Elon Musk preist die "Null-Seltenen-Erden"-Elektromotoren in den höchsten Tönen, hinter dem sich ein gewichtiges strategisches Kalkül auf Ebene der Lieferkette verbirgt.

Am 4. September teilte Elon Musk auf X einen offiziellen Beitrag von Tesla weiter: Der Antriebsmotor des Cybercab verwendet keinerlei Seltene Erden, behält aber die exakt gleiche Reichweite bei. Am Ende fügte er noch einen Satz hinzu: Diese Sache sei „äußerst schwierig“ umzusetzen.

Mit nur einem einzigen Satz brachte er die gesamte Seltene Erden-Industrie und die Elektroauto-Branche zum Wackeln. Die Reaktionen im chinesischen Internet entsprechen genau dem Standardablauf des ökologischen Gegenangriffs von Mas Open-Source-artigem Online-Marketing –

Einige riefen aus, die Physik werde herausgefordert, andere klagten, die „Seltene Erden-Karte“ sei „ungültig gemacht worden“, wieder andere durchsuchten über Nacht die K-Liniendiagramme der „Aktien-Spekulation“ im Seltene Erden-Sektor, um die Marktentwicklung zu prognostizieren. Es fehlte nur noch, dass die Kommentarbereiche mit „Musk hat wieder gewonnen“ überfüllt sind.

Der Hype ist genau so groß wie im März 2023. Auf dem Tesla-Investment-Tag im selben Jahr sagte Colin Campbell, Vizepräsident für Antriebsstränge, beiläufig, dass die nächsten Generationen von Permanentmagnetmotoren gänzlich ohne Seltene Erden-Materialien auskommen werden. Am nächsten Tag fiel der Seltene Erden-Index an der A-Aktien-Börse bei der Eröffnung um mehr als 5%, der Branchenführer Northern Rare Earth verlor an einem Tag 4,3 Milliarden Yuan an Marktkapitalisierung, und Guangdong Nonferrous Metals erreichte im Tagesverlauf fast das Limit von 10% Kursrückgang.

Dreieinhalb Jahre später wurde dieses Versprechen endlich teilweise eingelöst.

Aber das, was wirklich überdenkenswert ist, war nie „wie er das geschafft hat“, sondern drei Dinge: Für welches Fahrzeug er das tut, an wen er die Aussage richtet und warum ausgerechnet jetzt.

Die Antwort liegt eigentlich nicht in der Technik und auch nicht im Motor, sondern in der Lieferkette.

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Das Paradoxon des „0-Seltene-Erden“-Motors

Wir machen keine Umwege und nennen vor der Erläuterung die Schlussfolgerung: Elektromotoren brauchen von Natur aus keine Seltenen Erden, aber Seltene Erden-Materialien können die umfassende Leistung von Elektromotoren enorm verbessern.

Das Grundprinzip des Motors ist so einfach, dass es fast langweilig wirkt: Der Stator erzeugt bei Stromdurchfluss ein rotierendes Magnetfeld, der Rotor dreht sich mit dem Feld und erzeugt so Drehmoment. Also gibt es nur eine entscheidende Frage: Woher kommt das Magnetfeld des Rotors?

Der Wert von Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagneten liegt darin, dass sie die Leistung „kostenlos“ liefern. Man muss keine Leitung an den Rotor anschließen und keinen Ampere Strom durchfließen lassen – sobald man sie platziert, existiert ein starkes Magnetfeld, das stabil, unempfindlich gegen Entmagnetisierung und mit einer extrem hohen Energiedichte ausgestattet ist. Mit Magnetplatten aus Neodym-Eisen-Bor lassen sich Motoren klein, leicht, mit hoher Drehmomentdichte und hervorragendem Wirkungsgrad herstellen. Neodym und Praseodym sorgen für die Hauptmagnetisierung, Dysprosium und Terbium verhindern einen Leistungsverlust bei hohen Temperaturen.

▲ Verschieden geformte Magnetplatten aus Neodym-Eisen-Bor sind die Kernkomponenten von Seltene Erden-Motoren

Genau gesagt ist das ein wahrhaft physikalisch betrachtetes „kostenloses Mittagessen“.

Deshalb ist „0 Seltene Erden“ im Wesentlichen kein technischer Durchbruch, sondern eine bewusste Entscheidung. Wenn man auf das kostenlose Magnetfeld von Neodym-Eisen-Bor-Magnetmaterialien verzichtet, muss man es auf andere Weise ersetzen: Entweder man tauscht es gegen mehr Strom, gegen größeres Volumen oder gegen geringeren Wirkungsgrad ein. Mindestens einer der drei Nachteile ist unvermeidlich. Offensichtlich ist diese Entscheidung von einer natürlichen Notwendigkeit geprägt.

Und die Wege, die die Branche derzeit gehen kann, sind klar und eindeutig – es gibt nur drei Optionen.

Die erste Option ist der ferritunterstützte synchroner Reluktanzmotor (PMaSynRM). Neue ferritische Permanentmagnetmaterialien ersetzen die Neodym-Eisen-Bor-Magnetplatten, gleichzeitig werden die Nutenform und der Magnetkreis des Rotors neu gestaltet, um das Reluktanzdrehmoment maximal auszunutzen. Das heißt, die Kraft wird nicht durch die Anziehungskraft des Magneten erzeugt, sondern durch den Reluktanzunterschied, der sich aus der Form des Eisenkerns selbst ergibt.

Dieser Weg wurde bereits vor mehr als zehn Jahren vorgeschlagen und ist heute die umfassend am besten geeignete seltene erdfreie Lösung für Personenkraftwagen. Der Prototyp von Hitachi Astemo erreicht eine Ausgangsleistung von 180 kW, der Nachteil ist klar benannt: Sein Volumen ist um etwa 30% größer als das eines Seltene Erden-Permanentmagnetmotors mit gleicher Leistung.

▲ Einfach ausgedrückt handelt es sich hier um die traditionellen „Magnete“, mit denen viele Menschen der Generationen der 80er und 90er Jahre gespielt haben. Sie basieren nur auf der neuesten Rezeptur, haben möglicherweise eine stärkere Magnetkraft, eine höhere Materialfestigkeit durch modernste Verfahren und werden mit einem völlig neuen Rotorstrukturdesign kombiniert. Im Wesentlichen ist es eine Ersatzlösung für den Fall, dass keine leistungsstarken Neodym-Eisen-Bor-Magnetplatten verfügbar sind.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass Tesla diesen Weg geht. Aus den vorhandenen Informationen lassen sich drei Maßnahmen zusammenfassen: Neugestaltung der Rotoreisennuten und des Magnetkreises, Umstellung auf neue zusammengesetzte Magnetmaterialien (z. B. anisotrope Hochleistungsferrite) sowie extrem hohe Kupferfüllgrade in Kombination mit einer optimierten Temperatursteuerung. Alle Hinweise deuten genau auf die Kombination aus PMaSynRM und Ferrit hin, nicht auf andere Lösungen.

An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass Tesla behauptet, der neue Motor sei im Vergleich zu den vorhandenen Hochleistungsantriebseinheiten „um 18% kleiner im Volumen und um 25% leichter im Gewicht“. Das bezieht sich höchstwahrscheinlich auf die selbstentwickelte Antriebseinheit der vorherigen Generation von Tesla, nicht auf die Seltene Erden-Permanentmagnetmotoren gleicher Leistung, die Tesla seit der Produktion in China ab 2019 von chinesischen Lieferanten bezieht. Mit wem man vergleicht, wie man vergleicht und wie man die Ergebnisse sprachlich darstellt, ist tatsächlich eine Kunst.

Die zweite Route ist der erregte Synchronmotor (EESM). Bei dieser Variante verzichtet man ganz auf Permanentmagnete: Man wickelt Kupferdrähte auf den Rotor und erzeugt das Magnetfeld durch Strom. Da die neunjährige Schulpflicht in China längst allgemein verbreitet ist und das Faradaysche Induktionsgesetz Inhalt des Physikunterrichts im zweiten Halbjahr der 9. Klasse ist, brauchen wir das hier nicht weiter zu erklären.

BMW hat diesen Motor bereits in Serie gebracht: Das 210 kW starke, 400 Nm leistende Aggregat des fünften Generation eDrive enthält keine Seltenen Erden, und die Hochleistungsversion im iX M60 erreicht sogar 360 kW und 713 Nm.

▲ Rotorkonstruktion eines erregten Synchronmotors mit Flachdrahttechnologie

Natürlich hat das seinen Preis: Der Strom muss über Schleifringe und Bürsten in den rotierenden Rotor geleitet werden. Dadurch wird das Elektromotor, das eigentlich ein wartungsfreies Kernteil ist, das die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs übersteht, zu einem Verschleißteil, das von der Materialwissenschaft abhängig ist. Nur mit modernster Graphit-Verbundwerkstofftechnik lässt sich die Lebensdauer auf 300.000 Kilometer verlängern.

Um das Lebensdauerproblem zu lösen, hat ZF eine bürstenlose Version (I2SM) entwickelt, bei der der induktive Erreger direkt in die Rotorwelle integriert ist. Dadurch entfallen Bürsten und Schleifringe, der axiale Bauraum wird um 90 Millimeter eingespart, und die Leistungswerte von 580 Nm und 325 kW erreichen auf dem Papier bereits das Niveau von Permanentmagnetmotoren. Dennoch lässt sich das grundlegende Problem nicht lösen: Die Erregerwicklung verbraucht ständig Strom, der Stromverbrauch ist von Natur aus um einige Prozentpunkte höher als bei Seltene Erden-Permanentmagnetmotoren, und der Spitzenwirkungsgrad ist eine Stufe niedriger.

Die letzte Route ist der einfache und robuste Asynchron-Induktionsmotor. Der sogenannte selbstentwickelte Hochleistungsmotor, den Tesla erstmals 2014 angepriesen hat, ist genau dieser Typ, der bereits in den ersten Modellen S und X verwendet wurde. Sein Rotormagnetfeld wird durch den Statorstrom induziert, die Schlupfverluste führen zu zusätzlichen I²R-Verlusten, sodass der Wirkungsgrad von Natur aus schlechter ausfällt. Sein einziger echter Vorteil ist, dass er im stromlosen Zustand absolut keine Magnetfeldverzögerung erzeugt.

Deshalb behalten viele Elektroautos heute diesen Motortyp für die nicht-antreibende Achse bei ihren Doppelmotorkonzepten – bei der Fahrt im Reisegeschwindigkeit wird er vollständig abgeschaltet, sodass keine Schleppverluste entstehen.

Nach dieser Wissensvermittlung werfen wir einen Blick zurück in die Vergangenheit.

Zwischen 2016 und 2018 hat Tesla eine Welle von Anpreisungen für „seltene erdfreie Motoren“ gestartet. Damals waren die Modelle S und X durchweg mit Induktionsmotoren ausgestattet, die überhaupt keine Seltene Erden-Magnete enthielten. Obwohl ihre Leistung deutlich schlechter war als die von Seltene Erden-Permanentmagnetmotoren, hinderte das Tesla nicht daran, sie als Überlegenheit „wir brauchen keine Seltenen Erden“ zu vermarkten und sie vollständig in das Kommunikationssystem des „First Principles“ einzubetten, um sie zu einem Baustein von Musks Erzählmaschine zu machen.

In dieser Welt der Bumerange ist es sehr interessant, die Dokumente nach dem Zeitstrahl zusammenzulesen –

2018 begann die Langstreckenversion des Model 3 mit dem Umstieg auf Permanentmagnet-Synchronmotoren;

2019 erhielt Tesla das Recht, eine Fabrik im Alleineigentum in China zu bauen. Die Gigafactory in Lingang, Shanghai, wurde in Betrieb genommen, und Zhongke Sanhuan, Jinli Permanent Magnet und Hengdian Dongci traten nacheinander in Teslas Lieferkette ein;

2021 wurden das Model 3 und das Model Y nacheinander mit in China hergestellten Antriebsmotoren ausgestattet, wobei Leistung und Drehmoment nicht sanken, sondern stiegen – die Leistung des Hintermotors bei der Langstreckenversion des Model Y mit Allradantrieb stieg um bis zu 22%.

▲ Die Gigafactory in Lingang hat Tesla nicht nur dabei geholfen, den Motorwirkungsgrad zu verbessern, sondern auch die Marketingkosten des Unternehmens für eine Zeit deutlich gesenkt.

Danach verschwand die Anpreisung der „selbstentwickelten seltene erdfreien Motoren“ plötzlich für fünf Jahre vollständig. Letztendlich ist die erste Regel des „First Principles“, dass die Lieferkette verfügbar ist.

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Die hinter der Aussage verborgene Absicht

Warum taucht die Aussage jetzt wieder auf? Weil die Situation von Mas Open-Source-Unternehmen sich vollständig verändert hat. Aus der Perspektive des Jahres 2026 hat sich Elon Musk bereits fest in das oberste System des US-Militärs und der Politik und Wirtschaft eingebunden.

In seinem IPO-Prospekt bezeichnet SpaceX die US-Regierung als „Kunde A“, also den größten einzelnen Kunden. Im Jahr 2025 beliefen sich die Einnahmen des Unternehmens von der US-Regierung auf insgesamt etwa 4 Milliarden US-Dollar. Und das speziell für das Militär entwickelte Satellitennetzwerk „Star Shield“ ist eine unverzichtbare Infrastruktur für das Pentagon.

Vor allem im Mai dieses Jahres hat die US Space Force zwei Aufträge auf einmal vergeben: Einen im Wert von 2,3 Milliarden US-Dollar zum Aufbau eines operativen Satellitenkommunikationsnetzes und einen weiteren Vertrag im Wert von 4,2 Milliarden US-Dollar, der darauf abzielt, mit den Startkapazitäten von SpaceX das weltraumgestützte mobile Zielanzeigesystem „Golden Dome“ zu errichten. Deshalb ist dieses Unternehmen heute längst kein traditioneller kommerzieller „Auftragnehmer“ mehr, sondern ein tragendes Element der globalen Operationen des US-Militärs.

An dieser Position angekommen, gelten Regeln, die man nicht selbst bestimmen kann. Die US-amerikanischen „International Traffic in Arms Regulations“ sind in Kraft, die Staatsangehörigkeitsgrenze für Personen, die mit sensiblen Technologien in Kontakt kommen, ist festgelegt, und der Senat hat einen Brief zur Prüfung eingereicht, ob „chinesisches Kapital über Offshore-Konten Anteile hält“. Für den Loyalitätstest muss man konkrete Ergebnisse vorlegen – die Bereinigung der Lieferkette ist genau diese Antwort.