בינואר 2008, בשיא ההייפ שהיה סביב המכונית החשמלית של בטר פלייס, היה שי אגסי אדם עסוק מאוד, ולכן יש להניח שלא קרא את התגובות הארוכות שהשתרשרו מתחת לאחד הפוסטים שפרסם בבלוג שלו. אחד הגולשים, בחור בשם עמית, כתב אז לאגסי שאת העתיד קשה לצפות: "אין תשובה נכונה אחת לשאלה מה תהיה המכונית 'הנכונה' לנסיעות ארוכות... דינמיקת השוק תייצר את הפתרון המועדף, שבטח יהיה שילוב של כמה סוגי רכב".
שש שנים מאוחר יותר, התגובה של אותו גולש מייצגת את הגישה השלטת בקרב כל העוסקים באנרגיות מתחדשות. נראה שכיום כל הגורמים - ממדענים, דרך פוליטיקאים ועד משקיעים - לא רק אוהבים לפזר סיכונים, אלא גם מאמינים בפתרונות יותר "הוליסטיים" לבעיות מורכבות.
זוהי גם הגישה של משרד התשתיות הלאומיות, האנרגיה והמים, בתמיכה שהוא מעניק לחברות ישראליות, המציעות פתרונות שונים מאוד זה מזה לצריכה יעילה יותר של אנרגיה.
אנשי צוותו של המדען הראשי במשרד, ד"ר שלמה ולד, בחרו לתמוך בחברות האלה משתי סיבות עיקריות: ראשית, מהסיבה הפשוטה שהפתרונות שהחברות האלה מציעות עשויים לחולל שינוי משמעותי בשוק האנרגיה הישראלי; שנית, וזה פחות מובן מאליו, כדי להשאיר בישראל את הפטנטים. החברות הקטנות יותר צריכות לפתח, לייצר ולבחון מוצרים יקרים רק כדי להוכיח היתכנות כלכלית, והמטרה של משרד התשתיות היא לסייע להן להגיע לשלב פיתוח משמעותי, בלי שהגרעין המנייתי הישראלי שבהן ידולל כך שהנכסים הרוחניים שפותחו פה יעברו אל מעבר לים.
האם יעמדו בציפיות? את זה נדע רק בעתיד. בינתיים, הנה מבט על הפיתוחים שינסו לשנות את שוק האנרגיה הישראלי והעולמי.
אלכימיה, גרסת המאה ה-21
המיזם: "מגדל שמש", שהופך את גזי החממה בחזרה לדלק
היוזמים: חברת NFC הישראלית, שמעסיקה כיום 14 עובדים, בשיתוף מכון ויצמן
המימון: החברה גייסה כ-11 מיליון שקלים ממשקיעים וכן זכתה למענק ממשרד התשתיות
בפאתי מכון ויצמן ברחובות, מול אחד הפרדסים האחרונים בעיר, משתרע מטע מסוג אחר. במקום עצים, מאדמתו מיתמרים כמה עשרות עמודי פלדה גדולים, שאל כל אחד מהם מחוברת מראה עצומת ממדים. לחיצה על כפתור בחדר הפיקוד ב"מגדל השמש" - מבנה בן 14 קומות המתנשא מעל שדה המראות - גורמת להן להסתובב אל השמיים. לחיצה על כפתור אחר גורמת למראות להסתדר בזווית האופטימלית ליצירת אלומת אור ממוקדת, שמגיעה לחלון בקומה ה-12 של המגדל, פוגעת במניפת מראות אחרת ואז מופנית לתוך מכשיר מיוחד.
בתוך המכשיר הזה נמצאים תאים ייחודיים שפיתחה חברת NCF הישראלית (ראשי תיבות של New Co2 Fuels), שבתוכם, בחום של מעל אלף מעלות צלזיוס, מתקיים תהליך שלוקח פחמן דו-חמצני ומים, הנפלטים בייצור תעשייתי, ומפיק ממנו חומר גלם למגוון סוגי דלקים.
"אנחנו בעצם מציעים מעין בית זיקוק קטן, שלוקח ממקורות תעשייתיים את הפחמן הדו- חמצני ואת המים שהם פולטים, ובאמצעות חום ותהליך כימי מוציאים מהם בחזרה את הדלק", מסביר מנכ"ל NCF, דוד בנית. "תחשוב על זה: כיום רמת הפליטה של הפחמן הדו-חמצני מתקרבת ל-35 מיליארד טונות בשנה. זה בלתי נתפס".
העיקרון שלפיו עובד המתקן של NCF, שפותח על-ידי קבוצה בראשותו של פרופ' יעקב קרני ממכון ויצמן, הוא שיעור מזורז בכימיה: הגזים שנפלטים בתעשייה הם תוצאה של בעירה של דלק שמתחבר עם חמצן. בתהליך הזה נפלטים פחמן דו-חמצני ומים. מה שעושה NCF הוא למצוא אנרגיה - מהשמש, למשל (אבל לא רק, כפי שנראה בהמשך) - ובעזרתה לעשות שתי פעולות פירוק: את הפחמן הדו-חמצני מפרקים למולקולות של פחמן חד-חמצני וחמצן; ואת המים מפרקים למימן ולחמצן. מהמימן ומהפחמן החד-חמצני מייצרים תערובת הקרויה סינגז (Syngas), חומר גלם המשמש לייצור כמה וכמה סוגי דלקים.
NCF, שמעסיקה כיום 14 עובדים, גייסה עד כה 11 מיליון דולרים שהתקבלו ממשקיעים פרטיים ובאמצעות המענקים שהחברה קיבלה ממשרד התשתיות. עם זאת, כדי למלא אזורים שלמים בסהרה במראות שייצרו את החום הדרוש - יש להשקיע סכומי כסף אדירים.
אבל גם לכך יש פתרון: לא באמת צריך "יער מראות" על מנת להפיק את החום הדרוש לתהליך; אותן תעשיות מפיקות את החום הזה בעצמן, במקביל לפליטת הפחמן הדו-חמצני והמים. "תעשיות עתירות אנרגיה יוצרות חום בטמפרטורה של מעל אלף מעלות, שהיום פשוט לא משתמשים בה", מסביר בנית. "לכן, הדרך המהירה להכניס כסף זה לעבוד מול התעשייה. חברות משקיעות הון כדי לייעל את התהליכים שלהן. זה אמנם מייעל רק אחוזים בודדים, אבל זה כלכלי מאוד עבורן".
לפני שבועיים חתמה החברה על הסכם הבנות עם חברת פלדה בלגית: "אם הכול ילך לפי התוכנית", אומר בנית, "בעוד עשרים חודשים נתקין פיילוט בבלגיה. אני מעריך ששנתיים לאחר מכן יהיו לנו מערכות מסחריות שנוכל להתחיל למכור".
עניין של תמהיל
המיזם: דלק עם 15% מתנול, הזול יותר ומזהם פחות
היוזמים: חברת דור כימיקלים הוותיקה
המימון: השקעה של החברה לצד מענק ממשרד התשתיות
מלבד הכיתוב הצבעוני הבולט על דלתותיה השחורות של הסקודה אוקטביה של דור כימיקלים, שום דבר במראה החיצוני של המכונית או בחוויית הנהיגה שהיא מספקת אינו מסגיר את העובדה שהדלק שהיא לוגמת מכיל 15% מתנול. בעוד קצת פחות מעשרים אלף קילומטרים, כשהקילומטרז' של האוקטביה יגיע למאה אלף, ייפתח המנוע שלה וייבדק בקפדנות. אם לא יירשם שום נזק למנוע - יוכתר הניסוי כהצלחה.
13 מכוניות מסוגים שונים נוסעות זה כשנתיים בכבישי המדינה כחלק מניסוי שעורכת דור כימיקלים על מנת לבחון את השפעות התערובת. בעולם, יש לציין, כבר יש תקינות מוגדרות לשימוש במתנול בדלקים, אולם לישראל יש תקינה משלה, וכדי להוכיח שהמתנול אינו מזהם או משמיד מנועים, ועל-ידי כך לקבל את האישור ואז לשנות את ההגדרה של *דלק* - נדרש הפיילוט הנוכחי. עד כה, מדווח מוביל הניסוי יוסי אנטוורג (בתמונה), לא נרשמו בשום שלב תוצאות פחות טובות מאלה שמפיקים מנועים שאליהם מוזרם רק בנזין. במדדים מסוימים, כמו ביצועים ורמת זיהום אוויר - נרשמות עד כה תוצאות טובות מעט יותר מאלה שמפיקות מכוניות שנוסעות על בנזין.
שימוש בדלקים שבהם 15% מתנול אמור לא רק לשפר מעט את ביצועי הרכב ולצמצם מעט את זיהום האוויר, אלא גם להיות זול יותר בכמה אחוזים. אם הניסוי אכן יצליח, ותחנות דלק יתחילו למכור את הדלק המהול ששמו M15, יחסוך השימוש בו סכומי כסף אדירים לקופת המדינה. על גלגול העלויות המופחתות אל הצרכן, בדמות תעריפים נמוכים יותר, אנטוורג ממליץ לא לבנות. "המדינה בטח תעשה תיקון מס", הוא אומר.
ספר הבעירה הפנימית
המיזם: מבנה חדש למנוע המכפיל את הניצולת שלו
היוזמים: חברת טור אנג'ן, המורכבת מארבעה עובדים (אב ושני בניו, ומהנדס מומחה)
המימון: ממשקיעים פרטיים, מרשות האנרגיה של קליפורניה וממשרד התשתיות
במשך עשרות שנים ניסו מדענים וממציאים להתגבר על החיסרון המרכזי של מנוע הבעירה הפנימית - ניצולת נמוכה שנעה סביב ה-25% בלבד. על קצה המזלג, הסיבה לכך נובעת בין היתר מהפרשי טמפרטורות משמעותיים בתוך המנוע עצמו, כאשר הבוכנה יונקת אויר קר ופולטת גזים חמים. מאחר שגם הפעולה הקרה וגם הפעולה החמה מתבצעות באותה בוכנה, ומאחר שמנוע הבעירה הפנימית עובד על עיקרון של הפיכת אנרגיית חום (אנרגיה תרמית) לאנרגיית עבודה (אנרגיה מכאנית), החום שאובד בתהליך (וגם החיכוך) הופך את כל העסק ליעיל באופן חלקי מאוד.
"25 אגורות מכל שקל שאתה משקיע בדלק מתורגמות לאנרגיה, כל השאר מתבזבז בתהליך", אומר הוגו טור, ממייסדי חברת טור אנג'ין. "נוהגים לומר שאם יבוא יצור מכוכב אחר ויראו לו מנוע בעירה פנימית וישאלו אותו מה לדעתו זה עושה, הוא יאמר שזו מכונה להסריח, להרעיש ולזהם. הרבה אנשים חלמו במשך השנים איך להפוך את המכונה הזו ליותר יעילה, אבל איש מהם לא הצליח באמת".
המפתח, לגישתו, הוא בפיצול הבוכנה לשתיים - לחלק קר ולחלק חם - וטור טוען שיש בידיו את הפתרון.
הוא אינו יכול לפרט כיצד בדיוק זה יעבוד, אבל הוא מדבר על ניצולות של יותר מ-50% - כאמור פחות או יותר כפול בהשוואה למנוע סטנדרטי כיום.
בעולם שבו המכוניות החשמליות הן עדיין חזון רחוק, הפיתוח של טור הוא לא פחות מעשיית היסטוריה.
לבנות את המנוע הטוב בעולם
"לפני שש שנים עלינו על רעיון ראשוני, ואז התחלנו להתייעץ ואמרו לנו שניסו את זה בעבר", אומר טור, לשעבר איש המערך הטכני של חיל האוויר, שהיה בין היתר אחראי על המכונאים בחיל. "בפעם הראשונה שנפגשנו עם ראש קבוצת ריקרדו (חברה המספקת שירותי בחינת ביצועי מנועים לענקיות תעשיית הרכב, ש' ס'), הוא אמר שאילו היה יודע מראש מה נושא הפגישה, היה מספר לנו על ההיסטוריה הכושלת של הניסיונות לפצח את הבעיה. אבל מה שקרה זה שאחרי שעתיים וחצי של שיחה נפתחו לו העיניים, והאנשים שלו אמרו שזה אפשרי, ושהרעיון שלנו לא באמת נוסה".
לאחר שקיבלו גושפנקה מאנשי מקצוע והשיגו מימון ראשוני (ממשקיעים פרטיים, מרשות האנרגיה של קליפורניה וממשרד התשתיות, שהזרים אליהם עד כה כ-1.8 מיליון שקלים), עבדו טור ואנשיו על יצירת שלושה אבות-טיפוס שונים למנוע בעירה פנימית שחלקיו מופרדים. כיום עובדים בחברה ארבעה עובדים - הוגו טור, הממציא והמנכ"ל; בנו, ד"ר גלעד טור שפועל בארצות הברית; בנו השני, עודד, הנדסאי מכונות; וד"ר אהוד סיון, מהנדס מחשבים שכתב את התוכנה הייעודית לשליטה בביצועי המנוע ולתיעוד נתוניו. מהנדסים אמריקאים שעובדים כפרילנסרים סייעו לארבעה.
לאורך השנים הללו רשמה טור אנג'ין פטנטים שונים והתקדמה בהדרגה למימוש החזון, אולם הוגו טור אומר שפריצת הדרך הגיעה רק לפני כשמונה חודשים, כאשר צץ במוחו רעיון חדש לחלוטין להפרדת שני חלקי המנוע.
"אנחנו משוכנעים היום שאנחנו יודעים לבנות את המנוע הטוב בעולם", אומר טור בביטחון. "אנשי ג'נרל אלקטריק שמכירים את הרעיון אמרו לנו שאם נצליח לבנות אותו, המנוע שלנו יהיה יעיל יותר ב-50%-60% מכל מנוע אחר בעולם".
לאחר שלב התכנון, השרטוט והסימולציות הממוחשבות, הגיע שלב הייצור. כמו בשני האבטיפוסים הקודמים שייצרו אנשי טור אנג'ן, גם הפעם שימש מנוע של מכסחת דשא שנוסר לשניים כבסיס למנוע החדש. אלא שהפעם הורכב בין שני חלקיו הרכיב החדש (והסודי) של טור ואנשיו. עבור מי שאינו מבין במכונות, נראה האבטיפוס סתמי למדי. הוא קטן, מוברג לתוך שולחן גדול, ומקרביו - שאליהם הוחדרו חיישנים רבים - יוצאים חוטים שמתחברים למחשב. תוכנה ייעודית שנכתבה רק בשבילו בודקת את ביצועי המנוע בכל רגע נתון.
הגודל לא קובע
טור ואנשיו היו אמורים להתניע בפעם הראשונה את המנוע החדש לפני כתיבת שורות אלה, אך ברגע האחרון, לאחר "הפעלה קרה", כלומר סיבוב המנוע ללא התנעתו, הבינו שהם צריכים להחליף חלק פלסטיק מסוים בחלק שיהיה עשוי ממתכת. "אני מקווה שהוא לא יתפוצץ", אומר טור בחיוך.
גם אם המנוע לא יתפוצץ בהתנעת הבכורה, טור מתכוון להפעיל אותו לפרק של פחות מ-30 שניות. הרעיון בשלב הזה הוא לראות שהמנגנון פועל ולנתח את המידע שייאסף מכל החיישנים ששתל ניסן במנוע. אם הכול יעבוד כראוי, ניתן יהיה לבנות אבטיפוס שני ולשכלל את הדגם הקיים. כשיגיעו כולם למסקנה שהושגה הנוסחה האופטימלית, ניתן יהיה להתחיל למכור את הרעיון לתעשיות המנועים.
בתשובה לשאלה אם הקונספט יכול לעבוד בגדלים שונים - למשל באופנוע ובמשאית - סיון מחייך: "זה יעבוד גם במנועים של אוניות ושל תחנות להפקת חשמל. מה שמשנה זה העיקרון", הוא אומר. טור מוסיף: "תעשיית הרכב היא תעשייה שמרנית למדי, ולא נוטה לאמץ במהירות טכנולוגיות חדשות. ברור שאם נוכל ליצור מנועים שמספקים 15 קילומטרים לליטר במקום, נניח, עשרה קילומטרים לליטר, הם ירצו את זה, אבל זה ייקח זמן. מה שחשוב זה שהרעיון שלנו עובד בכל תחום. תעשיית הגנרטורים, למשל מגלגלת בכל שנה 10 מיליארד דולר. זה הרבה כסף.
