האלטרנטיבה למכונית החשמלית בדרך
מי צריך סוללות ורשת הטענה, אם אפשר לעבור למנוע סילוני? עם פוטנציאל לחסוך 90% מהזיהום ולהגביר פי 5 את היעילות - הרעיון של אגם טכנולוגיות כבר לא נשמע כמו מדע בדיוני
אסף, יהודי לא צעיר, נראה כמי שרגליו נטועות באדמה - די רחוק מדמות הממציא ההזוי, שיכלה להתאים הרבה יותר לנתונים הפנטסטיים שהוא מציג. ייתכן שמה שמפוגג את החשדנות ומאפשר לפנטז על עולם טוב יותר הוא הרזומה שלו: שפע הפטנטים שרשומים על שמו והמכונות השונות שהוא בנה בשנים האחרונות.
למכונית העתידית של אסף יש מנוע סילון. אבל רגע לפני שמישהו נופל מהכיסא, נבטיח כבר עכשיו שמדובר בעיקרון בדוק והגיוני, שיוסבר בהמשך. למעשה, כבר לפני מלחמת העולם השנייה החלה קרייזלר לפתח מנוע סילון למכוניות נוסעים, פיתוח שעורר עניין בקרב מתחרותיה, אבל אף אחת מהן לא הצליחה לממש את הרעיון.
כעת, בזכות אסף ולנוכח ניסיונותיה הכושלים של תעשיית הרכב להיחלץ מהצרות שגורם מנוע הבוכנה, קל להבין גם את גודל הפוטנציאל של ההמצאה הזאת - אם היא אכן תעבוד.
מכונית הטורבינה העתידית תונע על-ידי מנוע שיספק 200 כ”ס וישרוף בנזין (או כמעט כל דלק אחר במצב נוזל או גז). היא תספק לנוסע את אותם הביצועים שהוא רגיל אליהם - אבל תצרוך רק חמישית מכמות הדלק שצורך מנוע בוכנה, ותייצר רק 10% מזיהום האוויר שמיוצר כיום.
מבחינה חיצונית המכונית נראית רגילה, אך כשהיא תעצור ברמזור ישתנה מעט פס הקול שלה, שכן האנרגיה שמייצר המנוע נאגרת ומשמשת להאצה. היא תתודלק בתחנות הדלק הרגילות, אבל במקום לעשות זאת מדי 350-500 ק"מ, כמקובל כיום, יהיה צורך לתדלק רק פעם אחת ב-1,500-2,500 ק"מ.
הנזק שתגרום מכונית הטורבינה לסביבה יהיה קטן בהרבה מהנזק שתגרום מכונית חשמלית - לפחות כזו שהחשמל עבורה יופק בתחנת כוח ששורפת פחם.
מה שמניע את אסף ואת שותפיו בחברת אגם טכנולוגיות הוא עיקרון פשוט: יעילות אנרגטית. מאז ראשית ימי המהפכה התעשייתית שורפת האנושות פחם, נפט וגז כדי להפיק אנרגיה, אלא שרוב-רובה בכלל מתבזבז כחום. הדוגמה הבולטת ביותר ל”תקלה” הזאת נמצאת תחת מכסה המנוע של כל מכונית שאנחנו מכירים - והיא נקראת "מנוע בוכנה".
"מחזור אוטו", אותו עיקרון בסיסי של מנועי בעירה פנימית בוכנתיים המצוי בשימוש כבר יותר מ-150 שנה, הוא אחד הרעיונות ההנדסיים המגוחכים והבלתי יעילים שברא האדם: הוא דורש השקעת אנרגיה בחימום, בקירור ובהפיכת תנועה קווית לסיבובית. לא פלא אפוא שהיעילות האנרגטית המרבית שלו היא בקושי 30% - וגם זה רק ברגעים הנדירים שבהם המנוע פועל במהירות קבועה ואופטימלית.
למעשה, בעולם האמיתי, שבו מכוניות
כדי להבין כיצד התגלגלו אנשי אגם טכנולוגיות אל העניין, נפנה לרגע לחקלאות. חקלאים שמגדלים בחממות שורפים הרבה מאוד דלק לצורך החימום ופולטים הרבה מאוד רעל. יחד עם החום נוצרת בחממות לחות רבה, שמזיקה לצמחים. כדי לצמצמה נאלצים החקלאים להזרים אוויר חיצוני קר ולהוציא אוויר חם.
המכונה של אגם אוספת את האוויר החם והלח, מייבשת אותו תוך כדי ספיחת האנרגיה ומחזירה אותו יבש וחם, בלי שיהיה צורך לפתוח את החממה ולחשוף אותה לאוויר החיצוני. כך נחסכים 60% מהאנרגיה המושקעת.
כעת אפשר לשוב אל המכונית שלנו - ולהבין שלמרות שהטכנולוגיה שונה, העיקרון זהה לחלוטין: כאשר פוטנציאל החיסכון האנרגטי הוא 70%-90%, כל מה שאנחנו צריכים זה מנוע שיבזבז פחות אנרגיה וכך יצרוך פחות דלק.
מנוע סילון יעיל הרבה יותר ממנוע בוכנה, ולכן במטוסים גדולים אי-אפשר להשתמש אלא במנועי סילון. בניגוד למה שרבים חושבים, רוב מנועי המדחף ("פרופלור") שמוכרים לנו הם מנועי סילון שמסובבים מדחף (טורבו-פרופ). מנוע הטורבינה פשוט ואמין יותר: הוא מייצר תנועה סיבובית המשכית, ולכן הוא הרבה יותר יעיל ממנוע בוכנה.
אמנם במשך 60 שנה לא הצליחה תעשיית הרכב לרתום את מנוע הטורבינה להנעת מכוניות, אך אין פירושו של דבר שהיא כלל לא משתמשת בו. למעשה, כל מנועי הדיזל המודרניים משתמשים במגדש טורבו, שמצמצם מעט את בזבוז האנרגיה שלהם, ובשנים האחרונות חזר הטורבו לשמש גם במנועי בנזין.
כדי לא להיכנס לפרטים שמתאימים יותר למגזין טכנולוגי, נזכיר רק שתי סיבות שבגללן השימוש במנוע הטורבינה מתעכב: ראשית, בתחילת הדרך נעשה שימוש במנועים שפותחו לצורכי תעופה, ולכן הם מסתובבים במהירות גבוהה מדי ואינם יעילים מספיק; שנית, תעשיית הרכב השקיעה טריליוני דולרים במנוע הבוכנה, ולכן כל עוד המחוקק לא מחייב אותה - אין לה כל מוטיבציה להשקיע בטכנולוגיות חדשות.
ההמצאה של אגם מכילה 3 פטנטים עיקריים, שמשפרים במידה משמעותית את היעילות האנרגטית. בין השאר, המנוע שלה מסתובב 4,000 סיבובים לדקה במקום 45 אלף סיבובים, והמדחס לקוח דווקא מתעשיית המזון: ה"בוכנה" שלו היא למעשה נוזל, ולכן הוא פועל בשקט.
מאידך, היעילות שלו נמוכה ביחס למדחסים אחרים. הפתרון של אסף: הפחתת החיכוך של הנוזל, כך שהיעילות האנרגטית שלו גדלה ל-75%-80%. מהפטנט הזה בעצם נולדה ההמצאה כולה. “ברגע שהבנו שיש בידינו מדחס יעיל כל-כך”, מסביר אסף, “הצעד הבא היה לשלב אותו בטורבינת גז, והצעד הבא היה לשפר את היעילות האנרגטית של המנוע כולו”.
במנוע הטורבינה של אגם נעשה שימוש בממירי חום (רדיאטורים) כדי לשפר את משטר האנרגיה בתהליך כולו. מאידך, בטורבינה עצמה יש צורך לקרר את האוויר, והצעד הבא יהיה להתיז מים לשם כך. נכון להיום, טוענים אנשי אגם, רשומים לזכותם כמה פטנטים שקשורים בתהליך.
לפי חוות דעת מדעיות שגובשו עבורם, מנוע טורבינה כזה יהיה בסופו של דבר יעיל פי 2-3 ממנוע בוכנה שפועל בתנאים אופטימליים, ויעיל פי 5.5 ממנוע בוכנה שפועל בתנאים מציאותיים. צריכת הדלק, בהתאם, יכולה להגיע לליטר ל-40 ק”מ ואף יותר - ומדובר בקפיצת הדרך המשמעותית ביותר מאז המצאת מכונית הנוסעים.
ההשוואה המתבקשת, כמובן, היא בין מנוע הטורבינה לבין "המכונית החשמלית", שאותה מקדם באדיקות רבה שי אגסי בשנים האחרונות. אל"מ (במיל’) משה מרוקו, ששימש כמפקד יחידה טכנולוגית בצה"ל, מכהן כמנכ"ל אגם טכנולוגיות מאז הקים את החברה לפני 9 שנים יחד עם אסף.
מרוקו מסביר מהו ה"בלוף" הגדול ביותר של המכונית החשמלית: "היא אולי לא מייצרת זיהום אוויר במפלס הרחוב, אבל צריך לייצר עבורה סוללה יקרה מאוד בתהליכים מזהמים מאוד". לדבריו, את הסוללה צריך לשנע לכל אורך תקופת השימוש בה, לטעון ולפרוק אותה לתוך המנוע - וכל זה גוזל אנרגיה.
בנוסף, ייצור החשמל בישראל מבוצע כמעט כולו בתחנות כוח פחמיות. "מנוע הטורבינה, לעומת זאת, אמנם יוצר זיהום אוויר במפלס הרחוב", הוא ממשיך, "אבל מדובר ב-10% מהזיהום שפולט מנוע בוכנה - ולכן גם בפחות ממחצית הזיהום שמייצרת מכונית חשמלית, אם החשמל שמניע אותה מופק בתחנת כוח. מנוע טורבינה לא דורש הקמת תשתית חדשה או שינוי במבנה המכונית, והמחיר שלו נמוך בהרבה".
בימים אלה, במיוחד לנוכח המשבר הכלכלי העולמי, הדבר שמעכב את פיתוח המנוע הוא גיוס הכספים. בעיה נוספת של אנשי אגם היא הגיל שלהם. "עידן ההיי-טק גורם למשקיעים להאמין בצעירים", אומר מרוקו, "אני בן 61, וגילו של גד בערך כגילי. אנו עלולים להיראות אטרקטיביים פחות למשקיעים, למרות הניסיון הרב שלנו. אני מקבל את זה ומתכוון להכניס לחברה מהנדסים צעירים, שעם הזמן יוכלו לקחת את המושכות לידיים. אין לי עניין להיאחז בקרנות המזבח".
gilmel@maariv.co.il
נא להמתין לטעינת התגובות
