חשמל ממימן: "משק החשמל לא מסוגל לעמוד בעומס של הרכבים החשמליים"

המשפט הבא עשוי להישמע לרובנו מובן מאליו: רכבים חשמליים צורכים הרבה חשמל. לכאורה, מדובר בפרט מידע פשוט ומתבקש – אבל הוא טומן בחובו השלכות מרחיקות לכת בכל הקשור למהפכת הרכב החשמלי. ככל שיותר ויותר נהגים עוברים לרכבים חשמליים, כך משק החשמל נדרש לספק יותר ויותר אנרגיה להנעת אותם רכבים. בעתיד שבו 20 אחוזים, 30 אחוזים או 50 אחוזים מכלל הרכבים על הכביש יונעו בעזרת חשמל – מדוברת על כמויות אדירות של אנרגיה חשמלית.

אלא שיש צורך בשינויים משמעותיים כדי שמשק החשמל יוכל לעמוד בקלות בעומסים העצומים הללו. לפי הערכות, מהפכת הרכבים החשמליים עשויה לגרום להכפלה של יכולת ייצור החשמל הנדרש במדינת ישראל. בתור התחלה, תחנות הכוח הקיימות לא מסוגלות לייצר את הכמות העודפת הזאת – מה שיחייב הקמה של תחנות כוח חדשות.

הבעיה לא נגמרת שם. אפשר להקים תחנות כוח נוספות (גם אם בהוצאה כלכלית גבוהה מאוד) – אבל צוואר הבקבוק של משק החשמל הוא רשת ההולכה. קווי החשמל הפרוסים ברחבי הארץ לא מסוגלים לשנע את האנרגיה החשמלית שנצטרך כדי להניע את הרכבים החשמליים שייעלו על הכביש בעשור הקרוב.

כלומר, גם אם נצליח להקים את כל תחנות הכוח החדשות – יהיה קשה מאוד לשנע את האנרגיה אל ריכוזי האוכלוסייה. זה משאיר למדינת ישראל, לכאורה, שני פתרונות בעייתיים: לשדרג את רשת ההולכה כולה, מה שכרוך בהוצאה אדירה ובעבודות תשתית נרחבות – או לחייב אנשים להגיע לטעון את הרכבים שלהם בעמדות טעינה מרוחקות שנמצאות מחוץ למרכזי הערים.

ייתכן ושני הפתרונות הללו לא יספיקו לבדם. גם אם רשת ההולכה תשודרג באופן הדרגתי וממושך – קצב השדרוג לא יוכל לתת מענה לצרכים העתידיים של משק החשמל. מנגד, אף אחד לא יעמוד בפקק בדרך לתחנת כוח רק כדי לטעון את הרכב שלו. לכן, בארץ ובעולם מחפשים פתרונות טכנולוגיים חדשים שיוכלו להתמודד עם האתגרים שהמעבר לרכב חשמלי מציב בפני משק החשמל. רבים מקווים שהפתרון לאתגר הזה יגיע גם מכיוון החדשנות הטכנולוגית.

טכנולוגיה מתחנת החלל

כאן נכנס לתמונה הסטארט-אפ הישראלי ג'נסל (GenCell), שנוסד לפני כ-11 שנים ומפתח עמדות טעינה מיוחדות המבוססות על מימן. הפתרון של ג'נסל נשמע פשוט למדי: במקום לייצר חשמל בתחנות כוח ולשנע אותו אל עמדות הטעינה המקומיות – אפשר לעבור לייצר את החשמל בעמדות הטעינה עצמן. הפתרון הייחודי של ג'נסל הוא הפקה של המימן – מתוך אמוניה.

"כמו הרבה דברים טובים, החברה הוקמה במקרה", מספר בראיון מיוחד גיל שביט, סמנכ"ל הפיתוח של ג'נסל. "מאחורי הטכנולוגיה של החברה עומד צוות של עולים חדשים שהגיעו מברית המועצות – ועסקו בייצור חשמל ממימן. במקור, העבודה שלהם עסקה בתחום החלל – ובייצור החשמל בתחנת החלל הבינלאומית. מתוך אותה היכרות הקמנו את ג'נסל – והחלטנו לתרגם את הטכנולוגיה הזאת גם לשוק התחבורה".

בתחילה שאפו בג'נסל לפתח פתרון להנעת משאיות ואוטובוסים – ובהמשך החלו גם לייצר מערכות ייצור חשמל לצורך גיבוי צרכי האנרגיה של מתקני תקשורת בשעות חירום. בשלב מסוים, ג'נסל החלה לעבוד על המוצר שעשוי לשנות יום אחד את הצורה שבה אנחנו מנהלים את משק החשמל: עמדות טעינה מבוססות מימן.

כיצד עובדות המערכות שפיתחתם?

"אנחנו מפתחים שני סוגים של מערכות שמשתמשות באנרגיה", אומר שביט. "מערכת אחת עושה שימוש באנרגיה מימנית ישירה: אתה מכניס דלק מימן בצד אחד – ובצד השני יוצאים מים מזוקקים וחשמל. הסוג השני של המערכת הוא תא דלק זהה שכולל מכשיר נוסף להפקת המימן מאמוניה. צריך להבין שאמוניה היא אחד החומרים בעלי הצפיפות האנרגטית הגבוהה ביותר בעולם. בעזרתה אנחנו יכולים לייצר חשמל ללא חתימת פחמן דו-חמצני, בצורה ירוקה לחלוטין".

אתה חושב שמבחינה בטיחותית ותודעתית ניתן יהיה להקים תחנות אמוניה בתוך ערים?

שביט: "הרגולציה בארץ עדיין נמצאת תחת ההשפעה הפסיכולוגית שאמוניה זה מסוכן. באירופה התפקחו מזה, כי אמוניה זה חומר רעיל רק אם היא מתפזרת באוויר. אם האמוניה קפואה ונמצאת בתוך מיכל מים, היא לא יכולה לצאת החוצה – כי היא מתמוססת במים".

כלומר, כדי להתמודד עם סוגיות הבטיחות, בג'נסל עושים שימוש במיכלים מכוסים במים – שמאפשרים למנוע מגע ישיר בין האמוניה לבין האוויר. בחברה טוענים כי הפתרון נהנה מרמת בטיחות גבוהה מאוד. "בארץ עדיין נמצאים תחת התפיסה הפסיכולוגית שאמוניה היא חומר מסוכן, אבל באירופה התפכחו מהמחשבה הזאת כבר מזמן. בהולנד כבר מדברים על אמוניה כדלק העתיד. זה יקרה גם בארץ – אולי לאט יותר".

לדברי שביט, המערכות של ג'נסל תוצב בעמדות טעינה ציבוריות או ביתיות – שאליהן ישונעו אמוניה או מימן. נהגים יגיעו אל אותן עמדות כדי להטעין את הרכבים שלהן – מבלי לעשות שימוש כלשהו ברשת החשמל הקיימת. האתגר הלוגיסטי של אותה המערכת טמון בשינוע האמוניה והמימן לעמדות הטעינה – אך אין ספק שזוהי משימה פשוטה הרבה יותר מהחלפת רשת ההולכה הארצית כולה.

לכאורה, זהו פתרון קסם לבעיית משק החשמל – לצד פתרונות מקבילים כמו ייצור אנרגיה סולארית. אלא שבחברת ג'נסל עדיין לא מסוגלים לספק תשובה לשאלה בוערת אחת: המחיר. כיום, ייצור אנרגיה ממימן מגיע עם תג מחיר גבוה הרבה יותר מאשר הנהוג כיום ברשת החשמל הארצית. כדי לספק מענה אמיתי לבעלי רכבים בארץ ובעולם, בחברה יצטרכו להתחרות ברמה הכלכלית עם ייצור החשמל ההמוני – ועדיין לא ברור אם ביכולתם לעשות זאת.

סוגייה נוספת שמרחפת מעל הפתרון היא רמת הבטיחות של האמוניה. רק בשנת 2020 עיני העולם כולו צפו בנמל ביירות בלבנון, שם נהרגו מאות אנשים בהתפוצצות מחסן שהכיל תרכובת המכילה אמוניה. שביט טוען כי כבר כיום מתבצע שימוש רחב היקף באמוניה ברחבי העולם – שעובר ברובו ללא תאונות. עם זאת, אין ספק שג'נסל תצטרך לחצות את מחסום החששות הפסיכולוגיים שעלולים להטריד מחוקקים ואזרחים רבים.

איך פתרון מבוסס מימן או אמוניה צפוי להשפיע על משק החשמל?

שביט: "אם אנחנו ממשיכים לראות את המכוניות החשמליות נכנסות בקצב הזה, לא יהי מספיק חשמל ברשת ולא תהיה ברירה אלא להביא חשמל מהקצוות. לכן צריך להביא חשמל ממקורות שקרובים לצרכן. רוב החשמל לטעינת רכבים חשמליים יופק בשכונות, במרכזי אנרגיה שכונתיים – עם אולי קצת סיוע מרשת החשמל. אני מאמין שגם הפחד מאמוניה ירד, בעזרת קמפייני הסברה נכונים".

לפי שביט, משק החשמל הקיים לא יוכל לשאת בעומסים הכרוכים במעבר לרכב חשמלי. על השולחן מונחות מספר חלופות לשדרוג רשת ההולכה או למעבר לייצור מקומי של חשמל – בהם גם האופציה לעשות שימוש במימן כדי לייצר חשמל או לאחסן אנרגיה.

המערכות של חברת ג'נסל מתמודדות גם הן במרוץ המכריע לשדרוג ייצור החשמל הקיים – שעשוי להוות בעתיד בסיס לשוק חדש בשווי מיליארדים. פתרונות המבוססים על מימן עדיין סובלים מבעיה אחת – עלות גבוהה לקוט״ש.

האם הטכנולוגיה של ג'נסל תשנה את המצב? כנראה שנצטרך לחכות לתחנת הטעינה הציבורית הראשונה מבית החברה כדי לדעת.