您的位置：首頁 >綜合 > 財經要聞 >
價格屠夫特斯拉“砍向”永磁電機：不用稀土是進化的選擇，還是無奈的放棄
“價格屠夫”特斯拉繼續(xù)朝制造端擠壓成本，這一次瞄準的是永磁電機。在剛結束的年度投資者日活動上，特斯拉動力總成工程副總裁Colin Campbell提到，特斯拉下一代永磁驅動電機中完全不使用任何稀土材料。
(資料圖片)
對此，多位稀土行業(yè)相關人士告訴財聯(lián)社記者，“目前完全可以替代稀土永磁的技術不存在”、“短期內是不可能發(fā)生的”，中國稀土行業(yè)協(xié)會相關人士更是對財聯(lián)社記者直言“沒有可能”。不過，財聯(lián)社記者通過和電機技術專家交流獲悉，要實現(xiàn)不用稀土的永磁電機目前已有清晰路線，可替代的磁材也有幾種。
有新能源汽車行業(yè)人士對財聯(lián)社記者表示，從綜合性能來看，目前使用稀土原料的永磁同步電機最具優(yōu)勢。如果不用稀土，勢必會影響新能源汽車整車續(xù)航；若不使用重稀土，不但會增加驗證，而且客戶或會借此砍價。
“主動進化”還是“迫不得已”？
Colin Campbell表示，在2017年至2022年期間，由于提高了傳動系統(tǒng)的效率，他們已成功地將新Model 3驅動模塊的稀土使用量減少了25%。根據(jù)現(xiàn)場幻燈片展示，在特斯拉現(xiàn)行使用的電機中，三種稀土元素分別使用了500g、10g和10g。據(jù)特斯拉透露，下一代電機將三種稀土元素的用量都降至0g。
業(yè)內猜測，特斯拉展示的三個稀土元素中，第一個元素可能是釹，另外兩個是鏑和鋱。有業(yè)內人士認為，特斯拉只是說下一代電機不用稀土元素，其他部位可能還會繼續(xù)用。
多位業(yè)內人士對財聯(lián)社記者分析表示，促使特斯拉“放棄稀土造電機”的原因主要有兩方面：一方面是美國稀土供應不足，主要依賴進口；另一方面是目前稀土價格偏高。梁亞非對財聯(lián)社記者指出，稀土材料是電機成本最大的部分，約占3成以上。
據(jù)外媒報道，2018年3月特斯拉Model 3車型將放棄使用感應電機改為永磁同步電機。生意社數(shù)據(jù)顯示，2018年初稀土指數(shù)為332，該指數(shù)值于2022年2月24日達到峰值1007，相較2018年初增長了203.3%。截至2023年3月2日，生意社稀土指數(shù)為612，較2018年初增長了84.3%。
事實上，受資源限制和稀土價格波動影響，國外團隊一直在研究稀土的替代品。據(jù)彭博等外媒報道，2022年10月，劍橋大學一團隊和來自奧地利的合作者發(fā)現(xiàn)了一種制造新型磁性材料鐵-鎳(tetrataenite)的新方法，有望成為稀土永磁的替代品。
“目前新能源汽車釹鐵硼永磁材料的消耗量約占市場需求量的1/3左右，可以說，新能源車對稀土永磁的需求支撐了市場和價格。如果特斯拉開發(fā)出成本更低的永磁電機，其他新能源車企也會跟進，受影響的不僅僅是目前新能源汽車對稀土永磁的需求量，還包括未來新能源汽車需求的增長空間。不僅如此，其他行業(yè)也會跟進。對稀土行業(yè)來說，這是一個顛覆性的事情。”某業(yè)內資深人士對記者如是說。
對于特斯拉不用稀土的下一代電機計劃，中科三環(huán)相關人士回應財聯(lián)社記者表示，“市場上大多數(shù)的主流汽車品牌可能都是公司的客戶。目前能夠完完全全替代稀土的技術和產品還看不到，如果特斯拉能實現(xiàn)，影響確實還挺大的。但它能不能實現(xiàn)，這完全是一個未知數(shù)。”
3月2日，廣晟有色（600259.SH）證券部人士表示，“目前行業(yè)最先進的晶界滲透技術僅可以減少鏑、鋱等中重稀土的添加量約50%-70%，特斯拉所謂的不使用稀土僅是簡短的一條新聞，并未說明其替代產品或者解決方案，同時行業(yè)內也沒有其他可替代稀土的重大技術性突破。個人認為，如果特斯拉完全不用稀土的話，產品效率可能達不到標準?！?/p>
從永磁材料發(fā)展的角度來看，目前釹鐵硼永磁材料是第三代永磁材料。據(jù)了解，第四代永磁材料納米復合材料和稀土鐵氮（碳）系材料仍在研發(fā)中。這意味著，稀土永磁商業(yè)化應用還有很長的路要走。
不用稀土將影響新能源車續(xù)航
電機是新能源汽車的三大核心零部件之一，被譽為新能源汽車的“心臟”。目前，市面上常見電機有永磁同步電機和交流異步電機，二者各有優(yōu)劣。
具體來看，永磁同步電機更節(jié)能、更輕量化，但是它需要用到稀土材料，因此造價成本更高；而交流異步電機雖具有價格優(yōu)勢，但其功率和扭矩更低，體積也更大。
所謂永磁，是指在制造電機轉子時加入永磁體，使電機的性能得到進一步提升。中商產業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，永磁同步電機的成本構成中永磁體的占比最大，約44.9%；交流異步同步電機成本構成中，定子鐵芯疊片的占比最大為37.8%。
業(yè)內普遍認為，從綜合性能來看，永磁同步電機最具優(yōu)勢。相關數(shù)據(jù)顯示，2021年國內新能源車永磁同步電機裝機比例已超過98%。
上海梅賽德斯奔馳車輛技術有限公司技術總監(jiān)穆青對財聯(lián)社記者稱，“續(xù)航里程是新能源車的核心痛點之一，永磁同步電機的高效率能更好地提高續(xù)航里程。隨著高性能釹鐵硼永磁體和電力電子元件的進一步發(fā)展，永磁同步電機也進一步完善，更符合綠色發(fā)展理念?！?/p>
值得一提的是，特斯拉最早采用的就是不用稀土的交流感應電機，但從Model 3開始采用永磁直流電機，并最終在其他車型上也使用了這一款電機。
穆青表示，“如果不用稀土，常規(guī)來說影響新能源汽車整車續(xù)航；不用重稀土的話，目前業(yè)內沒有嘗試過，因此需要花時間去驗證，會導致研發(fā)費用增加?！北本┬履茉雌嚬煞萦邢薰倦婒屜到y(tǒng)總師梁亞非則認為，不用重稀士不但會增加驗證，而且客戶會借此砍價。
新能源汽車的爆發(fā)式增長，是拉動稀土永磁需求上漲的重要因素之一。據(jù)國金證券研究所測算，預計2023年新能源車釹鐵硼占比從15%上升至26%。
另據(jù)研究機構EVTank預測，2025年全球新能源汽車銷量將超1200萬輛。中科三環(huán)（000970.SZ）董秘此前表示，就目前的平均情況而言，每臺新能源汽車中釹鐵硼永磁材料的用量大約在2.5公斤左右。據(jù)此計算，2025全球新能源汽車對稀土磁材的需求量將達3萬噸。
值得關注的是，新能源汽車的高速發(fā)展，驅動稀土永磁相關上市公司業(yè)績高增長。比如，中科三環(huán)預計2022年實現(xiàn)歸母凈利潤6.5億元至9.5億元，同比增長62.96%-138.17%；金力永磁（300748.SZ）預計2022年實現(xiàn)歸母凈利潤7億元至8.3億元，同比增長55%-85%。中科三環(huán)和金力永磁也是特斯拉稀土永磁的主要供應商。
永磁電機具備不用稀土的路徑
據(jù)財聯(lián)社記者了解，從技術突破上來說，永磁電機不依賴稀土具備技術路徑，具體包括鐵氧體電機、開關磁阻電機、EESM-電勵磁同步電機等。此外，可替代并且已經商業(yè)化應用的永磁材料有鋁鎳鈷（AlNiCo）、鐵氧體和釤鈷永磁幾種類型。
一位不愿具名的業(yè)內資深人士對財聯(lián)社記者稱，“馬斯克一直在做一些顛覆性的事情，但我現(xiàn)在想不出特斯拉會用啥材料。他沒有說特斯拉電機何時起不用稀土，這是最大的bug。如果不使用稀土的話，鋁鎳鈷是一種，但它的磁性能肯定沒有稀土永磁好?！?/p>
公開資料顯示，鋁鎳鈷是最早開發(fā)出來的一種永磁材料，是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金，于20世紀30年代問世。上世紀60年代以后，隨著鐵氧體永磁和稀土永磁的相繼問世，鋁鎳鈷永磁在電機中的應用逐步被取代。換言之，若采用鋁鎳鈷永磁將意味著“開倒車”。
中金有色3月2日速評指出，鐵氧體一直是低端領域稀土釹鐵硼的替代品，其性能、體積等各方面都很難達到釹鐵硼的水平，可以用在一些退而求其次的領域，比如汽車上的一些微電機，但是全面替代稀土永磁實際上是開了技術上的倒車；至于釤鈷永磁，它本身就含有稀土元素釤，具有放射性，目前僅用于軍工、航天等領域，在新能源車角度進行替代可謂是得不償失。
技術路徑而言，梁亞非對財聯(lián)社記者表示，開關磁阻電機不用稀土，但NVH（聲振粗糙度）問題較大，礦用機械使用較多；EESM-電勵磁同步電機高速效率更好，適合高速競爭力基因較強的車型和品牌，如BMW，但其CLTC（中國輕型汽車行駛工況）效率比永磁同步差；鐵氧體電機對于溫度比較敏感，最核心就是影響續(xù)航。
梁亞非進一步表示，“我覺得特斯拉下一代電機不使用稀土不是不可能。特斯拉作為一個主機廠，有可能以效率或者續(xù)航的損失，來應對可能的供應鏈緊張或者成本問題。它本身就是從異步電動機（感應電動機）起步，異步電動機效率也低，它都能接受?！?/p>
中金公司有色行業(yè)首席分析師齊丁也認為，特斯拉想做材料轉換的原因是他們意識到全球對于稀土及磁材的需求加速，可能會帶來稀土的供不應求，因此想尋求別的解決方法?！斑@無疑是對稀土及磁材供需偏緊最好的印證。”
齊丁同時表示，特斯拉設計下一代的永磁驅動電機，只不過不用稀土材料。“這說明，從技術路線上，此前特斯拉最初在Roadster使用的感應異步電機很難卷土重來?！?/p>
