Markt für Permanentmagnetmotoren Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der weltweite Markt für Permanentmagnetmotoren hatte im Jahr 2021 einen Wert von 33 Milliarden USD . Schätzungen zufolge wird er bis 2030 einen erwarteten Wert von 60 Milliarden USD erreichen. Der Markt wird im Prognosezeitraum (2022–2030) voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 10 % wachsen.

Ein bürstenloser Elektromotor mit Permanentmagneten anstelle von Wicklungen wird als Permanentmagnetmotor (PMM) bezeichnet. Von Schrittmotoren für Smartwatches über Antriebssysteme für Gerätebausätze bis hin zu riesigen PM-Synchronmotoren für den Schiffsantrieb verfügen diese Motoren über eine Vielzahl von Funktionen.

Aufgrund ihrer maximalen Zuverlässigkeit und Effizienz haben Permanentmagnetmotoren im Laufe der Jahre einen deutlichen Anstieg der Implementierung erfahren. Aufgrund der Produktdifferenzierung und der von etablierten Unternehmen unterstützten Weiterentwicklungen wird sich dieses Wachstum in den kommenden Jahren wahrscheinlich fortsetzen.

Im Prognosezeitraum dürften Elektroautos das Marktwachstum ankurbeln. Laut der Internationalen Energieagentur werden die Umsätze mit Plug-in-Elektro-Kleinwagen bis 2020 drei Millionen Einheiten erreichen. Im Jahr 2020 sind die Umsätze mit Elektrofahrzeugen in den fünf größten Märkten Europas dramatisch gestiegen. Aufgrund eines Zusammentreffens von Regulierungs- und Vergütungsänderungen könnte Deutschland der größte Verbraucher von Plug-in-Elektrofahrzeugen werden. Die weltweite Erwartung an Permanentmagnetmotoren in Elektrofahrzeugen dürfte steigen, da große Automobilhersteller diese zunehmend in ihre Fahrzeuge integrieren und so im Prognosezeitraum das Marktwachstum ankurbeln.

Neodym ist sowohl in hochgradiger als auch in minderwertiger Qualität erhältlich. Dadurch übertrifft es herkömmliche Motoren in puncto Effizienz und Drehmoment und wird dadurch noch attraktiver. Darüber hinaus machen Neodyms hochenergetische Produkte und seine sehr hohe Flussdichte es zu einer unbestreitbaren Wahl für kommerzielle Prozesse. Auf der anderen Seite dürften hohe Preise und Knappheit das Wachstum des Materials einschränken.

Der globale Markt für Permanentmagnetmotoren ist nach Motortyp, magnetischem Materialtyp, Endbenutzer und Regionen unterteilt.

Marktdynamik

Markttreiber für Permanentmagnetmotoren

• Höhere Motoreffizienz durch Permanentmagnete

PMM erwies sich als effizienter und schneller als herkömmliche ACIM, da keine enge Interaktion zwischen Stator und Rotor besteht. Aus diesem Grund wird es mittlerweile von zahlreichen Herstellern in verschiedenen Endverbraucherbranchen weltweit eingesetzt.

Die niedrigeren Betriebstemperaturen von PMM verringern den Verschleiß und senken gleichzeitig die Wartungskosten, was sie zu einer effektiven Alternative zu herkömmlichen Motoren macht. PMM-Motoren werden in einer Vielzahl von Branchen seit Jahren für den störungsfreien Betrieb in schwierigen Situationen eingesetzt, da sie eine lange Tragfähigkeit und Isolationslebensdauer aufweisen und zudem robust konstruiert sind.

Darüber hinaus erzeugen diese Motoren im Gegensatz zu einem herkömmlichen Synchronmotor ein gleichmäßiges, stabiles Magnetfeld. Sie bieten die höchste Drehmomentdichte, obwohl sie leichtere Permanentmagnete haben. Trotz der niedrigen Anschaffungskosten von Induktionsmotoren haben höhere Betriebskosten viele Unternehmen dazu veranlasst, PMM zu bevorzugen, um die Energieeffizienz zu maximieren und eine schnellere Kapitalrendite zu erzielen.

Die Systemeffizienz einer PMAC-Motor/Antriebsanordnung wurde auf 40 % bis über 120 % Last geschätzt. Ein PMAC-Motor hat auch eine höhere Energiedichte als ein gleichwertiger Induktionsmotor, da Seltenerdmetalle mehr Fluss erzeugen. Die Verluste bei PMAC-Motoren sind 15-20 % geringer als bei NEMA-Premium-Induktionsmotoren. PMAC-Motoren haben aufgrund ihres synchronen Betriebs eine ausgezeichnete Übergangsleistung und Drehzahlregelungspräzision, was bei Positionierungssystemen mit hoher Trägheit ein erheblicher Vorteil ist.

Immer mehr Hersteller von VFDs fügen Funktionen für eine leistungsstärkere Steuerung von PMMs hinzu. Dies könnte es Eigentümern und Investoren erleichtern, Motorsysteme so zu konfigurieren, dass sie effektiver, in kleineren Paketen und zu geringeren Kosten arbeiten. Dieser Trend dürfte sich im Prognosezeitraum fortsetzen.

• Steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen

Im Laufe der Jahrzehnte haben Elektrofahrzeuge weltweit an Popularität gewonnen, um die Umweltverschmutzung zu reduzieren. Die Automobilhersteller bringen mehr Elektromodelle mit höherer Reichweite und niedrigeren Kosten auf den Markt. Darüber hinaus werden Elektrofahrzeuge zu einem wesentlichen Bestandteil der Automobilindustrie und stellen einen Weg zu verbesserter Energieeffizienz sowie geringerer Umweltverschmutzung und vieler anderer Treibhausgasemissionen dar. Das Wachstum von Elektrofahrzeugen wird durch steigende Energiekosten und den Wettbewerb bei der Entwicklung energieeffizienter Technologien unterstützt.

Dank staatlicher Unterstützung, der Akzeptanz der Unternehmen und den Erwartungen der Verbraucher erzielte die Elektrofahrzeugbranche in führenden Ländern wie China, Norwegen, Schweden, den Vereinigten Staaten und Japan 2019 Rekordumsätze und dürfte in den kommenden Jahren weiter wachsen. Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass die weltweiten Verkäufe von Elektroautos auf über 3 Millionen gestiegen sind, was einem Marktanteil von über 4 % entspricht, was vor allem auf die aktuelle politische Unterstützung und zusätzliche Konjunkturindikatoren zurückzuführen ist. Daher wird 2020 ein Meilensteinjahr für die Elektromobilität sein.

Dies entspricht einer Steigerung der weltweiten Verkäufe um 40 % gegenüber den 2,1 Millionen verkauften Elektroautos im Jahr 2019 und stellt eine Steigerung gegenüber den zweistelligen Wachstumsraten der Jahre 2010 bis 2018 dar. Damit sind weltweit mittlerweile über 10 Millionen Elektroautos auf den Straßen unterwegs. Dennoch machen Elektrofahrzeuge im Vergleich zu herkömmlichen SUVs nur ein Zehntel des gesamten Fahrzeugabsatzes aus.

Marktbeschränkungen

• Abnehmende Verfügbarkeit von Seltenerdmetallen

Die Mehrheit der seltenerdhaltigen Komponenten für bewegliche Geräte, darunter Autos, Lastwagen, Eisenbahnen, Flugzeuge, Stromgeneratoren, Haushaltsgeräte und Konsumgüter, werden in China oder Japan hergestellt. Der Export solcher Materialien wurde durch die Covid-19-Pandemie behindert. Aufgrund des Monopols Chinas auf die Herstellung seltener Erden und die Herstellung seltener Erdenhaltiger Komponenten wird dies einen Dominoeffekt auf die amerikanische und europäische Wirtschaft haben.

Cer und Lanthan, die zum Polieren von Flachbildfernsehern und zur Ölraffination verwendet werden, sind seit August um bis zu zwei Drittel gefallen und sinken weiter. Darüber hinaus werden aufgrund sich ständig ändernder wirtschaftlicher Bedingungen, die zu Verschiebungen der Produktionsorte für Seltene Erden und einer erhöhten Produktion geführt haben, neue Anwendungen für Seltene Erden entwickelt.

Marktchancen

• Wachsendes Potenzial für Permanentmagnetmotoren (PMM) im Industriesektor

Permanentmagnetmotoren werden in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt, um die Maschineneffizienz zu verbessern. Permanentmagnetmotoren werden in Gabelstaplern, Schiffsrohren, Robotern und Eisenbahnen verwendet, um nur einige Anwendungen zu nennen. Elektromotoren kosten voraussichtlich etwa 45 Prozent des gesamten Stromverbrauchs. Insbesondere im Industriesektor steigt der Anteil der Motoren auf rund zwei Drittel des Stromverbrauchs der Anlage.

Aufgrund dieser Faktoren sowie eines gestiegenen Verständnisses für die Bedeutung einer Reduzierung des Stromverbrauchs sind viele Unternehmen auf Magnetmotoren wie Permanentmagnet-Synchronmotoren und Synchronreluktanzmotoren umgestiegen.

Im Prognosezeitraum wird der Markt voraussichtlich wachsen, da die Regierung und die Regulierungsbehörden in Nordamerika verstärkt Maßnahmen ergreifen, um die Einführung einer einheitlichen Umgebung in mehreren Branchen zu erleichtern. In der Managementagenda 2018 und im Haushaltsplan der Vereinigten Staaten für das Geschäftsjahr 2020 wurde die Automatisierung als ein Werkzeug diskutiert, das Unternehmen nutzen und erkunden können, um Mitarbeiter und finanzielle Belange zu verwalten und der Öffentlichkeit verbesserte Dienstleistungen anzubieten. Solche Initiativen dürften die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten Motoren ankurbeln.

Hocheffiziente elektrische Maschinen sind derzeit ein neuer und herausragender Trend auf dem nordamerikanischen Markt. Motoren für höhere Effizienzklassen wie IE4 und IE10 werden derzeit entwickelt. IE4-Elektromotoren sind bereits auf dem Markt und einige große Hersteller ziehen IE5-Maschinen in Erwägung.

Regionale Analyse

Schnellstes Wachstum im Asien-Pazifik-Raum

Der globale Marktanteil von Permanentmagnetmotoren ist in fünf Regionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Lateinamerika sowie Naher Osten und Afrika. Im Jahr 2021 hatte Nordamerika den größten Anteil am Markt für Permanentmagnetmotoren. Der nordamerikanische Markt für Permanentmagnetmotoren wird voraussichtlich bis 2030 einen Wert von 38.424 Millionen USD erwirtschaften, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9 %.

Aufgrund erhöhter Investitionen von Marktteilnehmern und anderen Unternehmen sowie staatlicher Programme zur Schaffung eines energieeffizienten und umweltfreundlichen Ökosystems wird erwartet, dass die nordamerikanische Region einen erheblichen Anteil am Weltmarkt ausmachen wird. Die starke Windenergiebranche der Region wird im Prognosezeitraum voraussichtlich wachsen und die Expansion des Permanentmagnetmarktes vorantreiben.

Der Markt für Permanentmagnetmotoren im asiatisch-pazifischen Raum erwartet in der kommenden Zukunft ein lukratives Wachstum. Der Markt für Permanentmagnetmotoren im asiatisch-pazifischen Raum wird voraussichtlich bis 2030 einen Wert von 16.280 Millionen USD erwirtschaften, bei der höchsten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 11 % während des Prognosezeitraums. Die Region Asien-Pazifik bleibt ein robuster und starker Markt für Permanentmagnetmotoren in der Welt. Der jüngste Aufschwung der größten Volkswirtschaften der Region, der auf politische Anreize in Japan und China zurückzuführen ist, kommt anderen Volkswirtschaften in der Region zugute.

Europa

Der Markt für Permanentmagnetmotoren wird in den europäischen Ländern voraussichtlich profitabel wachsen. Der Trend hin zu Elektroautos könnte dazu führen, dass der Markt für Permanentmagnetmotoren das erhebliche Problem der globalen Erwärmung und der Zunahme von Windkraftanlagen abmildert. Die von Deutschland, Großbritannien, Norwegen und Frankreich geplanten Investitionen in die Elektromobilität könnten die Nachfrage nach Permanentmagnetmotoren ankurbeln.

Segmentanalyse

Der globale Marktanteil von Permanentmagnetmotoren wird nach Motortyp, Magnetmaterialtyp und Endverbraucher unterteilt. Basierend auf dem Motortyp wird der Markt für Permanentmagnetmotoren in Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren segmentiert.

Das Segment der Wechselstrommotoren (AC) dominiert andere Produkttypen der Permanentmagnetmotoren und dürfte bis 2030 einen Umsatz von 45.052,98 Millionen US-Dollar erzielen, wobei im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9,35 % zu rechnen ist.

Permanentmagnet-Wechselstrommotoren (PMAC) ähneln klassischen Induktions-Wechselstrommotoren, aber abgesehen davon sind ihre Rotoren mit Seltenerdmagneten permanent magnetisiert (der zentrale Teil des Motors, der sich dreht). Der Motor verliert weniger Energie, wenn feste Magnete anstelle von Elektromagneten verwendet werden. Synchrone Wechselstrommotoren sind effizienter als elektronisch kommutierte Motoren (ECMs).

Permanentmagnete werden entweder auf die Oberseite eines Induktionsmotors aufgebracht oder in die Rotorblechschichten eines Permanentmagnet-Wechselstrommotors (PMAC) eingebaut. Das Drehmoment wird durch das von Permanentmagneten erzeugte Feld erzeugt. Bei permanenten Anwendungen, bei denen das Gerät an eine Steckdose oder einen dreiphasigen Netzeingang angeschlossen ist, werden eher Wechselstrommotoren verwendet.

Aufgrund ihrer besseren Effizienz und ihres geringeren Gewichts dürften Permanentmagnet-Wechselstrommotoren in den kommenden Jahren stark an Bedeutung gewinnen. PMAC-Motoren sind nachweislich 5-10 % effizienter als Gleichstrommotoren.

Nach magnetischem Materialtyp

Der Markt ist in Ferrit, Neodym, Samarium- Kobalt und andere unterteilt. Das Neodym-Segment wird voraussichtlich bis 2030 49.390 Millionen USD erwirtschaften, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 11 %.

Der Automobilsektor bietet ein breites Anwendungsspektrum. Neodym-Magnete werden häufig in Motoren von Hybrid- und Elektrofahrzeugen verwendet. Neodym-Magnete haben einen höheren spezifischen Widerstand, eine höhere Speicherfähigkeit und eine höhere Stromerzeugung als andere Formen, aber eine niedrigere Curietemperatur. Die Weiterentwicklung von Neodym-Magneten hat sich für Unternehmen, die die Automobilindustrie monopolisieren, als vorteilhaft erwiesen, wie etwa einer der größten Hersteller Japans, der in seinen neuesten Modellen 30 Kilogramm Seltenerdmaterialien verwendete, wobei Neodym-Magnete einen erheblichen Anteil davon ausmachten. Toyota hat einen neuen Magneten für Hochenergieanwendungen wie Elektromotoren entwickelt, der einen Bruchteil des Neodyms enthält, das in herkömmlichen Magneten aus Eisen, Bor und Neodym (NdFeB) enthalten ist.

Nach Endbenutzer

Der Markt für Permanentmagnetmotoren ist unterteilt in Automobil, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Wasser- und Abwasseraufbereitung, allgemeine industrielle Energie, Bergbau, Öl und Gas und andere. Das allgemeine Industriesegment leistete den größten Beitrag zum Markt und wird voraussichtlich bis 2030 18.074 Millionen USD erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9 % während des Prognosezeitraums.

Im Bereich der industriellen Automatisierung und Robotik werden Permanentmagnetmotoren häufig eingesetzt. Permanentmagnetmotoren sind ideal für die Handhabung von Materialien, Förderbändern, Mixern, Mühlen und eine Vielzahl anderer Anwendungen, da sie selbst bei Teilgeschwindigkeit und Teillast eine hohe Betriebseffizienz bieten. Dank des technologischen Fortschritts sind Industrieroboter verfügbar geworden, die eine hohe Drehmomentdichte, hohe Haltbarkeit und verbesserte Motorleistung bieten. Die Nachfrage nach Permanentmagnetmotoren wird voraussichtlich parallel zur zunehmenden Beliebtheit von Robotern in der Branche steigen.

Gleichspannungs Motor

Seit die Industrie begonnen hat, sich von Induktionsmotoren zu entfernen, sind permanente Gleichstrommotoren alltäglich geworden. Zu den Vorteilen von Gleichstrommotoren gehören ihre Einfachheit, Tragbarkeit und die Fähigkeit, ohne zusätzliche Steuerung zu funktionieren. Ein Motor mit einer langlebigen Magnetwelle ist ein Magnet-Gleichstrommotor, der außergewöhnlich langlebig ist. Anstatt die Feldwicklung in diesem Motor zu verwenden, könnte der Magnet die Bewegung im Luftloch bewirken. Die Rotorkonstruktion eines geraden Gleichstrommotors ist dieser ähnlich. Die Ankermitte, der Kommutator und die Ankerwicklung bilden den Rotor eines PMDC-Motors. Anker- und aufgezeichnete Wicklungen sind die beiden Wicklungsarten, die in einem typischen Gleichstrommotor zu finden sind. Während die Ankerwicklung auf dem Rotor verdreht werden kann, besteht die Hauptfunktion der Feldverdrehung darin, einen ansprechenden Übergang im Luftloch zu erzeugen, während sie auf dem Stator des Motors verdreht wird. Inerte Kohlebürsten werden wie bei einem Standard-Gleichstrommotor gegen den Kommutator gedrückt. Die Betriebsspannung für den PMDC-Motor ist eine Gleichstromversorgung von 6 Volt, 12 Volt oder 24 Volt, die von den Spannungsquellen bezogen wird.

Auswirkungen von Covid-19

Der COVID-19-Ausbruch hat mehrere Industriezweige gezwungen, fast alle ihre Betriebe weltweit einzustellen, was das Wachstum des Marktes für Permanentmagnetmotoren beeinträchtigt. Die Beschaffung wird durch US-Zölle beeinträchtigt, da die Rohstoffe aus China bezogen werden.

Darüber hinaus dürfte es infolge der Ausbreitung der COVID-19-Pandemie zu Störungen auf dem Markt für PMMs kommen, die in vielen Branchen (wie der Fertigung) Anwendung finden und dort stark an Bedeutung gewinnen. So dürften die EV-Verkäufe in China im Jahr 2020 im Vergleich zum Vorjahr um 23 % auf 821.000 Einheiten zurückgehen, wobei aufgrund des Ausbruchs in der zweiten Jahreshälfte mit einer weiteren Erholung der Verkäufe gerechnet wird.

Darüber hinaus meldeten die großen Automobilhersteller in den USA aufgrund schwacher Flottenbestellungen niedrigere monatliche oder vierteljährliche Neuwagenverkäufe. Trotz der anhaltenden COVID-19-Pandemie gaben mehrere Automobilhersteller an, dass die Verbrauchernachfrage weiterhin stark sei. Im zweiten Quartal 2020 verzeichnete Fiat Chrysler Automobiles NV einen Umsatzrückgang von 39 Prozent. Aufgrund der Wiedereröffnung der US-Wirtschaft gab das Unternehmen an, dass sich seine Einzelhandelsumsätze seit April endlich erholt hätten. Während sich die Automobilindustrie langsam von der COVID-19-Pandemie erholt, ergeben sich weitere Möglichkeiten für den Markt für Permanentmagnetmotoren in der Region.

Trotz der COVID-19-Krise steigt laut SMMT die Nachfrage nach Elektroautos in Großbritannien. Trotz der negativen Auswirkungen der COVID-19-Pandemie stiegen die Verkäufe von Elektro- und Hybridfahrzeugen in Brasilien im Jahr 2020, so der brasilianische Verband für Elektrofahrzeuge. Im Jahr 2020 verkaufte das südamerikanische Land fast 20.000 Fahrzeuge, ein Anstieg von mehr als 66 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Infolgedessen wurden seit 2006 in Brasilien 42.500 Einheiten verkauft.

Nach Angaben der US-Notenbank ist die US-Industrieproduktion im Mai 2020 im Vergleich zum Vorjahresmonat um 15,30 Prozent gesunken. Dies geschah nach einem Rückgang von revidierten 16,2 Prozent im April, da viele Hersteller nach einer Schließung aufgrund der COVID-19-Pandemie, die den Markt weiter beeinträchtigte, ihren Betrieb provisorisch wieder aufnahmen.

Kürzliche Entwicklungen

• Im Dezember 2022 wird der ICE 3neo von Siemens Mobility an die Deutsche Bahn übergeben.
• Im August 2022 gaben Bravo Motor Company und Rockwell Automation eine Partnerschaft bekannt.
• Im Juli 2022 erweitert Rockwell Automation die Anwendungen für intelligentere Antriebsfunktionen.
• Im Dezember 2022 bereitet sich ABB auf die neunte Saison der Formel E vor.
• Im Dezember 2022 erhöht Toshiba mit einer neuen Produktionsanlage seine Kapazitäten zur Herstellung von Leistungshalbleitern.