Kiinan ja Yhdysvaltojen välisten jännitteiden lisääntyminen on ohjannut länsimaiset sähköautonvalmistajat vähentämään harvinaisiin maametalleihin perustuvien kestomagneettien käyttöä, kertoo Mining.com artikkelissaan. Kestomagneetit ovat keskeinen komponentti sähköautojen moottoreissa.
Kestomagneeteissa käytettyjä metalleja löytyy itse asiassa laajasti ympäri maailmaa, mutta niiden jalostaminen on teknisesti ja ympäristön kannalta haastavaa, muistuttaa Mining.com. Kiina on päässyt vuosikymmenten saatossa hallitsevaan asemaan harvinaisten maametallien ja kestomagneettien tuottajana (ks. kuva 1 alla).
Kuva 1. Harvinaisten maametallien globaali tuotanto vuonna 2020 (Kuva: Roskill)
Kun magneettien kysyntä kasvaa uusiutuvan energian teknologioiden myötä, edessä voi olla todellinen pula harvinaisista maametalleista ja kestomagneeteista, varoittavat analyytikot.
Kuva 2. International Energy Agency (IEA) on ennustanut harvinaisten maametallien kysynnälle vahvaa kasvua siirryttäessä päästöttämään energiana. (Lähde: IEA)
Autonvalmistajat yrittäneet jo vuosia korvata harvinaisia maametalleja
Osa autonvalmistajista on jo pitkään etsinyt tapoja korvata harvinaiset maametallit autoissaan. Nyt ryhmä autonvalmistajia, joiden tuotanto edustaa lähes puolta koko markkinasta, kertoo rajoittavansa harvinaisten maametallien käyttöä, kertoo Mining.com artikkelissaan Reutersin selvitykseen viitaten.
Länsimaiset autonvalmistajat eivät ole huolissaan pelkästään harvinaisten maametallien saatavuudesta, vaan myös niiden suurista hintaheilahteluista sekä harvinaisten maametallien tuotannon aiheuttamista ympäristövahingoista.
Kuva 3. Adamas Intelligence ennustaa kovan kysynnän aiheuttavan pulaa kestomagneeteista. (Lähde: Mining.com / Adamas Intelligence 2021)
Keskiössä neodyymi-pohjaiset kestomagneetit
Harvinaisiin maametalleihin pohjautuvat magneetit, jotka valmistetaan useimmiten neodyymistä, ovat paras tapa toteuttaa sähköauton moottori. Kiina hallitsee 90 prosenttia neodyymin kaupasta maailmassa.
Kuva 4. Neorem Magnets valmistaa Ulvilassa laadukkaita NdFeB-kestomagneetteja (kuva: Neorem Magnets)
Neodyymioksidin hinta yli tuplaantui viime vuonna ja hinta on edelleen korkealla. Yhdysvaltain kauppaministeriö kertoi kesäkuussa tutkivansa neodyymi-pohjaisten kestomagneettien maahantuonnin vaikutuksia maan kansalliseen turvallisuuteen, kertoo Mining.com artikkelissaan.
Kestomagneetit tuovat energiatehokkuutta
Harvinaisiin maametalleihin pohjautuvia kestomagneetteja käyttävät sähköautot kuluttavat vähemmän akkujen energiaa, joten niillä pystyy ajamaan pidemmän matkan yhdellä latauksella.
Kestomagneetteihin pohjautuvat moottorit ovat olleet itsestään selvä valinta sähköautoihin jo pitkään. Siinä missä länsimaiset autonvalmistajat pyrkivät vähentämään kestomagneettien käyttöä, niiden kiinalaiset valmistajat tuottavat täyttä häkää kestomagneetteihin perustuvia sähköautoja.
Reutersin haastatteleman kiinaisen harvinaisten maametallien tuottajien edustajan mukaan Kiina pystyy kyllä toimittamaan kaikki autoteollisuuden tarvitsemat kestomagneetit, jos ei mietitä geopoliittisiä jännitteitä, kertoo Mining. com
Autonvalmistavat etsivät vaihtoehtoja
Yksi kestomagneeteille vaihtoehtoja etsivä autonvalmistaja on Nissan, jonka kertoi Reutersille luopuvansa harvinaisten maametallien käytöstä uudessa Ariya-mallissaan.
BMW teki saman tempun iX3-citymaasturinsa kohdalla. Myös kaksi maailman suurinta autonvalmistajaa, Toyota ja Volkswagen ovat kertoneet Reuterisille vähentävänsä harvinaisten maametallien käyttöä autoissaan, kertoo Mining.com artikkelissaan.
JATO Dynamics myyntilukujen pohjalta laskien autonvalmistajat, jotka vastasivat 46 prosentista kevyiden ajoneuvojen myynnistä vuonna 2020, ovat kertoneet luopuneensa, suunnittelevansa luopuvansa tai ainakin vähentävät harvinaisten maametallien käyttöä sähköautoissa, kertoo Mining.com artikkelissaan.
Kestomagneetteihin pohjautuva moottori yleisin sähköautoissa
Rho Motion esitteli sähköautojen moottoreiden teknologioita, trendejä ja tulevia teknisiä ratkaisuja heinäkuussa 2021 järjestetyssä webinaarissa. Kuvassa 3 alla on esimerkkejä yleisimmistä sähköautojen moottorityypeistä ja niitä käyttävistä autonvalmistajista.
Kuva 5. Sähköautoissa käytettyjä moottorityyppejä. (Lähde: Rho Motion 2021)
Rho Motionin mukaan harvinaisiin maametalleihin pohjautuvia kestomagneetteja käyttävä PMSM-moottori (Permanent Magnet Synchronous Motor) on niin yleinen, että voidaan puhua jopa teollisuusstandardista. Tätä taustaa vasten Reutersin selvityksen viesti on hieman yllättävä. Vaikka Reutersin selvityksessä mainitut autonvalmistajat vastaavat merkittävästä osuudesta sähköautojen markkinoista, kyse taitaa olla kuitenkin vielä pitkään yksittäisistä automalleista, joissa harvinaisiin maametalleihin pohjautuvista kestomagneeteista luovutaan kokonaan tai joissa harvinaisten maametallien määrää muutoin pyritään vähentämään.
Kuva 6. Sähköautoissa käytettyjä moottorityyppejä. (Lähde: Rho Motion 2021)
Sähköautot ja tuulivoimalat rakastavat neodyymiä
Neodyymillä on supervoimia. Tyypillisessä sähköautoissa on jopa 3 kg neodyymiin pohjautuvia kestomagneetteja. Neodyymi-magneetissa on noin 18 kertaa enemmän magneettista energiaa kuin perusmagneetissa, kertoi brittiläinen magneettivalmistaja Reutersille.
Markkinatutkimuslaitos Adamas Intelligencen tilastojen mukaan neodyymi-pohjaisten kestomagneettien kysyntä sähköautoissa kasvoi viime vuonna 35 % yhteensä 6 600 tonniin.
Kestomagneetteja tarvitaan myös tuulivoimaloiden turbiineissa, joiden asennusmäärä kasvoi 53 % viime vuonna.
Länsimaissa ei ole valmistusta pariinkymmeneen vuoteen
Viimeisten kahden vuosikymmenen ajan länsimaat ovat olleet sivussa harvinaisten maametallien tuotannosta, johon liittyy monimutkaista prosessointia ja usein myrkyllisiä sivutuotteita. Tästä johtuen Kiina hallitsee tänä päivänä koko tuotantoketjua. Mielenkiintoista taustatietoa tästä kehityksestä löytyy sivustomme artikkelista maaliskuulta 2021.
Harvinaisten maametallien kaivostuotannosta ja jalostuksesta puhutaan paljon, mutta kestomagneettien valmistuksesta Kiinalla on vieläkin tiukempi ote, muistuttaa markkinatutkimuslaitos Roskillin asiantuntija.
Viime viikolla kerroimme tällä sivustolla harvinaisten maametallien jalostuksesta Neo Performance Materialsin tuotantolaitoksella Virossa.
(Julkaistu 20.7.2021)
Lähteet:
- China frictions steer electric automakers away from rare earth magnets. Mining.com, 19 July 2021.
- EV Motors: Technologies, trends and future systems. Rho Motion EV & Battery Seminar Series Summer 2021.
- How the United States Handed China its Rare Earth Monopoly. Foreign Policy, 27 Oct 2020.
Lisää aiheesta:
