דור ה-H2
האם כלי רכב המונעים על ידי מימן הם הדבר הבא?
טל אבן, Even Better, יעוץ וקניינות פרמיום
מנועי הבעירה הפנימית מפנים מקום, לפחות באופן חלקי, למנועים החשמליים שמסתערים על ענף הרכב בקול תרועה עצום, דרך עשרות מותגים חדשים שנוספו לאלו הוותיקים.
ישנן הבטחות גדולות להשלמת המהפכה החשמלית תוך שנים ספורות, השיח הציבורי בנושא- רחב, בשעה שצורת הנעה נוספת לרכב, באמצעות תאי דלק מימניים, נותרה מחוץ לאור הזרקורים, ומתקדמת בשקט-בשקט מבלי שנרגיש כמעט.
אז מי אתן, מכוניות מונעות המימן?
לפניכם סקירה קצרה בנושא.
---
לא מעט נכתב על הפריצה הגדולה של כלי הרכב הכל-חשמליים, שחלה בעיקר בארבע השנים האחרונות. ממצב בו מכירות כלי הרכב החשמליים מהווה אחוז בודד, או אף פחות מכך, מכלל מכירות כלי הרכב החדשים, כל מכונית חמישית בקירוב שעולה על כבישי ישראל כיום היא חשמלית 100%, ושתיים מכל חמש מכוניות היא חשמלית או היברידית, עם טעינה (PHEV) או בלעדיה (HEV).
יחד עם זאת, בשנים האחרונות ניתן למצוא שיטות הנעה ירוקות נוספות, והחשובה שבהן היא זו המשתמשת בתאי דלק מימניים, טכנולוגיה המצויה כבר עתה ברבבות כלי רכבי ברחבי העולם, הרבה מהם נעים בכבישי החוף המערבי של ארצות הברית ובמזרח הרחוק.
---
מכוניות בעלות תאי דלק מימניים – רקע
טכנולוגיה של תאי דלק מימניים ברכב קיימת קרוב לעשור, ומוצעת בעיקר על ידי 3 יצרנים גדולים- טויוטה, יונדאי והונדה. רכבים מונעי מימן מכונים Hydrogen fuel cell vehicles (HFCV).
מדובר במכוניות שאת גלגליהן מניעים מנועים חשמליים, ממש כמו במכונית חשמלית BEV, רק שאת הכוח מקבלים המנועים לא מסוללות גדולות וכבדות, אלא מקבוצה של תאי דלק, בהם עובר מימן טהור (המופק לרוב מגז טבעי או גזי חממה), המשתלב עם חמצן שמגיע מהאוויר, ומהשילוב ביניהם נוצר חשמל, שמניע את גלגלי הרכב.
תוצר הלוואי שנוצר מהתהליך הוא מים נקיים (H2O) שנפלטים מאגזוז הרכב, ולא פחמן דו חמצני (CO2) רעיל ומזיק לסביבה. מדובר בעצם בתהליך הפוך מאלקטרוליזה, בו מופקים היסודות מימן וחמצן ממים.
המימן עצמו מוחזק ברכב בתא העשוי מסיבי פחמן, שם הלחץ גבוה עד מאד, תאים החסינים מפני פגיעה במקרים של תאונה קשה או חום כתוצאה מדליקה, שאם לא כן, היו יכולים לגרום לפיצוץ רב עוצמה.
הנהיגה ברכב מימני
באופן לא מפתיע, חוויית הנהיגה ברכב הכולל תאי דלק מימני דומה לזו שברכב חשמלי מונע סוללות.
תגובת הדוושה מיידית, אך רוב המכוניות המימניות אינן מהירות במיוחד, ולא בהכרח מעניקות תאוצה מסחררת כמו זו שמתקבלת בחזקות שבמכוניות החשמליות. גם כאן, אין תיבת הילוכים ויש אחזור אנרגיה (רגנרציה) בעת תאוטה, או בעת נסיעה במורד ההר.
המכונית המימנית לא בנויה לכוח מתפרץ, כמו בסיטואציה של תאוצה חזקה במיוחד. ההנעה המימנית עובדת היטב בנסיעה רצופה ובשיוט נינוח, לכן, יצרני המכוניות המימניות ציידו את הדגמים במנוע חשמלי קטן, לצד זה המימני, שבא לספק את העבודה בעת הצורך בכוח מתפרץ ארעי.
היתרונות של רכב מימני אל מול רכב חשמלי, ובכלל
ברכב מימני, בדומה לחשמלי, אין זיהום סביבתי בכלל. במקום פחמן דו חמצני רעיל, נפלטים מהחיבור שבין המימן לחמצן מים מזוקקים.
יחד עם זאת, בתהליך ייצור חשמל לצד תהליך זיקוק מימן (שינוי מתאן), משתחרר פחמן דו חמצני (CO2) רעיל ומזיק לסביבה.
יתרון נוסף, כמו ברכב חשמלי, הוא הנסיעה השקטה, השלווה והחלקה, שמאפיינת כלי רכב מימניים.
ברכב מימני ה"תדלוק" אורך כ-5 עד 10 דקות בלבד, ממש כמו ברכב בנזין או דיזל, ואין צורך בהמתנה ארוכה כפי שיש עם רכב חשמלי.
טווחי הנסיעה ברכב מימני עומדים ברוב הדגמים על כ-600 קילומטרים ואף מעבר לכך, יותר מרוב המכוניות החשמליות בשוק, והוא אינו מושפע ממזג האוויר, כפי שקורה ברכב חשמלי.
מחזור תאי דלק מימניים קל ויעיל הרבה יותר ממחזור תאים של סוללה חשמלית, ולכן התהליך ירוק הרבה יותר, בהשוואה למחזור סוללות חשמליות. יחד עם זאת, מחזור תאי דלק מימניים יקר.
תאי המימן תוכננו כך שיעמדו במבחן של תאונה או שריפה, מבלי שהמימן ידלוף ויסכן בפיצוץ אימתני, בניגוד לסוללות חשמליות שעלולות להידלק בשריפה. יחד עם זאת, מקרי שריפה ברכבים חשמליים נדירים למדי, ולא הופכים בהכרח את הרכב החשמלי למסוכן מהמימני.
החסרונות של רכב מימני אל מול רכב חשמלי, ובכלל
מכוניות מימניות יקרות יותר ממכוניות חשמליות, וגם מהמסורתיות בעלות מנועי הבעירה הפנימית.
אין יכולת "לתדלק" מימן בחיבור ביתי בלילה, כמו בטעינה חשמלית ביתית.
התשתיות עדיין בחיתולים. אין בעולם מספיק תחנות תדלוק מימני, ולכן הדבר מגביל עד מאד את השימושיות ברכב מימני. בישראל נחנכה תחנת התדלוק המימני הראשונה בצומת יגור, לפני כשנה.
תהליך התדלוק המימני מתבצע דרך חיבורים כבדים ומסורבלים לשימוש, לרבות שלב האטימה והחיבור האלקטרוני, וזה לא יתאים לכל אחד. מעבר לכך, תחנה מימנית נדרשת לייצר את הלחץ הנדרש מדי תדלוק של כמה מכוניות ברצף, וזה עלול לקחת זמן של המתנה.
מחיר המימן המופק יקר משמעותית מחשמל, בין היתר בשל עלויות שינוע יקרות עד מאד במשאיות, עד כדי מחירים היקרים גם מתדלוק של בנזין. גם התחזוקה יקרה באופן יחסי, במיוחד בתחזוקת תא תדלוק המימן.
המרת אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית שמניעה את הגלגלים אינה יעילה כמו הפקת החשמל.
העתיד לא ברור בכל הנוגע למכוניות מימניות משומשות, וגם קיים מבחר מצומצם מאד של דגמים של כלי רכב מימניים.
האם העתיד התחבורתי הוא מימני?
למימן יתרונות לא מעטים על פני מכוניות חשמליות; ניתן לתדלק אותן מהר, הטווחים שמיכל המימן מציע ארוכים משמעותית מאלה שמציעות מכוניות חשמליות טיפוסיות והמיכל עצמו מתיימר להיות בטיחותי גם בתנאי קיצון, כשתאי הדלק ניתנים למחזור יעיל הרבה יותר מהסוללות החשמליות.
יחד עם זאת, זמינות נמוכה מאד של תחנות תדלוק, תדלוק שהוא יקר מאד, בטח בהשוואה לטעינה חשמלית, מכוניות שהן יקרות יותר ותפעול מסורבל יותר מאשר ברכב החשמלי, כנראה שלא יגרמו לרכב המימני לאיים על נתחי השוק שתופס הרכב החשמלי בעתיד.
אמנם הכל ישים ואף מומלץ, אך כל עוד לא יהיו תמריצים ממשלתיים משמעותיים, כל עוד רשת פריסת התדלוק לא תהיה ענפה ונגישה לציבור הרחב, וכל עוד תהליך הפקת המימן יהיה יקר ומורכב יחסית, לא נראה פריחה של כלי רכב מימניים.
בעתיד ניכר שנפגוש את הרכב המימני בעיקר בגזרת הרכבים המסחריים והמשאיות, שם משך זמן התדלוק הקצר הוא קריטי לפעילות שוטפת עם הרכב.
