ความปรารถนาอันแรงกล้าเบื้องหลัง "การกำจัดธาตุหายาก" ของ Tesla

微信Image_20230414155509
ขณะนี้ Tesla ไม่เพียงแต่วางแผนที่จะล้มล้างตลาดรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเตรียมชี้ทางไปยังอุตสาหกรรมไฟฟ้าและแม้แต่อุตสาหกรรมเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังอีกด้วย
ในการประชุมนักลงทุนระดับโลกของ Tesla “Grand Plan 3” เมื่อวันที่ 2 มีนาคม Colin Campbell รองประธานฝ่ายวิศวกรรมระบบส่งกำลังของ Tesla กล่าวว่า “Teslaจะสร้างเครื่องยนต์รถยนต์ไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรเพื่อลดความซับซ้อนและต้นทุนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์”
เมื่อดูเรื่องไร้สาระที่ถูกระเบิดใน "แผนใหญ่" ก่อนหน้านี้ หลายๆ เรื่องยังไม่เกิดขึ้นจริง (การขับรถไร้คนขับโดยสิ้นเชิง เครือข่าย Robotaxi การอพยพของดาวอังคาร) และบางส่วนถูกลดราคา (เซลล์แสงอาทิตย์ ดาวเทียม Starlink)ด้วยเหตุนี้ทุกฝ่ายในตลาด จึงเป็นที่น่าสงสัยว่าสิ่งที่เรียกว่า "เครื่องยนต์รถยนต์ไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรของ Tesla ที่ไม่มีธาตุหายาก" อาจมีอยู่ใน PPT เท่านั้นอย่างไรก็ตาม เนื่องจากแนวคิดนี้ถูกโค่นล้มเกินไป (หากสามารถตระหนักได้ มันจะเป็นค้อนขนาดใหญ่สำหรับอุตสาหกรรมแร่หายาก) ผู้คนในอุตสาหกรรมจึง "เปิดใจ" มุมมองของ Musk
Zhang Ming หัวหน้าผู้เชี่ยวชาญของ China Electronics Technology Group Corporation เลขาธิการสาขาวัสดุแม่เหล็กของ China Electronic Materials Industry Association และกรรมการบริหารของ China Rare Earth Society กล่าวว่ากลยุทธ์ของ Musk เป็นคำอธิบายที่ "ถูกบังคับ" มากกว่า สอดคล้องกับแผนการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าของสหรัฐฯกลยุทธ์การลงทุนที่ถูกต้องทางการเมืองศาสตราจารย์จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าที่คณะวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้ เชื่อว่า Musk อาจมีจุดยืนของตัวเองในการไม่ใช้แร่หายาก: “เราไม่สามารถพูดได้ว่าชาวต่างชาติไม่ใช้แร่หายาก เราแค่ทำตามความเหมาะสม”

มีมอเตอร์ที่ไม่ใช้ธาตุหายากหรือไม่?

มอเตอร์ของยานพาหนะไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไปในตลาดสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ มอเตอร์ที่ไม่ต้องใช้ธาตุหายาก และมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่ต้องใช้ธาตุหายาก
หลักการพื้นฐานที่เรียกว่าคือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของทฤษฎีฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ซึ่งใช้ขดลวดเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหลังการใช้พลังงานไฟฟ้าเมื่อเทียบกับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร กำลังและแรงบิดต่ำกว่า และปริมาตรก็ใหญ่กว่าในทางตรงกันข้าม มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรใช้แม่เหล็กถาวรนีโอไดเมียมเหล็กโบรอน (Nd-Fe-B) ซึ่งก็คือแม่เหล็กข้อดีของมันไม่ใช่แค่โครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าเท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือสามารถลดปริมาตรให้เล็กลงได้ ซึ่งมีข้อดีอย่างมากสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าที่เน้นการจัดวางพื้นที่และน้ำหนักเบา
รถยนต์ไฟฟ้าในยุคแรกๆ ของเทสลาใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบกระแสสลับ ในตอนแรก รุ่น S และรุ่น X ใช้การเหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ แต่ตั้งแต่ปี 2017 เป็นต้นมา โมเดล 3 ได้นำมอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรตัวใหม่มาใช้เมื่อมีการเปิดตัว และมอเตอร์อื่นๆ ที่ใช้มอเตอร์แบบเดียวกันนี้กับโมเดล .ข้อมูลแสดงให้เห็นว่ามอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ใช้ใน Tesla Model 3 มีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำที่ใช้ก่อนหน้านี้ถึง 6%
มอเตอร์แม่เหล็กถาวรและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามารถจับคู่ซึ่งกันและกันได้ตัวอย่างเช่น Tesla ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับสำหรับล้อหน้าและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสำหรับล้อหลังในรุ่น 3 และรุ่นอื่นๆไดรฟ์ไฮบริดประเภทนี้สร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ และยังช่วยลดการใช้วัสดุหายากอีกด้วย
แม้ว่าเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพสูงของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ประสิทธิภาพของมอเตอร์ AC แบบอะซิงโครนัสนั้นต่ำกว่าเล็กน้อย แต่อย่างหลังไม่จำเป็นต้องใช้ธาตุหายาก และสามารถลดต้นทุนได้ประมาณ 10% เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนจากการคำนวณของ Zheshang Securities มูลค่าของแม่เหล็กถาวรหายากสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนจักรยานของยานพาหนะพลังงานใหม่อยู่ที่ประมาณ 1,200-1,600 หยวนหากรถยนต์พลังงานใหม่ละทิ้งแร่หายาก มันจะไม่ช่วยลดต้นทุนมากนักในด้านต้นทุน และระยะการเดินทางจำนวนหนึ่งจะลดลงในแง่ของประสิทธิภาพ
แต่สำหรับ Tesla ซึ่งหมกมุ่นอยู่กับการควบคุมต้นทุนทุกวิถีทาง ฝนปรอยๆ นี้อาจไม่ได้รับการพิจารณานายจาง บุคคลที่เกี่ยวข้องซึ่งรับผิดชอบซัพพลายเออร์ไดรฟ์ไฟฟ้าในประเทศ ยอมรับกับ "ผู้สังเกตการณ์รถยนต์ไฟฟ้า" ว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์สามารถเข้าถึง 97% โดยใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรธาตุหายาก และ 93% หากไม่มีธาตุหายาก แต่ต้นทุนสามารถ ลดลง 10% ซึ่งโดยรวมถือว่ายังดีอยู่ของ.
Tesla วางแผนที่จะใช้มอเตอร์ชนิดใดในอนาคต?การตีความหลายอย่างในตลาดไม่สามารถบอกได้ว่าเหตุใดกลับไปที่คำศัพท์ดั้งเดิมของ Colin Campbell เพื่อหาคำตอบ:
ฉันกล่าวถึงวิธีลดปริมาณธาตุหายากในระบบส่งกำลังในอนาคตความต้องการธาตุหายากกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่โลกเปลี่ยนมาใช้พลังงานสะอาดไม่เพียงแต่จะเป็นเรื่องยากในการตอบสนองความต้องการนี้ แต่การขุดแร่หายากยังมีความเสี่ยงในแง่ของการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและด้านอื่น ๆดังนั้นเราจึงออกแบบมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กถาวรเจเนอเรชันถัดไป ซึ่งไม่ใช้วัสดุจากแร่หายากเลย
ลองดูความหมายของข้อความต้นฉบับนั้นชัดเจนมากแล้วรุ่นต่อไปยังคงใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวร ไม่ใช่มอเตอร์ชนิดอื่นอย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การปกป้องสิ่งแวดล้อมและการจัดหา ธาตุหายากในมอเตอร์แม่เหล็กถาวรในปัจจุบันจึงจำเป็นต้องถูกลบออกแทนที่ด้วยองค์ประกอบอื่นๆ ราคาถูกและหาง่าย!จำเป็นต้องมีแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูงโดยไม่ต้องติดที่คอนี่คือความคิดปรารถนาของ Tesla ที่ว่า "ต้องการทั้งสองอย่าง"!
แล้วองค์ประกอบใดบ้างที่ทำจากวัสดุที่สามารถตอบสนองความทะเยอทะยานของ Tesla ได้?บัญชีสาธารณะ “RIO Electric Drive” เริ่มต้นจากการจำแนกประเภทปัจจุบันของแม่เหล็กถาวรต่างๆ และในที่สุดก็คาดการณ์ว่า Tesla อาจใช้แม่เหล็กถาวรรุ่นที่สี่ SmFeN เพื่อแทนที่ NdFeB ที่มีอยู่ในอนาคตมีเหตุผลสองประการ: แม้ว่า Sm จะเป็นธาตุหายาก แต่เปลือกโลกอุดมไปด้วยเนื้อหา ต้นทุนต่ำ และอุปทานที่เพียงพอและจากมุมมองด้านประสิทธิภาพ ไนโตรเจนของเหล็กซาแมเรียมเป็นวัสดุเหล็กแม่เหล็กที่อยู่ใกล้กับโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมของธาตุหายาก

微信Image_20230414155524

การจำแนกประเภทของแม่เหล็กถาวรต่างๆ (แหล่งรูปภาพ: RIO Electric Drive)

ไม่ว่าในอนาคต Tesla จะใช้วัสดุชนิดใดเพื่อทดแทนแร่หายาก งานที่เร่งด่วนกว่าของ Musk อาจเป็นการลดต้นทุนแม้ว่าเทสลาคำตอบของตลาดนั้นน่าประทับใจ ยังไม่สมบูรณ์แบบ และตลาดยังคงมีความคาดหวังมากมาย

ความวิตกกังวลด้านวิสัยทัศน์เบื้องหลังรายงานผลประกอบการ

เมื่อวันที่ 26 มกราคม 2023 Tesla ส่งมอบข้อมูลรายงานทางการเงินปี 2022:มีการส่งมอบรถยนต์ไฟฟ้ามากกว่า 1.31 ล้านคันทั่วโลก เพิ่มขึ้น 40% เมื่อเทียบเป็นรายปีรายรับรวมอยู่ที่ประมาณ 81.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพิ่มขึ้น 51% เมื่อเทียบเป็นรายปีกำไรสุทธิอยู่ที่ประมาณ 12.56 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อเทียบเป็นรายปี และมีความสามารถในการทำกำไรเป็นเวลาสามปีติดต่อกัน

微信Image_20230414155526

Tesla จะเพิ่มกำไรสุทธิสองเท่าภายในปี 2565

แหล่งข้อมูล: รายงานทางการเงินทั่วโลกของ Tesla

แม้ว่ารายงานทางการเงินประจำไตรมาสแรกของปี 2023 จะยังไม่มีการประกาศจนกว่าจะถึงวันที่ 20 เมษายน ตามแนวโน้มปัจจุบัน นี่น่าจะเป็นอีกรายงานหนึ่งที่เต็มไปด้วย “เซอร์ไพรส์” โดยในไตรมาสแรกการผลิตทั่วโลกของ Tesla เกิน 440,000-ยานพาหนะไฟฟ้า เพิ่มขึ้น 44.3% เมื่อเทียบเป็นรายปีมีการส่งมอบรถยนต์มากกว่า 422,900 คัน ซึ่งสูงเป็นประวัติการณ์ เพิ่มขึ้น 36% เมื่อเทียบเป็นรายปีในจำนวนนั้น โมเดลหลัก 2 รุ่น ได้แก่ รุ่น 3 และรุ่น Y มียอดผลิตมากกว่า 421,000 คัน และส่งมอบรถยนต์มากกว่า 412,000 คันรุ่น S และรุ่น X ผลิตได้มากกว่า 19,000 คัน และส่งมอบมากกว่า 10,000 คันในไตรมาสแรก การลดราคาทั่วโลกของ Tesla ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่สำคัญ

微信Image_20230414155532

ยอดขายของ Tesla ในไตรมาสแรก
แหล่งที่มาของภาพ: เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของเทสลา

แน่นอนว่ามาตรการด้านราคาไม่เพียงแต่รวมถึงการลดราคาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแนะนำผลิตภัณฑ์ราคาถูกด้วยเมื่อไม่กี่วันก่อนมีรายงานว่า Tesla มีแผนจะเปิดตัวโมเดลราคาต่ำโดยวางตำแหน่งเป็น “โมเดล Y ขนาดเล็ก” ซึ่ง Tesla กำลังสร้างแผนกำลังการผลิตต่อปีสูงถึง 4 ล้านคันCui Dongshu เลขาธิการสมาคมข้อมูลตลาดรถยนต์นั่งแห่งชาติกล่าวว่าหาก Tesla เปิดตัวโมเดลที่มีราคาต่ำกว่าและเกรดที่เล็กกว่า ก็จะสามารถครองตลาดอย่างยุโรปและญี่ปุ่นที่ชอบรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพโมเดลนี้อาจทำให้ Tesla มีระดับการส่งมอบทั่วโลกเกินกว่ารุ่น 3

ในปี 2022 มัสก์เคยกล่าวไว้ว่า Tesla จะเปิดโรงงานใหม่ 10 ถึง 12 แห่งในเร็วๆ นี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้บรรลุยอดขาย 20 ล้านคันต่อปีในปี 2030
แต่มันจะยากแค่ไหนสำหรับ Tesla ที่จะบรรลุเป้าหมายยอดขายประจำปีที่ 20 ล้านคัน หากต้องอาศัยผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่: ในในปี 2022 บริษัทรถยนต์ที่มียอดขายสูงสุดในโลกคือ โตโยต้า มอเตอร์ ซึ่งมียอดขายต่อปีประมาณ 10.5 ล้านคัน ตามมาด้วยโฟล์คสวาเกน ซึ่งมียอดขายต่อปีอยู่ที่ 10.5 ล้านคันขายไปประมาณ 8.3 ล้านเครื่องเป้าหมายของ Tesla เกินยอดขายรวมของ Toyota และ Volkswagen!ตลาดโลกมีขนาดใหญ่มากและอุตสาหกรรมยานยนต์โดยพื้นฐานแล้วอิ่มตัว แต่เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์มูลค่าประมาณ 150,000 หยวนเปิดตัว ควบคู่ไปกับระบบเครื่องจักรรถยนต์ของ Tesla ก็อาจกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่จะขัดขวางตลาด
ราคาลดลงและปริมาณการขายก็เพิ่มขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงอัตรากำไร การลดต้นทุนจึงกลายเป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้แต่ตามคำแถลงอย่างเป็นทางการล่าสุดของ Teslaมอเตอร์แม่เหล็กถาวรของ Rare Earth สิ่งที่ต้องยอมแพ้ไม่ใช่แม่เหล็กถาวร แต่เป็นของหายาก!
อย่างไรก็ตาม วัสดุศาสตร์ในปัจจุบันอาจไม่สามารถรองรับความทะเยอทะยานของ Tesla ได้รายงานการวิจัยของหลายสถาบันรวมทั้ง CICC ก็ได้แสดงออกมาแล้วว่ายากที่จะตระหนักถึงการกำจัดธาตุหายากออกจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรในระยะกลางดูเหมือนว่าหาก Tesla ตั้งใจที่จะบอกลาแร่ธาตุหายาก เขาควรหันไปหานักวิทยาศาสตร์แทน PPT

เวลาโพสต์: 14 เมษายน-2023