לאחר הצלחת המטוס הסולארי, יוזמה חדשה להקפת כדור הארץ בסירת קטמרן שמשתמשת באנרגיות מתחדשות בלבד נמצאת בשלביה הסופיים. האם בדרך יצליחו הספנים הירוקים לשכנע את הציבור שהעתיד נמצא בתא דלק מימני?
מאת אסף בן נריה, זווית, סוכנות ידיעות למדע ולסביבה
הרבה לפני שהאדם התחיל לזקק נפט במיליוני גלונים ולשרוף כמויות עצומות של דלקים כדי להניע את גלגלי הציוויליזציה, הוא ידע להשתמש במגוון של אנרגיות ירוקות ומתחדשות שהטבע מציע: הרוח, המים הזורמים בנהרות וכו’. היום נדמה שאנו משקיעים המון זמן, כסף ומאמץ רק כדי לפתח טכנולוגיות חדשות שינתקו אותנו מהתלות הכובלת בדלקים ולחזור ולנצל את אנרגיות שקיימות “חופשי” בטבע.
זה בדיוק מה שמבקשת לעשות ה”אנרג’י אובזרבר“. הסירה, שזכתה לשם “סולאר-אימפולס של הים” על שם המטוס שהשלים לאחרונה את הקפת העולם בעזרת אנרגית השמש, שטה באמצעות אנרגיות מתחדשות בלבד והיא אמורה להקיף את העולם ללא שימוש בדלק.
המסע הימי להקפת העולם, שאותו יובילו היזמים והסקיפרים השותפים ויקטוריאן ארוסאר וז’רום דלאפוס, מתוכנן לקחת לא פחות משש שנים, ועלותו מוערכת בכ-30 מיליון דולר, מתוכם 4.7 מיליון לכיסוי עלויות הבנייה והפיתוח ולא פחות מ 4.4 מיליון הוצאות מסע מדי שנה. יוזמי המסע מקווים שהטכנולוגיות שבהן הם ישתמשו כדי לשוט יגבירו את המודעות לאנרגיות מתחדשות בקרב 50 המדינות שבהן צפויה הסירה לעבור, אך בעיקר הם היו רוצים לשכנע את מקבלי ההחלטות שלא מדובר בגימיק בלבד, אלא בחלופה הגיונית מבחינה סביבתית וכלכלית.
שמש, רוח ומימן
אורכה של האנרג’י אובזרבר הוא 30 מטר ורוחבה כ-13 מטר. מדובר בסירה מסוג קטמרן, שניצחה בעבר בתחרות ז’ול ורןלהקפת העולם בפרק זמן של 75 יום, שעוברת כעת שורה של שדרוגים שיהפכו אותה לסירה הראשונה בעולם שתקיף את כדור הארץ בעזרת אנרגיה חשמלית ושחתימת הפחמן שלה שווה לאפס.
השדרוגים כוללים התקנה של פאנלים סולאריים על פני שטח של 130 מטרים רבועים, הצבה של שתי טורבינות רוח אנכיות והחלפת מערכת ההנעה לחשמלית.
החידוש המעניין ביותר בסירה הירוקה הוא מערכת להפקת מימן ממים. המערכת החדשנית תשתמש בעודפי החשמל ממערכות האנרגיה המתחדשות כדי להפיק מימן ממי הים. כך, טכנולוגיית תא הדלק המימני תספק חשמל לסירה בשעות בהן השמש והרוחות לא יאפשרו ייצור חשמל.
שורה של תאי דלק מימניים יספקו חשמל למנועי הסירה, שתוצר הפליטה היחיד שלהם יהיה מים. בצורה זו, המימן משמש למעשה כמעין סוללה גדולה שבה ניתן לאגור אנרגיה זמינה שתיוצר בעיקר מכוח קרני השמש בשעות היום ושבה ייעשה שימוש בשעות הלילה.
אמצעי ההנעה של העתיד?
תא דלק מימני עובד במידה רבה כמו סוללה רגילה, עם הבדל מרכזי אחד: הוא אינו זקוק לטעינה. כל עוד נמשכת אספקת המימן לתא נמשך ייצור האנרגיה. תא דלק מימני עובד על ידי הזרמת גז המימן (מולקולת המימן מורכבת משני מימנים וסימונה H2) דרך זרז שבו הוא מתפרק ליונים חיוביים ושליליים. תחילה, נמצאים כל יוני המימן בצד שמכונה אנודה, הצד השלילי, ורק אלה הטעונים במטען חיובי מסוגלים לעבור לצד החיובי, שמכונה קטודה. מעבר המטענים החיוביים, הפרוטונים, מתרחש דרך ממברנה שמאפשרת מעבר של פרוטונים בלבד. כך נוצר מתח חשמלי בין הצדדים השונים והאלקטרונים מצד האנודה מופנים למעגל חשמלי חיצוני, מה שיוצר את הזרם החשמלי שמניע את המנוע. בצד הקטודה מתחברים יוני המימן לחמצן ונוצרות מולקולות מים.
לכאורה, מדובר בתהליך ירוק לחלוטין וישים מבחינה הנדסית. אם כך, למה אנחנו לא רואים מכוניות עם תאי דלק מימניים נוהרות על הכבישים? הסיבה העיקרית לכך היא שהמימן לא נמצא באופן חופשי בטבע והוא תמיד יהיה קשור לחומר אחר, כמו במולקולות מים (H2O), בתרכובות אורגניות כגון דלקים מאובנים, גז ופחם. תהליך הפרדת המימן הוא יקר מבחינה אנרגטית ובמרבית המקרים הפקתו נעשית על ידי שימוש בדלקים מאובנים. לכך יש להוסיף את הבעיות הבטיחותיות שבאחסון מימן במכלי לחץ גבוה בתוך כלי הרכב בסמיכות לתא הנוסעים.
חידושים טכנולוגיים להפקת מימן שלא באמצעות דלקים מאובנים נמצאים בפיתוח וקיימות שיטות להפקתו באמצעות אנרגיית השמש וכן בשיטות ייחודיות יותר כמו למשל על ידי שימוש בווירוסים ובאצות. האפשרות של אחסון מימן בפאזה נוזלית תאפשר אחסון כמויות גדולות יותר במכלים קטנים יותר. לכן, לא מפתיע שחברות הרכב המובילות נכנסו לתחום זה ומדי פעם אנו שומעים על רכב פיילוט שמונע בעזרת תא דלק, כמו למשל הטויוטה Mirai שמונעת בעזרת טכנולוגיית תא דלק מימן. שיווקה החל בסוף שנת 2015 והיא מגיעה עם הצהרת טווח של 502 קילומטר ותג מחיר של 57.5 אלף דולר (המכונית לא משווקת בישראל).
רק 3% מתחדשים
הסירה הירוקה מתקרבת לרגע שבו תרים עוגן, אך בישראל נראה שהדרך להגיע ליעד של 10 אחוז ייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות, יעד שהגדירה הממשלה לשנת 2020, עוד רחוקה. אחוז ייצור האנרגיות המתחדשות ב-2016 עומד על קצת יותר משלושה אחוזים ואמור לעלות לחמישה אחוזים ב-2017, זאת על פי דו”ח מצב משק החשמל לשנת 2015.
מעט יותר אופטימיות ניתן למצוא בהודעת רשות החשמל על הכוונה לפתיחתן של מכסות נוספות לייצור חשמל במתקנים סולאריים בהיקף של 1,000 מגה וואט. לשם השוואה, בתחנת אורות שבחדרה מייצרים כ 2,600 מגה וואט כשמקור האנרגיה לכך הוא פחם. עוד יותר רחוק הוא יעד הפחתת פליטות גזי החממה – 25 אחוז עד 2030. היעדים הם חלק מהחלטת ממשלה שהתקבלה לקראת וועידת פריז שהתקיימה בשנה שעברה, ובה אימצו המעצמות הסכם אקלים עולמי חדש.
באפריל 2017, אם לא יהיו שינויים של הרגע האחרון, תצא סירת האנרג’י אובזרבר מעיר הנמל סן-מלו שבצפון מערב צרפת. “להפחית את ההשפעה השלילית שלנו על כדור הארץ בלי לפגוע באיכות החיים”, זה המוטו שחרטה על דגלה קבוצת היזמים והמהנדסים שעומדים מאחורי המיזם. האם מה שאפשרי על פני הים יהפוך מתישהו בעתיד למציאות על פני היבשה? שאלה זו תלווה אותנו לאורך שש שנות המסע להקפת העולם, וכנראה הרבה מעבר לכך.
סרטון שמציג את המיזם:
2 תגובות
ומימן הוא לא מקור אנרגיה. רק דרך לאחסן ולשנע אנרגיה.
חבל גם שלא התייחסו לבעיית המחיר של תאי דלק.
בעיית מחיר שנובעת משימוש בחומרים יקרים ונדירים כמו פלטינה. (זה בעיה רצינית שחייבים לפתור. לא מדובר במחיר יקר רגיל של טכנולוגיה חדשה, משהו שאמור לרדת מעצמו עם הזמן)
מצד שני יש מחקרים על תכנולגיות סוללות חדשות שאומנם רחוקות עדיין אבל באופן לפחות תאורטי מגיעות לצפיפות אנרגיה של בנזין.
מצד שלישי, יש היתרונות למימן שאין לסוללות.
כמו לדוגמה אם רוצים לאגור כמות גדולה מאוד של אנרגיה (נגיד לצד תחנת כוח ירוקה שמפיקה אנרגיה באופן לא סדיר) אז בשימוש בסוללות אפשר לאגור רק עד שהסוללות מלאות וזהו. אם אוגרים מימן אפשר לרוקן חלק מהמיכל ונגיד למוכר את העודף.
סתם גימיק חסר חשיבות.
יותר הגיוני לייצר סוחרת שרק 10-20 אחוז מהאנרגיה שלה ירוקה.
גם אין בזה שום חידוש. ספינות מפרש כבר הקיפו את העולם בךי לזהם אוויר