מימן? פצצה!: מה צופן העתיד לאנרגיה ירוקה מבוססת תאי דלק?

בניגוד לארץ, בארה"ב, כשכותבים את התאריך, החודש נכתב משמאל – כלומר לפני מספר היום בחודש. זה מוביל ללא מעט בלבול מחוץ לארה"ב, אבל זה מאפשר גם התחכמויות נחמדות. קחו לדוגמה את מועדון מעריצי "מלחמת הכוכבים" – סדרת הסרטים המצליחה מבית דיסני (DIS), שלפי אתר סטטיסה הכניסה בעולם למעלה מ-10 מיליארד דולר, כשרק הסרט "הכוח מתעורר" ב-2015 הרוויח נטו 923 מיליון דולר על השקעה של 245 מיליון דולר. אז הם לקחו את האמירה האלמותית של הסרטים: "שהכוח יהא עמך", או באנגלית "May the force be with you", כשבאנגלית שלושת המילים הראשונות, מקבילות במשחק מילים לתאריך ה-4 במאי, או "May the fourth". ביום זה הכריזו מועדון המעריצים על יום מלחמת הכוכבים הבינ"ל. נחמד.

אז יום המימן ותאי הדלק המימניים הבינ"ל בנוי על משחק תאריכים אחר וכמו הדבר עצמו, הוא קצת יותר מסורבל. המשקל האטומי של מימן הוא 1.008, אז ה-8 לאוקטובר, נבחר להיות היום הבינ"ל ליסוד הכי שכיח ביקום – שקיים בכל דבר שקיים פחות או יותר; לפחות ממה שידוע למדע. כמו מרבית הימים האחרים הבינ"ל, לא ברור כל כך מה תפקידם של הימים הבינ"ל, אבל הם שם. אולי רק כדי להזכיר לנו שהם שם.

למבוגרים יותר שבינינו, המילה מימן נושאת בחובה לא מעט רעל. כדי לשים דברים על השולחן, המימן הוא יסוד מאוד, אבל מאוד דליק שמייצר הדף רב. אבל זה לא ביקוע של אטום, כמו בפצצת "הצאר" המפורסמת שפיתחה ברית המועצות הקומוניסטית, כשקיומן של פצצות מאין אלה, החדירו פחד שקשה לתארו. אבל אנחנו רחוקים – אולי לא רחוקים כמו שהיינו רוצים להיות – מהימים האפלים האלה.

כותרת ראשית

האם אנחנו מתקרבים למשבר באג"ח הקונצרניות?

אג"ח | איציק יצחקי | 23/11/2024

- כל הכותרות

האם אנחנו מתקרבים למשבר באג"ח הקונצרניות?

התאוששות בכלכלת ארגנטינה, אבל היציאה ממשבר עוד ארוכה

משבר ברשת 13: קריסת העסקה, רייטינג נמוך וחיפוש אחר משקיע שיציל את ה...

מה יהיה מחר בבורסה? ועל חברות הביטוח שזינקו יותר מהבנקים

הזהב זינק השבוע ב-5% - מה הסיבות ומה צפוי בהמשך?

נפצעה במינגלינג בהשתלמות - ותבעה הכרה במקרה כתאונת עבודה

בוטל מיזוג הענק בשוק הטלוויזיה בארה"ב: דיירקטיוי ודיש לא יתאחדו

טלי בן עובדיה מונתה למנכ"לית זמנית של חדשות 13 – המינוי מעורר סערה

שנתיים אחרי השקת ChatGPT: לאן הולכת מהפכת ה-AI?

שוק הנדל"ן בדרך לעליות או לירידות? הנתונים שמלמדים על מגמה חדשה

רגע לפני שיכלה לממש את האופציות, העובדת הבכירה פוטרה - ותבעה

הלווה 1.5 מיליון שקל עם בטוחות ומנגנון מסודר - ואז גילה שרימו אותו

סקוט בסנט: מי האיש שטראמפ בחר להוביל את הכלכלה האמריקאית?

הטיל ההיפרסוני של רוסיה: האם ישראל צריכה לדאוג?

קרן ETF עם תשואה של 300% – האם זה מתאים לכם?

דיסאינפלציה ב-2025: שוקי ההון בדרך לשנה מעניינת

וול-סטריט ננעלה בעליות; סולאראדג' קפצה ב-10%, פאגאיה עם 6%

המרוץ לשבבים: האם קוואלקום היא אנבידיה הבאה?

פינטרסט - המניה שנפלה יותר מדי?

מהפך בניהול כספי צה"ל: לראשונה ימונה חשב חיצוני בדרגת אל"מ

עוד תכניות

בכל מקרה, המימן באפליקציות המסחריות המודרניות, עובד כתא דלק שהוא בר מילוי. המימן הוא לא מקור אנרגיה, אלא פועל כסוכן שמעביר אנרגיה. כלומר מוליך. התא עצמו יוצר את התגובה שהופכת את המימן למוליך אנרגטי, עד שהמימן נגמר ודורש מילוי. זה בדומה למנוע מונע דלק, רק שהיתרון המשמעותי ביותר של אנרגיית מימן, היא העובדה שאינה פולטת מזהמים כלל, כשתוצר הלוואי היחיד של המימן הוא מים.

אבל כשבאים לבחון את הסקטור, השאלה הראשונה שצריכה להישאל היא: "האם הכוח יהא עם המימן?". כלומר האם הטכנולוגיה תבשיל בצורה שתהא כדאית לשיווקה להמונים, כשמעבר לאתגר הטכנולוגי גרידא, מדובר גם באתגר תשתיתי נרחב, שכולל מפעלי ייצור, מערכת שינוע של החומר בבטיחות וביעילות ופריסה של תחנות תדלוק ברמה גלובלית. זה בלי לדבר על מוסכים, חלקי חילוף וסטנדרטיזציה של השוק. כרגע, כמו הסוללות של הרכבים החשמליים, אנחנו לא שם – הדגש כאן צריך להיות על כרגע.

באיזה צבע תרצו את המימן שלכם?
​כעיקרון, כמו שכבר כתבנו, המימן הוא היסוד הכי שכיח ביקום. הוא קיים בהכול, באוויר, במים, בחיים עצמם. את הדלק ההידרו-קרבוני, או "המימני" ניתן להפיק ב-4 דרכים מרכזיות.

בשנים האחרונות צץ מטבע לשון חדש "מימן ירוק", אבל יש גם "מימן כחול" ומימן אפור ואפילו שחור, כשכל צבע מתייחס בעצם לחומר הגלם הנדרש להפיק את המימן ולא למימן עצמו. כלומר מימן שמפיקים מפחם מוגז יוגדר כפחם שחור.

הראשונה היא הגישה התרמית, הכוללת, כשמה, שימוש בטמפרטורות גבוהות של אידוי, שבתעשייה ידוע כשינוי צורה מתאנית (Methane Reforming), שבה מפרידים את היסוד מדלק הידרוקרבוני.

מהו דלק שכזה? גז טבעי, דיזל, פחם מוגז ועוד – אגב, על פי אלה נקבע "הצבע" של המימן, פרט לירוק. לפי משרד האנרגיה בארה"ב, כיום, 95% מכל המימן מיוצר בשיטה תרמית הכוללת פירוק של גז טבעי, מה שהופך את ה"מימן הכחול והאפור" להכי שכיח.

השיטה השנייה היא תהליך אלקטרוליטי -שכאן מדובר על מימן ירוק – שבו בפשטות מפרידים מים לחמצן ומימן, כשלשם כך נדרש מכשיר אלקטרולייזר - שנחשבת ללא כדאית כלכלית בשל עלויות ייצור גבוהות. השיטה השלישית היא באמצעות אנרגיה סולארית, שמשתמשת באור כסוכן ליצירת מימן במספר תהליכים, בהם פוטו-ביולוגיים (שימוש באצות ובקטריות), פוטו-אלקטרוכימיים (מוליכים למחצה שמפרקים מים) וסולארי תרמו-כימיים (שימוש באנרגיה סולארית להפרדת מים). השיטה הרביעית היא כוללת תהליכים ביולוגיים, כמו שימוש באצות, ליצירת תגובות שמובילות ליצירת מימן.

על מה יקום וייפול המימן כמקור אנרגיה?
מעבר לשיטת הייצור, יש משהו נוסף שמעיב על הסקטור, וזה הצורך להשתמש במתכות אצילות יקרות מאוד, כדי לייצר את התהליך הכימי של הפקת החשמל באמצעות מימן. זו הוצאה משמעותית שצריך לפתור כדי להפוך את כל העניין לכלכלי.  

אי אפשר להתעלם שהמימן, כיסוד מוליך של אנרגיה, הופך ליותר ויותר פופולרי כאנרגיה חלופית, שמוכרת למרבית המשקיעים מהאופציה להפיכתה למקור אנרגיה חלופי בדמות תאי דלק מימניים לרכבים ומשאיות – אבל לטכנולוגיה יש עוד אפליקציות רבות, כמו הנעה של תעשיות כבדות ואפילו תחנות כוח.

כיום מדובר בסקטור צומח משמעותית, שלפי מכון המחקר מרקטס אנד מרקטס, צפוי להגיע להיקף של 201 מיליארד דולר ב-2025, מבערך 130 מיליארד אשתקד. מדובר בצמיחה שנתית ממוצעת (CAGR) של 9.2%. מה שלהערכת מכון המחקר יניע את מירב הביקושים זה שוק הרכבים הפרטיים, כשהשווקים במזרח אסיה יובילו את הדרך.

לפי נייר עמדה של המועצה העולמית לאנרגיה (WEC), שפורסם ב-2019 "אנרגיית מימן – תקווה או הייפ (באנגלית זה נשמע טוב יותר) למימן "יש את הפוטנציאל להיות משנה מאזן. המימן יכול להיות בעל תפקיד מרכזי לצד חשמל בעתיד של כלכלות ברמת פחמן נמוכה, עם ורסטיליות להעניק ניידות, להוות מקור מערכתי לאנרגיה, להעניק שירותים לתעשיות ויוכל לשמש כאמצעי חימום".

"בהתחשב במגוון דרכי הייצור, במגוון התחבורתי והצרכני, חייבת להיות אסטרטגיה ממשלתית ברורה להפחתת עלויות והצגת טכנולוגיות של מימן ותאי דלק מימניים. האתגר הגדול ביותר הוא לייצר הבנה שהפוטנציאל של שוק המימן ותאי דלק ניתן לחיזוי והוא עקבי ביחס למדיניות האנרגטית", הוסיפו ב-WEC.

צריך להוסיף דבר נוסף. תדמית. אמנם מחקרים מראים שבשל נדיפותו של המימן - הנובע ממשקל סגולי נמוך במיוחד - הטכנולוגיה בטוחה יותר מאשר מנועי בערה פנימית או מסוללות ליתיום שמניעות רכבים חשמליים. אבל תאונות קורות. וכשהן קורות ההשלכות הפסיכולוגיות שלהן עלולות להיות מרחיקות לכת. מספיק שרכב אחד יתפוצץ ויכלה כל מה שמסביבו, כדי שבעולמנו המקושר אנשים פשוט לא ירצו לנסוע בפצצה מתקתקת. זה עד כדי כך פשוט.

האם ניתן לייצר אקו סיסטם שכדאי כלכלית?
בינתיים, אנחנו עדיין רחוקים משני הדברים, במיוחד בהנעה מימנית למשאיות. למרות הבטחות השווא מצד יצרניות כמו ניקולה (NKLA), שחטפה לא מעט מכות בשל הונאת משקיעים, בתחילת השנה, יצרנית המשאיות סקאניה שבבעלותה של פולקסווגן (VWAGY), הודיעה כי אינה רואה בתאי דלק מימניים כאופציה להנעת משאיותיה, בשל העובדה שלהערכתה המימן לעולם לא יוכל להפיק לא כוח ולא אנרגיה מספקת לנסיעות ארוכות טווח.  

"סקאניה השקיעה בטכנולוגיות מימן וכרגע היא היצרנית היחידה בעלת פעילות ולקוחות בתחום", מסרה החברה השוודית והוסיפו כי "עם זאת, במבט קדימה, השימוש במימן לאפליקציות שכאלה יהיה מוגבל, מאחר ונדרש ממנוע מימני פי 3 מכמות האנרגיה הנדרשת ממשאית חשמלית. מרבית האנרגיה אובדת בייצור, הפצה והמרה חזרה לחשמל.

"בנוסף, צריך לקחת בחשבון עלויות ייצור ותחזוק, כשמחיר רכב מימני הוא גבוה משל רכב חשמלי מבוסס סוללות, מאחר ומערכותיו הן מורכבות יותר, כמו למשל מערכות אוויר וקירור, מה עוד שמדובר בגז נפיץ שדורש תחזוק כדי לשמור על רמת בטיחות נאותה", כתבו והודיעו מנגד, שמשאיות חשמליות יהוו עד 2030 כ-50% מהמכירות של החברה.

בכל מקרה יש פערים בין סוגי ההנעה המימנית ויש לה לא מעט אפסייד, אבל ההודעה של סקאניה מבהירה עד כמה קשה לא רק לייצר אופציה כדאית כלכלית בשוק, אלא הצורך לתחזק מערכות כאלה הוא רב ועוד רחוק – לפחות בתחום הרכב, הדורש שינוע של מימן כמעט לכל נקודה בגלובוס.

במקרים כמו מפעלים או תחנות כוח, עצם זה שהם נייחים, נותן למימן יתרון משמעותי, בשל האפשרות להסתמך על מערכות לשינוע גז – שוב זה בהנחה שאף מפעל לא יתפוצץ בשל דליפת מימן ליד מקור בערה.

סעודיה כמקרה בוחן
עד שנגיע למדיניות מימנית קוהרנטית ולכדאיות כלכלית, ממש "בחצר האחורית שלנו", בשנים האחרונות, סעודיה, המדינה שמפיקה הכי הרבה נפט בעולם ונחשבת למנהיגת קרטל הנפט, אופ"ק, מפתחת עיר לחופי הים האדום בשם ניאום (Neom). על איזו אנרגיה תתקיים העיר המודרנית הזו, שאמורה להיות בית לכמיליון תושבים ולהיות "עיר עתידנית", ניחשתם נכון, מימן.

כחלק מהשיפט של סעודיה להתרחק מכלכלה מבוססת על הכנסות נפט, כמו דובאי הניסיונית, מטרת העל של ניאום היא להיות אטרקציה תיירותית. הסעודים גם לא חוסכים בכסף, כשלעיר תקציב פיתוח של 500 מיליארד דולר.

לפי התוכניות, העיר תכלול "פארק יורה" עם דינוזאורים רובוטים, ירח מלאכותי שיאיר את שמי הלילה וחול זוהר בחושך, יחד עם מכונות לעידוד עננות כדי לגרום לגשם לרדת. לפי אתר העיר, לא יהיו בה מכוניות ויהיה בה 0 פליטות פחמן, כשהתושבים יהנו ממוניות מעופפות, מורים הולוגרפיים ועוד כל מיני גאדג'טים של המאה ה-21.

העבודות על העיר החלו ב-2019, כשבשנה שלפני, יורש העצר הסעודי, מוחמד בין סלמן אמר כי ייקח 7 שנים לבנות את העיר כולה. אבל זה היה לפני הקורונה והמשבר בשרשרת הייצור והאספקה העולמיים, שכוללים בין היתר גם את המשבר בתחום השבבים והמוליכים למחצה.

כחלק מהפרויקט המפלצתי הזה, חברת Air Products & Chemicals (APCD.VI) הודיעה כי תבנה תחנת כוח מימנית, שתקבל את האנרגיה שלה מחווה משולבת מאנרגיה סולארית ואנרגיית רוח, שתפיק 4GW חשמל.

מדובר על חוות אנרגיה ענקית, שנדרשת להעניק אנרגיה מימנית לעיר אחת והתלות הזו של אנרגיית מימן באנרגיה מתחדשת על מנת להפיק אותה כדי להיות "ירוקה", זו בעיה שקובעי המדיניות בעולם, אבל גם חברות מסחריות, יעקבו אחריה בשנים הקרובות כדי לראות אם הדבר אפשרי, במיוחד אם מדובר בערי ענק כמו בסין, במקסיקו והודו.