Auto elettriche, addio alle terre rare: il motore che cambia le regole del gioco

Le auto elettriche avranno un ruolo determinante nella transizione verso un trasporto sostenibile e più rispettoso dell’ambiente. Anche noi italiani dovremmo essere consapevoli di ciò, in quanto parte dell’Unione Europea, dove la Commissione ha stabilito il divieto dei motori a combustione interna entro il 2035. Come si svilupperanno poi gli eventi, solo il tempo potrà dirlo, anche perché si mormora di un possibile slittamento. Tuttavia, prendendo in considerazione le dichiarazioni del numero uno del gruppo Renault, Luca de Meo, sembra che il cambiamento sia ormai in corso. Di conseguenza, le case automobilistiche sono costrette ad adeguarsi per non compromettere il futuro con le proprie azioni.

Durante alcuni studi sono emerse criticità relative alle auto elettriche a batteria (BEV). Ad esempio, un’analisi condotta dall’Università di Harvard suggerisce che la convenienza in termini di impatto ambientale delle auto elettriche si manifesti solo dopo aver percorso almeno 45 mila chilometri, considerando le emissioni generate durante la produzione delle batterie. Alla luce di questo risultato, gli studiosi esortano a introdurre misure specifiche che favoriscano la classe meno abbiente, spesso dipendente dalle automobili per coprire la tratta casa-lavoro.

Un’altra sfida cruciale riguarda i materiali essenziali, come i magneti delle terre rare impiegati nei powertrain. Attualmente, la Cina detiene una netta supremazia rispetto alle realtà del Vecchio Continente in questo settore. Il timore, espresso anche dal ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti, Matteo Salvini, è che una politica orientata esclusivamente verso le auto elettriche possa favorire Pechino. Inoltre, ci sono preoccupazioni provenienti dal Giappone, dove Toyota continua ad esprimere dubbi riguardo a una gamma automobilistica formata esclusivamente da auto elettriche. La specialità del costruttore delle Tre Ellissi è rappresentata, infatti, dalle ibride, che rischiano di essere escluse se i piani dell’UE trovassero conferma.

L’unica eccezione concessa dalle autorità riguarda gli e-Fuel, nonostante le evidenti criticità, tra cui i costi elevati associati. È evidente che una singola azienda non può determinare il futuro dei trasporti. Tuttavia, in Giappone si sta cercando di risolvere questa criticità. Il progetto di cui parleremo ora è firmato da Proterial, un’ambiziosa realtà nipponica, impegnata nello sviluppo di un innovativo motore elettrico privo dei magneti delle terre rare. Se i test in corso daranno i risultati auspicati, potremmo trovarci di fronte a un vero punto di svolta nello sviluppo delle tecnologie green. Esploriamo quindi le intenzioni di Proterial e in che modo pensa di contribuire all’evoluzione dei propulsori.

Il motore “privo di terre rare”: rivoluzione nel settore delle auto elettriche

Gli autori del progetto lo hanno definito il motore “privo di terre rare”. Loro per primi sono consapevoli della portata dell’idea, capace di imprimere una tangibile svolta, almeno sulla carta. Ma in che modo funziona? Tutto si basa sul concetto di utilizzo di magneti in ferrite al posto dei tradizionali magneti al neodimio. Le analisi approfondite hanno consentito di progettare e valutare l’efficacia nella propulsione di auto elettriche.

Stando alle rilevazioni iniziali, l’inedito approccio potrebbe essere una soluzione promettente, volto a ridurre la dipendenza dalle terre rare, tipo, appunto, il neodimio, oggi imprescindibile nella realizzazione delle unità. La notizia dello sviluppo giunge in seguito all’annuncio della stessa Proterial nel dicembre 2022 di aver registrato dei valori soddisfacenti nelle simulazioni del suo motore a magnete in ferrite. Difatti, ha raggiunto livelli di performance simili ai propulsori di trazione delle auto elettriche aventi magneti al neodimio.

Alla luce di questo, l’azienda ha scelto di incrementare gli sforzi. Si è costruito un prototipo reale del propulsore a magnete in ferrite, al fine di testarlo sul campo. Le rilevazioni hanno evidenziato che esso è in grado di generare una potenza superiore ai 100 kW, adatto sia per i mezzi plug-in hybrid (PHEV) sia per le BEV. In definitiva, le prospettive appaiono eccellenti. Alla luce della situazione geopolitica e socioeconomica, i Governi e, soprattutto, le Case automobilistiche avrebbero accesso a notevoli benefici.

I vantaggi

Il motore Proterial, che utilizza magneti in ferrite, presenta diversi vantaggi. Benché i magneti in questione possano offrire solo un decimo della forza di quelli al neodimio, la loro resistenza elettrica contribuisce a ridurre le perdite di correnti parassite. Queste correnti si verificano quando il flusso magnetico nello statore cambia, causando perdite e riscaldamento dello statore. Attualmente, lo statore è suddiviso in fogli separati e isolati tra loro, una tecnica che riduce notevolmente gli effetti negativi, soprattutto con fogli più sottili.

L’iniziativa di Proterial mira a migliorare l’efficienza complessiva del motore, con benefici significativi anche in termini di riduzione dei costi operativi e di durata a lungo termine delle auto elettriche.

I costi operativi rappresentano una delle principali preoccupazioni, coinvolgendo anche gli acquirenti. A causa degli oneri elevati, le compagnie devono attualmente praticare prezzi elevati. Attualmente, la BEV più economica in vendita nel Vecchio Continente è la Dacia Spring, seguita dalla Renault Twingo. La Citroen e-C3 si posiziona al terzo posto, con un prezzo di 23.900 euro (esclusi sconti e incentivi), un vanto per il marchio Double Chevron. Alla presentazione mondiale del veicolo, il marchio francese ha evidenziato il successo in Europa, sottolineando la produzione delle sue rivali in Cina. Spostati dal successo ottenuto, il nuovo obiettivo è commercializzare entro un paio d’anni una versione da 20 mila euro.

Il divario rispetto alle controparti a combustione interna è evidente, anche se meno percepito nei casi delle produzioni cinesi, che hanno avuto il merito di anticipare la concorrenza occidentale. Il gruppo Volkswagen ha ammesso questo fatto in incontri con la stampa, stimando un vantaggio di almeno uno o due anni, nella migliore delle ipotesi. Il colosso di Wolfsburg sta attualmente lavorando per mantenere il prezzo sotto la soglia dei 25 mila euro, seguendo l’esempio della e-C3. Se ci riuscirà o meno è ancora incerto.

Sfide e potenziale

Il motore per auto elettriche concepito da Proterial è attualmente nella fase di concept. Preliminarmente, saranno necessari ulteriori test e sfide da superare. Nonostante ciò, l’idea è di per sé entusiasmante, con il potenziale di trasformare l’industria automobilistica e la mobilità in generale. La combinazione di progressi tecnologici di questo tipo e l’attenzione alla sostenibilità potrebbe aprire la strada a un futuro più pulito ed efficiente nel settore dei trasporti.

Si mira alla prima consegna di auto elettriche entro il 2027, dopo aver raccolto il feedback dei clienti. Inoltre, c’è l’intenzione di impiegare i magneti anche per altri scopi, considerando che il neodimio è utilizzato in una vasta gamma di prodotti, inclusi i motori elettrici per i condizionatori d’aria. I costi di produzione non dovrebbero essere molto più alti rispetto alle proposte tradizionali. Eppure, secondo l’azienda, potrebbero essere influenzati dalle fluttuazioni dei prezzi del terbiko.

Secondo la società di ricerca Tokyo Fuji Keizai, la produzione globale di auto elettriche aumenterà di otto volte dalla fine del 2021 alla fine del decennio. Con l’aumentare della domanda di metalli delle terre rare nelle BEV e il tentativo dei produttori di garantire fonti di approvvigionamento stabili, diventa fondamentale ridurre la quantità di tali materiali.Pechino ha introdotto un sistema di licenze sull’esportazione che coinvolge gallio e germanio, utilizzati nei semiconduttori, limitando nel 2010 le esportazioni verso il Giappone.