Considerate indispensabile pentru performanță, pământurile rare, atât de des vehiculate în contextul geopolitic actual, au devenit în ultimii ani o vulnerabilitate strategică majoră. Dependente aproape integral de lanțuri de aprovizionare controlate de China, industriile vehiculelor electrice și aerospațială sunt forțate acum să regândească din temelii modul în care sunt proiectate motoarele electrice.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
În 2025, aproximativ 95% dintre motoarele utilizate în vehiculele electrice noi folosesc magneți pe bază de neodim–fier–bor (NdFeB), un material extras și procesat aproape exclusiv în China. Restricțiile la export impuse de Beijing și volatilitatea prețurilor au transformat rapid aceste materiale într-un risc geopolitic și industrial, afirmă Interesting Engineering.
„Pământurile rare au devenit o vulnerabilitate strategică semnificativă pentru producătorii auto”, avertizează analiștii din industrie. În consecință, companiile accelerează dezvoltarea de motoare fără pământuri rare: motoare asincrone (cu inducție), motoare cu excitație electrică (wound-field), motoare cu reluctanță comutată și alte arhitecturi care elimină complet magneții permanenți.
Potrivit S&P Global Mobility, cererea pentru motoare fără pământuri rare va crește cu aproximativ 15% pe an în următorul deceniu, iar ponderea acestora pe piața globală ar putea să se tripleze până în 2037.
Producători mari schimbă direcția
Schimbarea nu mai este teoretică. BMW utilizează deja motoare fără magneți din pământuri rare în modelele sale electrice actuale, precum iX3 și i4, bazate pe motoare cu excitație electrică. Volkswagen, General Motors, Nissan și alți producători au anunțat programe similare, iar furnizori majori precum Aptiv și BorgWarner caută alternative viabile.
Totuși, dependența rămâne ridicată. China controlează în prezent aproximativ 70% din extracția globală de pământuri rare și circa 90% din producția de magneți de acest gen. Un motor electric tipic pentru un vehicul electric conține în jur de 0,5 kilograme de astfel de materiale, aproape dublu față de un automobil cu motor termic.
Constructorii mizează pe tranziții graduale. Renault și Valeo dezvoltă împreună un motor complet lipsit de pământuri rare, cu intrare în producție estimată pentru 2027. Furnizorul german Vitesco plănuiește lansarea unui motor cu excitație electrică în 2026. Chiar și Tesla, cunoscută pentru utilizarea motoarelor asincrone, a confirmat că lucrează la unități de propulsie fără pământuri rare pentru modelele viitoare.
Mai mult decât o problemă de cost
Miza nu este doar economică. Exploatarea pământurilor rare implică deșeuri toxice, impact major asupra mediului. Ali Emadi, fondatorul companiei canadiene Enedym, subliniază că magneții pot reprezenta „40–50% din costul total al unui motor electric” și sunt „scumpi și problematici din punct de vedere ecologic”.
Această presiune este amplificată de inițiative legislative precum Ordinul Executiv al SUA privind materialele critice sau Actul european privind materiile prime critice, care încurajează diversificarea lanțurilor de aprovizionare.
Compromisuri tehnologice inevitabile
Renunțarea la magneții puternici NdFeB nu este lipsită de consecințe. Motoarele fără pământuri rare tind să aibăo eficiență ușor redusă, ceea ce implică adesea dimensiuni mai mari sau sisteme de răcire mai complexe.
Magneții de ferită, de exemplu, au doar aproximativ 10% din intensitatea câmpului magnetic a celor din neodim. În termeni practici, un motor electric care ar înlocui direct magneții NdFeB cu ferită ar trebui să fie de aproape trei ori mai mare pentru aceeași putere.
Testele confirmă aceste compromisuri. Motoarele asincrone pot avea limitări la turații mari din cauza încălzirii rotorului, iar motoarele cu reluctanță comutată au fost mult timp criticate pentru vibrații și zgomot.
Studiile recente arată însă eficiențe maxime de aproximativ 94% pentru motoarele asincrone, 91–92% pentru cele cu reluctanță comutată și până la 95% pentru motoarele cu excitație electrică, comparativ cu 94–97% pentru motoarele clasice cu magneți permanenți.
Cu toate acestea, progresele sunt evidente. Motoarele BMW cu excitație electrică ating densități de putere de 4–5 kW/kg, comparabile cu cele ale motoarelor cu magneți permanenți.
Eliminarea magneților aduce și beneficii clare
Motoarele fără magneți tolerează temperaturi mai ridicate și șocuri mecanice fără riscul de demagnetizare. Costurile de producție pot scădea cu 20–40%, datorită utilizării unor materiale abundente precum cuprul și oțelul și a unor lanțuri de aprovizionare mai simple.
Motoarele cu reluctanță comutată dezvoltate de Nidec au fost testate pe vehicule Land Rover Defender electrificate, unde au demonstrat o fiabilitate ridicată în condiții extreme.
În Canada, Enedym testează motoare fără magneți în vehicule industriale, inclusiv tractoare electrice operate în regim continuu de 18 ore. Rezultatele indică niveluri de zgomot și eficiență comparabile cu cele ale motoarelor convenționale.
În aviație, Safran Electrical & Power a obținut certificare europeană pentru motorul electric ENGINeUS 100, destinat aeronavelor ușoare și eVTOL, cu o densitate de putere de 5 kW/kg – un reper important pentru propulsia electrică aeriană.
Când vor deveni mainstream motoarele fără pământuri rare?
Primele aplicații comerciale există deja. Iar BMW iX3 și Nissan Ariya sunt exemple de producție de serie. Analiștii anticipează lansări moderate între 2026 și 2028 și o adopție pe scară largă până în jurul anului 2030.
Pământurile rare nu vor dispărea complet din industrie în viitorul apropiat, în special din segmentele de performanță maximă. Însă direcția este clară… după ani de cercetare și teste, motoarele electrice fără pământuri rare sunt pe punctul de a deveni o alternativă comercială viabilă.
