בשבוע שעבר החלה לפעול בגרמניה, לראשונה על קו סדיר ובהפעלה מסחרית, רכבת נוסעים שמונעת באמצעות מימן. כמו כל רכבת בימינו, גם מנועיה של רכבת המימן הם מנועים חשמליים, אבל במקום לקבל את האנרגיה שלהם מגנרטור דיזל ענק, או מרשת החשמל ההיקפית של המסילה – הם מוזנים באמצעות חשמל שמופק "על הסיפון" בתוך תאי דלק.
מיותר לומר שאם אפשר להניע רכבת באמצעות מימן אין כל בעיה להניע באותו אופן גם מכוניות. אלא שבתחום הזה אנחנו נתקלים בתופעה משונה: בכל פעם שמדווחים על התקדמות או פיתוח כלשהו בתחום ההנעה המימנית מיד ישנם אי אילו קופצים בראש שזועקים שמדובר בידיעות שמופצות על-ידי, בשם, או עבור יצרניות הרכב שמתעקשות לעכב את החדרת הרכב החשמלי, או – שומו שמים – בשם תעשיית הנפט והגז.
חשוב להרגיע את הקופצים בראש ולמחוק אחת ולתמיד את האגדה האורבנית או את תיאוריית הקונספירציה הזאת. נכון – אנשי טויוטה והונדה האמינו באמת ובתמים שהטכנולוגיה ההיברידית שלהם תגשר על פער הזמנים עד שהנעה מימנית תהפוך לשיטת ההנעה הנפוצה בעולם – וזה לא קרה. אבל בין זה לבין הנפת דגלי קונספירציה המרחק רב מאד.
בכתבה הזאת לא נעסוק בכל ההתנגדויות והטיעונים כנגד הנעה מימנית, בעיקר מפני שרוב מי שמחזיקים בהם לא באמת בקיאים בחומר או שהם זקוקים לסיוע מסוג אחר. כן נעסוק דווקא בקשרים הקרובים בין שני סוגי ההנעה, ובעתיד המשותף שלהן.
אם תרצו – הנעה מימנית לא מחליפה את ההנעה החשמלית אלא משלימה אותה, והיא לא יריבה שלה אלא אחותה הגדולה.
אבל עוד לפני שניגע במכוניות, או ברכבות, צריך לומר שגז מימן הוא לא "דלק" במובן המקובל (כמו בנזין, נפט או פחם), אלא מדיום הרבה יותר קרוב במהות שלו לאנרגיה חשמלית. מימן הוא אמנם היסוד הנפוץ ביותר בטבע, אבל חוץ מאשר בתוך השמש הוא לא נמצא כמעט לעולם במצבו הטבעי, אלא קשור לאטומים אחרים. במילים אחרות – כדי "להפיק" מימן, או – נכון יותר – להפריד אותו, צריך להשקיע אנרגיה, ואת רוב האנרגיה הזאת אפשר לקבל בחזרה כאשר מחברים את המימן ליסוד אחר, למשל לחמצן. מצב כזה מקביל לשימוש באנרגיה חשמלית שגם אותה צריך להפיק, אפשר לאגור, ואפשר להשתמש בפוטנציאל האנרגטי שטמון בה.
כיום מפרידים מימן כתוצר לוואי של תעשיות כימיות שונות, למשל בתהליך הייצור של כלור וגם מפירוק גז טבעי, ומפרידים אותו ממים בתהליך אלקטרוליזה באמצעות חשמל שמופק ממקורות מתחדשים. בכך, אגב, טמונה התרומה האדירה שתהיה למימן בעתיד לעולם, לסביבה, ולאקלים כדור הארץ: אפשר להפיק מימן ממקורות אנרגיה מתחדשת כמו שמש, רוח ומים בשעות שבהן יש עודף ייצור וחוסר בביקוש. כך הופך מימן לסוג של "סוללה אנרגנטית" לעודפי אנרגיה, והוא יכול לסייע רבות בתהליך הכלל עולמי של ביזור רשתות החשמל והחדרת ספקיות אנרגיה מתחדשת.
אפשר אמנם לשרוף מימן במנועי בעירה פנימית, אבל זאת ככל הנראה תהיה פעולה שולית. השימוש העיקרי במימן להנעת רכב יהיה בתוך "תאי דלק" אשר מאחדים בין מימן לאוויר אטמוספירי כדי להפיק חשמל. תוצר הפליטה היחיד של תא דלק כזה הוא מים טהורים, והחשמל שמופק שם מניע מכונית שהיא, בבסיסה, מכונית חשמלית. תא דלק פוטר את המכונית החשמלית מן הצורך לשאת סוללה גדולה וכבדה, ומאפשר טווחי נסיעה ארוכים מאד של עד אלפי קילומטרים.
כאמור, מכונית עם תא דלק היא בבסיסה מכונית חשמלית שההבדל בינה לבין מכונית חשמלית "רגילה" הוא רק אופן אגירת האנרגיה, וכיום מדובר בשתי טכנולוגיות אגירה שמפותחות זו לצד זו – ולא אחת על חשבון האחרת.
שלא נפספס את הרכבת
"רכבת המימן" שהוצגה בשבוע שעבר היא ראשונה מסוגה בעולם, ולהפעלה המסחרית שלה קדמו כמעט 4 שנות ניסויים מעשיים במדינת סקסוניה התחתונה שבגרמניה, שם היא מופעלת. כעת מחליפה רכבת המימן קטרי דיזל שפעלו באותו קו במשך שנים, וכך היא חוסכת שריפת עשרות אלפי ליטרים של סולר מידי שנה, על כל המשתמע מכך. בתחנת תדלוק המימן שבה היא מתודלקת מותקנים 64 מיכלי אחסון בלחץ גבוה של 500 באר, עם קיבולת כוללת של 1,800 ק"ג מימן, וכן שישה מדחסים ושתי משאבות.
חברת אלסטום, שבונה את הרכבת הזו, תספק 13 מערכי רכבות דומים נוספים לאותה מפעילה בסקסוניה התחתונה, וכן 27 מערכים לאזור פרנקפורט שבגרמניה. 6 מערכים דומים הוזמנו לאזור לומברדיה שבאיטליה, עם אופציה לרכישת שמונה נוספים, וגם בשוק הביתי של אלסטום, בצרפת, הוזמנו כבר 12 מערכי רכבות מימן לארבעה אזורים שונים ברחבי המדינה. כישראלים קשה להשתחרר מן הרושם שפרויקט חישמול המסילות שלנו – אשר ארך יותר מ-20 שנים, עלה יותר מ-12 מיליארד שקלים, ועיכב את פתיחת הקו המהיר לירושלים למשך תקופה ארוכה – היה פשוט מיותר.
כמו כל מערכת הנעה מימנית גם רכבת מימן מוזנת באמצעות גז מימן דחוס, וכמות המימן במיכלים שלה מספיקה לטווח נסיעה של 1,000 קילומטרים כשהיא נוסעת במהירויות שיוט של בין 80 ל-120 קמ"ש ומגיעה למהירות מרבית של עד 140 קמ"ש. בניגוד מוחלט לקרינה האלקטרומגנטית שנפלטת מתחנות ההשנאה ומקווי חשמל שמתוחים מעל מסילות הברזל ברכבות מחושמלות, ולפגיעה הנופית הקשה – רכבת מימנית פולטת לאוויר רק קיטור ומים מרוכזים.
מדינות שונות באירופה, כמו אוסטריה, הולנד, פולין ושוודיה, שוקלות גם הן לבחור בפתרון כזה ולוותר על כוונותן לחשמל את רשת המסילות. בגרמניה, רק לצורך הדוגמה, נעשה מידי יום שימוש ביותר מ-4,000 קרונות שמונעים באמצעות קטרי דיזל מזהמים, וזאת בשעה שקילוגרם אחד של מימן מחליף כ-4.5 ליטרים של סולר.
אגב, פרויקט רכבת המימן קיבל תמיכה משמעותית מממשלת גרמניה, כחלק מתוכנית החדשנות הלאומית לטכנולוגיית מימן ותאי דלק (NIP). הממשלה הפדרלית הקציבה 8.4 מיליון אירו לפיתוח מערכות ההנעה ובניית הרכבות, ועוד 4.3 מיליון אירו להקמת תחנת התדלוק.
זה לא מסוכן?
אחת ההתנגדויות הבלתי רציונליות למימן מדגישה את המסוכנות שלו, כביכול, כגז דליק ומסוכן, ובכל פעם שמתלהם תורן טוען כנגד הגז הזה הוא טורח לצרף את התמונה המפורסמת של ספינת האוויר (זפלין) הגרמנית הינדנבורג אשר התרסקה ונשרפה לחלוטין בעת ניסיון נחיתה בניו ג'רזי ב-6 במאי 1937. אז נכון, הבלון של הזפלין הזה אכן היה מלא במימן (בהמשך הוחלף המימן של ספינות האוויר בגז הליום שהוא גז אדיש) – אבל כאשר מימן בוער הוא לא מייצר אש או בעירה נראית לעין. גם באותו מקרה טראגי המימן לא בער אלא השתחרר במהירות לאוויר ונעלם, ומה שכן בער היה הבד של הבלון, שניצת כתוצאה מפגיעת ברק.
שימוש בגז מימן אמנם יחייב הקמה של תשתיות שינוע ואחסון מתאימות, אבל האנושות – ברוב המדינות בעולם – מורגלת בשימוש בגז פי כמה וכמה יותר דליק ומסוכן – גז הדלק (גפ"מ, גז בישול), שהוא גז כבד מן האוויר, דליק לא פחות, והרבה יותר מסוכן. גם גפ"מ מובל באמצעות משאיות, מיכליות, וצנרת תת קרקעית (אמנם בלחץ נמוך יותר), והאנושות למדה לחיות איתו בשלום.
להנעה מימנית יש יתרונות עצומים בכל הקשור לאגירת כמות גדולה של אנרגיה, ולכן היא מסוגלת לספק טווחי נסיעה גדולים פי כמה מכפי שמספקת אנרגיה כימית שאגורה בסוללות. בשלב ראשון היא צפויה להשתלב באמצעי שינוע מסחריים שצורכים הרבה אנרגיה ומגיעים באופן קבוע למרכזי תדלוק – הדוגמה של הרכבת היא דוגמה מצוינת, ואפשר לחשוב גם על משאיות ומרכזים לוגיסטיים, ובעתיד היא תהיה נפוצה מספיק כדי לאפשר שוק גדול של מכוניות חשמליות-מימניות שמיועדות לנסיעה למרחקים ארוכים.
