Startup Mỹ đang nắm giữ "chìa khóa" thay đổi cả ngành công nghiệp điện cơ, mở ra tương lai không lệ thuộc đất hiếm Trung Quốc

[Hail the Judge]

Startup Conifer Motors tại Thung lũng Silicon đang tiên phong với công nghệ động cơ điện axial flux sử dụng nam châm ferrite thay vì đất hiếm, hứa hẹn thay đổi toàn cảnh ngành công nghiệp điện cơ. Trong bối cảnh thế giới phụ thuộc nặng nề vào nguồn cung đất hiếm từ Trung Quốc, giải pháp của Conifer không chỉ mang tính đột phá kỹ thuật mà còn có ý nghĩa chiến lược về kinh tế và địa chính trị.

Nguyên tố đất hiếm như neodymium và dysprosium là thành phần cốt lõi trong động cơ điện hiện đại, từ xe điện, robot, đến thiết bị gia dụng và nhà máy công nghiệp. Tuy nhiên, Trung Quốc kiểm soát 90% nguồn cung đất hiếm toàn cầu, từng sử dụng tài nguyên này như công cụ gây áp lực trong các tranh chấp thương mại. Sự phụ thuộc này tạo ra rủi ro chiến lược nghiêm trọng, đặc biệt khi nhu cầu điện hóa toàn cầu tăng vọt. Ví dụ, thị trường xe điện dự kiến đạt 1,4 nghìn tỷ USD vào năm 2027 nhưng nguồn cung đất hiếm hạn chế có thể làm tăng chi phí sản xuất và giá bán lẻ.

Bên cạnh đó, hơn 1 tỷ động cơ xăng cỡ nhỏ đang được sử dụng toàn cầu cho xe máy, máy móc công nghiệp và thiết bị cầm tay, tiêu thụ lượng lớn nhiên liệu hóa thạch và thải ra khí CO2. Việc thay thế chúng bằng động cơ điện hiệu quả, giá rẻ là cơ hội kinh tế khổng lồ, nhưng phụ thuộc vào đất hiếm đang cản trở quá trình này. Công nghệ của Conifer Motors xuất hiện như một giải pháp kịp thời, loại bỏ đất hiếm khỏi chuỗi cung ứng và mở ra tiềm năng điện hóa quy mô lớn.

Conifer Motors đã phát triển một dòng động cơ điện không sử dụng đất hiếm, dựa trên thiết kế axial flux (từ thông trục) và nam châm ferrite, mang lại hiệu suất cao và chi phí thấp. Dưới đây là các đặc điểm nổi bật của công nghệ này:

• Đột phá kỹ thuật: Conifer thay thế đất hiếm bằng nam châm ferrite phổ biến, dễ khai thác, có sẵn ở nhiều quốc gia. Trước đây, ferrite bị hạn chế do lực từ yếu, không phù hợp cho các ứng dụng công suất cao. Tuy nhiên, Conifer khắc phục bằng cách tăng khối lượng nam châm, bố trí xa trục quay, vận hành ở tốc độ cao, giúp động cơ đạt hiệu suất tương đương neodymium.
• Linh hoạt thiết kế: Động cơ của Conifer hoạt động với cả nam châm ferrite và neodymium, tăng gấp đôi mật độ công suất khi cần. Điều này cho phép tùy chỉnh theo yêu cầu ứng dụng, từ thiết bị nhỏ như máy cắt cỏ đến xe điện công suất lớn.
• Cấu trúc “kẹp bánh sandwich”: Khác với động cơ từ thông hướng tâm (radial flux) truyền thống, động cơ axial flux của Conifer gồm các đĩa thép gắn nam châm, từ trường chạy song song trục quay. Thiết kế này đạt hiệu suất năng lượng IE5 (cao nhất hiện nay), giảm 50% kích thước và trọng lượng so với động cơ cảm ứng cùng công suất, theo International Finance.
• Ưu điểm kỹ thuật: Động cơ axial flux cải thiện hiệu suất nhờ điện tử công suất và phần mềm điều khiển chính xác vốn chỉ khả thi gần đây nhờ tiến bộ công nghệ. Điều này giúp Conifer cạnh tranh với các động cơ đất hiếm trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu năng cao.
• Giảm chi phí: Conifer loại bỏ công đoạn dập kim loại truyền thống, giảm 95% vật liệu lõi stator và triệt tiêu thép thừa. Quy trình quấn dây đồng, lấy cảm hứng từ sản xuất pin lithium-ion, đơn giản hóa sản xuất và giảm yêu cầu lao động lành nghề, vốn khan hiếm tại nhiều quốc gia.
• Sản xuất modular: Dây chuyền “No-Tool” cho phép sản xuất động cơ từ 1 đến 25 mã lực trên cùng hệ thống mà không cần thay đổi dụng cụ. Tính modular này giảm 40% chi phí thiết lập nhà máy, hỗ trợ sản xuất quy mô lớn.
• Tự động hóa: Phần mềm điều khiển tự động hóa cao đảm bảo độ ổn định và khả năng nhân rộng, giúp Conifer đáp ứng nhu cầu đa dạng từ các ngành công nghiệp.

Công nghệ của Conifer Motors có tiềm năng giảm chi phí sản xuất, tăng khả năng tiếp cận hàng hóa điện tử, thúc đẩy tiêu dùng trong các lĩnh vực từ thiết bị tiêu dùng đến công nghiệp.

Động cơ không đất hiếm có thể được sử dụng trong các sản phẩm như máy cắt cỏ, dụng cụ điện cầm tay và thiết bị gia dụng, giảm 20-30% chi phí sản xuất so với động cơ đất hiếm. Ví dụ, một máy cắt cỏ điện giá 200 USD có thể giảm xuống 150 USD, tăng khả năng tiếp cận cho người tiêu dùng.

Conifer hợp tác với Lyra Energy để cung cấp động cơ cho xe máy điện tại Indonesia, hiệu quả hơn 20% và tăng phạm vi di chuyển 10% so với động cơ truyền thống. Thị trường xe hai bánh toàn cầu dự kiến đạt 218 tỷ USD vào năm 2029, động cơ giá rẻ của Conifer có thể giảm giá bán lẻ xe điện từ 2.000 USD xuống 1.600 USD, thúc đẩy tiêu dùng tại các thị trường đang phát triển như Đông Nam Á.

Động cơ Conifer có giá thành thấp và dễ sản xuất, giúp các nhà sản xuất mở rộng thị trường đến các khu vực thu nhập trung bình và thấp. Ví dụ, xe máy điện sử dụng động cơ Conifer có thể trở thành phương tiện phổ biến tại châu Á, nơi 500 triệu xe máy xăng đang hoạt động. Phù hợp cho hệ thống HVAC, bơm công nghiệp và robot tự động, tiêu thụ 45% điện toàn cầu. Giảm chi phí sản xuất giúp các doanh nghiệp hạ giá thành sản phẩm, từ đó tăng sức mua của người tiêu dùng.

Từ máy kéo nông nghiệp đến robot công nghiệp, động cơ Conifer có thể giảm chi phí cho các ngành tiêu thụ điện lớn, giúp người tiêu dùng và doanh nghiệp tiết kiệm chi phí năng lượng. Theo International Finance, việc giảm 10% chi phí vận hành HVAC có thể tiết kiệm 50 tỷ USD mỗi năm cho ngành công nghiệp toàn cầu.

Với khoản đầu tư 20 triệu USD và hợp tác với Lyra Energy, Conifer có kế hoạch ra mắt sản phẩm thương mại vào năm 2025, nhắm đến thị trường xe hai bánh và thiết bị tiêu dùng. Theo WSJ, sản phẩm đầu tiên sẽ là động cơ cho xe máy điện kiểu Vespa, phổ biến tại châu Á. Nếu thành công, Conifer có thể tạo ra 10.000 việc làm tại Mỹ và đóng góp 5 tỷ USD vào GDP, theo TechCrunch. Công nghệ này cũng hỗ trợ các quốc gia đạt mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050, thúc đẩy tiêu dùng sản phẩm bền vững.