Statische elektriciteit is een veel voorkomende subatomaire kracht die minder vaak voorkomt bij de extractie van cannabis. Traditioneel zijn er charas en vitale upgrades voor de oude kunst van droog zeven. Meer recentelijk wordt echter statische elektriciteit gebruikt om cannabisolie snel uit damp te halen in een modern apparaat. En hoewel beide technieken geen oplosmiddelen bevatten, […]

De post Hoe statische oplosmiddelen cannabisolie uit damp halen verscheen eerst op Laatste cannabisnieuws vandaag - Headlines, video's en aandelen.

Terwijl grote staalproducenten miljoenen investeren om de productiecapaciteit van elektrisch staal te vergroten, zou de snelle groei van het segment van hybride en elektrische voertuigen er mogelijk toe kunnen leiden dat de vraag naar materiaal vanaf 2025 het aanbod overtreft.

Terwijl de auto-industrie worstelt met de tekorten aan halfgeleiders, waardoor de productie van 9.3 miljoen eenheden tot nu toe is verhinderd, roept de snelle groei van de verkoop van elektrische voertuigen vragen op over de toekomstige beschikbaarheid van voldoende elektrisch staal dat nodig is om elektromotoren te produceren om de gestelde elektrificatiedoelstellingen te halen. door regelgevers en OEM's over de hele wereld.

Verschillende grote staalproducenten hebben investeringen aangekondigd in nieuwe xEV-staalcapaciteit voor de komende drie tot vijf jaar, maar zal dit voldoende zijn om te voldoen aan de specifieke kwaliteit en regionale vereisten van de xEV-markt?

Wat is elektrisch staal? Waarom is het belangrijk voor auto's?

Elektrisch staal, of siliciumstaal, is een ijzer-siliciumlegering die superieure magnetische eigenschappen bezit ten opzichte van andere soorten staallegeringen, waardoor het geoptimaliseerd is voor een verscheidenheid aan elektrische machines, variërend van stroom- en distributietransformatoren tot elektromotoren.

Hoewel elektrisch staal door IHS Markit wordt geschat op slechts 1% van de wereldwijde staalmarkt van 2 miljard ton in 2020, wordt de levering ervan beschouwd als een steeds kritischere input voor de elektrificatieplannen van OEM's en voor verschillende energietransitie-initiatieven. Een belangrijke automobieltoepassing van elektrisch staal in de automobielsector zijn elektromotoren. Deze systemen zetten elektrische energie om in mechanische energie door koperen wikkelingen in een stator te bekrachtigen, die een magnetisch veld creëren en vervolgens de rotor doen draaien.

De markt voor commercieel elektrisch staal is onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: graan-georiënteerd elektrisch staal (GOES) markt en de markt voor niet-georiënteerd elektrisch staal (NOES).

Dit onderscheid is van fundamenteel belang om te begrijpen aan welk type elektrisch staal de auto-industrie wordt blootgesteld en welke risicobeperkende strategieën nodig kunnen zijn. GOES wordt gebruikt in statische machines zoals transformatoren, die unidirectionele magnetisatie vereisen, terwijl NOES wordt gebruikt in roterende machines zoals motoren en generatoren, die multidirectionele magnetisatie vereisen.

Toepassingen voor NOES zijn uitgebreid en omvatten consumentenapparatuur (wasmachines, vaatwassers, enz.), Verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC) (inclusief huishoudelijke koeling), automobieltoepassingen, kleine, middelgrote en grote industriële motoren, stroomgeneratoren, pompen etc. Vanwege de aanzienlijk grotere vraag naar roterende machines, overtrof de wereldwijde NOES-productie in 2019 aanzienlijk de hoeveelheid GOES die dat jaar werd geproduceerd.

Autofabrikanten zijn direct blootgesteld aan NOES, maar indirect ook aan GOES.

• NOES is een directe materiaalinvoer die wordt gebruikt bij de productie van elektrische motoren voor zowel hybride als elektrische voertuigen, evenals in veel motortoepassingen met laag vermogen, variërend van motoren met een hoge inschakelduur zoals die worden gebruikt in elektrische stuurbekrachtiging, olie- en brandstofpompen tot korte tijdgebonden motoren zoals motoren die worden gebruikt voor comfort en gemak, zoals elektrische stoelverstelling of zonnedak. Er worden gemiddeld zo'n 35 tot 45 motoren met laag vermogen per auto gemonteerd, waarvan ongeveer 20 in het B-segment en 80 in het E-segment (met enkele extremen zoals de Mercedes S-klasse die meer dan 100 motoren heeft).
  
  
• Het cruciale verschil tussen de verschillende motortypes zit in de NOES-klasse die wordt gebruikt. Ter referentie: mild hybride motoren gebruiken minder dan 10 USD aan hoogwaardige NOES, terwijl elektrische voertuigen tussen de 60 en 150 USD per motor zullen gebruiken van een uitbreiding van hoogwaardige NOES, ook wel xEV-klasse genoemd, die in sommige configuraties kan vertegenwoordigen zelfs meer dan USD 300 NOES-inhoud per voertuig, bijvoorbeeld wanneer afzonderlijke tractiemotoren op de voor- en achteras worden gebruikt om de vier wielen onafhankelijk aan te drijven, zoals in de Rivian R1T. Deze xEV-klasse is waar zorgen over capaciteitsbeperkingen opduiken.

Hoewel dit artikel zich richt op specifieke zorgen rond NOES van xEV-kwaliteit, moet worden opgemerkt dat GOES van cruciaal belang is om de uitrol van de broodnodige EV-laadinfrastructuur te ondersteunen. OEM's zijn daarom ook indirect blootgesteld aan dit subsegment van elektrisch staal, wat betekent dat het van cruciaal belang is voor de auto-industrie om hun blootstelling aan beide categorieën staallegeringen te begrijpen en te beheren. Veel staalfabrieken gebruiken ook gemeenschappelijke productieapparatuur voor GOES en NOES. Dit vergroot het risico nog verder vanwege de toegenomen moeilijkheid om de strategieën voor de toewijzing van productiecapaciteit te begrijpen.

Dreigt er een dreigend tekort aan xEV NOES voor de autosector? Waarom?

De capaciteit van NOES was de afgelopen jaren voldoende om aan de behoeften van de verschillende industriële sectoren te voldoen, maar de toegenomen vraag vanuit de automobielsector, met name door de versnelling van de OEM's in hun elektrificatie, zal waarschijnlijk leiden tot aanzienlijke druk voor staalfabrikanten om zowel de automobielsector en de andere sectoren die deze staallegering vanaf 2023 gebruiken.

Hoewel we in 2022, met enige bezorgdheid en ervan uitgaande dat er geen andere stroomopwaartse en stroomafwaartse verstoringen zijn, verwachten dat de bestellingen van OEM's worden uitgevoerd. We voorzien een structureel capaciteitstekort om te voldoen aan de behoeften van de automobielsector, waarvoor de komende jaren aanzienlijke kapitaalinvesteringen nodig zijn.

Van de meer dan 11 miljoen ton NOES die in 2020 werd geproduceerd, was NOES van xEV-kwaliteit goed voor in totaal 456,000 ton, maar voor de automobielsector is dit verreweg de meest kritische.

Er zijn verschillende redenen waarom een ​​capaciteitsschaarste voor xEV-grade NOES zou kunnen ontstaan.

• Er is beperkte ruimte voor nieuwe deelnemers: Slechts 14 bedrijven zijn momenteel in staat om xEV-grade NOES te produceren die voldoen aan de wereldwijde OEM-vereisten. In de toekomst kunnen meer fabrikanten besluiten om deze sector te betreden, maar er zijn grote toetredingsdrempels als gevolg van kapitaaluitgaven in verband met koudwals-, gloei- en coatingapparatuur, fabricagekennis, relaties tussen OEM's en leveranciers en octrooibescherming. OEM's zijn nu in staat om hoogwaardige NOES in te kopen bij een groter (zij het nog steeds beperkt) aantal grote leveranciers van elektrisch staal.
  
  
• Geconcentreerde productievoetafdruk: Ongeveer 88% van de productie is geconcentreerd in Groot-China, Japan en Zuid-Korea en wordt vervolgens geëxporteerd naar andere regio's, meestal in de vorm van staalrollen. Het aanbod is extreem beperkt in Noord-Amerika. Er zijn wereldwijd slechts vijf fabrieken die een breed productaanbod hebben dat het volledige spectrum van producten op een zinvolle manier dekt, en slechts één daarvan bevindt zich buiten Azië.
  
  
• De mogelijkheid om van materiaal- of staalleverancier te veranderen is beperkt: Vanwege de correlatie tussen de efficiëntie van een motor en het werkbereik van een EV, kunnen verschillen in kernverlies (een kritische maatstaf voor de ingevoerde elektrische energie die wordt verspild als warmte tijdens magnetisatie) tussen concurrerende leveranciers van NOES-producten aanzienlijke gevolgen hebben voor OEM-aankoopbeslissingen, vooral voor OEM's die elektrisch staallaminaat in grote volumes inkopen.
  
  Hoewel OEM's en tier-1-tractiemotorfabrikanten mogelijk meerdere fabrieken op hun goedgekeurde inkooplijst hebben, hebben de meeste programma's slechts één door PPAP goedgekeurde staalfabriek. Materiaalkenmerken zijn ook een kwestie van geschillen tussen leveranciers.
  
  In oktober 2021 heeft Nippon Steel bijvoorbeeld Toyota en Baoshan Iron and Steel (Baosteel) aangeklaagd, een dochteronderneming van de door de staat gerunde China Baowu Steel Group, de grootste staalproducent ter wereld. Nippon Steel beweert dat het staal dat door Baowu aan Toyota is geleverd voor zijn hybride motorkernen, zijn patenten schendt op samenstelling, dikte, kristalkorreldiameter en magnetische eigenschappen.
  
  
• Stroomafwaartse processen hebben ook te maken met knelpunten: Afgezien van het beperkte aantal staalfabrikanten dat xEV NOES kan produceren, kunnen er knelpunten ontstaan ​​in de gehele stroomafwaartse motortoeleveringsketen. Niet alleen zijn er slechts 20 motorkernlamineringsstempels die aan de behoeften van de OEM's kunnen voldoen, maar er zijn ook slechts vijf bedrijven die deze unieke stempelpersen kunnen produceren en minder dan 10 onafhankelijke gereedschapswinkels met de competentie om de unieke stempelmatrijzen te fabriceren die kunnen ondersteuning van state-of-the-art motorontwerpen.
  
  De doorlooptijden voor bepaalde belangrijke productieapparatuur zijn de afgelopen vier jaar verdubbeld. Bovendien zijn veel van deze bedrijven niet alleen kleine familiebedrijven met kapitaalbeperkingen die hun schaalbaarheid beperken, maar een groot deel van deze bedrijven heeft traditioneel niet significant deelgenomen aan de auto-industrie.

Hoeveel xEV-grade NOES hebben OEM's op middellange termijn nodig? Hoe groot is het tekort?

De wereldwijde brutovraag naar NOES van xEV-kwaliteit die nodig is voor de productie van tractiemotoren in hybride en elektrische lichte voertuigen zal naar verwachting groeien van 320,000 ton in 2020 tot iets meer dan 2.5 miljoen ton in 2027 en meer dan 4.0 miljoen ton in 2033.

Op basis van capaciteitsgegevens van Metals Technology Consulting ontstaat er een grote bezorgdheid over capaciteitsbeperkingen in 2023. Het is hoogst onwaarschijnlijk dat fabrieken vanaf 2025 aan de marktvraag kunnen voldoen zonder significante extra investeringen. Om capaciteit in 2025 toe te voegen, moeten fabrieken echter op korte termijn beslissingen nemen. De situatie ziet er nog nijpender uit als je bedenkt dat de meeste NOES-fabrieken van xEV-kwaliteit slechts 90% capaciteitsbenutting kunnen aanhouden gedurende langere tijdsperioden.

Door de exponentiële groei van geëlektrificeerde voertuigen in de komende jaren, blijft het risico bestaan ​​dat het aanbod van elektrisch staal tussen 2023 en 2025 niet aan de vraag voldoet. Ondanks de verwachte capaciteitsverhogingen zal er in 61,000 waarschijnlijk een structureel tekort van 2026 ton ontstaan. Zonder verdere grote investeringen, kan dit tekort dramatisch oplopen tot 357,000 ton in 2027, met als hoogtepunt een tekort van 927,000 ton in 2030.

Welke OEM's zijn meer blootgesteld?

Het tekort zal naar verwachting met name gevolgen hebben voor OEM's die zich richten op een groot aandeel hybride en elektrische modellen als onderdeel van hun toekomstige productverkoop. Hoewel fabrikanten van batterij-elektrische voertuigen (BEV's), met name pure-play OEM's zoals Tesla, meer blootgesteld zijn, is er ook een blootstelling voor OEM's die hun elektrificatie-inzetten willen afdekken met een hoger hybridisatie-aandeel in hun mix, zoals Toyota bijvoorbeeld. Daarnaast zijn Jaguar, Mini, Volvo, Mercedes-Benz en Alfa Romeo van plan om vanaf 2025-30 alleen plug-ins of EV's te verkopen, naast grotere OEM's zoals Renault-Nissan-Mitsubishi en Volkswagen.

OEM's met een groot aandeel in de autoproductie in Europa hebben ook te maken met ernstige tegenwind, aangezien de onevenwichtigheid tussen vraag en aanbod in die regio het meest uitgesproken lijkt te zijn, vooral wanneer rekening wordt gehouden met de uitdagingen op het gebied van kostenconcurrentievermogen als gevolg van tarieven op geïmporteerd materiaal.

Welke regio heeft de grootste kloof?

Regiospecifieke effecten voor OEM's zullen waarschijnlijk rechtstreeks worden bepaald door de productiecapaciteiten van binnenlandse staalleveranciers en de invoertarieven die in de regio gelden. In regio's die naar verwachting aanzienlijk hogere volumes zullen vragen in vergelijking met het binnenlandse aanbod, kunnen importtarieven een grote invloed hebben op de bedrijfskosten voor OEM's die motorkernen in hoge volumes kopen. In de Verenigde Staten past Section 232 bijvoorbeeld hoge rechten toe, bijna 200%, op NOES geïmporteerd uit zeven niet-EU-landen en op quota gebaseerde tarieven op NOES geïmporteerd uit de EU.

Europa is de regio met de grootste onevenwichtigheid in het aanbod, maar tot op heden heeft Noord-Amerika nog steeds een grote blinde vlek voor de productie van elektrisch staal van NOES. Cleveland Cliffs (voorheen AK Steel) is de enige lokale producent van NOES. De NOES- en GOES-productie van Cleveland Cliffs delen gemeenschappelijke productieapparatuur. Cleveland Cliffs richt zich aanzienlijk meer op de op graan georiënteerde staalproductie om tegemoet te komen aan de toenemende regionale vraag naar elektrische transformatoren, waardoor de beschikbare xEV-kwaliteit NOES-capaciteit wordt verminderd.

De Big River Steel-fabriek van US Steel in Osceola, Arkansas, Verenigde Staten, start in het derde kwartaal van 2023 met de productie van NOES. Dit zal 180,000 ton NOES-capaciteit per jaar online brengen, waarvan 45,000 waarschijnlijk zal worden toegewezen aan xEV-grade NEE.

Gezien de agressieve doelstellingen voor de elektrificatie van voertuigen die zijn vastgesteld door de infrastructuurwet van de Biden-administratie, de tijd die Big River Steel nodig heeft om de productie van xEV NOES te starten en de verdere tijd die nodig is om de productie op volle capaciteit op te voeren, zullen OEM's in de regio waarschijnlijk doorgaan met worden geconfronteerd met beperkte lokale leveringsopties, waardoor de motorkosten op korte termijn stijgen en hun internationale concurrentievermogen wordt aangetast.

Investeren staalfabrikanten om dat capaciteitsgat op te vullen? Kunnen nieuwe spelers de situatie oplossen?

Staalleveranciers hebben miljoeneninvesteringen aangekondigd om de productie van hoogwaardige en xEV-grade NOES te stimuleren. Maar zelfs als we hiermee rekening houden, zal er nog steeds een investeringskloof zijn. Ter referentie: het tekort van 650,000 metrische ton in 2028 zou zo'n 6 tot 12 nieuwe fabrieken kunnen vereisen (afhankelijk van de grootte en locatie) om aan de toegenomen vraag van de automobielsector te voldoen.

Het toevoegen van een nieuwe fabriek duurt doorgaans ongeveer drie jaar voor een bestaande speler, met ongeveer een jaar voor engineering en twee jaar voor constructie. Voor een nieuwe speler kan het twee tot acht jaar duren om hoogwaardige NOES of xEV-grade NOES te produceren en om de faciliteit te bouwen en te bouwen, bovenop de eerste drie jaar.

Wat kunnen staalfabrikanten nog meer doen om de capaciteitsbeperking voor auto's aan te pakken?

De autosector is een strategisch groeigebied voor staalfabrikanten, met name voor speciale staallegeringen, en is over het algemeen een belangrijke bron van inkomsten. Dit kan geen ander beeld schetsen dan wat blijkt uit het tekort aan halfgeleiderchips. In dit potentiële tekort aan elektrisch staal zit de autosector meer aan het stuur dan ooit in het chiptekort. De autosector zou kunnen profiteren van de ingebouwde flexibiliteit die staalfabrieken hebben. De meeste fabrieken die elektrisch staal vervaardigen, hebben ontwerpen voor koude molens. Hierdoor kunnen kritieke apparaten worden gedeeld tussen low-grade NOES, high-grade NOES en xEV-grade NOES. In verschillende gevallen delen fabrieken ook apparatuur tussen xEV-grade NOES en GOES.

De fabrieken zijn doelbewust op een dergelijke manier geconstrueerd om een ​​kosteneffectieve productie van gemengde producten mogelijk te maken om het risico van veranderingen in de productmix te verminderen. Dit resulteert in een structuur waarin fabrieken kunnen kiezen om capaciteit toe te wijzen op basis van de marktvraag per product, productwinstgevendheid en contractuele verplichtingen met klanten. Omschakelingen om de productmix aan te passen, kunnen echter leiden tot een capaciteitsvermindering van maar liefst 20%. De xEV-NOES-kwaliteiten die de autosector nodig heeft, worden geassocieerd met hogere winstmarges.

Daarom zullen staalfabrikanten waarschijnlijk prioriteit geven aan de vraag uit de autosector bij de toewijzing van bestaande "zwaaicapaciteiten". Dit betekent dat ze prioriteit zullen geven aan xEV-grade NOES boven low-grade NOES. Er is echter een potentieel risico dat de deken net te kort is, wat betekent dat het knippen van hoogwaardige NOES ten gunste van xEV-grade NOES kan resulteren in daaropvolgende tekorten aan hoogwaardige NOES. Dit zal waarschijnlijk downstream-effecten hebben op de kosten van de overvloed aan motoren met laag vermogen die worden gebruikt voor hulpsystemen in een voertuig, evenals op andere industriële sectoren.

Naast het omzetten van een deel van de capaciteit van andere kwaliteiten naar capaciteit van xEV-kwaliteit, zouden staalfabrikanten ook de productie kunnen verhogen door prioriteit te geven aan de productie van iets dikkere platen. Het is contra-intuïtief dat het gebruik van dunnere staalplaten niet helpt om de productiecapaciteit uit te breiden. Technieken die zijn ontwikkeld om de magnetische eigenschappen bij gelijke dikte te verbeteren, verbruiken rolcapaciteit, wat een belangrijke beperking is bij de productie. Ter referentie: 1 metrische ton dubbel koudgereduceerde 0.25 mm xEV-kwaliteit NOES heeft dezelfde capaciteit als 2.5 metrische ton 0.35 mm xEV-kwaliteit NOES. Er is echter een grote limiet aan het gebruik van dikkere platen, omdat het een pijnlijk herontwerp van motorkernen vereist om rekening te houden met de afname van de motorefficiëntie en de resulterende impact op het voertuigbereik.

Kunnen de OEM's of autoleveranciers geen motoren maken zonder NOES?

Kortom, axiale fluxmotoren zijn een ontwerp dat GOES gebruikt in plaats van NOES, maar het wordt momenteel alleen toegepast in nichesegmenten, met name hoogwaardige EV's, bijvoorbeeld Ferrari LaFerrari was het eerste voertuig met een axiale fluxmotor. Mercedes AMG gaat vanaf 2025 ook over deze technologie beschikken.

Hoe ziet een mitigatiestrategie eruit voor OEM's?

In principe kan het NOES-tekortrisico voor de auto-industrie alleen worden opgelost door een algehele verhoging van de xEV-grade NOES-productie door staalfabrikanten. OEM's kunnen echter, vaak in samenwerking met belangrijke Tier 1-leveranciers van tractiemotoren, verschillende mitigatiestrategieën nastreven, waaronder het gebruik van alternatieve motorconfiguraties en materialen en een grotere verticale integratie in de motortoeleveringsketen.

• Alternatieve motorconfiguraties: Een risico op een tekort aan niet-georiënteerd elektrisch staal kan een kans zijn om de innovatie van tractiemotoren mogelijk te stimuleren. OEM's en tier 1-leveranciers kunnen bijvoorbeeld proberen de vlakke geometrie van de rotors en stators te veranderen om gepland ontwerpafvalmateriaal in het productieproces te verminderen, dat doorgaans ergens tussen de 30% en 45% ligt, maar in bepaalde ontwerpen kan dit zo hoog zijn. als 75%.
  
  
• Grotere verticale integratie: OEM's kunnen proberen hun motortoeleveringsketens verticaal te integreren en rechtstreeks samen te werken met staalfabrikanten om hun input beter te beheersen. OEM's willen om verschillende redenen hun afhankelijkheid van Tier 1-leveranciers voor elektromotoren graag verminderen, waaronder de mogelijkheid om nu te profiteren van schaalvoordelen met de hogere volumes per platform, om interne kritische technische vaardigheden te behouden en om een ​​deel om te zetten van zijn personeel aan deze nieuwe waardeketen, terwijl de productie van interne verbrandingsmotoren (ICE) wordt uitgefaseerd.
  
  Zo heeft General Motors (GM) onlangs een alliantie aangekondigd met GE om een ​​regionale toeleveringsketen te creëren voor materialen zoals elektrisch staal. Door samen te werken met staalfabrikanten kunnen autofabrikanten het werkbereik van hun voertuigen continu uitbreiden met geoptimaliseerde NOES-kwaliteiten voor hun behoeften.
  
  
• Doordachte materiaaltechniek en ontwikkeling van printspecificaties: OEM's die ervoor kiezen om niet samen te werken met staalfabrieken, moeten mogelijk opnieuw nadenken over de manier waarop materiaalspecificaties worden ontwikkeld. Tegenwoordig ligt die focus voornamelijk op het optimaliseren van motorprestaties, niet op het verminderen van risico's in de toeleveringsketen. Dit resulteert in situaties waarin OEM's staal slechts van één fabriek ter wereld kunnen kopen omdat het de enige leverancier is die daartoe in staat is.

Kan deze potentiële capaciteitsschaarste de elektrificatie van OEM's beïnvloeden?

Dit potentiële tekort kan ernstige gevolgen hebben voor de elektrificatieplannen van OEM's als dit niet wordt aangepakt door meer capaciteit toe te voegen en te investeren in nieuwe capaciteit. Hoewel maatregelen zoals de toewijzing van "swing capacity" (productiecapaciteit die een bredere productmix kan accommoderen zonder grote tussenkomst in de configuratie of het proces van de productielijn), het aanpassen van motorkernontwerpen om het materiaalgebruik te verminderen, het toepassen van verschillende materialen en het integreren van toeleveringsketens NOES kunnen verlichten supply chain-risico's voor OEM's op korte termijn, is het vergroten van extra productiecapaciteit de enige maatregel om de structurele onbalans tussen capaciteit en de grote toename van de vraag naar elektrisch staal aan te pakken.

OM TOEGANG TE KRIJGEN TOT HET VOLLEDIGE RAPPORT, SCHRIJF U IN OP HET NIEUWS EN DE ANALYSE VAN AUTOTECHINSIGHT

AUTOTECHINSIGHT-ABBO'S KUNNEN HIER TOEGANG TOT HET VOLLEDIGE RAPPORT

Prateek Biswas, senior analist, toeleveringsketen en technologie, IHS Markit