Preços globais de terras raras e seu impacto na produção motora de VE em 2025

Introdução

Os elementos de terras raras (REEs) desempenham um papel indispensável em veículos elétricos, particularmente na produção de motores elétricos de alto desempenho. Motores síncronos de ímã permanente (PMSMs), que alimentam a maioria dos EVs modernos, dependem de ímãs permanentes à base de terras raras para fornecer alta densidade de torque e eficiência energética.

Em 2025, a indústria de VE não está apenas crescendo rapidamente; Também está passando por uma transformação tecnológica e da cadeia de suprimentos. Em meio a essa evolução, o custo e a disponibilidade de terras raras emergiram como preocupações críticas. Com mudanças geopolíticas, regulamentos ambientais e aumento da demanda global, os preços das principais terras raras, como neodímio (ND) e disprósio (DY), viram flutuações significativas, influenciando diretamente as estratégias de produção motoras. Este artigo examina essas dinâmicas em detalhes.

Elementos de terras raras nos motores EV: uma visão geral

Os veículos elétricos (VEs) dependem cada vez mais de motores síncronos de ímã permanente (PMSMs) devido à sua alta eficiência, design compacto e excelente densidade de torque. Uma vantagem de desempenho importante dos PMSMs decorre do uso de ímãs permanentes de terras raras, que mantêm um campo magnético forte sem exigir uma corrente elétrica constante. Isso permite a eficiência energética superior, especialmente em baixas velocidades ou em condições de condução de parada inicial.

No coração desses PMSMs são ímãs feitos de ligas de neodímio-ferro-boro (NDFEB). Esses ímãs são considerados o tipo mais poderoso de ímã permanente comercial disponível, capaz de aumentar significativamente o desempenho motor. Para adaptar suas propriedades térmicas e magnéticas para o exigente ambiente operacional dos VEs, esses ímãs de NDFEB são frequentemente dopados com pequenas quantidades de pesados elementos de terras raras, como:

• DysProsium (DY):Adicionado para melhorar a resistência térmica e a coercividade - a capacidade do ímã de suportar desmagnetização em altas temperaturas. Isso é crítico porque os PMSMs nos VEs podem atingir temperaturas superiores a 150 ° C durante a operação prolongada ou em modos de direção agressivos.
• Terbium (TB):Oferece estabilidade térmica ainda mais alta que o disprósio e às vezes é usada em EVs de alto desempenho ou em veículos projetados para operar em climas extremos (por exemplo, condições do deserto ou terreno pesado).
• Praseodymium (PR):Pode substituir parcialmente o neodímio na liga para ajudar a otimizar a disponibilidade de custos e recursos, mantendo a força magnética adequada. Essa substituição é particularmente atraente, pois os preços do neodímio permanecem voláteis devido a riscos de oferta geopolítica.

Uso típico de material em motores EV

Em média, um único motor de veículo elétrico contém 300 a 600 gramas de ímãs permanentes NDFEB. Isso pode parecer uma quantia menor por veículos, mas a demanda global agregada é considerável. Com a rápida aceleração da adoção de VE - estimada para atingir mais de 60 milhões de VEs anualmente até 2030 - a demanda por materiais de terras raras como o neodímio e o disprósio é projetado para subir.

Aplicação em EV Powertrains

Nos VEs, os PMSMs são usados não apenas nos principais motores de tração, mas cada vez mais em unidades auxiliares e drivetains elétricos integrados:

• Motores de tração:Estes são os motores primários que acionam as rodas, geralmente localizados no eixo dianteiro ou traseiro ou integrados aos eixos eletrônicos. O PMSMS fornece uma resposta rápida de torque, tornando-os ideais para frenagem regenerativa e aceleração eficiente em termos de energia.
• Geradores iniciantes integrados (ISGs):Alguns sistemas híbridos ou híbridos leves usam PMSMs compactos para ajudar os motores de combustão interna durante as fases de inicialização ou aumento.
• Direcionamento elétrico (EPS) e bombas elétricas:Esses subsistemas também podem usar PMMs menores aprimorados com ímãs de terras raras para eficiência e confiabilidade.

Importância estratégica e desafios da cadeia de suprimentos

A dependência de elementos de terras raras no PMSMS apresenta várias preocupações estratégicas e econômicas:

• Concentração de fornecimento:Mais de 85% da capacidade global de processamento de terras raras é controlada pela China, tornando a indústria de VE vulnerável a restrições, tarifas ou disputas políticas de exportação.
• Volatilidade dos preços:Os preços do DY e do ND podem flutuar drasticamente com base em mudanças nas políticas de exportação, regulamentos ambientais e especulações de mercado.
• Impacto ambiental:A mineração e o processamento de terras raras podem ser intensivas em recursos e poluentes. O fornecimento sustentável e a reciclagem de terras raras estão se tornando objetivos críticos da indústria.

Alternativas e inovações tecnológicas

Para reduzir a dependência de terras raras, a pesquisa está em andamento em:

Projetos de motor sem ímãs, como motores de indução (IMS) e motores de relutância comutados (SRMS). Esses motores eliminam terras raras, mas geralmente sacrificam a eficiência ou requerem eletrônicos de controle complexos.

Ímãs pesados sem terra, como a tecnologia de difusão de limites de grãos, que pode melhorar o desempenho de alta temperatura dos ímãs de NDFEB com uso mínimo de DY ou TB.

Reciclagem de ímãs: Empresas e institutos de pesquisa estão desenvolvendo métodos para extrair e reutilizar terras raras de motores EV e eletrônicos de fim de vida.

Tendências de preços de terras raras (2024-2025)

Nos últimos 18 meses, os mercados de terras raras experimentaram mudanças substanciais de preços:

Fatores -chave que impulsionam o aumento do preço:

Restrições de exportação da China: Como fornecedor dominante (mais de 60% da produção global), as cotas da China e as políticas de aplicação ambiental influenciam significativamente a oferta global.

Instabilidade em Mianmar: Como um produtor importante de terras raras pesadas, como DY e TB, as interrupções em Mianmar terem apertado as cadeias de suprimentos globais.

Tensões geopolíticas: barreiras comerciais, preocupações de segurança nacional e a necessidade de fornecimento local aumentaram os custos de compras.

A crescente demanda multissetorial: além dos VEs, turbinas eólicas, robótica e tecnologias militares estão todas competindo por recursos limitados de terras raras.

Essas forças levaram a aumentos ano a ano nos preços da REE, criando desafios orçamentários para os fabricantes de veículos elétricos e fornecedores de trem de força.

Impacto na produção motora de EV

4.1. Implicações de custo

O aumento dos preços raros da Terra aumentou diretamente o custo de produção do PMSMS. Em alguns casos, os OEMs relatam um aumento de 10 a 18% nos custos dos componentes motores. Isso representa um grande desafio para os produtores de EV de baixa e média nível que já operam com margens estreitas.

4.2. Ajustes de design do motor

Para mitigar essas pressões de custo, engenheiros e designers estão explorando abordagens alternativas:

Reduzindo o teor de DY/TB: melhorando os sistemas de dissipação de calor e resfriamento para reduzir os requisitos de ímã de alta temperatura.

Projetos de ímãs montados na superfície (SPM): mais fáceis de fabricar e consumir menos terras raras do que configurações de ímãs interiores.

Materiais magnéticos alternativos: Explorando ímãs baseados em ferrite ou topologias híbridas, embora estes geralmente comprometam o tamanho ou a eficiência.

4.3. Atrasos na produção e problemas de compras

A instabilidade da cadeia de suprimentos levou a entregas inconsistentes de ímãs de terras raras, atrasando os prazos de produção para vários fabricantes, particularmente na Índia, Sudeste Asiático e Europa Oriental.

Resposta da cadeia de suprimentos e adaptação do setor

5.1. Estratégias OEM

Tesla: Trabalhando ativamente para eliminar terras raras em modelos básicos (por exemplo, Modelo 3 RWD). Desenvolvendo SRMs produzidos internamente.

BYD: diversificando os fornecedores com novos acordos na África e na América do Sul. Investindo em reciclagem de ree.

Toyota: Avançar os designs PMSM reduzidos por ímãs e dimensionar a produção de ímãs domésticos.

5.2. Ajustes de fornecedores de nível 1

Os principais fornecedores como Nidec, Bosch e ZF estão investindo em:

Instalações locais de refino de Ree no sudeste da Ásia e América do Norte

Tecnologias de reciclagem para extrair ímãs de veículos de fim de vida e eletrônicos

P&D em topologias motoras alternativas

5.3. Esforços de reciclagem

Embora a reciclagem de ímãs ainda esteja em estágios iniciais, ela está ganhando força. A Europa e o Japão lideram essa tendência, com programas piloto mostrando promessa na captura de neodímio e disprósio da Waste Electronics e Battery Systems.

Comparação regional: China, Europa e EUA

Enquanto a China continua sendo a participante mais influente do mercado de terras raras, outras regiões estão pressionando por mais controle e transparência por meio de apoio legislativo, incentivos tributários e joint ventures.

Perspectivas futuras: 2025 e além

7.1. Projeções de preços

Embora os preços possam permanecer voláteis até 2026, os analistas esperam:

Novos projetos de refino para ficar online na Austrália, Vietnã e EUA

Reciclagem de REE para atender a 15% da demanda até 2030

Tecnologias de substituição crescentes para aliviar a pressão nos mercados DY e TB

7.2. Inovações técnicas

Novas tecnologias de ímãs em desenvolvimento incluem:

Nitreto de ferro (FE16N2): Promentando alto desempenho magnético sem terras raras

Manganês-bismuto (MNBI): resistente ao calor e sustentável

Motores de fluxo axial: compactos e eficientes, com menos dependência do NDFEB tradicional

7.3. Cenário político

Os governos estão cada vez mais envolvidos na estratégia de terras raras:

A Lei de Produção de Defesa dos EUA financiou vários projetos domésticos REE

A Lei de Matérias -feira Crítica da UE exige a divulgação de conteúdo e os padrões de sustentabilidade do Ree Content

O rastreamento da pegada de carbono da mineração e processamento de REE está em ascensão

Recomendações estratégicas

Conclusão

A paisagem da produção motora de VE em 2025 está intrinsecamente ligada à economia e logística dos materiais de terras raras. À medida que a demanda continua subindo e a oferta permanece volátil, os fabricantes devem encontrar um equilíbrio entre desempenho, custo e sustentabilidade.

Da reciclagem ao redesenho, a resposta do setor moldará não apenas a acessibilidade de veículos elétricos, mas também o futuro geopolítico e ambiental do transporte limpo. À medida que o preço da Terra Rara se torna mais central para a estratégia industrial, a adaptação proativa não é mais opcional - é imperativo.

Seção de perguntas frequentes

Q1: Por que os materiais de terras raras são importantes nos motores EV?
Eles permitem ímãs de alto desempenho necessários para motores PMSM compactos, eficientes e poderosos.

Q2: Os VEs podem funcionar sem terras raras?
Sim. Alguns modelos usam motores de indução ou relutância, mas geralmente com trade-offs em tamanho ou eficiência.

Q3: Quais marcas de EV estão se afastando dos ímãs de terras raras?
Tesla, BMW e Toyota estão investindo em projetos de ímãs sem terra ou reduzidos à terra.

Q4: Quais são as alternativas ao neodímio e ao disprósio?
As alternativas incluem ímãs de ferrita, nitreto de ferro e projetos de motor híbrido, como motores de fluxo axial.