תובלת מימן בישראל

תובלה נקייה כבדה הייתה עד לא מכבר חזון רחוק. הסוללות החשמליות מוגבלות מעצם גודלן ומשקלן מבחינת עמידה במשימות התובלה הכבדה, שכן זו מצריכה אנרגיה רבה כדי לצלוח יום עבודה ללא הפסקות טעינה ארוכות.

בשנתיים האחרונות הייתה מהפכה. יצרני הסוללות הצליחו לפתח טכנולוגיות חדשות המאפשרות קיבולת חשמלית הרבה יותר גדולה לסוללה בגודל נתון. התוצאה המרשימה הייתה מעבר מטווח נסיעה של 300-250 ק"מ לנסיעה בין טעינה לטעינה לטווח של יותר מ-500 ק"מ. הסוללות מתקרבות במהירות לפלח השוק של התובלה הכבדה, כולל תובלה ארוכת-טווח. התקדמות נרשמה גם בתחום הטעינה. הטעינה נעשית עוצמתית ומהירה יותר, וזמן ההטענה מתקצר.

למרות כל זאת, לפלח השוק הכבד ביותר, ענף התשתיות, הסוללות אינן מספיקות. נדרשת כמות אנרגיה עצומה, או הפסקת העבודה בשטח לשם הטענת הסוללות. פלח שוק אחר שאינו מקבל מענה חשמלי הולם הוא תובלה בקירור. נדרשת אנרגיה עצומה ורציפה הן לתובלת הרכב והן לקירור המרכב, והסוללות אינן יכולות להתמודד איתה. אסור שתהיה פעולה לא רציפה של מערכת הקירור, שכן מוצרי המזון הרגישים מתקלקלים.

אנרגיה חשמלית ממנו תאי דלק

לתמונה נכנסת האפשרות ליצור אנרגיה חשמלית באמצעות מנוע תאי דלק. זאת טכנולוגיה ותיקה למדי, המבוססת על ריאקציה כימית בין מימן לחמצן, שמביאה ליצירת חשמל. הפליטה היחידה היא מים נקיים.

החסרונות של שיטת ההנעה הזאת טמונים בעלויות הגבוהות של מנוע תאי הדלק (כל עוד הוא אינו מיוצר בייצור המוני) ושל הפקת המימן הנקי. לצורך הפקת המימן נדרשת אנרגיה נוספת, בין שהיא מגיעה מתחנת כוח חשמלית קונבנציונלית ובין שהמקור הוא אנרגיה ירוקה - אם יש כזה.

היתרונות הבולטים הם טווח נסיעה גדול (עד 1000 ק"מ), זמן תדלוק קצר - כשמונה דקות - הרבה פחות מטעינת הסוללות, וכמובן היות הרכב נקי לחלוטין מפליטה מזהמת מקומית.

מכלי המימן, בין שהוא במצב גז ובין שבמצב נוזלי, קטנים וקלים הרבה יותר מאשר סוללות של מנוע חשמלי מקביל בביצועיו. לפיכך משאית עם מנוע תאי דלק מאפשרת גם נפח וגם כושר העמסה גבוהים יותר ממשאית דומה בעלת מנוע חשמלי מבוסס סוללה.

למימן נוזלי צפיפות אנרגטית גבוהה מאוד יחסית לנפח, אפילו יותר מאשר מימן במצב גז. הדבר מאפשר לצייד משאית במספר מכלים, וכך להקנות לה טווח נסיעה ארוך במיוחד.

הניסוי הישראלי

לפני מספר חודשים הביאה כלמוביל לארץ משאית חלוצה שמבוססת על טכנולוגיית תאי דלק. יונדאי זיהתה זה מכבר את הפוטנציאל של מנועי תאי דלק מונעים במימן, וכבר בשנת 1998 הקימה מחלקת מחקר ייעודית לתחום זה. כעבור שנתיים הציגה את הרכב הראשון מתוצרתה בעל מנוע תאי דלק, Santa Fe FCEV.

בשנת 2005 הוצגה מערכת תאי הדלק הראשונה שפיתחה החברה In-House, וכעבור שנה כבר נסע ברחובות גרמניה אוטובוס בעל מנוע תאי דלק מתוצרת יונדאי במסגרת אליפות העולם בכדורגל שהתקיימה שם.

כדי לבחון את המשאית בתנאי אמת, משאיות Xcient Fuel Cell נמסרו ללקוחות נבחרים בשווייץ ובגרמניה. המשאית הגיעה לישראל ותשתתף בניסוי בתנאי אמת עם לקוחות בשיתוף כלמוביל. ישראל תהיה המדינה השלישית שבה יופעלו משאיות יונדאי תאי-דלק מחוץ לאירופה.

בשווייץ, המובילה בעולם, נמסרו 47 יחידות מדגם זה וכבר צברו יחד נסועה של יותר מחמישה מיליון ק"מ. בינתיים משרד התחבורה הגדיל את המשקל הכולל של משאיות שאינן פולטות מזהמים ל-20 טונות (בהשוואה ל-18 טונות במשאית רגילה).

על המשאית הראשונה כבר הותקן מרכב סגור עם מנשא ייחודי לשבעה מכלי מימן. בד בבד חתמו כלמוביל, בזן וסונול על הסכם לשיתוף פעולה, ליישום טכנולוגיית ייצור חשמל ממימן באמצעות תאי דלק ושימוש במשאיות חשמליות. במסגרת ההסכם בין החברות, בזן תייצר את המימן, סונול תקים את תחנות התדלוק לאספקת המימן, וכלמוביל תעלה על כבישי ישראל את המשאיות מבית יונדאי.

ישראל נתפסת כמודל למדינה עם רעיונות חדשניים ויצירתיים, שיכולים להשפיע על הטכנולוגיות של יונדאי והטמעתם בשווקים. שילוב משאית המימן בכבישי ישראל מאפשר לבחון את הרכב בתנאי כביש משתנים ובטמפרטורה קיצונית. המהלך יתבצע בתיאום מלא עם משרדי הממשלה ועם מערכות הרגולציה בישראל. הפיילוט מתחיל בימים אלו, כחלק מהמהלך האסטרטגי של יונדאי לקדם את ההפצה של משאיות מונעות מימן.

גם כלמוביל הצהירה על היעד שהציבה לעודד שימוש במנועים ידידותיים לסביבה, תוך מתן מענה לציי משאיות המחפשים חדשנות, הפחתת זיהום אוויר ושמירה על הסביבה. בד בבד מתנהל משא ומתן עם ציי תובלה גדולים לרכישת משאיות נוספות, כולל משאיות בתצורה 6x2.

הגעתן של משאיות Xcient Fuel Cell לישראל היא עדות לחשיבותו של השוק הישראלי ושל היבואנית כלמוביל בעיני קונצרן יונדאי. אבל גם לנו, הישראלים, יש הרבה מה להרוויח מהגעת הטכנולוגיה המתקדמת הזו, שכן טכנולוגיית תאי הדלק, על יתרונותיה יחסית למנועים חשמליים מבוססי סוללות, תהיה מרכזית יותר ויותר בתחום ההובלה בשנים הקרובות.

הניסוי הישראלי יתרום בוודאי להיכרות של הלקוחות עם הטכנולוגיה החדשה, ובאותה העת יונדאי עצמה תבחן אותה. אנו אופטימיים לגבי היום שבו גם משאיות כבדות ייסעו חרש ולא יפלטו מזהמים, ואולי בזכות ניסוי זה הוא יגיע מהר מהמצופה.

למשאית המונעת במימן מחיר גבוה, יותר מפי שלושה ממשאית דיזל מקבילה. כשהמחיר יקר ואין תשתיות תדלוק, התובלה באמצעות מימן תתקשה לפרוץ ללא סיוע ממשלתי הולם. המדינה חייבת להתערב, לסייע ברכישת משאיות המונעות במימן ובהקמת תשתיות תדלוק במימן.

בשלב ראשון אמורה לקום תחנת תדלוק במימן של סונול בקרבת קיבוץ יגור (ליד חיפה). ההשלמה צפויה להיות ברבעון הראשון של שנת 2023. עד אז גם המשאית אמורה לקבל את האישורים הנדרשים ממשרד התחבורה לצורך קבלת רישוי רגיל.

משאית מימן בייצור סדרתי

יצרנית הרכב והמשאיות הקוריאנית יונדאי הכריזה עוד בשנת 2018 על תוכנית אסטרטגית ארוכת טווח, המכונה 'Fuel Cell Vision 2030', אשר במסגרתה היא מתעתדת להגיע לכושר ייצור של 700,000 מערכות תאי דלק בשנה עד שנת 2030.

יותר מחמישים משאיות Xcient Fuel Cell נשלחו לניסוי משותף עם לקוחות נבחרים בשווייץ. כעבור מספר חודשים הכריזה יונדאי על התחלת הייצור הסדרתי של המשאית. שנה חלפה, ובשנת 2021 מסרה יונדאי שבכוונתה להקים מפעל לייצור מנועי תאי דלק ורכיביהם במחוז גוונגז'ו שבסין.

יונדאי Xcient Fuel Cell היא המשאית הכבדה הסדרתית הראשונה בעולם בעלת מנוע תאי דלק. היא מצוידת במערכת תאי דלק עם הספק של 180 קילו-וואט (שני מנועי תאי דלק עם הספק של 90 קילו-וואט כ"א). מערכת תאי הדלק מחוברת לשלושה צברי סוללה שלכל אחד קיבולת של 24.4 קילו-וואט/שעה, ובסך הכול 73.2 קילו-וואט/שעה. טווח הנסיעה של המשאית - כ-400 קילומטרים.

המימן מאוחסן בשבעה מכלים שמכילים 32.09 ק"ג, שאותם אפשר למלא בפרק זמן שבין 8 ל-20 דקות, תלוי בטמפרטורת המכל ובלחץ המילוי, שהוא בדרך כלל 350 בר. האנרגיה מתאי הדלק ומהסוללה מועברת למנוע חשמלי שמפיק הספק מרבי של 350 קילו-וואט (שווה ערך ל-476 כוחות סוס) ומומנט מרבי של 3,400 ניוטון/מטר.

אין פשרות בטיחותיות. יונדאי דאגה למכלי אחסון חסינים במיוחד. למימן יש שכבות רבות של הגנה כדי להגן עליהם מפני דליפות ופגעי תאונות בשוגג. באופן כללי, ביונדאי דאגו לעמידות משופרת בתאונות. כאשר הבלתי נמנע אכן קורה, יחידת הכוח מנותקת אוטומטית לכבלי המתח הגבוה, וגם היציאה ממכלי המימן נסגרת וננעלת, כדי למזער את הסיכון להתחשמלות, שריפה, הלם ואירועים משניים.

לרכב מערכות בטיחות אקטיביות ופסיביות המספקות הגנה מקיפה. במשאית מותקנת מערכת ADAS החדשה (Advanced Driver Assistance Systems), שמסייעת לנהג לשמור על נתיב הנסיעה. למערכת זו מתווספת יחידת FCA, Forward Collision-Avoidance Assist, שמפעילה אוטומטית את הבלמים בכל פעם שהיא מזהה סיכון לפגיעה בהולך רגל, ברכב או ברוכב אופניים.

חידוש נוסף הוא מערכת הבקרה הדינמית לרכב (VDC). כשהמערכת מזהה החלקה של גלגל, היא מייצבת את הרכב על ידי ויסות אוטומטי של תפוקת המומנט וביצוע בלימה סלקטיבית של גלגלים יחידים. בדרך זו היא מסייעת לנהג לשמור על בקרת כיוון הנסיעה ומפחיתה את הסיכון להתהפכות.

כמשאית חשמלית מלאה, לנהג יתרונות רבים. אחד מהם הוא נהיגה ללא לחץ נהיגה. ה-XCIENT תא דלק יוצרת בתנועתה רמות מינימליות של רעש וויברציות מינימליות. אלה תורמים לפעולה חלקה יותר ולהפחתת המתח והעייפות. נוסף על כך, בניגוד לרכבים עם מנועי דיזל, XCIENT Fuel Cell אינה מצריכה תוסף אוריאה ושמן מנוע, והדבר חוסך בעלויות התפעול.

בשלב זה Xcient מוצעת כמשאית בתצורה של 4x2 במשקל כולל של 20 טונות. אפשרות נוספת היא גרסה בעלת הנעה 6x2. ביונדאי שוקלים גם להציע אותה כתומך עם שניים או שלושה סרנים, הספק גבוה יותר ומשקל כולל מורכב של 46 טונות.

ההיסטוריה והמסורת של יונדאי בתחום תאי הדלק וההנעה במימן ארוכה ומלאת הישגים. מספר יצרני משאיות כבר הציגו גם הם משאיות כבדות עם הנעת תאי דלק, אך Xcient היא כאמור משאית ה-FCEV הכבדה הסדרתית הראשונה, ויונדאי כבר הכריזה שבכוונתה לייצר כ-1,600 משאיות מדגם זה עד שנת 2025.