso tempo più costosi i prodotti cinesi attraverso i dazi. Donald Trump ha minacciato dazi fino al 200% se la Cina non avesse fornito magneti realizzati con terre rare in modo affidabile. Sebbene questa politica aggressiva crei pressioni a breve termine, non risolve il problema strutturale della dipendenza.

I recenti sviluppi indicano un temporaneo allentamento delle tensioni: in seguito all'incontro tra il presidente Xi Jinping e Donald Trump a Busan nell'ottobre 2025, la Cina ha annunciato la sospensione dei controlli sulle esportazioni per un anno. In cambio, gli Stati Uniti hanno revocato alcune sanzioni contro le aziende cinesi. Tuttavia, questa tregua tattica non modifica la vulnerabilità fondamentale delle catene di approvvigionamento occidentali.

L'India si sta posizionando sempre più come terza forza in questa competizione. Con i suoi ambiziosi obiettivi climatici, che mirano alla neutralità carbonica entro il 2070, e un mercato automobilistico in rapida crescita, il Paese offre un potenziale enorme. Concentrarsi sui motori senza magneti potrebbe conferire all'India un vantaggio competitivo, evitando gli errori delle precedenti dipendenze. L'iniziativa Make in India supporta questa strategia attraverso requisiti di localizzazione e incentivi agli investimenti.

Anche il Giappone e la Corea del Sud svolgono un ruolo importante, in particolare nella produzione di batterie. Aziende come LG Energy Solutions, Samsung SDI e Panasonic controllano quote significative della produzione globale di celle per batterie. La loro competenza nell'elettronica di potenza e nella scienza dei materiali le rende partner preziosi per le case automobilistiche europee che cercano di diversificare le proprie catene di fornitura.

Limiti tecnologici e potenziale di innovazione

Lo sviluppo di motori senza magneti non è alla fine, ma all'inizio del suo ciclo di ottimizzazione. Mentre i motori a magneti permanenti sono stati costantemente migliorati per decenni, concetti alternativi sono ancora in fasi relativamente iniziali di sviluppo. Ciò significa un potenziale significativo di miglioramento in termini di efficienza, densità di potenza e costi.

Un approccio promettente prevede l'impiego di magneti in ferrite, basati sul ferro anziché sulle terre rare. Sebbene la loro intensità di campo magnetico sia inferiore di circa il 50-70% rispetto a quella dei magneti al neodimio delle stesse dimensioni, progetti di motori intelligenti possono compensare gran parte di questa differenza. L'azienda giapponese Proterial ha sviluppato un azionamento che raggiunge la stessa densità di potenza con solo il 20% di materiale magnetico in più. In combinazione con concetti ad alta velocità, come quelli implementati da Tesla nel suo motore Plaid con velocità fino a 20.000 giri al minuto, i motori in ferrite potrebbero diventare competitivi.

La digitalizzazione dei processi di sviluppo accelera significativamente l'innovazione. Mahle utilizza algoritmi evolutivi per simulare diversi progetti di motori, consentendo l'identificazione delle configurazioni ottimali molto più rapidamente rispetto ai metodi convenzionali. Questi processi automatizzati possono non solo modificare i parametri geometrici delle lamiere elettriche, ma anche ottimizzare gli avvolgimenti e i materiali. Il risparmio di tempo rispetto ai metodi di sviluppo tradizionali varia da diversi mesi ad anni.

L'integrazione di motore, trasmissione ed elettronica di potenza in assali elettrici altamente integrati offre ulteriori potenziali di ottimizzazione. BMW lo dimostra con il suo sistema modulare che, grazie a superfici di flangia ridotte al minimo, instradamento integrato dei fluidi e assemblaggio semplificato, riduce sia le potenziali fonti di errore che i costi. La combinazione della tecnologia a 800 volt con l'elettronica di potenza al carburo di silicio aumenta ulteriormente l'efficienza e riduce i tempi di ricarica.

I progressi nella scienza dei materiali per l'avvolgimento di fili, lamiere elettriche e sistemi di isolamento migliorano costantemente le prestazioni. La tecnologia di avvolgimento a forcina brevettata da BorgWarner, ad esempio, consente una maggiore densità di rame nello statore, con conseguente aumento di potenza ed efficienza. Innovazioni simili in altri componenti si traducono in significativi miglioramenti complessivi.

Valutazione economica dei costi di trasformazione

I costi economici della dipendenza dalle terre rare sono difficili da quantificare, ma considerevoli. Oltre ai costi diretti delle materie prime e alla loro volatilità, si verificano costi opportunità strategici quando le aziende devono rinviare le decisioni di investimento a causa dell'incertezza delle catene di approvvigionamento o tenere conto dei premi di rischio. Le perdite di produzione causate dalle restrizioni cinesi alle esportazioni a metà del 2025 illustrano questa vulnerabilità.

Gli investimenti in tecnologie alternative, d'altro canto, sono relativamente moderati e si ripagano rapidamente. Un miliardo di euro per lo stabilimento BMW di Steyr sembra elevato, ma è ridimensionato dalla sua importanza strategica e dal volume di produzione. Con una capacità produttiva annua di diverse centinaia di migliaia di motori e un risparmio sui costi da cento a duecento euro per unità dovuto all'eliminazione dei magneti, il periodo di ammortamento è di soli pochi anni.

Gli effetti macroeconomici di una sostituzione tecnologica di successo sarebbero considerevoli. Se tutti i veicoli elettrici prodotti in Europa fossero dotati di motori senza magneti, si eliminerebbero ogni anno importazioni di materie prime per diverse centinaia di milioni di euro. Ancora più importanti sarebbero l'autonomia strategica e l'indipendenza dagli sconvolgimenti geopolitici. Garantire la creazione di valore industriale e posti di lavoro altamente qualificati giustifica il finanziamento pubblico di queste tecnologie.

Gli effetti sull'occupazione sono contrastanti. Da un lato, si perdono posti di lavoro nella produzione di motori a combustione, mentre dall'altro ne vengono creati di nuovi nella produzione di motori elettrici. BMW prevede di impiegare in futuro circa 1.000 persone nell'assemblaggio di motori elettrici presso il suo stabilimento di Steyr. A seconda dell'andamento della domanda globale, entro il 2030 metà dell'intera forza lavoro potrebbe essere impiegata nella mobilità elettrica. L'apertura tecnologica dell'azienda, che le consente di produrre parallelamente diversi sistemi di propulsione, garantisce un'occupazione a lungo termine.

Aspetti di sostenibilità oltre la dipendenza dalle materie prime

L'impatto ambientale dei motori senza magneti va oltre la semplice riduzione delle materie prime problematiche. L'estrazione di terre rare causa danni ambientali significativi attraverso l'uso di grandi quantità di sostanze chimiche che inquinano terreni e corsi d'acqua. La lavorazione di questi materiali richiede molta energia e genera rifiuti tossici. Anche se i miglioramenti tecnologici possono ridurre l'impatto ambientale, l'impronta ecologica rimane significativa.

I motori sincroni a eccitazione esterna e i motori asincroni sono costituiti principalmente da rame, ferro, alluminio e componenti elettronici. Sebbene questi materiali non siano esenti da problemi, la loro estrazione è consolidata, meno dannosa per l'ambiente e meglio regolamentata. Soprattutto, sono significativamente più facili da riciclare. Mentre i magneti permanenti richiedono complessi processi di separazione, rame e ferro possono essere recuperati attraverso i metodi convenzionali di riciclaggio dei rottami.

L'impronta di CO2 nella produzione si riduce fino al 50% per i motori senza magneti, come dimostra ZF per il suo motore I2SM. Renault quantifica la riduzione per il suo motore E7A al 30%. Questi risparmi derivano non solo dall'eliminazione dei magneti, ma anche dalla semplificazione delle catene di approvvigionamento, poiché i componenti meno complessi devono essere trasportati su lunghe distanze.

L'impatto ambientale complessivo di un veicolo elettrico dipende in modo significativo dalla produzione della batteria e dalla fonte di energia elettrica. Il sistema di propulsione rappresenta solo una parte dell'impatto ambientale. Tuttavia, ogni contributo al miglioramento è rilevante, soprattutto se può essere ottenuto senza compromettere le prestazioni. La maggiore durata e la migliore riciclabilità dei motori senza magneti supportano ulteriormente questa tecnologia.

Motori elettrici senza magneti: l'opportunità per l'Europa di raggiungere la leadership tecnologica

Lo sviluppo di motori elettrici senza magneti è a un punto di svolta. La tecnologia è sufficientemente matura per la produzione di massa, come ha dimostrato BMW, e allo stesso tempo esiste ancora un notevole potenziale di ottimizzazione. Le turbolenze geopolitiche legate alle terre rare creano un forte incentivo per i produttori a passare a concetti alternativi. Le argomentazioni economiche favoriscono sempre più le soluzioni senza magneti, poiché le economie di scala amplificano i vantaggi in termini di costi.

Per l'industria automobilistica europea, il messaggio è chiaro: la leadership tecnologica nei motori senza magneti è una necessità strategica, non un'opzione. Gli investimenti sono gestibili, ma i rischi sono enormi se la dipendenza persiste. I governi dovrebbero sostenere questo sviluppo attraverso finanziamenti per la ricerca, approvazioni accelerate e incentivi di mercato potenzialmente temporanei.

Diversificare il portafoglio motori è fondamentale. Non tutte le applicazioni richiedono la massima densità di potenza; spesso, i motori asincroni o sincroni a eccitazione separata sono perfettamente adeguati. Una segmentazione intelligente basata sui profili di requisiti ottimizza il pacchetto complessivo di costi, prestazioni e resilienza strategica.

La standardizzazione di interfacce e piattaforme facilita l'utilizzo flessibile di diverse tipologie di motore. Ciò offre ai produttori maggiore flessibilità e consente loro di reagire rapidamente ai cambiamenti del mercato. La modularità dei moderni assali elettrici supporta già questo approccio, ma deve essere ulteriormente sviluppata in modo coerente.

A livello internazionale, la cooperazione con partner affidabili è essenziale. Giappone, Corea del Sud e India offrono potenziale per partnership tecnologiche e integrazione della supply chain, andando oltre il predominio cinese. L'istituzione di un ordine mondiale multipolare per le tecnologie critiche aumenta la stabilità e riduce la vulnerabilità al ricatto.

Parallelamente, è necessario promuovere l'economia circolare. Anche se i motori senza magneti riducono la dipendenza, altre materie prime essenziali come il litio e il cobalto rimangono rilevanti. Le tecnologie di riciclo e i concetti di estrazione mineraria urbana possono contribuire in modo significativo alla sicurezza dell'approvvigionamento a medio termine. Il quadro normativo previsto dalla Direttiva UE sulle batterie indica già la giusta direzione.

L'industria automobilistica sta affrontando forse la sua più grande trasformazione dall'invenzione dell'automobile. L'elettrificazione è inevitabile, ma il modo in cui questa trasformazione viene plasmata rimane malleabile. I motori elettrici senza magneti sono più di una semplice alternativa tecnica. Rappresentano un'opportunità per riconquistare autonomia strategica e garantire la creazione di valore industriale in Europa. La svolta è più vicina di quanto molti pensino. BMW li sta già producendo e altri seguiranno presto. La domanda non è più se, ma quanto velocemente questa tecnologia diventerà la nuova norma. La Cina può anche controllare le terre rare oggi, ma l'Europa può stabilire gli standard per la mobilità senza di loro domani.

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☑️ Piattaforme di trading B2B globali e digitali

☑️ Pioneer Business Development/Marketing/PR/Fiere

Focus del settore: B2B, digitalizzazione (dall'intelligenza artificiale alla realtà aumentata), ingegneria meccanica, logistica, energie rinnovabili e industria

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