המרדף אחרי מערכת הנעה אלטרנטיבית שתחליף את מנוע הבעירה ששורף מוצרי נפט הפך את החזון למציאות לקראת סוף העשור הקודם, ובתוך כשנתיים צפוי מחירן של מכוניות חשמליות להיות שקול למחירי מכוניות עם מנועי בנזין ודיזל.
יש יצרניות רכב – כמו טויוטה והונדה – שכפרו ברעיון המכונית החשמלית וטענו שטכנולוגיה היברידית תגשר על פער הזמנים עד שמנועי בעירה יוחלפו על-ידי הנעה באמצעות מימן. כל מי שמזלזל כרגע בטענה הזאת צריך לשאול את עצמו איפה נמצאות ביחס אליהן רוב יצרניות הרכב הלא-סיניות שלא קוראים להן פולקסווגן או יונדאי-קיה.
האמת היא שכמעט כל תעשיית הרכב שמחוץ לסין מפגרת בעקבות התעשייה הסינית. פולקסווגן לא הייתה נמצאת איפה שהיא היום לולא החטיפה לעצמה את 'דיזלגייט', ואפילו ב.מ.וו ורנו-ניסאן – שפלירטטו עם חשמל כבר לפני עשור – היססו, פירססו, ורק כעת הן חוזרות אל עצמן. אפשר לרדת על טויוטה כמה שרוצים אבל היא כבר נתנה זינוק בתחום החשמל (נכון, יש לה מחלות ילדות אבל למי אין?), לא זנחה את רעיון תא-הדלק המימני שמניע למשל את 'מיראי', וכעת היא מדגימה התקדמות חשובה בפיתוח שנוי במחלוקת אך מעניין בתחום המימן: מנוע בעירה פנימית מימני.
טוב, כל מי שמתעניין בטכנולוגיה מוטורית יזנק ויאמר שלא מדובר ברעיון חדש, וזה נכון. ב.מ.וו הציגה את מנוע הבעירה הפנימית שמוזן במימן כבר בשנות ה-80 ושוב פעם בשנות האלפיים, וגם טויוטה הכריזה עליו לפני כשנתיים ואף מריצה מכוניות כאלה בסדרת מירוצי מסלול ביפן. אבל יש חדשות: אנשי טויוטה הכריזו בסוף השבוע על תחילת שלב הניסויים של מכוניות כאלה על כבישים ציבוריים, ולטענתם זה שלב מתקדם לקראת הכנסת הטכנולוגיה לייצור מסחרי.
נחסוך מכם את כל הדיבורים על דאגה לאקלים – לא מתוך זלזול חלילה אלא מפני שיש לנו עוד כמה דברים מעניינים נוספים על הפרק, וגם את פירוט האמירה של טויוטה לפיה החברה נוקטת ב"גישה רב-טכנולוגית שכוללת סוללות חשמליות, תאי דלק והנעה היברידית-נטענת". האמירה החשובה יותר של טויוטה היא שהחברה "סבורה שמוקדם מדי להתמקד בפתרון אחד ויחיד לאפס פליטות, ולכן היא מפתחת במקביל טכנולוגיית תאי דלק מימנים ובעירת מימן לצד טכנולוגיה של מכוניות חשמליות".
החידוש של טויוטה הוא מכונית אב טיפוס שנקראת 'קורולה קרוס H2 קונספט' וכדי להדגיש את התחושה שמדובר במוצר כמעט בר-השגה היפנים מקדימים את הטענה שזאת מכונית שימושית ומעשית לפני שהם מדברים על הטכנולוגיה שלה: "טויוטה הצליחה ליצור", הם אומרים, "אב טיפוס של קורולה קרוס H2 שיכולה להסיע חמישה נוסעים על מזוודותיהם באמצעות התאמת מנוע הטורבו 3 צילינדרים בנפח 1.6 ליטר של הקורולה GR, עם טכנולוגיית מנוע הזרקת-מימן ישירה בלחץ גבוה, מפעילות הספורט המוטורי, והוספת הידע (של החברה) בתחום אחסון מימן מ'מיראי'". לדבריהם, בימים אלה הם מבצעים כבר ניסויים שכוללים נהיגות כביש על כבישים פתוחים וזאת לצד המשך ה"פיתוח הדיגיטלי" ולקראת בדיקות חורף בצפון יפן.
מי צריך את זה?
התועלת של הבערת מימן במקום דלק ממקור אורגני במנוע בעירה פנימית נובעת מתוצרי הבעירה, כלומר מ"אפס פליטות", ועבור יצרנית רכב שמייצרת מנועי בעירה כבר 88 שנים יש גם תועלת נוספת: מנוע צילינדרי הוא חסם כניסה יקר מפני חברות שאין להן טכנולוגיה ואמצעי ייצור לייצר אותו. בנוסף, תדלוק במימן מהיר ודומה לתדלוק בדלק, כלומר שאין צורך בזמני טעינה ארוכים. אנשי טויוטה מזכירים גם את החסרונות של סוללות, שאמנם נחוצות להנעה באמצעות תאי דלק אבל מיותרות אם משתמשים במימן במנועי בעירה.
מצד שני, החסרונות של מימן נכון להיום הם שצריך להשיג אותו ולבנות תשתית כדי להפיץ ולספק אותו.
"הנעה באמצעות מימן", טוענים אנשי טויוטה, "יכולה להוביל לפתרונות נפוצים ונגישים להפחתת פליטות פחמן במהירות רבה יותר על ידי שינוי טכנולוגיות קיימות ומקסום ההשקעות הנוכחיות".
וכמה הם מתקדמים לקראת הפתרון הזה? אנשי החברה טוענים שהם נמצאים "סביב 40% בדרך למסחור של מוצרים כמו קורולה קרוס H2 קונספט". הם מודים ש"עדיין לא ניתן לומר אם הטכנולוגיה תגיע לבשלות עבור מכוניות כביש, אבל יש ללא ספק הזדמנות גדולה בספורט מוטורי" – וזאת, אם יורשה לנו, טענה מעט משונה.
מכל מקום, טויוטה מריצה, כאמור, מכונית הנעה פנימית מימנית בסדרת מרוצי הסיבולת 'סופר טאיקיו' ביפן, וגם נשיא החברה, אקיו טויודה, הקפיד להשתתף בכל מירוץ ומירוץ. בנוסף, יאריס GR מימנית השתתפה גם במירוץ בבלגיה במסגרת אליפות הראלי הבינלאומית. אנשי טויוטה טוענים שפעילות הספורט-המוטורי שלהם סייעה להאיץ את הפיתוח, ושהחברה פועלת בשיתוף פעולה עם כל השחקניות בתחום המימן ויוצרת מגוון שיתופי פעולה שיסייעו לקדם את הנושא.
כאשר תא-דלק פוגש את ההנעה החשמלית
כפי שכבר כתבנו כאן לא מעט, הנעה באמצעות מימן, בעיקר כאשר הוא מומר לחשמל בתוך תא דלק, היא לא אויבת של המכונית החשמלית אלא טכנולוגיה משלימה עבורה. מכונית "מימנית" כוללת את כל המרכיבים של מכונית חשמלית: סוללה ומנוע חשמלי.
הונדה מרחיבה כעת את הרעיון הזה ומתכננת לבנות בארצות הברית מכונית תא-דלק חדשה על בסיס הדור הבא של הקרוסאובר הפופולרי שלה CR-V, והחידוש החשוב ביותר בו הוא האפשרות לטעון את הסוללה מעמדת טעינה, ממש כמו שטוענים מכונית היברידית-נטענת. במילים פשוטות, מכונית כזאת תוכל לנוע באמצעות שימוש במימן (שמומר לחשמל בתוך תא הדלק) או באמצעות אנרגיה ממקור חיצוני שתהיה אגורה בסוללה שלה.
רעיון מכונית המימן הנטענת יכול להקל מעט את הבעיה המשמעותית שאופיינית להרבה טכנולוגיות חדשות, בעיית "הביצה והתרנגולת": גם כאשר אפשר יהיה לקנות מכונית מימנית עדיין יהיה מחסור בתשתיות שבהן אפשר יהיה לתדלק עם מימן. בעשור האחרון הוקמו כמה עשרות תחנות טעינת טעינת-מימן בארה"ב אך הן מרוכזות בעיקר בחוף המערבי ובמיוחד בקליפורניה, בעיקר בלוס אנג'לס וסן פרנסיסקו. השותפות הפרטית-ציבורית H2USA, שבה חברות מספר יצרניות רכב, ספקיות מימן וחברות שמפתחות ומייצרות תאי דלק מתאמצות לפתח ולהתקין תשתית נגישה וכלכלית בשאר המדינות בארה"ב.
להונדה CR-V באופן ספציפי יכולה להיות תרומה גדולה כשגריר של ההנעה המימנית. בשונה מטויוטה 'מיראי', שהיא לא רק מכונית יקרה אלא גם שונה בעיצוב שלה, CR-V הוא הדגם הפופולרי ביותר של הונדה בצפון אמריקה, שם הוא מדורג כרכב השטח השני הנמכר ביותר. הצעת דגם כל כך נפוץ ומוכר עם גרסה מימנית תהפוך את הרעיון כולו "קל יותר לעיכול" עבור רבים. זאת במיוחד לנוכח העובדה שתדלוק באמצעות מימן, כאמור, אורך דקות בודדות לעומת לפחות חצי שעה אפילו ב"סופר-צ'ארג'ר" של טסלה, ותמיד יש גיבוי של סוללה חשמלית נטענת במקומות שבהם אין אפשרות לתדלק עם מימן.
חידוש נוסף: הונדה תהנה, לראשונה, מכספים שמשקיע הממשל האמריקני במסגרת התוכנית למאבק באינפלציה ומיועדים לפיתוח טכנולוגיות הנעה לא מזהמות.
אנשי הונדה הצהירו שהם מתכננים לייצר את מכונית המימן הנטענת שלהם בשלב ראשון במרכז שלהם לייצור כלי רכב מיוחדים במריסוויל, אוהיו – מרכז שמשמש לייצור סדרות קטנות וייחודיות של אבות טיפוס וכלי רכב למטרות מיוחדות. זה המקום שבו ייצרה הונדה, עד לפני כחודש, את אקורה NSX.
הונדה מתכננת לייצר תאי דלק בארה"ב, בסיוע תקציבים ממשלתיים אמריקנים כאמור, ולהגיע לייצור סדרתי מסחרי בתוך מעט יותר משנה. במקביל, אגב, צפויה השקתה של המכונית חשמלית הראשונה שהונדה מפתחת על-בסיס פלטפורמה של ג'נרל מוטורס במסגרת שיתוף פעולה ביניהן.
ומאיפה יגיע מימן?
מימן הוא אמנם היסוד הנפוץ ביותר בטבע אבל אחת הבעיות הקשות היא להפריד אותו מיסודות אחרים. מכיוון שבטבע אין ארוחות חינם צריך להשקיע בכך יותר אנרגיה מן האנרגיה שמקבלים בחזרה בתוך תא-הדלק. כיום מופק רוב המימן בעולם כתוצר לוואי של תעשיות כימיות ומזיקוק של גז טבעי, ומיעוטו באמצעות הפרדת מים באמצעות אנרגיה שמושגת במקרה הטוב ממקורות מתחדשים.
חברת NuScale Power הציגה לאחרונה יחד עם חברת הנפט והאנרגיה 'של' רעיון מהפכני וקצת מרתיע: הפקת מימן באמצעות כור גרעיני קטן. 'ניו סקייל פאוור' הכריזה לאחרונה על התחלת ניסוי של קונספט שנקרא מערכת אנרגיה משולבת (IES) לייצור מימן באמצעות "חשמל וחום תהליכי" מתחנת כוח של כור מודולרי קטן (SMR). הפרויקט יבוצע בשני שלבים והמימן עצמו יופק בתוך מודלים שבהם תתבצע "אלקטרוליזה של תחמוצת מוצקה (SOEC) לייצור מימן". בשלב ראשון תבוצע בדיקה לצורך הבנת מספר מודולי הכוח שדרושים לצורך ייצור מימן וכמות המימן האגור לייצור חשמל שמתקבל בתהליך. במחקר הזה שותפים מספר שחקנים מתחומי האדקמיה וספקיות חשמל אמריקנית ובהם המעבדה הלאומית של מדינת איידהו וספקית החשמל של מדינת יוטה, אשר בין השאר מנסים להתגבר על בעיות בסדירות ספקת החשמל באזורי הספר באמריקה.
לא מיותר להזכיר שבנוסף למאות מיליארדי הדולרים שמשקיעה ממשלת ארה"ב בהנעה אלטרנטיבית לתחבורה ובאנרגיה מתחדשת, גם הממשל של מדינת קליפורניה – שוק הרכב הגדול ביותר בארה"ב – התחייב להשקיע יותר מ-50 מיליארד דולר כדי להילחם בשינויי האקלים. "חוק הפחתת האינפלציה", למשל, מעניק זיכוי מס של 3 דולר לכל קילוגרם מימן שיופק ממקורות אנרגיה מתחדשים, והממשל האמריקני משתף כיום פעולה עם ממשלות יפן ובריטניה כדי לקדם כלכלת מימן.
במקביל, חזון תשתיות המימן האירופיות כולל 28 מדינות ומקודם על ידי 31 חברות תשתיות אנרגיה מן המדינות האלה, במטרה להקים רשת אספקת מימן כלל-אירופית עד לשנת 2030 לטובת אזורי תעשייה, נמלי ים ותחבורה יבשתית, כולל גם רכבות. התמונה שמצטיירת, לכן, היא שכלכלת המימן מתפתחת במהירות בעיקר כדי להיאבק בהתחממות הגלובלית, ותעשיית הרכב תהיה אחת הנהנות ממנה. יומה של מכונית המימן נראה כרגע קרוב מתמיד.
לקריאה נוספת:
סוללת מימן ראשונה מסוגה מספקת חשמל ביתי למשך יומיים
