特斯拉将推不使用稀土的永磁电机，要如何实现？

记者 | 徐宁

特斯拉即将在美国本土冶炼锂矿，还将推出不使用稀土的下一代永磁电机。

3月2日，特斯拉动力系统和能源工程高级副总裁德鲁·巴格里诺（Drew Baglino）在公司投资者日活动上表示，新能源汽车大规模推广需要更便宜的价格，特斯拉的下一代永磁电机将完全不使用稀土材料，以降低电子设备的复杂性和成本。

但特斯拉未公布准备用何种方式替代稀土。

从电机类型上看，并不是所有电机都需要稀土元素，它一般在直流电机中使用。交流感应电机可以无需稀土，但往往具有扭矩密度和功率密度低、体积较大等缺点。

据《华尔街见闻》报道，特斯拉最初在其车辆中使用的交流感应电机，但在Model 3上市时采用了新的永磁直流电机，并最终在其他车型上也使用这一款电机。

有学者在研究永磁辅助同步磁阻电机（PMaSynRM）。该电机不使用磁铁，因此可以不使用稀土，取而代之的是一个与旋转磁场对齐的具有气隙的钢转子。

也有团队在研究稀土的替代品。据彭博等外媒报道，去年10月，剑桥大学的一个团队和来自奥地利的合作者发现了一种制造新型磁性材料铁-镍（tetrataenite）的新方法，这可能成为稀土永磁的替代品。

电机是汽车的核心系统，关系到汽车的最高车速、加速时间、爬坡能力等整车性能。当前新能源汽车普遍采用的是永磁电机，具有能量密度大、运行可靠、调速性能等特点。

稀土具有优异的磁、光、电等性能，应用领域十分广泛。永磁电机是稀土下游最大的应用领域。永磁电机下游需求最大的风电领域，占比约20%，其次是新能源汽车，占比约为15%。

中泰证券研报称，目前永磁电机在新能源汽车上单耗较少，仅3 kg/辆，约是碳酸锂的十分之一。但新能源汽车的爆发式增长，是拉动稀土永磁需求上涨的重要因素之一。

据研究机构EVTank预测，2025年全球新能源汽车销量将超1200万辆。由此计算，2025全球新能源汽车对稀土磁材的需求量将达3.6万吨。

目前，中国是全球稀土永磁最大的生产国。据中商产业研究院数据显示，2021年，中国稀土永磁产量约为21.33万吨。

德鲁还在上述活动上指出，特斯拉在美国德克萨斯州科珀斯克里斯蒂市的锂矿冶炼厂已经破土动工，该工厂将于今年年底试运行，并于12个月内生产电池级氢氧化锂。

特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）在上述活动上强调，新能源汽车电池生产过程中的关键限制来自于提纯锂元素的产能，而不是发现锂矿资源。地球上没有任何一个国家能够垄断锂矿资源。

去年9月，马斯克宣布特斯拉将在美国本土冶炼锂矿，并计划对这座锂矿冶炼工厂投资约3.75亿美元（约合人民币26亿元）。该工厂将雇佣约165名全职员工，以及提供约250个工期两年左右的建筑工作岗位。

特斯拉提到，与传统工艺相比，上述新冶炼工厂在把锂精矿转化为电池级氢氧化锂的过程中，将采用创新工艺，一方面将减少使用有害物质，另一方面能产生更多可用的副产品。

去年7月，马斯克在推特上发文表示，锂电池就是新的石油。同时，他在特斯拉当月的财报电话会议上称，“关于锂矿冶炼的竞争不能输，投身这一业务就像印钞票一样赚钱。”

近期特斯拉还在考虑收购锂矿工厂。据彭博社2月17日报道，特斯拉正在准备竞购加拿大的西格玛锂业公司（Sigma Lithium Corp）。当前西格玛锂业公司正在巴西建设一座锂矿工厂，预计将于今年4月生产锂精矿。

马斯克在上述投资者日活动上表示，特斯拉目标是到2030年每年生产2000万辆电动汽车。为了实现这个目标，公司将进一步改善生产效率、降低生产成本。

此外，马斯克在上述投资者日活动上还整体介绍了特斯拉致力于可持续性能源经济的“宏图计划”（Master Plan）。他强调，目前全球80%能源仍来自化石燃料，但只有三分之一的能源有效发挥了作用。若要实现宏图计划，特斯拉未来将实现电池储能规模达到240太兆瓦（TWH），可再生电力30 TWH，在制造领域投资10万亿美元等。

马斯克称，特斯拉希望在五个领域消除化石燃料使用，比如现有电网改用可再生能源发电、从传统汽车转为电动汽车、改用热泵、飞机和船只改用可持续性燃料、在工业领域应用氢能。