稀土價格已經上漲到過去 10 年均價的 2~4 倍,但電動車市場依然持續加碼買進,為的就是電動車關鍵零組件之一:永磁馬達。
根據 IDTechEx 數據指出,稀土元素中的釹,在 2022 年 2 月創下歷史新高價,鐠釹合金每噸均價達到 137.5 萬人民幣(約新台幣 600 萬元),雖然在下半年價格下修,但相比過去十年來的均價,平均價格依然是 2.4 倍之多。
釹雖然是稀土元素,但卻是相對普遍的元素,稀有性不像鈷和鎳那樣,但對於電動車來說,卻有著關鍵作用,因為它是製作永久磁鐵的主要材料。
目前電動車市場上,主要有三種馬達形式,分別是永磁馬達、交流馬達、繞線轉子馬達,後兩者主要是依靠銅線製作,此外也還有其他形式的馬達正在研發推廣中,但永磁馬達無疑是當前電動車市場的主宰者。
根據調研數據,2021 年市售純電車和插電混動車之中,永磁馬達的使用比例高達 84%,交流馬達為 14%,繞線轉子馬達則只有 2%。其中,交流馬達最主要的功用,其實是做為次要馬達,因為其能量損耗較少。真正要擺脫稀土元素的選項,其實只有 BMW(第五代驅動單元)和雷諾採用的繞線轉子馬達。
▲ 永磁馬達市占率在 2022 年進一步上升到 86%。(Source:IDTechEx)
儘管許多車廠和供應商,像是賓士、馬勒都設法減少對稀土元素的依賴,但市場依然非常現實,在 2022 年上半年,即使稀土元素價格飆漲,永磁馬達的使用比例甚至還比 2021 年成長了 2%。
為何永磁馬達會如此風行?除了它的高能量效率、大扭力特性之外,別忘了中國依然是目前最龐大的電動車市場,而稀土的來源同樣也是以中國為主。相較於其他國家,中國車廠在使用稀土時,不僅價格上有稍微優勢,也無需考量政治因素,自然沒必要放棄。
對其他車廠來說,雖然不希望過度依賴稀土,但採用別的馬達,一方面需要投入更多研發成本,一方面又尚未證實能夠擁有同等效率和妥善率,更別提不同馬達可能還要採用不同的電控元件。種種因素疊加起來,即使稀土價格高漲,車廠短期內依然不太可能大量採用其他形式的馬達。
無意外地,歐洲車廠將會是無磁鐵馬達的領導者,目前 BMW、Benz 和 Renault 已經展示了他們第一步的成果,隨著供應商和各大車廠持續投入,下一個世代的電動車使用的稀土比例,將會逐漸下降。同時,中國電動車廠顯然無此顧慮,因此永磁馬達在未來 5~10 年,依然會維持其主流地位。
(首圖來源:Peggy Greb, US department of agriculture, Public domain, via Wikimedia Commons)