Forsal logo

Mercedes ma technologię, która zmieni silniki elektryczne. Metali ziem rzadkich są niepotrzebne

Ten tekst przeczytasz w 7 minut
56 minut temu
[aktualizacja 58 minut temu]
Silnik elektryczny
Brytyjska firma YASA, należąca do Mercedes-Benz Group, rozpoczyna prace nad nową generacją silników elektrycznych o osiowym strumieniu magnetycznym, w których wykorzystanie metali ziem rzadkich w jednym z wariantów całkowicie wyeliminowane./GazetaPrawna.pl
Brytyjska firma YASA, należąca do Mercedes-Benz Group, rozpoczyna prace nad nową generacją silników elektrycznych o osiowym strumieniu magnetycznym, w których wykorzystanie metali ziem rzadkich ma zostać mocno ograniczone, a w jednym z wariantów całkowicie wyeliminowane.

Project Resilience otrzymał wsparcie brytyjskiego programu DRIVE35. Projekt ma znaczenie wykraczające poza poprawę parametrów samochodów elektrycznych. Chodzi przede wszystkim o zmniejszenie uzależnienia przemysłu motoryzacyjnego od wyjątkowo skoncentrowanego globalnego rynku magnesów trwałych.

Silnik elektryczny bez metali ziem rzadkich w ramach Project Resilience

YASA rozwija w ramach Project Resilience dwie równoległe technologie przeznaczone dla samochodów elektrycznych i hybrydowych. Pierwsza zakłada pozostawienie magnesów trwałych, ale wyeliminowanie z konstrukcji ciężkich metali ziem rzadkich, przede wszystkim dysprozu i terbu. Advanced Propulsion Centre UK wskazuje wprost, że projekt ma doprowadzić do demonstracji silnika niewymagającego tych dwóch pierwiastków.

To istotne, ponieważ dysproz i terb stosowane są m.in. jako dodatki poprawiające właściwości wysokowydajnych magnesów neodymowo-żelazowo-borowych, szczególnie ich odporność na utratę właściwości magnetycznych w wysokiej temperaturze. W samochodzie, którego układ napędowy ma pracować pod dużym obciążeniem, odporność termiczna pozostaje jednym z podstawowych problemów konstrukcyjnych.

Druga ścieżka Project Resilience idzie znacznie dalej. YASA chce opracować silnik o osiowym strumieniu magnetycznym całkowicie pozbawiony metali ziem rzadkich. W tym przypadku wyzwaniem będzie zachowanie parametrów, które decydują o atrakcyjności obecnych konstrukcji firmy: dużej gęstości mocy i momentu obrotowego, niewielkich rozmiarów, niskiej masy oraz wysokiej sprawności.

Nie jest więc przesądzone, że powstająca technologia trafi szybko do seryjnych samochodów. Project Resilience pozostaje programem rozwojowym, a jego zadaniem jest wykazanie, że można ograniczyć zależność od strategicznych surowców bez utraty najważniejszych zalet nowoczesnego napędu elektrycznego.

Metale ziem rzadkich jednym z największych problemów elektromobilności

Znaczenie projektu YASA staje się bardziej czytelne w świetle najnowszych danych Międzynarodowej Agencji Energetycznej. Metale ziem rzadkich stosowane w magnesach należą obecnie do najbardziej skoncentrowanych geograficznie łańcuchów dostaw spośród wszystkich surowców krytycznych.

Według IEA w 2024 roku Chiny odpowiadały za około 60 proc. światowego wydobycia metali ziem rzadkich wykorzystywanych w produkcji magnesów. Ich udział na etapie rafinacji sięgał już 91 proc. Jeszcze większa koncentracja występowała w produkcji spiekanych magnesów trwałych: w 2024 roku na Chiny przypadało aż 94 proc. światowej produkcji.

Problem nie ogranicza się do wielkości chińskiego wydobycia. Największą barierą dla państw próbujących budować niezależne łańcuchy dostaw są przede wszystkim kolejne etapy przetwarzania surowców oraz sama produkcja magnesów.

IEA prognozuje, że przy obecnej polityce popyt na neodym, prazeodym, dysproz i terb, czyli pierwiastki szczególnie istotne dla produkcji magnesów, wzrośnie do 2030 roku o kolejną jedną trzecią. Od 2015 roku zapotrzebowanie na tę grupę surowców już się podwoiło.

Chińskie ograniczenia eksportowe uderzyły w producentów samochodów

Ryzyko wynikające z takiej koncentracji nie jest teoretyczne. W kwietniu 2025 roku Chiny objęły kontrolą eksportową siedem ciężkich metali ziem rzadkich, ich związki oraz część magnesów. W kwietniu i maju dostawy gwałtownie spadły. Jak podaje Międzynarodowa Agencja Energetyczna, producenci samochodów w Stanach Zjednoczonych i Europie zaczęli mieć trudności ze zdobyciem odpowiednich magnesów, a część przedsiębiorstw ograniczała wykorzystanie swoich zakładów lub czasowo wstrzymywała produkcję.

Reuters informował wówczas, że przedstawiciele przemysłu motoryzacyjnego ostrzegali przed możliwością zakłócenia pracy fabryk. Metale ziem rzadkich i produkowane z nich magnesy są wykorzystywane nie tylko w głównych silnikach napędowych samochodów elektrycznych. Trafiają także do szeregu mniejszych silników, czujników, układów kierowniczych czy innych podzespołów samochodowych.

W kolejnych miesiącach eksport częściowo się odbudował po wydawaniu licencji, jednak zasadniczy problem nie zniknął. IEA ocenia, że pełne wdrożenie najbardziej rozbudowanych ograniczeń eksportowych mogłoby narazić na ryzyko produkcję poza Chinami o wartości 6,5 bln dolarów rocznie. Spośród poszczególnych branż największa bezpośrednia ekspozycja przypada na motoryzację – jej wartość agencja szacuje na ponad 3 bln dolarów.

Technologia YASA oparta na osiowym strumieniu magnetycznym

YASA wyspecjalizowała się w konstrukcjach o osiowym strumieniu magnetycznym. W tradycyjnym silniku o strumieniu promieniowym pole magnetyczne jest prowadzone zasadniczo w kierunku od osi na zewnątrz. Silnik osiowy ma inną geometrię i bardziej przypomina płaski dysk, co pozwala uzyskać dużą powierzchnię roboczą wirnika przy ograniczonej długości całej jednostki.

Producent stosuje własną konstrukcję YASA, czyli Yokeless And Segmented Armature. Charakterystyczny jest segmentowy stojan pozbawiony klasycznego jarzma. Według firmy pozwala to ograniczyć masę żelaza w stojanie nawet o 80 proc.

YASA deklaruje również, że jej rozwiązanie wymaga mniej miedzi, żelaza i materiału magnetycznego niż konwencjonalne silniki elektryczne. Obecne jednostki nadal jednak korzystają z magnesów trwałych. Dopiero Project Resilience ma sprawdzić, jak daleko można posunąć redukcję zależności od metali ziem rzadkich.

W przypadku parametrów technologii trzeba przy tym rozróżnić kilka wielkości. Producent nie twierdzi, że jego silniki mają czterokrotnie wyższą sprawność energetyczną od wszystkich konkurencyjnych konstrukcji. YASA mówi m.in. o nawet czterokrotnie większej gęstości momentu obrotowego, dwu- lub trzykrotnie większej gęstości mocy w określonych porównaniach, a także o znacznie mniejszej masie i rozmiarach. To zasadnicza różnica, ponieważ sprawność silników elektrycznych już dziś jest bardzo wysoka i nie mogłaby zostać zwiększona kilkukrotnie.

Silniki YASA z rekordową gęstością mocy

Project Resilience nie powstaje od podstaw. YASA od kilku lat rozwija kolejne generacje bardzo lekkich jednostek osiowych. W październiku 2025 roku firma poinformowała o testach prototypowego silnika o masie 12,7 kg, który osiągnął krótkotrwałą moc szczytową 750 kW. Odpowiadało to deklarowanej gęstości mocy na poziomie 59 kW na kilogram.

Firma określiła wynik jako nieoficjalny rekord świata. Szacowana przez YASA moc ciągła tej konstrukcji ma wynosić od 350 do 400 kW. Należy podkreślić, że były to dane producenta dotyczące prototypu pracującego na stanowisku badawczym, a nie parametr seryjnego silnika przeznaczonego do masowej produkcji.

YASA jest od 2021 roku w całości własnością Mercedes-Benz Group. Firma zatrudnia ponad 400 osób i prowadzi działalność m.in. w Oksfordzie, Bicester i Welshpool. Oznacza to, że rozwijana technologia nie jest wyłącznie projektem niewielkiego start-upu, lecz częścią zaplecza technologicznego jednego z największych światowych koncernów motoryzacyjnych.

Brytyjski program DRIVE35 wspiera Project Resilience

Project Resilience otrzymał wsparcie w ramach konkursu DRIVE35 Demonstrate. Advanced Propulsion Centre UK poinformował 10 sierpnia 2026 roku, że projekt YASA znalazł się wśród dziesięciu przedsięwzięć wspieranych w tej rundzie programu.

DRIVE35 jest brytyjskim systemem finansowania badań, rozwoju oraz inwestycji związanych z produkcją pojazdów bezemisyjnych. Brytyjski rząd opisuje go obecnie jako program obejmujący łącznie 4 mld funtów środków kapitałowych oraz finansowania badań i rozwoju dla przemysłu motoryzacyjnego do 2035 roku. Program realizowany jest we współpracy z Advanced Propulsion Centre UK oraz Innovate UK.

W przypadku YASA finansowanie publiczne ma wesprzeć demonstrację technologii ograniczającej wykorzystanie krytycznych surowców. Jest to element szerszej brytyjskiej strategii wzmacniania odporności własnego przemysłu motoryzacyjnego. W kwietniu 2026 roku Advanced Propulsion Centre UK wskazywał, że rozwój silników niewymagających metali ziem rzadkich, obok odzysku i recyklingu magnesów, może być jednym ze sposobów ograniczenia ryzyka surowcowego Wielkiej Brytanii.

Silniki bez metali ziem rzadkich jako alternatywa dla rozbudowy kopalń

Ograniczanie zużycia metali ziem rzadkich może mieć dodatkową zaletę: działa po stronie popytowej. Państwa zachodnie inwestują w nowe kopalnie, zakłady separacji, rafinację i własną produkcję magnesów, ale stworzenie kompletnego konkurencyjnego łańcucha dostaw wymaga lat i wielomiliardowych inwestycji.

IEA szacuje, że przy obecnie planowanych inwestycjach w 2035 roku moce produkcyjne poza dominującym dostawcą pokryją około połowy zapotrzebowania na etapie wydobycia, około jednej czwartej w rafinacji i znacznie mniej niż 20 proc. zapotrzebowania na magnesy. Sama rozbudowa kopalń nie rozwiązuje więc problemu.

Agencja wymienia rozwój technologii ograniczających lub całkowicie eliminujących metale ziem rzadkich jako jeden z kierunków zwiększania bezpieczeństwa surowcowego. Project Resilience dokładnie wpisuje się w tę strategię. Pierwszym krokiem ma być usunięcie szczególnie problematycznych ciężkich metali ziem rzadkich z istniejącej koncepcji silnika, drugim – stworzenie napędu niewymagającego żadnego z tych pierwiastków.

Dla przemysłu motoryzacyjnego najważniejsze będzie jednak to, czy rozwiązanie zachowa wysoką gęstość mocy i sprawność, a jednocześnie okaże się możliwe do produkcji w dużych seriach po konkurencyjnej cenie. Dopiero spełnienie tych warunków pozwoliłoby technologii bez metali ziem rzadkich wyjść poza etap demonstracyjny i stać się realną alternatywą dla obecnych silników z magnesami trwałymi.

Copyright
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A. Kup licencję
Źródło: forsal.pl
Michał Kaźmierczak
Michał Kaźmierczak

Autor artykułów i raportów. Współpracował m.in z Konfederacją Pracodawców Lewiatan, Health & Environment Alliance Polska, Koalicją Klimatyczną, Festiwalem Łódź Wielu Kultur, Wirtualną Polską, Wprost, Zieloną Interią. Komentuje wydarzenia dla Polskiego Radia. Na łamach Gazety Prawnej zajmuje się polityką międzynarodową i krajową . Pasjonat technologii i nauki.

Zobacz wszystkie artykuły tego autoraMercedes ma technologię, która zmieni silniki elektryczne. Metali ziem rzadkich są niepotrzebne »
Zapisz się na newsletter
Zapraszamy na newsletter Forsal.pl zawierający najważniejsze i najciekawsze informacje ze świata gospodarki, finansów i bezpieczeństwa.

Zapisując się na newsletter wyrażasz zgodę na otrzymywanie treści reklam również podmiotów trzecich

Administratorem danych osobowych jest INFOR PL S.A. Dane są przetwarzane w celu wysyłki newslettera. Po więcej informacji kliknij tutaj