ישראל בוחנת טעינה אלחוטית של כלי רכב חשמליים

טכנולוגיה חדשה עשויה להניע אוטובוסים ומכוניות תוך כדי נסיעה, אך האם היא תהיה כְּדָאִית מבחינה כלכלית?

כבישים חדשים המאפשרים טעינה אלחוטית מבטלים את הצורך בעמדות טעינה. אך האם הטכנולוגיה מעשית מבחינה כלכלית? איור: באדיבות אורן עזר, ElectRoad.
כבישים חדשים המאפשרים טעינה אלחוטית מבטלים את הצורך בעמדות טעינה. אך האם הטכנולוגיה מעשית מבחינה כלכלית? איור: באדיבות אורן עזר, ElectRoad.

מאת אביגיל פאגאן, הכתבה מתפרסמת באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל 02.07.2017

כלי רכב חשמליים נחשבים זה מכבר כאחד הפתרונות המבטיחים ביותר בתחום התחבורה בת הקַיָּמָה. אך הדרך ליישום הפתרון עדיין רצופה מכשולים שאחד מהם הוא הצורך בסוללות גדולות ויקרות שיש לטעון מחדש לעתים קרובות. ישראל מתמודדת עם מכשולים אלה על ידי השקעה בכבישים שיטענו את הסוללות של אוטובוסים חשמליים תוך כדי נסיעתם. הממשלה משתפת פעולה עם חברת ההֶזְנֵק הישראלית ElectRoad בהקמת נתיב תחבורה ציבורית לאוטובוסים חשמליים בתל אביב שיתבסס על טכנולוגיית טעינה אלחוטית דרך הכביש. הטכנולוגיה הזאת מבטלת את הצורך בטעינה חוזרת באמצעות עמדות טעינה.

אף על פי שבשלב זה הטכנולוגיה עדיין בחיתוליה, היא עשויה להסיר את שלושת המכשולים העיקריים העומדים בדרך למימוש חזון המכונית החשמלית: עלויות, משקל הסוללה וטווח הנסיעה, שעיכבו במשך יותר ממאה שנים שימוש נרחב ברכבים המוּנעים בסוללה חשמלית. ואולם, תחילה יהיה על חברת ElectRoad להוכיח שטכנולוגיית הטעינה באמצעות השראה אלקטרומגנטית אכן ניתנת ליישום בהיקף נרחב בעלות נמוכה דיה כדי להצדיק את אימוצה ברחבי העולם. "זה מרגש. משום שמדובר בטעינה ללא כבלים," אומר טים קלירי, העומד בראש מעבדת המחקר BATTERY לחקר אגירת אנרגיה באוניברסיטת מדינת פנסילבניה ואינו מעורב בפרויקט. "אך כל עוד הטכנולוגיה לא תהיה זולה דיה וכְּדָאִית מבחינה כלכלית, אין לה סיכוי להיות מיושמת בשטח."

חברת ElectRoad בטוחה שהטכנולוגיה תיושם בהצלחה. טעינה אלחוטית תאפשר התקנת סוללה זולה וקלת משקל באוטובוסים חשמליים במקום הסוללה הגדולה והיקרה ותפטור אותם מן הצורך לעצור לשם טעינה מחדש. ומרגע שמסלול נסיעה יצויד בטכנולוגיה, הוא יוכל לטעון באופן רציף רכבים שיהיו מצוידים בהתאם. "כל מה שנדרש הוא להתקין את התשתית פעם אחת, ובזאת תמה המלאכה. התשתית תשרת רכבים מכל הסוגים, זה יתרון גדול," אומר אורן עזר, מנכ"ל ומייסד-שותף של החברה, שהוקמה לפני ארבע שנים.

עד עתה הדגימה החברה את הטכנולוגיה רק במסלול שאורכו כ-25 מטרים הפרוס בשטח מטה החברה בקיסריה. אך ביצועי הטכנולוגיה היו טובים דיים כדי לזכות את החברה במענק של 120,000 דולר ממשרד התחבורה והבטיחות בדרכים ובהסמכת החברה להתקין את הטכנולוגיה בחלק מנתיב נסיעה המיועד לאוטובוסים בתל אביב, אומר שי סופר, המדען הראשי במשרד התחבורה. אורך נתיב הנסיעה שבו תותקן הטכנולוגיה הוא כ-800 מטרים והוא צפוי להיפתח לתנועה ב-2018. אם יתנהל הכול כשורה, בכוונת הממשלה לפרוס את הטכנולוגיה באופן נרחב יותר, בשלב הראשון, לאורך הכביש שבין אילת לשדה התעופה הבין־לאומי רמון, שאורכו כ-18 קילומטרים. "תל אביב היא העיר הגדולה [בישראל], כמו ניו יורק בקנה מידה קטן. אם הטכנולוגיה תעבוד בתל אביב, היא תעבוד בכל מקום," אומר סופר. "אני סבור שבעוד 10 שנים נראה פתרונות רבים דוגמת זה של ElectRoad במערכת התחבורה שלנו."

עזר, מנכ"ל ElectRoad, סירב לומר כמה יעלה הפרויקט בתל אביב, אך לדבריו, העלות הכוללת של הקמת התשתית תתחלק בין משרד התחבורה, עיריית תל אביב והחברה. העלות לקילומטר של כביש תהיה גורם מפתח בשנים הבאות, כשהחברה תנסה להתפתח ולהתרחב. ישראל מצטרפת למספר הולך וגדל של מדינות הבוחנות את הטכנולוגיה. בדרום קוריאה, למשל, טכנולוגיית הטעינה האלחוטית כבר מיושמת בכמה מסלולי אוטובוסים ברחבי המדינה. גם באיחוד האירופי נבחנת ההיתכנות של פריסה נרחבת של טכנולוגיית טעינה אלחוטית. הטכנולוגיה של ElectRoad, אומר עזר, שונה: השַׁנַּאים אינם יקרים כל כך ותהליך ההתקנה של הטכנולוגיה מהיר ויעיל יותר בהשוואה למערכות טעינה אלחוטית אחרות.

רעיון הטעינה באמצעות השראה אלקטרומגנטית מוכר כבר מאז שנות ה-90 של המאה ה-19, כשהממציא ניקולה טסלה גילה שאפשר לטעון נורות חשמל באופן אלחוטי. במהלך השנים שחלפו מאז יושמה המצאתו בשורה של התקנים, החל בטלפונים וכלה במברשות שיניים – אך רק לאחרונה נעשה בה שימוש בקנה מידה גדול פי כמה וכמה, באוטובוס שמשקלו 13 טונות. האוטובוסים נטענים ומוּנעים בחשמל הנוצר עקב אינטראקציה בין שני שדות אלקטרומגנטיים. מְהַפּכים המותקנים בצד הכביש, לכל אורכו, מספקים חשמל ללוחות נחושת המשוקעים בכביש. לוחות נחושת דומים מותקנים בתחתית האוטובוס. כשכלי הרכב נוסע על גבי הכביש הטעון, נוצרת אינטראקציה בין שני השדות והם מייצרים הספק חשמלי.

בחברת ElectRoad אומרים שביכולתה להתקין את הטכנולוגיה בכבישים קיימים תוך הפרעה מינימלית לתנועה, וזאת, על ידי שני דחפורים המסוגלים להשלים את המלאכה לאורך קילומטר אחד של כביש במהלך לילה אחד. אך אין די בכך, על כל אוטובוס יש להתקין סוללה קטנה המיועדת למלא שני תפקידים: ראשית, לספק די כוח להאצה, מאחר שהאנרגיה הראשונית הנדרשת להנעת אוטובוס במצב מנוחה גדולה הרבה יותר מזו הנדרשת לו כדי להמשיך לנוע לאורך הדרך. ושנית, לספק חשמל במקטעים קצרים של הכביש שאינם מצוידים בטכנולוגיה. אוטובוסים המונעים בטכנולוגיה של ElectRoad יכולים להמשיך בנסיעה על כביש ללא טעינה חשמלית לאורך חמישה קילומטרים בקירוב.

טעינה אלחוטית מאפשרת שימוש בסוללות קטנות במידה ניכרת או, לחלופין, נסיעה למרחקים ארוכים יותר עם סוללה גדולה יותר ובזה טמון היתרון הגדול שלה. שתי האפשרויות נוחות לשימוש, אומר בוראק אוזפינצ'י, העוסק בפיתוח טכנולוגיות אלחוטיות במעבדה הלאומית האמריקנית Oak Ridge שבטנסי. אבל לדבריו, עלויות התשתית והחומרים, במיוחד הנחושת, יהיו קרוב לוודאי גבוהות. מחיר הנחושת עומד כיום על כ-5.80 דולר לקילוגרם. מלבד העלויות הגבוהות, טעינה אלחוטית אינה כה פשוטה ליישום, בוודאי שלא בהשוואה לחיבור לשקע של עמדת טעינה: האוטובוס עלול לסטות מן הנתיב הטעון וכך לקבל פחות הספק, כפי שמזהיר קלירי מן האוניברסיטה של מדינת פנסילבניה.

מלבד זאת, יתרונות הטכנולוגיה של ElectRoad עשויים לאבד מחשיבותם ככל שהסוללות לכלי רכב חשמליים ייעשו זולות, קלות ויעילות יותר. למעשה, במהלך 15 השנים האחרונות, נהיו הסוללות לחסכוניות הרבה יותר בזכות פריצות דרך בתחום ההנדסה והכימיה, אומר דסטין גרייס, העומד בראש מחלקת הנדסת סוללות בחברת האוטובוסים החשמליים Proterra. רק לפני שנים אחדות, עלות השימוש בסוללה טיפוסית להנעת כלי רכב חשמלי עמדה על כ-1,000 דולר לקילוואט-שעה. אך כיום, ירדה עלות השימוש בכלי רכב חשמליים של רבות מיצרניות הרכב ל-200 עד 300 דולר לקילוואט-שעה, ולדברי גרייס, בכלי הרכב של כמה מהן, לרבות טסלהג'נרל מוטורס וניסאן, העלות אף נמוכה מזה. "אני פועל בתחום שבו אני עד לצניחה של ממש בעלות של סוללות ליתיום-יון ושל טכנולוגיות לאגירת אנרגיה," אומר גרייס. "מה שיצרניות הרכב האלה מגלות כשהן מגיעות לטווח העלויות של 100 עד 200 דולר לקילוואט-שעה הוא שכלי הרכב האלה אינם נופלים מכלי רכב אחרים. הן כבר אינן רואות בסוללות בעיה שיש למצוא לה פתרון."

עזר מכיר בכך שמחירי הסוללות בירידה, אך הוא מדגיש שהטכנולוגיה של ElectRoad אינה מיועדת לכלי רכב יחידים, אלא לתשתית רחבת היקף שעם הזמן תוכל לשרת ערים שלמות. ושם טמון החיסכון, הוא אומר. ומה באשר לסוללה הקטנה והקלה המותקנת על כלי הרכב? ובכן, סוללה זו מצויה בשימוש רק במשך כ-6% מזמן הנסיעה והיא תוכל, משום כך, לשמש במשך שנים ארוכות, עד 25 שנה, טוען עזר. לשם השוואה, סוללות רגילות המותקנות באוטובוסים חשמליים, כמו הסוללות שמייצרת חברת Proterra, מחזיקות מעמד כשש שנים.

על אף האתגרים הכרוכים בהתרחבות החברה, אנשי ElectRoad אופטימיים לגבי הסינרגיה הצפויה בין כלי הרכב שלה ובין רשתות החשמל העוברות בהדרגה משימוש בדלקים מחצביים למקורות אנרגיה מתחדשים, כגון אנרגיה סולארית ואנרגיית הרוח. לדברי עזר, עם הזמן, החברה אף מקווה להפוך את טכנולוגיית הטעינה האלחוטית לדו־כיוונית – כך שתשמש לא רק לטעינת אוטובוסים באמצעות הכביש, אלא גם בכיוון ההפוך, להפקת אנרגיה, הנוצרת בעת בלימת כלי הרכב.

ובעתיד הרחוק יותר, החברה מקווה לממש חלומות גדולים עוד יותר, אומר עזר. "אנחנו מתכוונים להתחיל עם אוטובוסים, כמובן, אך אנחנו סבורים שנחולל מהפכה בענף התחבורה כולו."

על הכותבים

אביגיל פאגאן – בוגרת בית הספר לעיתונאות של אוניברסיטת ניו יורק וכתבת לענייני מדע.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

דילוג לתוכן