משאיות חשמליות ותחבורה בעלת אפס פליטות מקבלות תשומת לב רבה. בכנס ACT Expo האחרון נחשפה מגמה מרתקת: חזרה למנועי בעירה פנימית אך עם דלק אחר. מנועי בעירה מבוססי מימן (H2 ICE) מקבלים רוח גבית מענקיות כגון וולוו, בוש (Bosch), קמינס (Cummins) וסספירה (Cespira), בטענה שהם פתרון אמין, יעיל ומוכר לתעשיית התחבורה הכבדה. מנוע בעירה במימן פועל באותו אופן כמעט כמו מנוע בנזין או דיזל: מימן מוזרק לצילינדרים (בצורת גז או נוזל), נדלק ומניע את הבוכנות. היתרון הגדול הוא שמירה על מערכות מכניות קיימות והתאמה קלה לשלדות רכב קיימות. בעבור תעשיית המשאיות, מושג חיסכון עצום בזמן, בעלויות ובלמידה.

למנועים אלו ביצועים הדומים למנועי דיזל, במיוחד בתנאי עבודה קשים - עומסים גבוהים, טווחים ארוכים ומהירויות בכביש מהיר. ההיענות של המנוע, הצליל והתחושה הקרובה לדיזל או בנזין, הם ערך מוסף לנהגים, לחובבי רכב וליצרנים כאחד.

יתרונות רגולטוריים ולוגיסטיים של H2

באיחוד האירופי, מנועי מימן בעירה נחשבים לבעלי אפס פליטות מבחינה משפטית. אפשר לשנע מימן במשאיות, לפיכך הוא אפשרי גם באזורים נטולי תשתית חשמלית. לעומת רכב חשמלי שמצריך רשת הטענה, מימן יכול להיות מסופק בניידות - יתרון חשוב באפריקה, באמריקה הלטינית ובאזורים מבודדים.

מימן גזי - אתגרים

בצד הטכנולוגי, מימן גזי מצריך מכלים בלחץ גבוה וצילינדרים עמידים, ואילו מימן נוזלי מצריך אחסון בקירור מתחת ל־253 מעלות צלזיוס, כמעט כמו הטמפרטורה בחלל. קירור זה יוצר בעיות התאיידות ("boil-off") ולחץ־יתר שמחייבים מערכת שחרור אדים אקטיבית - כפי שנראה ברכבים ניסיוניים של BMW וטויוטה.

גם במערכת הדלק קיימים אתגרים: מימן הוא מולקולה קטנה במיוחד שחודרת אטמים בקלות, ואין להשתמש בשמנים שעלולים לזהם את הדלק. בטויוטה נאלצו להחליף משאבת דלק פעמיים במרוץ 24 שעות במכונית GR Corolla H2.

פליטות וזיהום במנועי מימן

מנועי מימן פולטים בעיקר מים, אך גם תחמוצות חנקן (NOx) שהן מזהם מוכר שמצריך מערכת נטרול בדומה לדיזל (DEF). כמו כן שמנים מסככים במנועי מימן מייצרים עקבות פחמן שנפלטות לאוויר.

ייצור המימן

רוב המימן מיוצר כיום בתהליך פירוק גז טבעי (SMR) שכרוך בפליטות של 12 ק"ג CO₂ לכל ק"ג מימן ("מימן אפור"). מימן כחול, שבו נלכד חלק מהפליטות, מצמצם את ההשפעה, אך עדיין משאיר 3־5 ק"ג CO₂. מימן ירוק המופק באלקטרוליזה בעזרת אנרגיה מתחדשת, הוא האפשרות הנקייה ביותר, אך היא יקרה ואינה זמינה בהיקף מסחרי ממשי.

להתגבר על חסמים במנועי מימן

חברות כגון בוש, טויוטה וסספירה משקיעות בפיתוח הזרקה ישירה בלחץ גבוה, שמביאה את הביצועים של מנועי המימן לרמה זהה כמעט לזו של מנועי בנזין, ללא הבעיות של הצתה מוקדמת וביצועים מוגבלים.

טויוטה אף הציגה מערכת ניהול התאיידות חדשנית במכונית מרוץ שלה: תא לחץ קטן אוסף את אדי המימן ומחזירם לשימוש באמצעות תא דלק קטן שמייצר חשמל למערכת הקירור. טכנולוגיה זו מאפשרת לשמר מימן נוזלי זמן רב יותר ועשויה להפוך את השימוש בו ליישומי.

שיתוף פעולה יפני לפיתוח מנוע מימן

חמש יצרניות רכב יפניות - טויוטה, מאזדה, סובארו, קווסאקי וימאהה - חברו לפיתוח משותף של מנוע המימן. הפרויקט הראשון: מנוע V8 בנפח 5.0 ליטרים שפותח על ידי טויוטה וימאהה. אם יצליח, הוא עשוי לפתוח את הדלת לשימוש במנועי מימן ברכבים פרטיים עתידיים.

האם זו תחייתו של מנוע הבעירה או הקרב האחרון?

למרות האתגרים, תעשיית המשאיות מביעה עניין רציני. הפוטנציאל למנועים אמינים, בעלי ביצועים מוכרים ויכולת התאמה לציים קיימים, מושך יצרנים, ספקים ורגולטורים כאחד. אך ללא רגולציה תומכת ותמריצים למימן ירוק, ספק אם הטכנולוגיה תתפוס תאוצה מחוץ למרוצים או צי משאיות תעשייתיות. לאנשי מקצוע וחובבי מכוניות, זו עשויה להיות ההזדמנות האחרונה ליהנות ממנוע בעירה מסורתי בלי לוותר על השאיפה לעולם נקי יותר.

לפרטים נוספים