El suministro de materiales y componentes está volviéndose un desafío cada vez más complejo en diversos sectores industriales, incluyendo el de los vehículos eléctricos. Este mercado ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años, y la consultora IDTechEx prevé que las ventas se cuadruplicarán en la próxima década.
Aunque gran parte del debate se centra en los materiales de las baterías, las tierras raras utilizadas en los imanes de los motores eléctricos también son también un suministro clave. Estos materiales se producen casi exclusivamente en China y han experimentado una considerable volatilidad en sus precios. A pesar de estas preocupaciones, un nuevo estudio de IDTechEx concluye que los motores de imanes permanentes de tierras raras han mantenido más del 77% del mercado de automóviles eléctricos durante los últimos 9 años. ¿Por qué sucede esto?
Los resultados del informe
El informe de IDTechEx calcula que el mercado del vehículo eléctrico requerirá más de 140 millones de motores. Aunque se prevé que la cuota de los motores con tierras raras se reduzca, en 2034 la mayoría del mercado seguirá empleando motores con imanes permanentes.
China controla el suministro de tierras raras, lo que causa una gran volatilidad en los precios. En 2011, tras la restricción de exportaciones por parte de China, los precios del neodimio y el disprosio subieron entre un 750% y un 2000%, respectivamente. Los precios volvieron a subir en 2021 y 2022, alcanzando su máximo en 2022 hasta cuatro veces el promedio de los ocho años anteriores. Aunque los precios se estabilizaron en 2023 y principios de 2024, las dudas persistes para los próximos años.
El abastecimiento local de materiales y la mejora de las cadenas de suministro nacionales se han convertido en prioridades para muchas industrias y gobiernos que buscan asegurar su futuro. Además, las tierras raras presentan problemas ambientales relacionados con la minería y el procesamiento, así como con los desechos generados en estos procesos.
Estado actual de la tecnología
Entre los desarrollos alternativos sin tierras raras, Renault ha utilizado motores síncronos de excitación externa (EESM) en un modelo como el Zoe. Otros fabricantes, como BMW, también han adoptado esta tecnología. Aunque estos motores reducen los costes en el lado de los materiales, su fabricación suele ser más complicada por los devanados de cobre del rotor y la necesidad de excitarlo exteriormente, por lo que resultan más caros de fabricar.
Otra solución son los imanes sin tierras raras, con diferentes niveles de preparación comercial. Empresas como Proterial afirman que sus imanes de ferrita "ofrecen los niveles más altos del mundo". Niron Magnetics está desarrollando imanes de nitruro de hierro, con versiones futuras que planean igualar el rendimiento del neodimio.
El proyecto europeo PASSENGER está trabajando en aleaciones de ferrita de estroncio y manganeso, aluminio y carbono. Aunque es poco probable que estos materiales reemplacen por completo a los imanes de tierras raras en el corto plazo, su menor coste y estabilidad en el suministro podrían inclinar el mercado en esta dirección.
¿Por qué los imanes permanentes son los preferidos?
Los motores de imanes permanentes continúan siendo la tecnología predominante en los vehículos eléctricos. Existen dos factores principales que influyen en la elección de la tecnología del motor: rendimiento y coste.
Los motores de imanes permanentes ofrecen mayor potencia y densidad de par, alta eficiencia y bajos costes de fabricación. Su principal desventaja es el coste de los materiales. Los imanes representan aproximadamente un tercio del total.
Desde el pico de precios de 2022, los costes de las tierras raras se han estabilizado, volviendo a hacerlos competitivos y reduciendo la urgencia de buscar alternativas. Actualmente, la mayoría de los proveedores ofrecen tanto motores de imanes permanentes como motores EESM, dejando la decisión final en manos de los fabricantes
Según indica IDTechEx, la mayoría cuenta con opciones para montar EESM de fabricación propia o a través de proveedores que generalmente reservan para las situaciones en las que los precios de los imanes aumenten significativamente o cuando haya una necesidad de aumentar la localización del suministro de materiales debido a presiones geopolíticas o regulatorias.
El escenario para la próxima década
A menos que se produzcan avances significativos en el desarrollo de la tecnología de imanes libres de tierras raras o haya un fuerte impulso regulatorio, es probable que los motores de imanes permanentes de tierras raras mantengan la mayor parte del mercado.
Esta conclusión es especialmente relevante dado que China, el mayor mercado de vehículos eléctricos, no tiene grandes incentivos para abandonar los imanes de tierras raras. En este escenario, IDTechEx predice que los imanes libres de tierras raras ocuparán un 12% del mercado para 2034.
