Os fabricantes de veículos elétricos (EV), incluindo a Tesla e a General Motors (GM), estão à procura de alternativas aos motores de tração que utilizam ímanes permanentes que requerem terras raras, devido ao monopólio da China na cadeia de fornecimento de terras raras. Esta mudança ganhou urgência quando a China proibiu as exportações de tecnologia de separação de terras raras em dezembro. Mas é improvável que se afaste completamente dos motores baseados em terras raras, dado o papel significativo da China no setor dos veículos elétricos e os benefícios de desempenho dos ímanes permanentes de terras raras.
95% dos VE utilizam motores de íman permanente baseados em terras raras e, em todo o mundo, prevê-se que a procura anual de VE por terras raras cresça de 5.000 toneladas em 2019 para até 70.000 toneladas em 2030, de acordo com um relatório de 2021 da Aliança Europeia de Matérias-Primas. Os ímãs permanentes normalmente requerem quatro terras raras: neodímio, praseodímio, disprósio e térbio. Estas terras raras constituem uma porção muito pequena dos minerais necessários para a transição energética – apenas 130.000 toneladas de ímanes permanentes foram produzidas em todo o mundo em 2019, correspondendo a um valor de mercado de 6,5 bilhões de euros (7 bilhões de dólares). Mas esses ímanes são atualmente vitais tanto para veículos elétricos como para turbinas eólicas offshore, 76% das quais utilizavam ímanes permanentes em 2018.
“A minha sensação é que o mercado de veículos elétricos provavelmente desenvolverá duas, possivelmente três, abordagens. Um deles é o de ponta: seus Porsches e Teslas e assim por diante que manterão o ímã de terras raras porque isso lhe dá o melhor desempenho e alcance com uma bateria de íons de lítio”, disse à Energy Intelligence, Alastair Neill, diretor do Critical Minerals Institute e exploração de terras raras empresa NeoTerrex. “Haverá um mercado mais barato desenvolvido na China, usando possivelmente um motor de indução e uma bateria de fosfato de ferro-lítio [LFP]… e poderá haver uma versão com terras raras e LFP.”
Numerosos fabricantes de automóveis, incluindo GM, Jaguar Land Rover, Mercedes-Benz, Tesla, Nissan e Bentley, anunciaram intenções de desenvolver motores com menos ou nenhuma terra rara, enquanto um punhado de fabricantes de automóveis, incluindo BMW e Renault, oferecem motores sem terras raras. A questão vai muito além dos VE: os motores de ímanes permanentes estão, de fato, por todo o lado, desde unidades de computador a bombas, ventiladores, utensílios domésticos, ferramentas elétricas e limpa-vidros de veículos convencionais e ventiladores de aquecimento.
Aproveitando Alternativas
Existem alternativas para motores de tração baseados em ímãs de terras raras, notadamente motores de indução e motores síncronos excitados externamente. Alguns fabricantes de automóveis também procuram utilizar outros tipos de ímanes, incluindo ferrite, samário-cobalto e alumínio-níquel-cobalto, enquanto investigadores da Universidade de Cambridge exploram a possibilidade de criar uma alternativa potencial chamada tetratenite. Mas até agora, alternativas viáveis tendem a apresentar menor eficiência energética, densidade de potência e alcance.
Estas compensações são evidentes nas abordagens protegidas dos fabricantes de automóveis para eliminar as terras raras. GM, Volvo e Stellantis investiram na Niron Magnetics, que está desenvolvendo um ímã permanente livre de terras raras. Mas a GM e a Stellantis assinaram recentemente acordos de fornecimento de terras raras a longo prazo. A Tesla usou originalmente motores de indução antes de mudar para ímãs de terras raras em 2017.
Monopólio da China
Quase todo o descontentamento dos fabricantes de automóveis com as terras raras remonta à China, que produziu cerca de 70% dos minérios de terras raras e processou cerca de 90% deles em 2022. Os motores de terras raras tendem a ser mais caros do que os motores de indução, em parte porque as maiores empresas de mineração e processamento de terras raras são empresas estatais chinesas subsidiadas. O governo chinês pode controlar amplamente os preços, resultando em volatilidade.
Depender de terras raras extraídas na China também levanta questões sobre os padrões ambientais. Mas mesmo que as empresas não chinesas produzam terras raras, quase sempre têm de as enviar para a China para processamento. Além disso, a construção de uma instalação de separação de terras raras tende a exigir um investimento de capital superior a US$ 50 milhões. Além disso, as terras raras são normalmente encontradas em concentrações muito baixas, o que torna sua mineração cara. Todos estes fatores tendem a manchar o apelo do envolvimento no mercado de terras raras.
Aumentam as preocupações no Ocidente sobre a vontade da China de tirar partido do seu domínio mineral. No ano passado, a China impôs controles às exportações de gálio, germânio, alguns produtos de grafite e, em dezembro, tecnologias de separação de terras raras. “Isto irá minar as instalações em desenvolvimento de outros países”, disse Gracelin Baskaran, membro sênior do programa de segurança energética e alterações climáticas do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais, à Energy Intelligence. “O risco agora, porém, é que eles cortem completamente as nossas exportações… é aí que acabamos em grandes apuros.”
Publicado originalmente pelo Energy Intelligence em 07/02/2024
Por Grace Symes
Edição: Lauren Artesanal