הסבר: כיצד מכוניות יכולות לפעול על מימן
בית המשפט העליון ביקש מהממשלה לבדוק את ההיתכנות של טכנולוגיה מבוססת מימן להתמודד עם זיהום אוויר של כלי רכב בבירה. הודו בוחנת מקרוב את יפן, שהתקדמה בתחום זה.
הודו בוחנת מקרוב את יפן, שהתקדמה בתחום זה. לקראת אולימפיאדת טוקיו ביולי הקרוב, יפן מתכוננת להעלות על כבישיה אלפי כלי רכב המבוססים על טכנולוגיית תאי מימן, הידועה גם בשם 'תאי דלק'. ההובלה של יפן ביישום המעשי של מחזור דלק המימן, והמחקר המתמשך בתחום זה במרכז המחקר הבינלאומי לאנרגיית מימן באוניברסיטת קיושו, נחקרות מקרוב על ידי ממשלת הודו כשהיא מכינה תוכנית מונעת במימן. זה בא ברקע של בית המשפט העליון הנחה את הממשלה ב-13 בנובמבר לבדוק את כדאיות הכנסת טכנולוגיה כזו להתמודדות עם זיהום אוויר באזור הבירה הלאומית.
כיצד פועל תא הדלק המימן?
בלב הרכב החשמלי של תאי הדלק (FCEV) הוא מכשיר המשתמש במקור דלק, כמו מימן, וחומצן כדי ליצור חשמל בתהליך אלקטרוכימי. במילים פשוטות, תא הדלק משלב מימן וחמצן כדי ליצור זרם חשמלי, מים הם תוצר הלוואי היחיד. כמו סוללות קונבנציונליות מתחת למכסה המכוניות, גם תאי דלק מימן ממירים אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית. מנקודת מבט של כדאיות ארוכת טווח, רכבי FCEV נחשבים ככלי רכב של העתיד, בהתחשב בכך שהמימן הוא המשאב הנפוץ ביותר ביקום.
לחץ להגדלה אז האם FCEV הוא רכב רגיל או רכב חשמלי (EV)?
בעוד שתאי הדלק מייצרים חשמל בתהליך אלקטרוכימי, בניגוד לרכב חשמלי עם סוללות, הוא אינו אוגר אנרגיה, ובמקום זאת, מסתמך על אספקה קבועה של דלק וחמצן - באותו אופן שבו מנוע בעירה פנימית מסתמך על קבוע אספקת בנזין או סולר וחמצן. במובן זה, ניתן לראות בו דומה למנוע בעירה פנימית רגיל.
אבל בניגוד למכוניות מנוע בעירה, אין חלקים נעים בתא הדלק, ולכן הם יעילות ואמינות יותר בהשוואה. כמו כן, אין בעירה על הסיפון, במובן המקובל.
ברחבי העולם, רכבי EV נמצאים בשלוש קטגוריות רחבות:
* רכבי BEV כגון ניסאן ליף או טסלה דגם S, שאין להם מנוע בעירה פנימית או מיכל דלק, ופועלים על מערכת הנעה חשמלית מלאה המופעלת על ידי סוללות נטענות.
* רכבים חשמליים היברידיים קונבנציונליים או HEV כמו טויוטה קאמרי הנמכרת בארץ משלבים מערכת מנוע בעירה פנימית קונבנציונלית עם מערכת הנעה חשמלית, וכתוצאה מכך מערכת הנעה של רכב היברידי מפחיתה באופן משמעותי את צריכת הדלק. הסוללה המשולבת בהיברידית קונבנציונלית נטענת כאשר מנוע ה-IC מפעיל את מערכת ההינע.
* גם לרכבים היברידיים נטענים או PHEV, כמו שברולט וולט, יש מערכת הנעה היברידית המשתמשת הן במנוע בעירה פנימית והן בכוח חשמלי עבור כוח מניע, מגובה בסוללות נטענות שניתן לחבר למקור כוח.
* רכבי FCEV נחשבים באופן נרחב לגבול הבא בטכנולוגיית EV. רכבי FCEV כגון Mirai של טויוטה ו-Clarity של Honda משתמשים במימן כדי להפעיל מנוע חשמלי על הסיפון. מכיוון שהם מופעלים במלואם על ידי חשמל, רכבי FCEV נחשבים לרכבי רכב חשמליים - אך בניגוד למכוניות BEV, הטווח ותדלוק תהליכי התדלוק שלהם דומים למכוניות ומשאיות קונבנציונליות.
לחץ להגדלה באילו שימושים ניתן להשתמש בטכנולוגיה?
שוק רכבי תאי הדלק המימן נשלט על ידי טויוטה והונדה היפניות, לצד יונדאי מדרום קוריאה. בעוד שפיתוח מוצלח של מימן יספק אנרגיה לתחבורה וכוח חשמלי, יתרון הוא הזמינות הרחבה של משאבים להפקת מימן.
משרד הכלכלה, הסחר והתעשייה של יפן (METI) פרסם 'מפת דרכים אסטרטגית עבור מימן ותאי דלק' ב-2014, עם עדכון מתוקן במרץ 2016, במטרה להשיג חברת מימן. תאי דלק נייחים - תאי הדלק הגדולים והחזקים ביותר - מתוכננים לספק מקור נקי ואמין יותר של חשמל באתר לבתי חולים, בנקים, שדות תעופה ובתים. תא דלק ממשיך לייצר אנרגיה כל עוד דלק וחומצן מסופקים. תאי דלק ניידים יכולים למצוא יישומים אחרים מעבר לרכבים.
רוג'ר הרצנברג, מנכ'ל Uno-X Hydrogen, המפתחת תחנות מימן בנורבגיה, המובילה העולמית בטכנולוגיית רכב ירוק, אמר האתר הזה : רכבים חשמליים תאי דלק הם הפתרון האפס פליטות הידידותי ביותר למשתמש בנורבגיה. המטרה שלנו היא לספק את התשתית הדרושה, להבטיח ללקוחותינו מספר חלופות אפס פליטות לבחירה, ולתת מענה לביקוש לדלק H2 בצורה נוחה בעלות הנמוכה ביותר האפשרית לצרכן.
מהם היתרונות והחסרונות של תאי דלק?
לתאי דלק יתרונות חזקים על פני טכנולוגיות מבוססות בעירה קונבנציונליות המשמשות כיום בתחנות כוח ומכוניות רבות, בהתחשב בכך שהם מייצרים כמויות קטנות בהרבה של גזי חממה ואף אחד ממזהמי האוויר הגורמים לבעיות בריאות. כמו כן, אם משתמשים במימן טהור, תאי דלק פולטים רק חום ומים כתוצר לוואי. תאים כאלה גם חסכוניים באנרגיה בהרבה מטכנולוגיות בעירה מסורתיות.
בניגוד לרכבים חשמליים המונעים על ידי סוללות, רכבי תאי דלק אינם צריכים להיות מחוברים לחשמל, ורוב הדגמים עוברים טווח של 300 ק'מ על מיכל מלא. הם מתמלאים בזרבובית, ממש כמו בתחנת דלק או דיזל.
אבל יש בעיות.
בעוד ש-FCEVs אינם מייצרים גזים התורמים להתחממות כדור הארץ, תהליך ייצור המימן זקוק לאנרגיה - לרוב ממקורות דלק מאובנים. זה עורר שאלות לגבי האישורים הירוקים של מימן.
כמו כן, יש שאלות של בטיחות - מימן יותר נפיץ מבנזין. מתנגדי הטכנולוגיה מצטטים את המקרה של ספינת האוויר הינדנבורג המלאה במימן בשנת 1937. אבל שחקני תעשיית הרכב היפניים שדיברו איתם 'אינדיאן אקספרס' טענו שההשוואה לא הייתה במקום משום שרוב השריפה יוחסה לסולר למנועי ספינת האוויר ולחומר דליק. ציפוי לכה מבחוץ.
מיכלי דלק מימן ב-FCEV כמו Mirai עשויים מסיבי פחמן עמידים במיוחד, שחוזקו מוערך במבחני ריסוק, וגם בניסויים שבהם נורים כדורים לעברו. ל-Mirai ול-Clarity יש מיכלי מימן משולש שכבתי העשוי מסיבי פחמן ארוגים, שלטענת היצרנים הוא בטוח לחלוטין.
המכשול העיקרי הנוסף הוא שהרכבים יקרים ומשאבות חלוקת הדלק מועטות. אבל זה אמור להשתפר ככל שההיקף וההפצה משתפרים.
יפן מתקדמת במלוא הקיטור. ראש הממשלה שינזו אבה הכריז השנה בדאבוס כי יפן שואפת להפחית את עלות הייצור של המימן ב-90% לפחות עד שנת 2050, כדי להפוך אותו לזול יותר מגז טבעי.
מה ההתקדמות בהודו?
בהודו, עד כה, ההגדרה של EV מכסה רק BEVs; הממשלה הורידה מסים ל-12%. ב-43%, רכבים חשמליים היברידיים ורכבי מימן FCEV מושכים מס זהה לרכבי IC.
המשרד לאנרגיה חדשה ומתחדשת, במסגרת תוכנית המחקר, הפיתוח וההדגמה שלו (RD&D), תומך בפרויקטים שונים מסוג זה במוסדות אקדמיים, בארגוני מחקר ופיתוח ובתעשייה לפיתוח. 14 פרויקטי מחקר ופיתוח בנושא מימן ותאי דלק נמצאים כעת בביצוע בתמיכת המשרד. בין השנים 2016-17 ו-2018-19, שמונה פרויקטים קיבלו סנקציות ו-18 הושלמו.
משרד המדע והטכנולוגיה תמך בשני מרכזים מרושתים לאחסון מימן בראשות IIT Bombay ומרכז הפיתוח של חומרים לא ברזליים, היידראבאד. אלה כוללים 10 מוסדות, כולל IITs, ו-IISc, בנגלור.
קרא גם | מה המשמעות של תוצאת הסקר עבור הברקזיט, סקוטלנד ובריטניה של בוריס ג'ונסון
שתף עם החברים שלך:
