בחודש מרץ הקרוב תציג ממשלת סין את תוכנית החומש החדשה שלה לשנים 2026-2030, וכל פקידי הממשל הסיני מגויסים ליצירת התנאים הטובים ביותר לקידום הכלכלה והחברה ולשיפור מצבה המדיני והאסטרטגי בעולם.
שלוש תוכניות החומש הקודמות הציבו את סין בעמדת יתרון מוחלט בתחום הרכב החשמלי, ובעמדת יתרון יחסי מובהק בתחום הרכב בכלל: סין כיום היא יצרנית הרכב הגדולה ביותר בעולם ויצואנית הרכב הגדולה בעולם.
כעת, כמובילה עולמית, סין מאיצה את הקצב כדי להשאיר את שאר העולם באבק. המיקוד הנוכחי הוא תחום הסוללות לרכב חשמלי וטכנולוגיות נהיגה אוטונומית וכמו בתוכניות הקודמות – גם הפעם תמנף הממשלה הסינית חשיבה מערכתית, תיאום בין כל גופי הממשל, והקמה של סביבה עסקית וטכנולוגית שתאזן בין יתרונות התחרות בין שחקנים בשוק לבין יתרון של שיתופי פעולה מהונדסים מלמעלה.
משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע של סין (MIIT) הציג בשבוע שעבר את הפרק שלו בתוכנית הממשלתית הכוללנית. הדגש העיקרי הוא על תיאום התכנון התעשייתי עם מגזרים שקשורים לתחום הרכב, כמו אנרגיה ותשתיות, קביעת יעדי פיתוח ברורים, והקצאת משימות ספציפיות לכל גוף.
במילים פשוטות: "תוכנית" של ממשלת סין היא דבר מוגדר, להבדיל מתוכניות ישראליות שנראות יותר כמו הודעות לתקשורת – וכולם מוזמנים לעלעל בתוכניות החומש של משרד התחבורה שלנו.
ביג'ינג פינת ירושלים
אחד הנושאים הרלוונטיים לנו ביותר מבחינה מעשית הוא "התמקדות אסטרטגית" בפיתוח של סוללות מצב מוצק בתוך כדי הקמת כל אמצעי הייצור ושרשרת הערך מחומרי הגלם ועד לשיווק של מארזי סוללות מושלמים.
כבר ראינו מה קורה כאשר סין משתלטת על תחום, למשל סוללות ליתיום, ומנהלת כדי לקדם אותו את רוב משאבי הטבע הרלוונטיים לו בעולם, וכפי שכבר פרסמנו כאן בעבר – גם במאמץ הלאומי לפיתוח סוללות מצב מוצק לוקחות חלק כל יצרניות הסוללות ויצרניות הרכב הסיניות וגם כל מכוני המחקר הרלוונטיים. ממשלת בייג'ינג לא מסתירה יעד של "התאמה ליעדי העצמאות הלאומיים בשרשרת האספקה", שלא לומר "השתלטות על חומרי גלם".
יעד מיידי שסומן לתעשייה הוא להגיע אל צפיפויות אנרגיה של בין 350 ל-600 וואט/שעה לקילוגרם, ואל טווחי נסיעה ממוצעים של בין 1,000 ל-1,300 ק"מ בין טעינות.
כדי למנף את ההשקעה הנדרשת לא מספיק תקציב ציבורי, לכן חלק מן העלויות ימומנו על-ידי הגדלת הביקוש הצרכני לכלי רכב חשמליים חדשים, בין השאר על-ידי עידוד צריכה באמצעות תוכניות להחלפת כלי רכבי, הגדלת היקף הרכישה של משאיות כבדות שמונעות בהנעה אלטרנטיבית, שכלול שוק הביטוח של "רכבי אנרגיה חדשה", ועוד.
צריך להדגיש שבכל העולם – בדגש על דרום קוריאה ויפן – נעשים מאמצים אדירים לפתח סוללותך מצב מוצק שחשובות לא רק לתחום הרכב אלא למוצרי חשמל ביתיים, מתקנים לאגירת אנרגיה, תעשיית האנרגיה המתחדשת ועוד ועוד. אלא שהממשל האמריקני – בהנחיה מלמעלה – נסוג מתחומי האנרגיה המתחדשת והרכב החשמלי, ואירופה משרדת בלבול, מבוכה וחוסר מיקוד.
עוד פריצת דרך בסוללות מצב מוצק
ההשקעה העצומה במחקר ופיתוח נושאת פירות, וכמעט בכל שני וחמישי אנחנו מתבשרים על פריצת דרך חדשה נוספת בתחום סוללות "מצב מוצק". החדשות האחרונות מגיעות מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, שחוקריה דיווחו על הצלחה בהסרת מחסום קריטי בתהליך הייצור של סוללות כאלה – הצורך בלחץ חיצוני גבוה.
נסביר: בסוללה שהאלקטרוליט שלה נוזל, או ג'ל, או אפילו "חצי מוצק", אין בעיה ליצור מגע קבוע בין כל החלקים הפנימיים, בדגש על מעבר של יונים בין האנודה לקתודה ולהיפך.
החידוש כולל שימוש באלקטרוליט מוצק אנאורגני חדש שמורכב מליתיום, זירקוניום, אלומיניום, כלור וחמצן, וההישג הראשון של התרכובת הזאת הוא עלות נמוכה מאוד של חומרים ביחס למקובל כיום: רק כ-5% ביחס לעלות של אלקטרוליטים מוצקים מקובלים ממשפחת הסולפידים.
בנוסף, וחשוב יותר, כדי להצמיד יחד את כל רכיבי התא הבודד נדרש, לטענת החוקרים, שימוש בלחץ של 5 מגה-פסקל בלבד במקום עשרות עד מאות מגה-פסקל שנדרשו עד עה. הפעלת לחץ גבוה יותר הגבילה עד כה את המעבר לייצור סדרתי תעשייתי והותירה אותו במידה רבה במעבדות.
האלקטרוליט החדש נותר בתצורת אבקה ולא הופך לג'ל ומאופיין בקשיחות מבנית נמוכה שאותה אפשר לנצל כדי לעוות ולעקם אותו לתצורות רצויות. כך קל יותר להתאים את החומר לתהליכים תעשייתיים מקובלים שמאפשרים ייצור בקנה מידה גדול. החוקרים מדווחים גם על שמירה על ביצועים יציבים לאורך מאות מחזורי טעינה-פריקה.
האלקטרוליט האנאורגני החדש פותח על-ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין (USTC) בראשות פרופ' מא צ'נג (Ma Cheng), וזה הישג מדעי שצריך לזקוף לזכות תוכנית החומש הקודמת של ממשלת סין, שהסתיימה בסוף 2025.
ובינתיים: דונגפנג בדרך לאולם התצוגה
בשעה שהחוקרים עובדים על הדור הבא של סוללות מצב מוצק וקובעי המדיניות מתכננים חמש שנים קדימה – יצרנית הרכב הענקית דונגפנג הכריזה בשבוע שעבר על תחילת ניסויים "קפואים" עם כלי רכב שבהם מותקנות סוללות מצב מוצק עם צפיפות אנרגיה של 350 וואט לקילוגרם.
בהודעת החברה נכתב שקבוצת רכבי מבחן שבהם מותקנות הסוללות החדשות נשלחו אל אזור מוהה שבצפון סין לצורך מבחנים מעשיים בטמפרטורות קיצוניות של 30 עד 40 מעלות מתחת לאפס.
אנשי החברה מדגישים שמדובר בסוללות שפותחו "בתוך הבית" ושהן צפויות לספק טווחי נסיעה של "יותר מ-1,000 קילומטרים בכל טעינה". בטמפרטורות של מינוס 30 מעלות שומרות הסוללות – כך לדברי החברה – על 72% מתכולת הסוללה.
תוכנית הבדיקות מתמקדת כעת בפעולה שוטפת בטמפרטורות נמוכות וכן ביכולת טעינה ועמידות בטמפרטורות נמוכות, ולצורך זה יבוצעו "יותר מ-70 בדיקות שונות כדי להעריך באופן שיטתי את ביצועי הסוללות – כולל יציבות טווח, יעילות טעינה ופריקה, בטיחות מבנית ואינטגרציה כללית של הרכב".
בחודש נובמבר האחרון הציגה דונגפנג את האסטרטגיה שלה בתחום הזה, שבו – לדברי אנשיה – היא התמקדה ב"יותר מ-10 טכנולוגיות ליבה מרכזיות והגישה בקשה ליותר מ-180 פטנטים". החברה בנתה כבר קו ייצור פעיל במתכונת פיילוט והבטיחה להגיע ליצר סדרתי מסחרי לכל המאוחר בחודש ספטמבר השנה.
מדוע אלה בשורות חשובות עבורנו?
כפי שכבר פרסמנו כאן לא מעט פעמים בעבר, סוללות מצב מוצק הן "הגביע הקדוש" של תעשיית הסוללות מפני שהן מאפשרות טעינה אולטרה-מהירה בתוך כדי יצירה מועטה של חום, והן עמידות מאוד כלומר שהן בטוחות יותר מפני "בריחה טרמית" והתלקחות ואורך החיים שלהן ארוך במיוחד.
ככל שצפיפות אנרגיה גבוהה יותר כך יהיה אפשר להגיע לטווחי נסיעה ארוכים במיוחד, ואם מדמיינים טעינה מהירה של רכב חשמלי תוך 5 דקות לטווח נסיעה של 700 קילומטרים או יותר – מבינים מיד היכן זה מציב את הרכב החשמלי בתחרות מול מנועי בעירה ותדלוק בבנזין.
נכון להיום החומרים המבטיחים ביותר בדרך לסוללות מצב מוצק הם אלקטרוליטים יקרים, מבוססי סולפיד. העלות של ליתיום-סולפיד (Li2S) עומדת על כ-190 דולר לק"ג או יותר, כאשר הרף שנדרש לצורך ייצור מסחרי תחרותי מוערך בכ-50 דולר לק"ג.
כאשר ממשלת סין מציבה יעד מיידי של צפיפות אנרגיה של 350 וואט/שעה לקילוגרם צריך לזכור שלסוללות LFP נפוצות יש כיום צפיפות אנרגיה של 150-160 וואט/שעה לקילוגרם ובסוללות NCM מתקדמות ביותר יש צפיפות אנרגיה של 250-260 וואט/שעה לקילוגרם.
עובדה מעט פחות חשובה בישראל ובכל זאת משמעותית לתחום היא שסוללות ליתיום רגילות מאבדות כיום עד כמחצית מתכולת האנרגיה שלהן בטמפרטורות קפואות במיוחד של מינוס 20 מעלות ומתחת לזה הן אף מגיעות למצב של חוסר תפקוד מוחלט. אם דונגפנג באמת השיגה שימור אנרגיה של 72% בטמפרטורה של מינוס 30 מעלות צלזיוס – מדובר בהישג טכנולוגי.
חשוב להדגיש שלא מעט יצרניות סוללות ורכב מצהירות על "סוללות מצב מוצק" בשעה שלמעשה הן מתכוונות לסוללות "היברידיות מוצק-נוזל" (Solid-Liquid Hybrid) שמכילות אלקטרוליט מוצק (פולימרי או אוקסידי) בתוספת כמות קטנה של בין 5-10% ג'ל או נוזל.
זאת ללא ספק "חוליה חסרה" בדרך ליעד שהציבה הממשלה הסינית אבל עדיין לא מדובר ב"חיתוך הסרט": יצרניות הסוללות יכולות להמשיך להשתמש בקווי הייצור הקיימים של ליתיום-יון עם שינויים מינוריים ולפתור את בעיית המוליכות, ואפילו להשיג זינוק ברמת הבטיחות והצפיפות האנרגטית – אבל עדיין אלה לא סוללות "מצב מוצק" אמיתיות.
עם זאת – הניסוי של דונגפנג במדבריות השלג והקרח שסמוכים לעיר מוהה מדגים את אחת התכונות החשובות של אלקטרוליט מוצק (או חצי-מוצק במקרה הזה: יציבות וצמיגות שלא משתנה כמו זו של אלקטרוליט נוזלי בסוללות רגילות.
פתחנו עם תוכנית החומש של ממשלת סין ואיתה גם נסיים: סין ניצחה בסיבוב הראשון בתחומי הרכב החשמלי והסוללות וכרגע נראה שהיא מובילה גם בסיבוב השני בתוך כדי כך שהאיחוד האירופאי והממשל האמריקני עדיין לא למדו את הלקח (שלא לדבר על ממשלת ישראל). דונגפנג כבר נוסעת במינוס 40 מעלות עם מוצר עובד, והטכנולוגיה של פרופסור מא צ'נג מ-USTC מסתמנת כפריצת דרך שלמערב אין כרגע יכולת להתמודד מולה.
לקריאה נוספת:
המכונית החשמלית של טויוטה: חצי מחיר של קורולה ועם מערכות בטיחות מתקדמות פי כמה
תמונות אילוסטרציה לכתבה זאת נוצרו באמצעות בינה מלאכותית
