界面新聞記者 | 徐寧
特斯拉即將在美國本土冶煉鋰礦,還將推出不使用稀土的下一代永磁電機。
3月2日,特斯拉動力系統(tǒng)和能源工程高級副總裁德魯·巴格里諾(Drew Baglino)在公司投資者日活動上表示,新能源汽車大規(guī)模推廣需要更便宜的價格,特斯拉的下一代永磁電機將完全不使用稀土材料,以降低電子設(shè)備的復(fù)雜性和成本。
但特斯拉未公布準(zhǔn)備用何種方式替代稀土。
從電機類型上看,并不是所有電機都需要稀土元素,它一般在直流電機中使用。交流感應(yīng)電機可以無需稀土,但往往具有扭矩密度和功率密度低、體積較大等缺點。
據(jù)《華爾街見聞》報道,特斯拉最初在其車輛中使用的交流感應(yīng)電機,但在Model 3上市時采用了新的永磁直流電機,并最終在其他車型上也使用這一款電機。
有學(xué)者在研究永磁輔助同步磁阻電機(PMaSynRM)。該電機不使用磁鐵,因此可以不適用稀土,取而代之的是一個與旋轉(zhuǎn)磁場對齊的具有氣隙的鋼轉(zhuǎn)子。
也有團(tuán)隊在研究稀土的替代品。據(jù)彭博等外媒報道,去年10月,劍橋大學(xué)的一個團(tuán)隊和來自奧地利的合作者發(fā)現(xiàn)了一種制造新型磁性材料鐵-鎳(tetrataenite)的新方法,這可能成為稀土永磁的替代品。
電機是汽車的核心系統(tǒng),關(guān)系到汽車的最高車速、加速時間、爬坡能力等整車性能。當(dāng)前新能源汽車普遍采用的是永磁電機,具有能量密度大、運行可靠、調(diào)速性能任等特點。
稀土具有優(yōu)異的磁、光、電等性能,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。永磁電機是稀土下游最大的應(yīng)用領(lǐng)域。永磁電機下游需求最大的風(fēng)電領(lǐng)域,占比約20%,其次是新能源汽車,占比約為15%。
中泰證券研報稱,目前永磁電機在新能源汽車上單耗較少,僅3 kg/輛,約是碳酸鋰的十分之一。但新能源汽車的爆發(fā)式增長,是拉動稀土永磁需求上漲的重要因素之一。
據(jù)研究機構(gòu)EVTank預(yù)測,2025年全球新能源汽車銷量將超1200萬輛。由此計算,2025全球新能源汽車對稀土磁材的需求量將達(dá)3.6萬噸。
目前,中國是全球稀土永磁最大的生產(chǎn)國。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2021年,中國稀土永磁產(chǎn)量約為21.33萬噸。
德魯還在上述活動上指出,特斯拉在美國德克薩斯州科珀斯克里斯蒂市的鋰礦冶煉廠已經(jīng)破土動工,該工廠將于今年底試運行,并于12個月內(nèi)生產(chǎn)電池級氫氧化鋰。
特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在上述活動上強調(diào),新能源汽車電池生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵限制來自于提純鋰元素的產(chǎn)能,而不是發(fā)現(xiàn)鋰礦資源。地球上沒有任何一個國家能夠壟斷鋰礦資源。
去年9月,馬斯克宣布特斯拉將在美國本土冶煉鋰礦,并計劃對這座鋰礦冶煉工廠投資約3.75億美元(約合人民幣26億元)。該工廠將雇傭約165名全職員工,以及提供約250個工期兩年左右的建筑工作崗位。
特斯拉提到,與傳統(tǒng)工藝相比,上述新冶煉工廠在把鋰精礦轉(zhuǎn)化為電池級氫氧化鋰的過程中,將采用創(chuàng)新工藝,一方面將減少使用有害物質(zhì),另一方面能產(chǎn)生更多可用的副產(chǎn)品。
去年7月,馬斯克在推特上發(fā)文表示,鋰電池就是新的石油。同時,他在特斯拉當(dāng)月的財報電話會議上稱,“關(guān)于鋰礦冶煉的競爭不能輸,投身這一業(yè)務(wù)就像印鈔票一樣賺錢。”
近期特斯拉還在考慮收購鋰礦工廠。據(jù)彭博社2月17日報道,特斯拉正在準(zhǔn)備競購加拿大的西格瑪鋰業(yè)公司(Sigma Lithium Corp)。當(dāng)前西格瑪鋰業(yè)公司正在巴西建設(shè)一座鋰礦工廠,預(yù)計將于今年4月生產(chǎn)鋰精礦。
馬斯克在上述投資者日活動上表示,特斯拉目標(biāo)是到2030年每年生產(chǎn)2000萬輛電動汽車。為了實現(xiàn)這個目標(biāo),公司將進(jìn)一步改善生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。
此外,馬斯克在上述投資者日活動上還整體介紹了特斯拉致力于可持續(xù)性能源經(jīng)濟(jì)的“宏圖計劃”(Master Plan)。他強調(diào),目前全球80%能源仍來自化石燃料,但只有三分之一的能源有效發(fā)揮了作用。若要實現(xiàn)宏圖計劃,特斯拉未來將實現(xiàn)電池儲能規(guī)模達(dá)到240太兆瓦(TWH),可再生電力30 TWH,在制造領(lǐng)域投資10萬億美元等。
馬斯克稱,特斯拉希望在五個領(lǐng)域消除化石燃料使用,比如現(xiàn)有電網(wǎng)改用可再生能源發(fā)電、從傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)為電動汽車、改用熱泵、飛機和船只改用可持續(xù)性燃料、在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用氫能。