태그: 에너자이징
대마초 균주, 표현형 및 품종의 차이점을 알고 있습니까?
식물학적으로 말하면, 계통과 품종은 종자 번식에 의해 유성으로 번식된 식물을 말합니다. 특정 특성을 나타내기 때문에 선택된 것과 같은 선택된 식물 종자는 다른 세대를 생성하는 데 사용됩니다. 대마초 식물의 유성 생식 중에 돌연변이가 발생할 수 있지만 일반적으로 육종가가 나머지 개체군에서 제거할 수 있는 한 식물에만 영향을 미칩니다.
전기 강철 – 또 다른 일시적인 공급망 부족 또는 OEM의 전기화 계획에 대한 위협입니까?
주요 철강 생산업체는 전기 철강 생산 능력을 늘리기 위해 수백만 달러를 투자하고 있지만 하이브리드 및 전기 자동차 부문의 급속한 성장으로 인해 잠재적으로 2025년부터 재료 수요가 공급을 초과할 수 있습니다.
자동차 산업이 현재까지 9.3만 대 생산을 방해한 반도체 부족과 싸우고 있는 가운데, EV 판매의 급속한 성장은 설정된 전기화 목표를 달성하기 위해 전기 모터를 생산하는 데 필요한 충분한 전기강판의 미래 가용성에 대한 의문을 제기합니다. 전 세계의 규제 기관 및 OEM이 제공합니다.
몇몇 주요 철강 생산업체는 향후 XNUMX~XNUMX년 동안 새로운 xEV 철강 생산 능력에 대한 투자를 발표했지만 이것이 xEV 시장의 특정 등급 및 지역 요구 사항을 충족하기에 충분할까요?
전기강판이란? 자동차에 왜 중요한가?
전기강 또는 규소강은 철-규소 합금으로 다른 유형의 강철 합금보다 우수한 자기적 특성을 가지고 있어 전력 및 배전 변압기에서 전기 모터에 이르는 다양한 전기 기계에 최적화되어 있습니다.
IHS Markit에 따르면 전기강판은 1년 2억 미터톤의 세계 철강 시장의 2020%만 차지할 것으로 추정되지만, 그 공급은 OEM의 전기화 계획과 다양한 에너지 전환 이니셔티브에 점점 더 중요한 요소로 간주되고 있습니다. 자동차에서 전기강판의 중요한 자동차 응용 분야는 전기 모터입니다. 이 시스템은 고정자의 구리 권선에 전력을 공급하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 자기장이 생성되어 회전자가 회전합니다.
상업용 전기강판 시장은 방향성 전기강판(GOES) 시장과 무방향성 전기강판(NOES) 시장의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.
이러한 구분은 자동차 산업에 노출된 전기강판 유형과 필요한 완화 전략을 이해하는 데 기본이 됩니다. GOES는 단방향 자화가 필요한 변압기와 같은 정적 기계에 사용되는 반면 NOES는 다방향 자화가 필요한 모터 및 발전기와 같은 회전 기계에 사용됩니다.
NOES의 응용 분야는 광범위하며 소비자 가전(세탁기, 식기 세척기 등), 난방, 환기 및 공조(HVAC)(가정용 냉동 포함), 자동차 응용, 소형, 중형 및 대형 산업용 모터, 발전기, 펌프 등. 회전 기계에 대한 수요량이 상당히 많기 때문에 2019년 전 세계 NOES 생산량은 그 해에 생산된 GOES 수량을 크게 초과했습니다.
자동차 제조업체는 NOES에 직접 노출되지만 GOES에도 간접적으로 노출됩니다.
- NOES는 전기 파워 스티어링, 오일 및 연료 펌프에 사용되는 것과 같은 고 듀티 사이클 모터에서 쇼트에 이르기까지 다양한 저전력 모터 애플리케이션뿐만 아니라 하이브리드 및 전기 자동차용 전기 모터 제조에 사용되는 직접 재료 입력입니다. 전동 시트 조절 또는 선루프와 같은 편안함과 편의를 위해 사용되는 것과 같은 시간 의무 모터. 자동차 한 대당 평균 35~45개의 저전력 모터가 장착되어 있으며 B 세그먼트에는 약 20개, E 세그먼트에는 80개(100개 이상의 모터가 있는 Mercedes S-class와 같은 일부 극단적인 경우)가 있습니다.
- 다른 모터 유형 간의 중요한 차이점은 사용되는 NOES 등급에 있습니다. 참고로 마일드 하이브리드 모터는 고급 NOES를 10달러 미만으로 사용하는 반면 배터리 전기 자동차는 모터당 60~150달러 사이에서 xEV 등급이라고 하는 고급 NOES의 확장을 사용합니다. 예를 들어 Rivian R300T와 같이 1개의 바퀴에 독립적으로 동력을 공급하기 위해 전방 및 후방 차축에 개별 트랙션 모터를 장착할 때 차량당 USDXNUMX 이상의 NOES 콘텐츠를 나타냅니다. 이 xEV 등급은 용량 제약 문제가 대두되고 있는 곳입니다.
이 기사는 xEV 등급 NOES와 관련된 특정 문제에 초점을 맞출 것이지만, GOES는 꼭 필요한 EV 충전 인프라의 출시를 지원하는 데 중요하다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 OEM은 이 전기 강철 하위 세그먼트에 간접적으로 노출됩니다. 이는 자동차 산업이 강철 합금의 두 범주에 대한 노출을 이해하고 관리하는 것이 중요하다는 것을 의미합니다. 많은 제철소에서도 GOES 및 NOES용 공통 생산 장비를 사용합니다. 이는 생산자 용량 할당 전략을 이해하는 데 어려움이 증가하기 때문에 위험을 더욱 가중시킵니다.
자동차 부문에 대한 xEV NOES의 임박한 부족이 있습니까? 왜요?
NOES 용량은 최근 몇 년 동안 다양한 산업 부문의 요구를 충족하기에 충분했지만 자동차 부문의 수요 증가, 특히 OEM의 전동화 가속화로 인해 철강 제조업체는 2023년부터 이 강철 합금을 사용하는 자동차 부문 및 기타 부문.
2022년에는 약간의 우려와 함께 다른 업스트림 및 다운스트림 중단이 없다고 가정하지만 OEM의 주문이 이행될 것으로 예상합니다. 우리는 자동차 부문의 요구 사항을 충족시키기 위해 구조적 용량 부족을 예상하며, 이는 향후 몇 년 동안 상당한 자본 투자가 필요할 것입니다.
11년에 생산된 2020만 톤 이상의 NOES 중 xEV 등급 NOES는 총 456,000톤을 차지했지만 자동차 부문에 관한 한 이것은 단연 가장 중요합니다.
xEV 등급 NOES에 대한 용량 부족이 나타날 수 있는 여러 가지 이유가 있습니다.
- 신규 진입자를 위한 공간이 제한되어 있습니다.: 현재 글로벌 OEM 요구 사항을 충족하는 xEV급 NOES를 제조할 수 있는 회사는 14개사에 불과합니다. 앞으로 더 많은 제조업체가 이 부문에 진출하기로 결정할 수 있지만 냉간 압연, 어닐링 및 코팅 장비와 관련된 자본 지출, 제조 노하우, OEM-공급업체 관계 및 특허 보호와 관련된 주요 진입 장벽이 존재합니다. OEM은 이제 증가된(아직 제한적이긴 하지만) 대량의 전기강판 공급업체로부터 고품질 NOES를 구매할 수 있습니다.
- 집중된 제조 공간: 제조의 약 88%가 중화권, 일본 및 한국에 집중되어 있으며 일반적으로 철강 코일 형태로 다른 지역으로 수출됩니다. 북미에서는 공급이 극히 제한되어 있습니다. 전 세계적으로 제품의 전체 스펙트럼을 의미 있게 포괄하는 광범위한 제품을 제공하는 공장은 전 세계적으로 단 XNUMX곳뿐이며 그 중 단 한 곳만 아시아 이외의 지역에 있습니다.
- 자재 또는 철강 공급업체 변경 범위가 제한됨: 모터 효율과 EV의 작동 범위 사이의 상관 관계로 인해 경쟁 NOES 제품 공급업체 간의 코어 손실(자화 중에 열로 낭비되는 입력 전기 에너지의 중요한 척도)의 차이는 OEM 구매 결정에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 전기강판을 대량으로 구매하는 OEM의 경우.
OEM 및 Tier-1 트랙션 모터 제조업체는 승인된 소싱 목록에 여러 공장이 있을 수 있지만 대부분의 프로그램에는 PPAP 승인 철강 공장이 하나만 있습니다. 물질적 특성 또한 공급업체 간의 소송 문제입니다.
예를 들어, 신일본제철은 2021년 XNUMX월 도요타와 세계 최대 철강업체인 국영 China Baowu Steel Group의 자회사인 Baoshan Iron and Steel(Baosteel)을 고소했습니다. Nippon Steel은 Baowu가 Toyota에 하이브리드 모터 코어용으로 공급한 강철이 구성, 두께, 결정 입자 직경 및 자기 특성에 대한 특허를 침해한다고 주장합니다. - 다운스트림 프로세스도 병목 현상에 직면: xEV NOES를 생산할 수 있는 철강 제조업체의 제한된 수를 제외하고 전체 다운스트림 모터 공급망에서 병목 현상이 나타날 수 있습니다. OEM의 요구를 충족시킬 수 있는 모터 코어 적층 스탬퍼는 20개뿐일 뿐만 아니라 이러한 고유한 스탬핑 프레스를 생산할 수 있는 회사는 10개, 최신 모터 설계를 지원합니다.
주요 생산 장비의 특정 부품에 대한 리드 타임은 지난 XNUMX년 동안 두 배로 늘어났습니다. 또한 이러한 회사 중 상당수는 자본 제약이 있는 소규모 가족 소유 기업일 뿐만 아니라 이들 중 상당수가 전통적으로 자동차 산업에 크게 참여하지 않았습니다.
OEM은 중기적으로 얼마나 많은 xEV 등급 NOES가 필요합니까? 얼마나 부족합니까?
하이브리드 및 전기 자동차의 트랙션 모터 제조에 필요한 xEV 등급 NOES의 전 세계 총 수요는 320,000년 수요 2020만 톤에서 2.5년 2027만 톤, 4.0년 2033만 톤 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.
Metals Technology Consulting의 용량 데이터에 따르면 2023년 용량 제약에 대한 심각한 우려가 나타납니다. 공장이 상당한 추가 투자 없이 2025년부터 시장 수요를 지원할 가능성은 매우 낮습니다. 그러나 2025년에 생산 능력을 추가하려면 공장에서 즉각적인 결정을 내려야 합니다. 대부분의 xEV 등급 NOES 공장이 장기간에 걸쳐 90%만 용량 활용을 유지할 수 있다는 점을 고려할 때 상황은 훨씬 더 심각해 보입니다.
향후 몇 년 동안 전기 자동차의 기하급수적인 성장으로 인해 2023년과 2025년 사이에 전기 철강 공급이 수요를 충족하지 못할 위험이 남아 있습니다. 예상되는 용량 증가에도 불구하고 61,000년에는 2026톤의 구조적 부족이 발생할 가능성이 있습니다. 투자에 따라 이 부족은 357,000년에 2027톤으로 극적으로 증가하고 927,000년까지 2030톤 부족으로 절정에 달할 수 있습니다.
어떤 OEM이 더 많이 노출됩니까?
부족은 특히 향후 제품 판매의 일부로 하이브리드 및 전기 모델의 높은 점유율을 목표로 하는 OEM에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 배터리 전기 자동차(BEV) 제조업체, 특히 Tesla와 같은 순수 재생 OEM이 더 많이 노출되어 있지만, 예를 들어 Toyota와 같이 혼합에서 더 높은 하이브리드 점유율로 전기화 베팅을 헤지하려는 OEM에게도 노출이 있습니다. 또한 Renault-Nissan-Mitsubishi 및 Volkswagen과 같은 대형 OEM과 함께 2025-30년부터 플러그인 또는 EV만 판매할 예정인 Jaguar, Mini, Volvo, Mercedes-Benz 및 Alfa Romeo와 같은 업체도 있습니다.
유럽에서 차량 제작의 많은 부분을 차지하는 OEM은 특히 수입 자재에 대한 관세로 인한 비용 경쟁력 문제를 고려할 때 해당 지역에서 수급 불균형이 가장 두드러지기 때문에 심각한 역풍에 직면해 있습니다.
격차가 가장 큰 지역은?
OEM에 대한 지역별 영향은 국내 철강 공급업체의 생산 능력과 해당 지역의 수입 관세에 의해 직접적으로 좌우될 것입니다. 국내 공급에 비해 훨씬 더 많은 양을 요구할 것으로 예상되는 지역에서 수입 관세는 모터 코어를 대량으로 구매하는 OEM의 운영 비용에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 미국에서 Section 232는 200개 비EU 국가에서 수입되는 NOES에 대해 XNUMX%에 육박하는 높은 관세를 적용하고 EU에서 수입되는 NOES에 할당량 기반 관세를 적용합니다.
유럽은 공급 불균형이 가장 심한 지역이지만 현재까지 북미는 NOES 전기강판 생산에 대한 주요 사각 지대가 있습니다. Cleveland Cliffs(이전의 AK Steel)는 NOES의 유일한 현지 생산업체입니다. Cleveland Cliffs의 NOES 및 GOES 제조는 공통 생산 장비를 공유합니다. Cleveland Cliffs는 증가하는 전기 변압기에 대한 지역 수요를 해결하기 위해 곡물 지향성 철강 생산에 더 많은 초점을 맞추고 있으며, 따라서 사용 가능한 xEV 등급 NOES 용량을 줄입니다.
미국 아칸소주 오세올라에 있는 US Steel 소유의 Big River Steel 공장은 2023년 180,000분기에 NOES 생산을 시작합니다. 이로써 온라인으로 연간 45,000미터톤의 NOES 용량을 제공할 예정이며, 그 중 XNUMX개는 xEV 등급에 할당될 것입니다. 아니.
Biden 행정부의 인프라 법안에 의해 설정된 공격적인 차량 전기화 목표, Big River Steel이 xEV NOES 생산을 시작하는 데 필요한 시간, 생산을 최대 용량으로 늘리는 데 필요한 추가 시간을 고려할 때 이 지역의 OEM은 계속해서 제한된 현지 공급 옵션에 직면하여 단기적으로 모터 비용을 증가시키고 국제 경쟁력을 저해합니다.
철강 제조업체는 그 용량 격차를 메우기 위해 투자하고 있습니까? 새로운 플레이어가 상황을 해결할 수 있습니까?
철강 공급업체는 고급 및 xEV 등급 NOES 생산을 늘리기 위해 수백만 달러의 투자를 발표했습니다. 하지만 이를 감안하더라도 여전히 투자 격차는 존재한다. 참고로 650,000년까지 2028미터톤이 부족하면 자동차 부문의 증가하는 수요를 충족하기 위해 약 6~12개의 새로운 공장(크기와 위치에 따라 다름)이 필요할 수 있습니다.
신규 공장을 추가하는 데는 일반적으로 기존 업체의 경우 약 XNUMX년이 소요되며, 엔지니어링에 약 XNUMX년, 건설에 약 XNUMX년이 소요됩니다. 신규 플레이어의 경우 초기 XNUMX년 외에 고급 NOES 또는 xEV 등급 NOES를 생산하고 시설을 엔지니어링 및 구축하는 데 XNUMX~XNUMX년이 걸릴 수 있습니다.
자동차의 생산 능력 제약을 해결하기 위해 철강 제조업체가 할 수 있는 다른 일은 무엇입니까?
자동차 부문은 철강 제조업체, 특히 특수강 합금의 전략적 성장 영역이며 일반적으로 주요 수익원입니다. 이것은 반도체 칩 부족에서 명백한 것보다 더 다른 그림을 그릴 수 없습니다. 이러한 잠재적인 전기강판 부족 상황에서 자동차 부문은 그 어느 때보다 칩 부족 상황에서 더 많은 책임을 지고 있습니다. 자동차 부문은 제철소에 내재된 유연성의 이점을 누릴 수 있습니다. 전기 강철을 제조하는 대부분의 공장은 냉간 공장 설계를 가지고 있습니다. 이를 통해 저급 NOES, 고급 NOES 및 xEV 등급 NOES에서 중요한 장비를 공유할 수 있습니다. 여러 경우에 공장은 xEV 등급 NOES와 GOES 간에 장비를 공유하기도 합니다.
공장은 제품 믹스 변경의 위험을 완화하기 위해 비용 효율적인 혼합 제품 제조를 허용하는 방식으로 의도적으로 건설되었습니다. 결과적으로 공장은 제품별 시장 수요, 제품 수익성 및 고객과의 계약 의무에 따라 용량 할당을 선택할 수 있습니다. 그러나 제품 믹스를 조정하기 위한 전환은 최대 20%의 용량 감소를 초래할 수 있습니다. 자동차 부문에 필요한 xEV-NOES 등급은 더 높은 이윤과 관련이 있습니다.
따라서 철강 제조업체는 기존 "스윙 용량" 할당에서 자동차 부문 수요를 우선시할 것입니다. 이는 낮은 등급의 NOES보다 xEV 등급의 NOES를 우선시한다는 것을 의미합니다. 그러나 블랭킷이 너무 짧을 수 있는 잠재적인 위험이 있습니다. 즉, xEV 등급 NOES를 위해 고급 NOES를 줄이면 후속적으로 고급 NOES가 부족할 수 있습니다. 이는 다른 산업 부문뿐만 아니라 차량의 보조 시스템에 사용되는 과다한 저전력 모터 비용에 다운스트림 효과를 일으킬 가능성이 있습니다.
다른 등급의 일부 용량을 xEV 등급 용량으로 전환하는 것 외에도 철강 제조업체는 약간 두꺼운 게이지 시트 제조에 우선순위를 두어 생산량을 늘릴 수 있습니다. 반대로 더 얇은 강판을 사용하는 것은 생산 능력 확장에 도움이 되지 않습니다. 균일한 두께에서 자기 특성을 개선하기 위해 개발된 기술은 생산의 주요 제약 조건인 압연 용량을 소모합니다. 참고로 이중 저온저감 1mm xEV 등급 NOES 0.25미터톤은 2.5mm xEV 등급 NOES 0.35미터톤과 동일한 용량을 사용합니다. 그러나 모터 효율의 감소와 차량 범위에 미치는 영향을 설명하기 위해 모터 코어를 고통스럽게 재설계해야 하기 때문에 더 두꺼운 시트를 사용하는 데는 큰 한계가 있습니다.
OEM이나 자동차 공급업체는 NOES 없이 모터를 제조할 수 없습니까?
간단히 말해서, 액시얼 플럭스 모터는 NOES가 아닌 GOES를 사용하는 디자인이지만 현재는 틈새 시장, 특히 고성능 EV에만 적용되고 있습니다. 예를 들어 페라리 LaFerrari는 액시얼 플럭스 모터를 특징으로 하는 최초의 차량이었습니다. Mercedes AMG도 2025년부터 이 기술을 적용할 예정입니다.
OEM을 위한 완화 전략은 어떤 모습입니까?
원칙적으로 자동차 산업의 NOES 부족 위험은 철강 제조업체의 xEV 등급 NOES 생산량의 전반적인 증가를 통해서만 해결할 수 있습니다. 그러나 OEM은 종종 주요 트랙션 모터 Tier-1 공급업체와 협력하여 대체 모터 구성 및 재료의 사용 및 모터 공급망의 수직 통합을 포함하여 여러 완화 전략을 추구할 수 있습니다.
- 대체 모터 구성: 무방향성 전기강판의 부족 위험은 잠재적으로 트랙션 모터 혁신에 활력을 불어넣는 기회가 될 수 있습니다. 예를 들어, OEM 및 Tier-1 공급업체는 제조 공정에서 계획된 설계 스크랩 재료를 줄이기 위해 회전자와 고정자의 평면 형상을 변경하려고 할 수 있습니다. 이는 일반적으로 30%에서 45% 사이이지만 특정 설계에서는 다음과 같이 높을 수 있습니다. 75%로.
- 더 큰 수직적 통합: OEM은 모터 공급망을 수직으로 통합하고 철강 제조업체와 직접 협력하여 입력을 더 잘 제어할 수 있습니다. OEM은 이제 플랫폼당 더 많은 볼륨으로 규모의 경제 혜택을 누리고, 사내 핵심 엔지니어링 기술을 유지하고, 일부를 전환하는 능력을 포함하여 다양한 이유로 전기 모터에 대한 Tier-1 공급업체에 대한 의존도를 줄이는 데 열심입니다. 내연 기관(ICE) 제조가 단계적으로 중단되는 동안 인력을 이 새로운 가치 사슬로 전환합니다.
예를 들어, General Motors(GM)는 최근 GE와 제휴하여 전기 철강과 같은 재료에 대한 지역 공급망을 구축한다고 발표했습니다. 철강 제조업체와 파트너 관계를 맺음으로써 자동차 제조업체는 필요에 따라 최적화된 NOES 등급으로 차량의 작동 범위를 지속적으로 확장할 수 있습니다. - 사려 깊은 재료 공학 및 인쇄 사양 개발: 제철소와 협력하지 않기로 선택한 OEM은 재료 사양 개발 방법을 재고해야 할 수도 있습니다. 오늘날 그 초점은 공급망 위험 완화가 아니라 주로 모터 성능 최적화에 있습니다. 그 결과 OEM이 전 세계에서 철강을 구매할 수 있는 유일한 공급업체이기 때문에 철강을 구매할 수 있는 상황이 발생합니다.
이러한 잠재적인 용량 부족이 OEM의 전기화 드라이브에 영향을 미칠 수 있습니까?
이러한 잠재적인 부족은 용량을 추가하고 새로운 용량에 대한 투자를 통해 해결되지 않는 경우 OEM의 전기화 계획에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. "스윙 용량" 할당(생산 라인 구성 또는 프로세스에 대한 주요 개입 없이 더 광범위한 제품 믹스를 수용할 수 있는 제조 용량)과 같은 조치는 재료 사용량을 줄이기 위해 모터 코어 설계를 수정하고, 다른 재료를 채택하고, 공급망을 통합하면 NOES를 완화할 수 있습니다. 단기적으로 OEM의 공급망 위험을 감안할 때 추가 생산 능력을 늘리는 것이 생산 능력과 전기강판에 대한 주요 수요 증가 간의 구조적 불균형을 해결할 수 있는 유일한 방법입니다.
전체 보고서에 액세스하려면 AUTOTECHINSIGHT의 뉴스 및 분석을 구독하십시오.
AUTOTECHINSIGHT 구독자는 여기에서 전체 보고서에 액세스할 수 있습니다.
Prateek Biswas, 수석 분석가, 공급망 및 기술, IHS Markit
최신 인텔리전스
