הרכב החשמלי לא מניע

בכנס בין לאומי, שנערך בחודש שעבר בשיקאגו למשקיעים בתחום הסוללות לרכב חשמלי, התייחס אחד מבכירי המדענים העולמיים בתחום להתבטאויות האחרונות של הנשיא בוש, שבהן קרא "לבנות עתיד אנרגטי" ולפתח רכב אלטרנטיבי, שינטרל את התלות בדלק. "זהו חזון חיובי ומבורך", אמר המדען, "אבל הוא היה צריך להיות מוצג לפני 15 שנים. אי אפשר להשתמש בחזון כדי לפתור בעיות מיידיות".

אכן, פירוק לגורמים של ה"הייפ" הבין לאומי האדיר, שנוצר בחודשים האחרונים סביב המכונית החשמלית, מגלה כי בנקודת הזמן הנוכחית 90% ממנו מורכב מחזון, יחסי ציבור מתוחכמים ומפאניקה ממחירי הדלק הגואים. רק 10% במקרה הטוב, נשענים על מחקר, פיתוח וטכנולוגיה ממשית, שניתנים ליישום בהיקף, שיספק פתרון גלובאלי מיידי לבעיות הדחופות.

החום הוא האויב

הבעיה אינה טמונה ברכב החשמלי עצמו. כל יצרן רכב, מב.מ.וו ומרצדס ועד אחרון הסינים, יודע לייצר רכב, שניתן להסבה להנעה על חשמל. לשם כך ניתן להשתמש בפלטפורמה של רכב קיים ללא מערכת הנעה, מה שמכונה "גליידר" (דאון) בשפת היצרנים, ולהתקין בו מנועים חשמליים יעילים ומערכות בקרה דרושות. נקודת התורפה הייתה ונשארה מקור האנרגיה - אותה סוללה נטענת, שאמורה להניע את הרכב במשך עשרות ומאות קילומטרים ברציפות.

נכון להיום, טכנולוגיית הסוללות המבטיחה ביותר, שגורפת את רוב ההשקעות, מבוססת על ליתיום - המתכת הקלה ביותר בסולם היסודות. הליתיום הוא החומר היחיד כרגע שמסוגל להעניק את דחיסות האנרגיה הדרושה למשימה, מבלי להפוך את הסוללה למשקל לא ריאלי. בתחום הכימיה של סוללות הליתיום חלו לא מעט פריצות דרך טכנולוגיות אולם קיים עדיין מרחק רב בינן לבין ייצור המוני בהיקפים, שעליהם מדברים היום הפוליטיקאים וקברניטי תעשיית הרכב.

בכנס שנערך בשיקאגו הגדירו המומחים את שלוש הבעיות המרכזיות, שניצבות בפני ייצור המוני של סוללות ליתיום-איון לרכב: טמפרטורה, משקל ומחיר. הבעיה הראשונה נגזרת מדליפת החום, שנוצרת בסוללות ליתיום איון תחת עומס קבוע לאורך זמן. אותה התחממות כבר גרמה בעבר לקרקוע מטוסים בעקבות דליקות ולהחזרה של מיליוני מחשבים ניידים. חברות שונות ובהן ניסן טוענות כי פתרו את הבעיה באמצעות אריזה ייחודית של הסוללות וטיפול בכימיה שלהן. חברות אחרות, דוגמת מרצדס, טוענות כי פתרו את הבעיה באמצעות שילוב הסוללות במערכת הקירור של הרכב. אבל האמת היא, שאף אחת מהטכנולוגיות הללו טרם עמדו למבחן מקיף ויום יומי במאות אלפי כלי רכב סדרתיים היברידיים או היברידיים נטענים ובוודאי לא תחת העומס שדורש רכב חשמלי מלא.

כדי לפתור את הבעיה נוטשות חלק מהחברות את טכנולוגיית הליתיום-איון לטובת תרכובות ליתיום אחרות ויציבות יותר, שמשלבות ברזל ופוספטים. אולם לאלה אין את יחס האנרגיה/משקל של ליתיום איון, ובמילים אחרות הן פחות יעילות וצריכות להיות הרבה יותר כבדות וגדולות כדי לייצר רמת אנרגיה דומה.

תלות בליתיום במקום בנפט

בעיה נוספת היא המחיר הגבוה של סוללות הליתיום-איון, שנגזר מעלויות ייצור ופיתוח. בעלויות הייצור ניתן לצפות להפחתה בטווח הארוך. יצרני הסוללות היפנים, הקוריאנים והסינים מקימים כיום מפעלי סוללות ליתיום בעלי קיבולת של מאות אלפי יחידות בשנה. אמנם המפעלים האלה אמורים לספק גם את הביקוש של סוללות ליתיום לתעשיית הטלפונים, המחשבים והאלקטרוניקה האישית, שלכשעצמו צומח בקצב של 20% בשנה, אבל עדיין יצור המוני מוריד מחיר.

הליתיום עצמו מציב בעיה גדולה יותר. תיאורטית, הליתיום הוא יסוד שנמצא באוקיינוסים. בפועל הפקתו ממי הים, שבהם הוא נמצא בריכוז זעיר של 70 אלף חלקים למיליארד, נחשבת לבלתי ריאלית ולא כדאית כלכלית בטכנולוגיה הקיימת כיום. 80% מרזרבות הליתיום הריאליות של העולם, שאותן ניתן להפיק בקלות יחסית נמצאות כיום בשני ריכוזים מרכזיים: מדבר אטאקמה שבהרי האנדים על גבול צ'ילה, ארגנטינה ובוליביה - שהן גם הספקיות של רוב עפרות הליתיום בעולם.

כרגע אין בעיה לענות על הביקוש העולמי באמצעות הכמויות הקיימות. אולם סוללות ליתיום לרכב דורשות כמעט קילו וחצי של ליתיום לכל קילו ואט וברכב חשמלי מדובר על סוללות של יותר מ-15 קילו ואט. כדי לממש את החזון של "ניתוק התלות מנפט" במדינות שלמות באמצעות רכב חשמלי יידרשו מיליוני כלי רכב חשמליים, עם מיליוני סוללות בשנה.

חישוב הכמויות הנדרשות למול הרזרבות הקיימות בעולם מבטיח עליית מחירים בטווח הארוך והוא כבר הביא כמה מומחים לתהות, שמא העולם יחליף את התלות שלו במשאב הנפט המתכלה ובמדינות המפיקות אותו, בתלות לא פחותה בליתיום ובמדינות, שמפיקות אותו. מדובר אמנם בתחזית לטווח ארוך, שיש סביבה מחלוקת, אולם היא ממחישה שאין "פתרונות קסמים". פתרונות שמבוססים על משאב טבעי מתכלה, הם לטווח קצר.

מלחמות התקינה שבדרך

עד כמה נמצא תחום סוללות הליתיום לרכב בחיתוליו המחישו בתחילת השבוע היפנים, שמובילים את הטכנולוגיה הזו בעולם. העיתונות היפנית פרסמה השבוע כי משרד הכלכלה המסחר והתעשייה היפני החל לאגד קונסורציום, שכולל את השחקנים המרכזיים הפעילים בתחום הסוללות לרכב ביפן. זאת במטרה לפתח ולרשום תקן אחיד לסוללות ליתיום.

היפנים חוששים, למשל, שללא תקן אחיד תשתית הטעינה העתידית לא תוכל לטעון סוגים רבים של סוללות ליתיום מתוצרת יצרנים שונים ובעלי רכב חשמלי ייאלצו למצוא עמדות הטענה, שיתאימו ספציפית למכונית "שלהם". היפנים מקווים גם, שתקן אחיד יסייע בהפחתת העלויות ויסייע להם לבסס את ההגמוניה של יפן בתחום ולהשיג יתרון מוקדם על פני האירופאים והסינים.

הקונסורציום כבר כולל עשר יצרניות רכב יפניות ויצרניות סוללות רבות אולם ספק רב אם שאר העולם, יסכים לתקן אחיד בשליטה יפנית. אם להסתמך על "מלחמות התקינה" הגלובאליות של עולם הסלולר שנמשכות שנים, המעבר מחזון למציאות בסוללות הליתיום לרכב עתיד להיות ארוך וממושך. *