המכונית החשמלית חלק ג': מי מאמין בתאי-דלק?
7 דצמבר, 2014
טויוטה היכתה את תעשיית הרכב בתדהמה כאשר הכריזה על המכונית החשמלית הראשונה במחיר ובמיפרט של מכונית סטנדרטית, כולל נסיעה של 500 ק"מ לתידלוק. מאת: נוח כהן, מינכן
טויוטה היכתה את תעשיית הרכב בתדהמה כאשר הכריזה על המכונית החשמלית הראשונה במחיר ובמיפרט של מכונית סטנדרטית, כולל נסיעה של 500 ק"מ לתידלוק
מאת: נוח כהן, כתב Techtime במינכן
בחודש מאי השנה יצא מנכ"ל חברת פיאט, סרג'יו מציונה בהצהרה יוצאת דופן: "אל תקנו את המכונית החשמלית שלנו! מדוע? כי על כל מכונית שאתם קונים אניפ סיד 14,000 דולר". כך לפחות פורסם בעיתונים האמריקאים המתפרסמים בדטרויט.
פיאט 500 החשמלית נחשבת למכונית פופולרית בקליפורניה ונמכרת בה בהצלחה יחסית לא רעה. למרות זאת, גם אם ההצהרה נאמרה באמת ובתמים, גם אם פוברקה על-ידי העיתונות האמריקאית, היא מגלה טפח מההתלבטויות של תעשיית הרכב המערבית ביחס לרעיון המכונית החשמלית. רוב היצרניות מאמינות כיום שמכונית העתיד היא חשמלית. אבל השאלה הגדולה היא מהיכן יגיע החשמל. חברת טויוטה היפנית מאמינה שהיא תנוע על תאי-דלק ולא על סוללות.
מים + חשמל = מים
תא-דלק הוא מנגנון ליצירת חשמל באמצעות ריאקציה כימית בין דלק לבין חומר מחמצן. כלומר, כל עוד יש אספקת דלק, התא ממשיך ייצר חשמל ואינו מתכלה כמו סוללה. למרות שיש חומרים רבים שניתן לייצר מהם תא דלק, החומרים הנפוצים ביותר הם מימן וחמצן.
תא-דלק כולל חומר אלקטרוליטי ושתי כניסות: מימן וחמצן (דרך האוויר). בתא מתחוללים שני תהליכים כימיים הגורמים להסעת אלקטרונים מהאנודה לקתודה. במקרה של תא דלק המבוסס על מימן/חמצן, תוצר הפליטה הוא מים. במקרים רבים, התהליך משלים מחזור שלם: מפרידים מים למימן וחמצן, מזינים אותם לתא-דלק, ומקבלים אנרגיה + מים.
לאחרונה חשפה טויוטה את המוצר הראשון באסטרטגיה החדשה: לימוזינה בשם FCV, שהוא קיצור של Fuel Cell Vehicle, אשר נכנסה לייצור המוני ותימכר ביפן תמורת מיליון ין (50,000 אירו). בהמשך, היא תשווק באירופה תמורת 65,000 אירו (כולל מסים והובלה).
המחיר אינו מקרי: הוא תואם למחיר של לימוזינות בנזין סטנדרטיות מתוצרת אאודי, ב.מ.וו או מרצדס. טויוטה מבטיחה שהמכונית החשמלית שלה היא בעלת הספק של 146 כוחות סוס ונוסעת למרחק של 500 ק"מ בתדלוק יחיד, כמו מכונית סטנדרטית. מדובר בהחלטה אסטרטגית יוצאת דופן: לייצר מכונית חשמלית בגודל ובמיפרט של מכונית בנזין מקבילה.
הגרמנים נרתעים מתאי-דלק
גם המתחרות הגרמניות בודקות את אופציית תאי-הדלק. חברת מרצדס ייצרה מספר מכוניות ניסוי, אולם לאחר דחיות חוזרות הודיעה לאחרונה שהיא תהיה מסחרית רק בשנת 2017.
חברת ב.מ.וו, המשתפת פעולה עם טויוטה בפיתוח מכוניות מבוססות תאי-דלק, החליטה לבסוף להוציא לשוק את המכונית החשמלית העירונית מדגם i, המתבססת על סוללות. פולקסווגן לא נשארה מאחור וכבר ב-2006 הודיעה על פריצת דרך טכנולוגית בתחום תאי-הדלק.
אלא שאז נסוגה פולקסווגן לאחור, וטענה "שהטכנולוגיה איננה בשלה, והיא חוזרת לשיטת הסוללה". זו לא הפעם הראשונה שמהנדסי טויוטה מקדימים את מתחריהם המערביים ומשאירים אותם מבויישים. בשנת 1997 חשפה טויוטה את המכונית ההיברידית הראשונה, הכוללת מנוע בעירה פנימית ומנוע-עזר חשמלי. היצרני האירופים הגיבו בזלזול וטענו שהרעיון אינו כלכלי.
למרות זאת טויוטה מכרה כבר יותר מ-6 מיליון מכוניות היברידיות, ובקרוב היא תוציא לשוק את הדור הרביעי שלהן. כיום מנהל אחד מאבות המכונית ההיברידית של טויוטה, קצוהירו הירושה, את פרוייקט תאי-הדלק. לדבריו, "במכונית חשמלית המונעת על-ידי סוללה אתה בסופו של דבר תמיד קשור באמצעות הכבל".
מעניין לציין שניסיון של טויוטה לשתף פעולה עם חברת טסלה האמריקאית, הנחשבת לאחת מההצלחות המרשימות ביותר של ההנעה החשמלית, הסתיים בטונים צורמים. גורמים בטויוטה אמרו שהתפישה של טסלה היא "מכונה להפסיד כסף", ומנכ"ל טסלה ענה בעוקצנות: "הם משוגעים על כל הראש, אין טעם להתווכח איתם".
אבל טויוטה לא עוצרת בטסלה, והדיעה על כוונתה לייצר 200-400 אלף מכוניות FCV. היא מתכננת להטמיע בה טכנולוגיות שפותחו עבור הרכב ההיברידי. למשל, המכונית כוללת סוללה קטנה לאיסוף אנרגיה שיורית הנוצרת כאשר המכונית בולמת או נמצאת בירידה (במקרים אלה המנוע החשמלי מתפקד כדינמו).
סוללה או תא-דלק?
ד"ר דינו קלוץ, מהמכון הטכנולוגי של קרלסרוה, גרמניה, שופך מים קרים על התחרות בין שתי הטכנולוגיות, ומעמיד את כל סוגיית המכונית החשמלית באור שונה. קלוץ מכיר היטב את הנושא וחוקר אותו שנים רבות בשיתוף פעולה עם מכוני מחקר יפניים.
בראיון ל-Techtime הוא הסביר שככל הנראה השוק יצעד בכיוון של פתרון הטרוגני: "יהיו וריאציות שונות של כל הטכנולוגיות, מכיוון שאין פערים טכנולוגיים משמעותיים. החשוב ביותר הוא מקור של אנרגיה זולה, והדבר עדיין לא נמצא".
כלומר, אנחנו נשארים עם מנוע הבנזין הוותיק?
קלוץ: "לא בהכרח. הטכנולוגיה החשמלית יקרה מהדלק. בליטר בנזין או סולר יש הרבה יותר אנרגיה מאשר במקבילה חשמלית, אבל עיקר המחיר שלו הוא מסים. כלומר ההחלטה היא למעשה פוליטית. גם בעוד חמש שנים לא הסוללה או תא הדלק לא יספקו אנרגיה בכמות של דלק נוזלי, והם יתבלו מהר יותר ממנועי בעירה פנימית".
"בנוסף, כיצד נפיק מימן? באמצעות חשמל רגיל? בייצור חשמל אנחנו כבר מפסידים שני-שלישים מהאנרגיה. ומכיוון שהנצילות של תאי-דלק היא 40% בלבד, אנחנו מפסידים למעשה כל הזמן". לדבריו, ההחלטה הפוליטית להפחית את פליטת גזי החממה מאלצת את יצרני המכוניות למצוא פתרונות אלטרנטיביים. "הם עובדים במספר מישורים בו-זמנית: שיפור היעילות של מנועי בעירה פנימית, שימוש במכוניות היברידיות, וכניסה זהירה לתחום החשמלי".
מדוע היפנים מקדימים את הגרמנים?
"היפנים מאוהבים יותר בטכנולוגיה. יש להם פילוסופיית חיים בשם קאי-זן, שפירושה, להשתפר עד אינסוף תוך כדי התקדמות בצעדים קטנים".
מהם הקשיים בהנעה חשמלית מבוססת תאי-דלק?
"אחת מהבעיות היא כיצד לאחסן את המימן. המולקולות של המימן כל-כך קטנות, שאם ננפח באמצעותן בלון, הן יברחו דרך מעטה הגומי. הבעיה מחמירה יותר בשימוש מעשי, מכיוון שהן בורחות גם ממיכלי מתכת רבים. ובנוסף, מדובר במיכלים אשר צריכים לעמוד בלחץ גבוה ולהיות בטוחים לשימוש גם בתנאים קשים".
אלא שלמרות התחזית הפסימית, הטכנולוגיה משתפרת: מתח האספקה של תאי-דלק עולה, האלקטרודות שפורו, והמנועים החשמליים יעילים מבעבר. כיום יש כבר תקן בינלאומי לאיחסון מימן, ובעולם נוסים כמה אוטובוסי ומכוניות נסיוניות. במקביל, גרמניה, ארה"ב, סין ויפן החליטו על הקמה הדרגתית של תשתית לתידלוק מימן, אשר תתחיל להיות מבצעית החל משנת 2017.
תא-דלק על הירח
מעניין לציין שכמו מנוע הבעירה הפנימית, גם תא-הדלק הוא בן יותר מ-100 שנה והומצא כבר במהלך המאה ה-19. בשנת 1959 אפילו נבנה במדינת ויסקונסין בארה"ב טרקטור הפועל על תא-דלק, במסגרת פרוייקט מחקרי שבוצע עבור חיל האוויר האמריקאי. זו היתה הוכחה לכך שהטכנולוגיה מתאימה לשימוש בהספקים גבוהים.
ב-50 השנים האחרונות מתרחב השימוש בתאי-דלק, במיוחד במקומות בהם הכסף לא מהווה בעיה. חללית אפולו של נאס"א אשר נחתה על הירח ב-1969 כללה תאי-דלק מבוססי מימן וחמצן. תוצר הפליטה, מים, שימש את האסטרונאוטים בחלל והם יכלו לחסוך במשקל המים שהביאו עימם מכדור הארץ.
התקלה במשימת אפולו 13 שכמעט עלתה בחייהם של האסטרונאוטים, נגרמה מפיצוץ מיכל החמצן של תאי-הדלק האלה. כיום הם משמשים בצוללות, בלוויינים ובמתקני גיבוי לאספקת חשמל באתרים מרוחקים. מעניין לציין שאפילו ז'ול ורן כבר חלם גירסה פשטנית של תאי-דלק.
בשנת 1870 הוא כתב: "המים הם הדלק של העתיד. האנרגיה של המחר תופק ממים שהופרדו לאלמנטים שלהם וייצרו אנרגיה".
לכתבות הקודמות בסדרה:
המכונית החשמלית חלק א': הנס של טסלה
המכונית החשמלית חלק ב': גרמניה מתעוררת
פורסם בקטגוריות: אנרגיה וסביבה , חדשות
פורסם בתגיות: featured
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
