Harga Global Rare Earth dan dampaknya pada produksi motor EV pada tahun 2025

Perkenalan

Elemen tanah jarang (Rees) memainkan peran yang sangat diperlukan dalam kendaraan listrik, terutama dalam produksi motor listrik berkinerja tinggi. Motor sinkron magnet permanen (PMSM), yang memberi daya pada sebagian besar EV modern, bergantung pada magnet permanen berbasis bumi yang jarang untuk memberikan kepadatan torsi tinggi dan efisiensi energi.

Pada tahun 2025, industri EV tidak hanya berkembang pesat; Ini juga mengalami transformasi rantai teknologi dan pasokan. Di tengah evolusi ini, biaya dan ketersediaan tanah jarang muncul sebagai masalah kritis. Dengan pergeseran geopolitik, peraturan lingkungan, dan meningkatnya permintaan global, harga untuk tanah jarang utama seperti neodymium (ND) dan disprosium (DY) telah melihat fluktuasi yang signifikan, secara langsung mempengaruhi strategi produksi motorik. Artikel ini meneliti dinamika ini secara rinci.

Elemen Bumi Jarang di EV Motors: Tinjauan Umum

Kendaraan listrik (EV) semakin mengandalkan motor sinkron magnet permanen (PMSM) karena efisiensi yang tinggi, desain kompak, dan kepadatan torsi yang sangat baik. Keuntungan kinerja utama PMSM berasal dari penggunaan magnet permanen tanah jarang, yang mempertahankan medan magnet yang kuat tanpa memerlukan arus listrik yang konstan. Ini memungkinkan efisiensi energi yang unggul, terutama pada kecepatan rendah atau di bawah kondisi mengemudi start-stop.

Di jantung PMSM ini adalah magnet yang terbuat dari paduan neodymium-iron-boron (NDFEB). Magnet ini dianggap sebagai jenis magnet permanen komersial yang paling kuat yang tersedia, mampu secara signifikan meningkatkan kinerja motor. Untuk menyesuaikan sifat termal dan magnetiknya untuk lingkungan operasional EV yang menuntut, magnet NDFEB ini sering didoping dengan sejumlah kecil elemen tanah jarang yang berat, seperti:

• Dysprosium (DY):Ditambahkan untuk meningkatkan resistensi termal dan koersivitas - kemampuan magnet untuk menahan demagnetisasi pada suhu tinggi. Ini sangat penting karena PMSM di EV dapat mencapai suhu melebihi 150 ° C selama operasi yang berkepanjangan atau dalam mode mengemudi yang agresif.
• Terbium (TB):Menawarkan stabilitas termal yang bahkan lebih tinggi daripada disprosium dan kadang-kadang digunakan dalam EV berkinerja tinggi atau di kendaraan yang dirancang untuk beroperasi di iklim ekstrem (misalnya, kondisi gurun atau medan tugas berat).
• Praseodymium (PR):Dapat sebagian menggantikan neodymium dalam paduan untuk membantu mengoptimalkan ketersediaan biaya dan sumber daya sambil mempertahankan kekuatan magnetik yang memadai. Substitusi ini sangat menarik karena harga neodymium tetap tidak stabil karena risiko pasokan geopolitik.

Penggunaan materi khas dalam motor EV

Rata -rata, motor kendaraan listrik tunggal berisi 300 hingga 600 gram magnet permanen NDFEB. Ini mungkin tampak seperti jumlah kecil berdasarkan per-kendaraan, tetapi permintaan global agregat cukup besar. Dengan akselerasi yang cepat dari adopsi EV - diperkirakan untuk mencapai lebih dari 60 juta EV setiap tahun pada tahun 2030 - permintaan untuk bahan tanah jarang seperti neodymium dan disprosium diproyeksikan melambung.

Aplikasi di EV Powertrains

Dalam EVS, PMSM digunakan tidak hanya di motor traksi utama tetapi semakin dalam drive tambahan dan drivetrain listrik terintegrasi:

• Motor traksi:Ini adalah motor utama yang menggerakkan roda, biasanya terletak di gandar depan atau belakang atau diintegrasikan ke dalam poros elektronik. PMSM memberikan respons torsi cepat, membuatnya ideal untuk pengereman regeneratif dan akselerasi hemat energi.
• Starter-generator terintegrasi (ISGS):Beberapa sistem hibrida atau hibrida ringan menggunakan PMSM kompak untuk membantu mesin pembakaran internal selama fase startup atau meningkatkan.
• Steering Daya Listrik (EPS) dan pompa listrik:Subsistem ini juga dapat menggunakan PMSM yang lebih kecil yang ditingkatkan dengan magnet tanah jarang untuk efisiensi dan keandalan.

Kepentingan strategis dan tantangan rantai pasokan

Ketergantungan pada elemen tanah jarang di PMSM memperkenalkan beberapa masalah strategis dan ekonomi:

• Konsentrasi Pasokan:Lebih dari 85% dari kapasitas pemrosesan tanah jarang global dikendalikan oleh Cina, membuat industri EV rentan terhadap pembatasan ekspor, tarif, atau sengketa politik.
• Volatilitas Harga:Harga untuk DY dan ND dapat berfluktuasi secara dramatis berdasarkan perubahan dalam kebijakan ekspor, peraturan lingkungan, dan spekulasi pasar.
• Dampak Lingkungan:Menambang dan memproses tanah jarang dapat menjadi sumber daya dan polusi. Sumber dan daur ulang yang berkelanjutan dari tanah jarang menjadi tujuan industri yang kritis.

Alternatif teknologi dan inovasi

Untuk mengurangi ketergantungan pada tanah jarang, penelitian sedang berlangsung:

Desain motor bebas magnet, seperti motor induksi (IMS) dan motor keengganan beralih (SRM). Motor ini menghilangkan tanah jarang tetapi sering mengorbankan efisiensi atau membutuhkan elektronik kontrol yang kompleks.

Magnet bebas bumi langka yang berat, seperti teknologi difusi batas butir, yang dapat meningkatkan kinerja suhu tinggi NDFEB Magnet dengan penggunaan DY atau TB minimal.

Magnet Recycling: Perusahaan dan lembaga penelitian sedang mengembangkan metode untuk mengekstrak dan menggunakan kembali tanah jarang dari motor EV dan elektronik akhir kehidupan.

Tren Harga Bumi Jarang (2024-2025)

Selama 18 bulan terakhir, pasar tanah jarang telah mengalami perubahan harga yang substansial:

Faktor kunci yang mendorong lonjakan harga:

Pembatasan ekspor dari Cina: Sebagai pemasok dominan (lebih dari 60% dari output global), kuota China dan kebijakan penegakan lingkungan secara signifikan mempengaruhi pasokan global.

Ketidakstabilan di Myanmar: Sebagai produsen utama tanah jarang berat seperti DY dan TB, gangguan di Myanmar telah memperketat rantai pasokan global.

Ketegangan geopolitik: hambatan perdagangan, masalah keamanan nasional, dan kebutuhan akan sumber lokal telah meningkatkan biaya pengadaan.

Permintaan multi-sektor yang tumbuh: Di luar EV, turbin angin, robotika, dan teknologi militer semuanya bersaing untuk sumber daya tanah jarang terbatas.

Pasukan ini telah menyebabkan kenaikan harga REE tahun-ke-tahun, menciptakan tantangan penganggaran bagi produsen EV dan pemasok powertrain.

Dampak pada Produksi Motor EV

4.1. Implikasi biaya

Kenaikan harga tanah jarang telah secara langsung meningkatkan biaya produksi PMSM. Dalam beberapa kasus, OEM melaporkan kenaikan 10-18% dalam biaya komponen motorik. Ini menimbulkan tantangan besar bagi produsen EV rendah dan menengah yang sudah beroperasi dengan margin sempit.

4.2. Penyesuaian Desain Motor

Untuk mengurangi tekanan biaya ini, insinyur dan desainer sedang mengeksplorasi pendekatan alternatif:

Mengurangi Konten DY/TB: Meningkatkan Disipasi Panas dan Sistem Pendinginan untuk Menurunkan Persyaratan Magnet Suhu Tinggi.

Desain magnet yang dipasang di permukaan (SPM): Lebih mudah diproduksi dan dikonsumsi lebih sedikit tanah jarang daripada konfigurasi magnet interior.

Bahan magnetik alternatif: Menjelajahi magnet berbasis ferit atau topologi hibrida, meskipun ukuran atau efisiensi yang sering kompromi ini.

4.3. Penundaan produksi dan masalah pengadaan

Ketidakstabilan rantai pasokan telah menyebabkan pengiriman magnet tanah jarang yang tidak konsisten, menunda jadwal produksi untuk beberapa produsen, khususnya di India, Asia Tenggara, dan Eropa Timur.

Respons rantai pasokan dan adaptasi industri

5.1. Strategi OEM

Tesla: Secara aktif bekerja untuk menghilangkan tanah jarang dalam model dasar (misalnya, Model 3 RWD). Mengembangkan SRM yang diproduksi secara internal.

BYD: Diversifikasi pemasok dengan perjanjian baru di Afrika dan Amerika Selatan. Berinvestasi dalam daur ulang Ree.

Toyota: Memajukan desain PMSM yang dikurangi magnet dan penskalaan produksi magnet domestik.

5.2. Penyesuaian Pemasok Tingkat 1

Pemasok utama seperti Nidec, Bosch, dan ZF berinvestasi di:

Fasilitas Pemurnian REE Lokal di Asia Tenggara dan Amerika Utara

Teknologi daur ulang untuk mengekstraksi magnet dari kendaraan akhir dan elektronik

R&D ke dalam topologi motorik alternatif

5.3. Upaya daur ulang

Meskipun daur ulang magnet masih dalam tahap awal, ia mendapatkan momentum. Eropa dan Jepang memimpin tren ini, dengan program percontohan menunjukkan janji dalam menangkap neodymium dan disprosium dari limbah elektronik dan sistem baterai.

Perbandingan Regional: Cina, Eropa, dan AS

Sementara Cina tetap menjadi pemain paling berpengaruh di pasar tanah jarang, daerah lain mendorong lebih banyak kontrol dan transparansi melalui dukungan legislatif, insentif pajak, dan usaha patungan.

Pandangan masa depan: 2025 dan seterusnya

7.1. Proyeksi harga

Sementara harga mungkin tetap stabil hingga 2026, analis berharap:

Proyek pemurnian baru yang akan datang online di Australia, Vietnam, dan AS

Daur Ulang Ree untuk memenuhi hingga 15% dari permintaan pada tahun 2030

Menumbuhkan teknologi substitusi untuk mengurangi tekanan pada pasar DY dan TB

7.2. Inovasi teknis

Teknologi magnet baru yang sedang dikembangkan meliputi:

Besi Nitrida (Fe16n2): menjanjikan kinerja magnetik tinggi tanpa tanah jarang

Manganese-Bismuth (MNBI): tahan panas dan berkelanjutan

Motor fluks aksial: kompak dan efisien dengan lebih sedikit ketergantungan pada NDFEB tradisional

7.3. Lanskap kebijakan

Pemerintah semakin terlibat dalam strategi tanah jarang:

Undang -Undang Produksi Pertahanan AS telah mendanai beberapa proyek REE domestik

Undang -Undang Bahan Baku Kritis UE Mandat Standar Pengungkapan Konten dan Keberlanjutan REE

Pelacakan jejak karbon penambangan dan pemrosesan Ree sedang meningkat

Rekomendasi Strategis

Kesimpulan

Lansekap produksi motorik EV pada tahun 2025 secara intrinsik terkait dengan ekonomi dan logistik bahan tanah jarang. Karena permintaan terus naik dan pasokan tetap volatile, produsen harus mencapai keseimbangan antara kinerja, biaya, dan keberlanjutan.

Dari daur ulang hingga desain ulang, respons industri tidak hanya akan membentuk keterjangkauan kendaraan listrik, tetapi juga masa depan geopolitik dan lingkungan transportasi bersih. Karena penetapan harga tanah jarang menjadi lebih penting bagi strategi industri, adaptasi proaktif tidak lagi opsional - itu sangat penting.

Bagian FAQ

T1: Mengapa bahan tanah jarang penting dalam motor EV?
Mereka memungkinkan magnet kinerja tinggi yang diperlukan untuk motor PMSM yang ringkas, efisien, dan kuat.

T2: Dapatkah EV berfungsi tanpa tanah jarang?
Ya. Beberapa model menggunakan motor induksi atau keengganan, tetapi seringkali dengan pertukaran dalam ukuran atau efisiensi.

T3: Merek EV mana yang menjauh dari magnet tanah jarang?
Tesla, BMW, dan Toyota berinvestasi dalam desain magnet bebas bumi atau berkurang.

T4: Apa alternatif untuk neodymium dan dysprosium?
Alternatif termasuk magnet ferit, besi nitrida, dan desain motor hibrida seperti motor fluks aksial.