Електродвигуни без рідкоземельних елементів: ця німецька технологія нарешті робить нас незалежними від Китаю.

BMW вже робить це в серійному виробництві: геніальний трюк з двигуном, який рятує індустрію електромобілів

Автомобільна промисловість зараз переживає одну з найважливіших трансформацій у своїй історії, але ця зміна виявляє критичну вразливість: залежність від рідкоземельних елементів для електродвигунів стала геополітичним фактором ризику, що загрожує всій стратегії електрифікації західних автовиробників. Те, що довго вважалося технічною необхідністю, все частіше виявляється переборною перешкодою. BMW вже серійно виробляється, Mahle та ZF наближаються до ринкової готовності, і навіть в Індії компанії інтенсивно працюють над розробкою електродвигунів, які функціонують повністю без цієї критично важливої ​​сировини. Питання вже не в тому, чи здійснять ці технології прорив, а в тому, коли ці технології досягнуть прориву.

Китайське домінування як системний ризик

Глобальна залежність від Китаю щодо рідкоземельних елементів досягла розмірів, що значно перевищують звичайні ринкові концентрації. Китай контролює приблизно 60 відсотків світового виробництва та 90 відсотків переробки цієї стратегічно важливої ​​сировини. Це домінування не є випадковістю, а радше результатом десятиліть державних інвестицій у гірничодобувні потужності та технології переробки. У той час як західні країни нехтували видобутком рідкоземельних елементів через високі екологічні витрати та складні методи переробки, Пекін рано усвідомив стратегічне значення цієї сировини для технологій 21 століття.

Нещодавні події чітко демонструють крихкість цієї односторонньої залежності. 4 квітня 2025 року Китай вперше запровадив експортний контроль для семи рідкоземельних елементів, включаючи диспрозій і тербій, які є важливими для високопродуктивних магнітів в електродвигунах. 9 жовтня цей контроль був значно розширений, включивши ще п'ять елементів, а також технології для видобутку, переробки та переробки. Станом на 1 грудня 2025 року іноземні компанії навіть потребують дозволів, якщо вони бажають експортувати продукцію, що містить китайські рідкоземельні елементи, до третіх країн.

Ці заходи свідчать про новий рівень економічної війни. Китай використовує свій контроль над сировиною не лише як важіль впливу проти США, але й як інструмент для контролю над усіма ланцюгами створення вартості. Поєднання обмежень на експорт сировини та контролю за передачею технологій створює подвійну залежність, яка ставить європейських та американських автовиробників у стратегічно невигідне становище. Диспрозій і тербій, так звані важкі рідкоземельні елементи, що роблять магніти більш термостійкими та ефективними, майже повністю виробляються в Китаї. Поставки з М'янми є особливо проблематичними, оскільки її політична нестабільність створює додаткові ризики для поставок.

Економічний вплив цих заходів контролю проявляється в різких коливаннях цін. Кілограм неодиму, який коштував близько 65 доларів у 2020 році, зріс до 223 доларів у 2022 році, а потім знову впав приблизно до 123 доларів. Середній двигун з постійними магнітами містить приблизно 600 грамів неодиму, а це означає, що вартість сировини лише для магнітів може значно коливатися. Ця волатильність робить розрахунки невизначеними та змушує виробників додавати премії за ризик, що зрештою знижує їхню конкурентоспроможність.

Підходить для цього:

• Рідкісні землі: домінування сировини Китаю з переробкою, дослідженнями та новими мінами з залежності від сировини?

Технологічний контррух набирає обертів.

Реакцією автомобільної промисловості на цю залежність є технологічний наступ, який впроваджує в серійне виробництво різні концепції двигунів без рідкоземельних елементів. BMW є лідером зі своїм п'ятим поколінням електроприводів, які використовуються в iX3 з 2021 року і зараз виробляються серійно. Рішення про використання синхронних двигунів із зовнішнім збудженням було прийнято після інтенсивної попередньої розробки, в якій були розглянуті всі альтернативи. Завод BMW у Штайрі розпочав серійне виробництво шостого покоління для автомобілів Нового класу в липні 2025 року, з інвестиціями понад один мільярд євро до 2030 року.

Синхронний двигун з окремо збудженим магнітним полем генерує не постійні магніти, а електричний струм, який подається в ротор через контактні кільця, що не потребують обслуговування. Ця технічна інновація повністю усуває залежність від неодиму та диспрозію без значної втрати продуктивності. Завдяки цій технології BMW досягає ефективності понад 95 відсотків у найпоширеніших умовах руху. Двигуни доступні в різних класах потужності, від 140 до 360 кіловат, на основі двох варіантів діаметра статора.

Вирішальна перевага полягає не лише у відсутності критично важливої ​​сировини, але й у їхніх експлуатаційних характеристиках. Синхронні двигуни із зовнішнім збудженням можна вимикати, що усуває втрати на опір під час руху накатом. Під час тривалих поїздок автомагістралями на високих швидкостях вони демонструють кращу ефективність, ніж двигуни з постійними магнітами, оскільки енергія не втрачається через постійні магнітні поля. Крім того, точне керування струмом ротора дозволяє оптимально адаптуватися до змінних умов навантаження, що ще більше підвищує ефективність.

Mahle застосовує ще більш радикальний підхід зі своїм безмагнітним двигуном SCT, який працює за рахунок індуктивної, а отже, безконтактної передачі енергії через обертовий трансформатор. Ця технологія повністю виключає механічний знос і досягає видатної ефективності, особливо на високих швидкостях. Двигун оснащений інноваційною інтегрованою системою охолодження олією, яка розсіює тепло саме там, де воно генерується. Безперервна вихідна потужність перевищує дев'яносто відсотків пікової потужності, що має вирішальне значення для вимогливих застосувань, таких як рух електровантажівок у гірській місцевості або повторні спринтерські заїзди. Mahle планує запустити цю технологію в серійне виробництво приблизно у 2024 році.

Наприкінці 2024 року компанія ZF Friedrichshafen отримала нагороду CLEPA Innovation Award за свій синхронний двигун з індуктивним збудженням у роторі. У цій системі енергія магнітного поля передається через індуктивний збудник усередині валу ротора, що призводить до надзвичайно компактного двигуна з максимальною щільністю потужності та крутного моменту. Порівняно зі звичайними системами із зовнішнім збудженням, індуктивний збудник зменшує втрати енергії при передачі до ротора на п'ятнадцять відсотків. Відмова від щіткових елементів або контактних кілець робить додаткові ущільнення непотрібними, а двигун потребує до дев'яноста міліметрів менше осьового монтажного простору. Викиди CO2 від виробництва зменшуються до п'ятдесяти відсотків порівняно з двигунами з постійними магнітами.

Renault у співпраці з Valeo розробляє двигун третього покоління потужністю 200 кіловат, виробництво якого заплановано на 2027 рік. Цей двигун E7A не потребує рідкоземельних елементів і, маючи ту саму вихідну потужність, приблизно на 30 відсотків компактніший за сучасні моделі. Технологія його ротора використовує обмотані котушки замість постійних магнітів, що зменшує викиди CO2 від виробництва на 30 відсотків. Крім того, двигун розроблений для систем на 800 вольт, що значно скорочує час заряджання акумулятора. Поточний Renault Megane E-Tech та новий Renault 5 вже використовують цю технологію без магнітів.

Наздоганяння Індії як геополітичний фактор

Особливої ​​уваги заслуговує швидкість, з якою індійські компанії розробляють альтернативні технології двигунів. Sterling Gtake E-Mobility у своїй лабораторії площею 3500 квадратних футів у Фарідабаді працює над реактивними двигунами, використовуючи технологію, ліцензовану від Advanced Electric Machines, яка не потребує рідкоземельних елементів. Сім провідних індійських автовиробників вже тестують ці двигуни, і якщо вони будуть успішно перевірені, комерційне виробництво може розпочатися протягом року, значно раніше запланованого 2029 року.

Прискорення цього розвитку є прямою реакцією на експортні обмеження Китаю у квітні 2025 року. Індія, яка має амбітні цілі щодо розширення електромобільності, вважає себе особливо вразливою, оскільки майже не має власних потужностей з переробки рідкісноземельних елементів. Незважаючи на п'яті за величиною запаси у світі, країні бракує необхідної переробної інфраструктури. Уряд зараз вивчає стимули для видобутку та переробки, а також партнерство з японськими та південнокорейськими компаніями.

У вересні 2025 року компанія Simple Energy стала першим індійським виробником, який почав комерційно виробляти потужні двигуни без використання рідкоземельних елементів. Запатентована архітектура двигуна, повністю розроблена власними дослідницькими та розробницькими групами, замінює важкі магніти з рідкоземельних елементів оптимізованими з'єднаннями та власними алгоритмами для контролю нагрівання та крутного моменту в режимі реального часу. Виробництво здійснюється на об'єкті площею 200 000 квадратних футів у Хосурі, штат Тамілнад, з 95-відсотковим рівнем локалізації по всьому ланцюжку поставок.

Компанія Chara Technologies, що базується в Бангалору, у жовтні 2025 року отримала фінансування серії A у розмірі 6 мільйонів доларів США для збільшення виробництва електродвигунів без рідкоземельних елементів з 20 000 до 100 000 одиниць на рік. Стартап розробляє конструкції двигунів з перемиканням реактивних та магнітних потоків, які використовують передову електромагнітну технологію замість постійних магнітів. Цей успіх може зробити Індію третім центром у світовому ланцюжку поставок електромобілів, окрім Китаю та Заходу.

Британська компанія Advanced Electric Machines (AEM) забезпечила семизначне партнерство в розробці з одним з найбільших світових постачальників автомобільної продукції, річний дохід якого сягає десятків мільярдів. AEM стверджує, що її електродвигуни використовуватимуть безпечні, перероблювані та легкодоступні матеріали, такі як сталь та алюміній, і за продуктивністю перевершать двигуни з постійними магнітами. Серійне виробництво заплановано на кінець десятиліття.

Економічна оцінка технологічних альтернатив

Економічний аналіз різних концепцій двигунів розкриває складну картину компромісів та потенціалу оптимізації. Синхронні двигуни з постійними магнітами досягають найвищої щільності потужності та ефективності в середньому діапазоні швидкостей, з ефективністю понад дев'яносто відсотків у більшості умов руху. Їхня компактна конструкція забезпечує більший запас ходу з тією ж ємністю акумулятора, що робить їх найкращою концепцією приблизно для вісімдесяти двох відсотків усіх електромобілів у 2022 році.

Структура собівартості електродвигунів, усереднена за трьома основними типами, приблизно поділяється на сімдесят відсотків матеріальних витрат, включаючи напівфабрикати, такі як обмотувальний дріт або постійні магніти, та тридцять відсотків виробничих витрат. Шістсот грамів неодиму в середньому двигуні коштують від сімдесяти п'яти до ста п'ятдесяти доларів, залежно від ринкових умов. Додаткові витрати включають диспрозій, який стабілізує магніти за високих температур. Вартість рідкоземельних постійних магнітів для тягових двигунів оцінюється приблизно в тисячу двісті-тисячу шістсот юанів на транспортний засіб.

Синхронні двигуни із зовнішнім збудженням усувають ці витрати на сировину, але потребують додаткової силової електроніки для живлення ротора. Однак загальний розрахунок витрат є більш сприятливим, оскільки економія на витратах на магніти більш ніж компенсує складнішу електроніку. Крім того, усуваються ризики, пов'язані з волатильністю цін та вузькими місцями в постачанні. Виробничі процеси значною мірою схожі для різних типів двигунів, тому не потрібна принципово нова виробнича інфраструктура.

Асинхронні двигуни є найекономічнішою альтернативою, оскільки вони не потребують ні постійних магнітів, ні складних джерел живлення ротора. Їхня проста конструкція з ротором з короткозамкненим ротором або ковзним кільцем робить їх надійними та невибагливими до обслуговування. Tesla використовувала цю технологію в ранніх моделях і продовжує використовувати її для систем повного приводу в поєднанні з двигунами з постійними магнітами. Основним недоліком є ​​їхня нижча ефективність, що особливо помітно при частковому навантаженні. За тієї ж вихідної потужності асинхронні двигуни приблизно на тридцять відсотків більші за двигуни з постійними магнітами, що призводить до додаткової ваги та місця для встановлення.

Різниця в ефективності безпосередньо впливає на запас ходу. Двигун з постійними магнітами може досягти ефективності 97 відсотків, тоді як асинхронний двигун — 93 відсотки. Ця різниця в чотири відсотки означає приблизно на п'ять відсотків менший запас ходу при споживанні енергії 15 кіловат-годин на 100 кілометрів. З акумулятором ємністю 70 кіловат-годин це відповідає приблизно 25 кілометрам, що є прийнятним для багатьох застосувань.

Синхронні двигуни із зовнішнім збудженням досягають ККД понад 95 відсотків, що ставить їх лише незначно нижче, ніж двигуни з постійними магнітами. У певних умовах експлуатації, особливо під час тривалої їзди по автомагістралях на високих швидкостях, вони можуть бути навіть ефективнішими, оскільки не зазнають втрат на опір через постійні магніти. Гнучке керування струмом ротора дозволяє точно регулювати магнітне поле відповідно до різних умов навантаження, оптимізуючи ККД у широкому робочому діапазоні.

Економія масштабу та динаміка ринку до 2030 року

Ринок електродвигунів переживає різке зростання. Прогнозується, що світові продажі систем електроприводу зростуть більш ніж удвічі, зростаючи з 272 мільярдів євро у 2025 році до 634 мільярдів євро у 2030 році. З них 60 відсотків євро (389 мільярдів євро) припадатиме на акумуляторні елементи та упаковку, тоді як 30 відсотків євро (186 мільярдів євро) припадатиме на електроприводи.

Ця економія масштабу значно знизить виробничі витрати для всіх типів двигунів. Хоча виробничі витрати на двигуни з постійними магнітами виграють від автоматизації та стандартизації, витрати на сировину залишаються нестабільними. З іншого боку, синхронні та асинхронні двигуни із зовнішнім збудженням можуть повністю реалізувати економію масштабу, оскільки їхніми основними компонентами витрат є мідь, залізо та електроніка, ціни на які стабільніші, а ланцюги поставок більш диверсифіковані.

Регіональний розподіл виробництва акумуляторних елементів залишається проблематичним. Очікується, що до 2030 року Китай контролюватиме 70 відсотків світових потужностей, Південна Корея – 15 відсотків, а Європа – лише 5 відсотків. Ця залежність, що посилюється дефіцитом сировини, підкреслює той факт, що Європа втрачає додану вартість на користь Азії. Виробництво акумуляторів на один автомобіль коштує від 500 до 800 євро, що, враховуючи мільйони вироблених автомобілів, має значні економічні наслідки.

Частка ринку різних типів двигунів зміниться. Хоча частка рідкоземельних електродвигунів у 2022 році все ще становила 82 відсотки, очікується, що до 2030 року вона впаде приблизно до 70 відсотків. Це не означає кінець двигунів з постійними магнітами, а значну диверсифікацію концепцій приводів. Альтернативні технології завойовуватимуть частку ринку, особливо в сегментах, де економічна ефективність важливіша за максимальну щільність потужності.

Прогнози передбачають, що частка світового ринку електромобілів на акумуляторах зросте з 15 відсотків у 2022 році до майже 60 відсотків у 2035 році. Це масове зростання означатиме експоненціальне зростання попиту на двигуни, що ще більше посилить тиск на альтернативні технології. Кожен відсотковий пункт частки ринку, отриманий безмагнітними двигунами, дорівнює 600 000 одиниць, виходячи з приблизно 60 мільйонів автомобілів, що виробляються у світі щороку.

Скористайтеся перевагами великого, п'ятикратного досвіду Xpert.Digital у комплексному пакеті послуг | Дослідження та розробки, XR, PR та оптимізація цифрової видимості - Зображення: Xpert.Digital

Xpert.digital має глибокі знання в різних галузях. Це дозволяє нам розробити кравці, розроблені стратегії, пристосовані до вимог та проблем вашого конкретного сегменту ринку. Постійно аналізуючи тенденції на ринку та здійснюючи розвиток галузі, ми можемо діяти з передбаченням та пропонувати інноваційні рішення. З поєднанням досвіду та знань ми створюємо додаткову цінність та надаємо своїм клієнтам вирішальну конкурентну перевагу.

Детальніше про це тут:

• Використовуйте 5 -разову компетентність xpert.digital в одній упаковці - від 500 € на місяць

Стратегічна стійкість у ланцюжку поставок

Автомобільна промисловість дедалі більше усвідомлює, що стійкість ланцюгів поставок – це не лише питання управління ризиками, а й стратегічного виживання. Двадцять видів сировини вважаються критично важливими для трансформації автомобільної промисловості, оскільки вони мають високу стратегічну важливість та сильну залежність від імпорту з-за меж Європи. Окрім рідкоземельних елементів, до них належать літій, кобальт, нікель, графіт та різні інші метали.

Експерти рекомендують багаторівневий підхід до зміцнення стійкості. По-перше, необхідна прозорість щодо пропозиції, попиту, цін та критичної важливості сировини шляхом посиленого моніторингу. По-друге, постачальники повинні бути диверсифіковані, а стратегічні партнерства встановлені. По-третє, циркулярну економіку слід активізувати шляхом переробки, навіть якщо це має обмежений короткостроковий вплив через зростання ринку. По-четверте, слід розробляти технології, які замінюють або мінімізують критичну сировину.

Новий регламент ЄС щодо критично важливої ​​сировини, прийнятий у травні 2022 року, ставить амбітні цілі: до 2030 року десять відсотків попиту на стратегічну сировину мають забезпечуватися європейським видобувним бізнесом. Родовище рідкісноземельних елементів Пер-Гейєр на півночі Швеції може відіграти в цьому ключову роль, з оціночними запасами понад один мільйон тонн оксидів металів. Однак, знадобиться від десяти до п'ятнадцяти років, щоб ці ресурси потрапили на ринок, оскільки розвідка, отримання дозволів та розвиток інфраструктури потребують часу.

Переробка зробить значний внесок у безпеку постачання в довгостроковій перспективі. Для базових металів, таких як алюміній, нікель та мідь, вторинна сировина вже становить значну частку виробничих ресурсів. Однак для дванадцяти з двадцяти критично важливих видів сировини рівень переробки все ще значно нижчий за п'ять відсотків. Новий Регламент ЄС щодо акумуляторів передбачає збільшення квот на переробку, а гідрометалургійні процеси вже дозволяють відновлювати літій, нікель та кобальт з літій-іонних акумуляторів. Проект ЄС SUSMAGPRO спрямований на відновлення магнітних матеріалів зі списаних електромобілів та вітрових турбін.

Розробка безмагнітних двигунів є найелегантнішим рішенням у цьому контексті, оскільки воно вирішує проблему в корені. Замість диверсифікації залежних ланцюгів поставок або дорогої переробки, ця технологія повністю усуває залежність. Економічна економія є значною, враховуючи, що щорічно виробляються мільйони транспортних засобів, кожен з яких потребує 600 грамів неодиму, а також інших рідкоземельних елементів.

Підходить для цього:

• Попередження торговця сировинними товарами: як контроль над рідкісноземельними елементами ставить європейську промисловість на коліна

Наслідки промислової політики для Європи

Європа опинилася в хиткому становищі між технологічною трансформацією та зростаючою залежністю. Домінування Китаю поширюється на весь ланцюжок створення вартості електромобільності, від виробництва сировини та акумуляторів до виробництва автомобілів. Без рішучих дій неминуча масова втрата промислової вартості та робочих місць.

Розробка безмагнітних двигунів пропонує Європі можливість для стратегічного перепозиціонування. Такі компанії, як BMW, ZF, Mahle та Renault, володіють провідним досвідом у цій технології та можуть встановлювати стандарти, перш ніж азійські конкуренти їх наздоженуть. Технологічне лідерство в цій галузі може виявитися вирішальною конкурентною перевагою, подібно до того, як німецька інженерія десятиліттями встановлювала стандарти для двигунів внутрішнього згоряння.

Інвестиції в альтернативні технології двигунів є помірними порівняно із загальним масштабом трансформації. BMW інвестує понад один мільярд євро в Steyr до 2030 року, що є керованим, враховуючи стратегічне значення заводу. ZF та Mahle інвестують аналогічні суми. Ці інвестиції не лише створюють технологічну незалежність, але й гарантують висококваліфіковані робочі місця в Європі.

Політична база повинна підтримувати цей розвиток. Сприяння дослідженням і розробкам, прискорення процесів затвердження виробничих потужностей і потенційне пропонування тимчасових стимулів для використання безмагнітних двигунів можуть пришвидшити вихід на ринок. США вже продемонстрували Законом про оборонне виробництво, як видобуток сировини може бути інтегрований з політикою безпеки. Європа повинна розробити аналогічні інструменти, замість того, щоб покладатися виключно на регулювання.

Стандартизація та сумісність різних типів двигунів є ще одним важливим аспектом. Якщо автомобільні платформи можуть гнучко перемикатися між різними концепціями приводу, це підвищує стійкість виробників. BMW вже демонструє це своєю технологічною відкритістю, виробляючи паралельно як двигуни внутрішнього згоряння, так і різні електроприводи. Така гнучкість дозволяє швидко реагувати на зміни ринку та вузькі місця в постачанні.

Глобальна конкурентна динаміка посилюється.

Боротьба за технологічне лідерство в електромобільності загострюється. Китай намагається закріпити своє домінування шляхом вертикальної інтеграції в усьому ланцюжку створення вартості. Експортний контроль над рідкоземельними елементами та пов'язаними з ними технологіями є частиною цієї стратегії. Водночас Китай значно інвестує у власне виробництво електромобілів, а китайські виробники, такі як BYD, SAIC та Geely, швидко завойовують частку ринку в Європі.

США реагують поєднанням інвестиційних стимулів, обмежень імпорту та стратегічних партнерств. Закон про скорочення інфляції надає сотні мільярдів доларів на зелені технології, водночас роблячи китайську продукцію дорожчою через тарифи. Дональд Трамп погрожував тарифами до 200 відсотків, якщо Китай не постачатиме надійні магніти, виготовлені з рідкісноземельних елементів. Хоча ця агресивна політика створює короткостроковий тиск, вона не вирішує структурну проблему залежності.

Останні події свідчать про тимчасове послаблення напруженості: після зустрічі президента Сі Цзіньпіна та Дональда Трампа в Пусані в жовтні 2025 року Китай оголосив про призупинення посиленого експортного контролю на один рік. У відповідь США скасували деякі санкції проти китайських компаній. Однак ця тактична перепочинок не змінює фундаментальної вразливості західних ланцюгів поставок.

Індія дедалі більше позиціонує себе як третя сила в цій конкуренції. Зі своїми амбітними кліматичними цілями, прагненням до вуглецевої нейтральності до 2070 року, та швидкозростаючим автомобільним ринком, країна пропонує величезний потенціал. Зосередження уваги на безмагнітних двигунах може дати Індії конкурентну перевагу, оскільки вона уникає помилок попередніх залежностей. Ініціатива «Зроблено в Індії» підтримує цю стратегію за допомогою вимог до локалізації та інвестиційних стимулів.

Японія та Південна Корея також відіграють важливу роль, особливо у виробництві акумуляторів. Такі компанії, як LG Energy Solutions, Samsung SDI та Panasonic, контролюють значну частину світового виробництва акумуляторних елементів. Їхній досвід у силовій електроніці та матеріалознавстві робить їх цінними партнерами для європейських автовиробників, які прагнуть диверсифікувати свої ланцюги поставок.

Технологічні обмеження та інноваційний потенціал

Розробка безмагнітних двигунів знаходиться не на кінці, а на початку циклу оптимізації. Хоча двигуни з постійними магнітами постійно вдосконалюються протягом десятиліть, альтернативні концепції все ще перебувають на відносно ранніх стадіях розробки. Це означає значний потенціал для підвищення ефективності, щільності потужності та вартості.

Перспективний підхід передбачає використання феритових магнітів, які базуються на залізі замість рідкоземельних елементів. Хоча напруженість їхнього магнітного поля приблизно на п'ятдесят-сімдесят відсотків нижча, ніж у неодимових магнітів того ж розміру, розумні конструкції двигунів можуть значною мірою компенсувати цю різницю. Японська компанія Proterial розробила привід, який досягає такої ж щільності потужності, маючи лише на двадцять відсотків більше магнітного матеріалу. У поєднанні з високошвидкісними концепціями, такими як ті, що впровадила Tesla у своєму двигуні Plaid зі швидкістю до двадцяти тисяч обертів на хвилину, феритові двигуни можуть стати конкурентоспроможними.

Цифровізація процесів розробки значно пришвидшує інновації. Mahle використовує еволюційні алгоритми для моделювання різних конструкцій двигунів, що дозволяє визначати оптимальні конфігурації набагато швидше, ніж за допомогою традиційних методів. Ці автоматизовані процеси можуть не тільки змінювати геометричні параметри листової електротехнічної сталі, але й оптимізувати схеми обмоток та матеріали. Економія часу порівняно з традиційними методами розробки коливається від кількох місяців до років.

Інтеграція двигуна, трансмісії та силової електроніки у високоінтегровані електронні осі пропонує додатковий потенціал для оптимізації. BMW демонструє це своєю модульною системою, яка завдяки мінімізованим поверхням фланців, інтегрованому маршруту прокладання матеріалів та спрощеному складанню зменшує як потенційні джерела помилок, так і знижує витрати. Поєднання 800-вольтової технології з силовою електронікою з карбіду кремнію ще більше підвищує ефективність та скорочує час заряджання.

Досягнення в матеріалознавстві для обмотувальних дротів, листів електротехнічної сталі та ізоляційних систем постійно покращують продуктивність. Наприклад, запатентована технологія шпилькового намотування BorgWarner забезпечує вищу щільність міді в статорі, що збільшує потужність та ефективність. Подібні інновації в інших компонентах призводять до значних загальних покращень.

Економічна оцінка витрат на трансформацію

Економічні витрати, пов'язані із залежністю від рідкоземельних елементів, важко виміряти, але вони значні. Окрім прямих витрат на сировину та їхньої волатильності, виникають стратегічні альтернативні витрати, коли компанії змушені відкладати інвестиційні рішення через невизначеність ланцюгів поставок або враховувати премії за ризик. Втрати виробництва, спричинені обмеженнями експорту Китаю в середині 2025 року, ілюструють цю вразливість.

З іншого боку, інвестиції в альтернативні технології є порівняно помірними та швидко окуповуються. Один мільярд євро для заводу BMW у Штайрі здається високою сумою, але враховуючи його стратегічне значення та обсяг виробництва, його можна розглядати в перспективі. З річною потужністю кількох сотень тисяч двигунів та економією від одного до двохсот євро на одиницю завдяки відмові від магнітів, термін окупності становить лише кілька років.

Макроекономічні наслідки успішної заміни технологій були б значними. Якби всі електромобілі, що виробляються в Європі, були оснащені безмагнітними двигунами, щорічно було б усунено імпорт сировини на суму кілька сотень мільйонів євро. Ще важливішою була б стратегічна автономія та незалежність від геополітичних потрясінь. Забезпечення створення промислової вартості та висококваліфікованих робочих місць виправдовує державне фінансування цих технологій.

Вплив на зайнятість неоднозначний. З одного боку, робочі місця втрачаються у виробництві двигунів внутрішнього згоряння, а з іншого боку, створюються нові у виробництві електродвигунів. BMW планує в майбутньому працевлаштувати близько 1000 осіб на складанні електродвигунів на своєму заводі в Штайрі. Залежно від світових тенденцій попиту, половина всієї робочої сили може працювати в сфері електромобільності до 2030 року. Технологічна відкритість компанії, яка дозволяє їй паралельно виробляти різні концепції приводів, забезпечує довгострокову зайнятість.

Аспекти сталого розвитку, що виходять за межі залежності від сировини

Вплив безмагнітних двигунів на навколишнє середовище виходить за рамки простого уникнення проблемної сировини. Видобуток рідкоземельних елементів завдає значної шкоди навколишньому середовищу через використання великої кількості хімічних речовин, що забруднюють ґрунти та водні шляхи. Обробка цих матеріалів є енергоємною та призводить до утворення токсичних відходів. Навіть якщо технологічні вдосконалення можуть зменшити вплив на навколишнє середовище, екологічний слід залишається значним.

Синхронні та асинхронні двигуни із зовнішнім збудженням складаються переважно з міді, заліза, алюмінію та електронних компонентів. Хоча ці матеріали не позбавлені проблем, їх видобуток добре налагоджений, менш шкідливий для навколишнього середовища та краще регулюється. Перш за все, їх значно легше переробляти. У той час як постійні магніти потребують складних процесів розділення, мідь та залізо можна відновити за допомогою традиційних методів переробки металобрухту.

Викиди CO2 у виробництві зменшуються до п'ятдесяти відсотків для двигунів без магнітів, як демонструє ZF для свого двигуна I2SM. Renault кількісно оцінює скорочення для свого двигуна E7A на рівні тридцяти відсотків. Ця економія є результатом не лише відмови від магнітів, але й спрощення ланцюгів поставок, оскільки менш складні компоненти необхідно транспортувати на великі відстані.

Загальний вплив електромобіля на навколишнє середовище значною мірою залежить від виробництва акумулятора та джерела електроенергії. Система приводу відповідає лише за частину впливу на навколишнє середовище. Тим не менш, кожен внесок у покращення є важливим, особливо якщо його можна досягти без шкоди для продуктивності. Довший термін служби та краща переробка безмагнітних двигунів ще раз підтверджують цю технологію.

Безмагнітні електродвигуни: шанс Європи на технологічне лідерство

Розробка безмагнітних електродвигунів перебуває на переломному етапі. Технологія достатньо зріла для масового виробництва, як продемонструвала BMW, водночас значний потенціал оптимізації все ще існує. Геополітичні потрясіння навколо рідкоземельних елементів створюють сильний стимул для виробників переходити до альтернативних концепцій. Економічні аргументи все частіше свідчать на користь безмагнітних рішень, оскільки економія масштабу посилює переваги у вартості.

Для європейської автомобільної промисловості послання чітке: технологічне лідерство в галузі безмагнітних двигунів є стратегічною необхідністю, а не варіантом. Інвестиції є керованими, але ризики величезні, якщо залежність збережеться. Уряди повинні підтримувати цей розвиток шляхом фінансування досліджень, прискореного отримання схвалень та потенційно тимчасових ринкових стимулів.

Диверсифікація портфоліо двигунів має вирішальне значення. Не кожна сфера застосування вимагає максимальної щільності потужності; часто асинхронні або синхронні двигуни з окремим збудженням цілком достатні. Інтелектуальна сегментація на основі профілів вимог оптимізує загальний пакет витрат, продуктивності та стратегічної стійкості.

Стандартизація інтерфейсів та платформ сприяє гнучкому використанню різних типів двигунів. Це надає виробникам більшу гнучкість та дозволяє їм швидко реагувати на зміни ринку. Модульність сучасних електричних осей вже підтримує цей підхід, але її слід послідовно розвивати.

На міжнародному рівні співпраця з надійними партнерами є надзвичайно важливою. Японія, Південна Корея та Індія пропонують потенціал для технологічного партнерства та інтеграції ланцюгів поставок поза межами китайського домінування. Встановлення багатополярного світового порядку для критично важливих технологій підвищує стабільність та зменшує вразливість до шантажу.

Циркулярну економіку необхідно просувати паралельно. Навіть якщо безмагнітні двигуни зменшать залежність, інші критично важливі сировинні матеріали, такі як літій та кобальт, залишаються актуальними. Технології переробки та концепції міського видобутку корисних копалин можуть значною мірою сприяти безпеці постачання у середньостроковій перспективі. Нормативна база, передбачена Директивою ЄС про акумулятори, вже вказує правильний напрямок.

Автомобільна промисловість, можливо, переживає найбільшу трансформацію з часів винаходу автомобіля. Електрифікація неминуча, але спосіб, у який ця трансформація формується, залишається гнучким. Безмагнітні електродвигуни – це більше, ніж просто технічна альтернатива. Вони представляють собою можливість повернути стратегічну автономію та забезпечити створення промислової вартості в Європі. Прорив ближчий, ніж багато хто думає. BMW вже виробляє їх, і інші незабаром наслідуватимуть його. Питання вже не в тому, чи стане вона такою, а в тому, як швидко ця технологія стане новою нормою. Китай може контролювати рідкоземельні елементи сьогодні, але Європа може встановити стандарти мобільності без них завтра.

☑ Наша ділова мова - англійська чи німецька

☑ Нове: листування на вашій національній мові!

Konrad Wolfenstein

Я радий бути доступним вам та моїй команді як особистого консультанта.

Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши тут контактну форму або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) . Моя електронна адреса: Вольфенштейн ∂ xpert.digital

Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.

☑ Підтримка МСП у стратегії, порадах, плануванні та впровадженні

☑ Створення або перестановка цифрової стратегії та оцифрування

☑ Розширення та оптимізація міжнародних процесів продажів

☑ Глобальні та цифрові торгові платформи B2B

☑ Піонерський розвиток бізнесу / маркетинг / PR / Мір

Наша глобальна галузева та бізнес-експертиза в розвитку бізнесу, продажах та маркетингу - Зображення: Xpert.Digital

Галузевий фокус: B2B, цифровізація (від штучного інтелекту до XR), машинобудування, логістика, відновлювані джерела енергії та промисловість

Детальніше про це тут:

• Бізнес-центр Xpert

Тематичний центр з аналітичними матеріалами та експертними знаннями:

• Платформа знань про світову та регіональну економіку, інновації та галузеві тенденції
• Збір аналізів, імпульсів та довідкової інформації з наших пріоритетних напрямків
• Місце для експертів та інформації про поточні розробки в бізнесі та технологіях
• Тематичний центр для компаній, які хочуть дізнатися про ринки, цифровізацію та галузеві інновації