מימן הוא גז הנמצא בשימושים שונים, בעיקר כחומר גלם בתעשייה לייצור דשנים וכימיקלים (השימוש במימן בתעשייה זו: 55% בייצור אמוניה, 25% בזיקוק נפט ו-10% בייצור מתנול). לפי ה-IEA (International Energy Agency) ונכון להיום, השימוש במימן בתחומים אחרים הוא בעיקר בתחבורה, בתעופה (דלק רקטי), חימום בתעשייה, ייצור ברזל, הפקת חשמל וחום לבניינים וייצור חשמל בכלל; אך כל אלו עדיין מהווים רק 0.04% מהשימוש במימן המיוצר בעולם.

כיום נשקלים שימושים נוספים למימן, לאור תכונותיו ואפשרויות השימוש בו:

מימן שכיח בטבע אך כמעט לא בצורתו הטהורה אלא משולב באטומים אחרים (כמו מים ומתאן).

במימן כמעט פי שלוש יותר אנרגיה ליחידת משקל מאשר דלק מאובנים. יש צורך בפחות מימן כדי לבצע כל עבודה. לצד זאת, נדרשת אנרגיה רבה להפקתו, לאחסונו ולשינועו.

זהו נשא אנרגיה נקי ביחס לחלופות, כתלות באופן הייצור שלו ובמידת פליטת ה-CO2 שלו.

ניתן לאגור מימן אף לתקופה של מספר חודשים, בניגוד לאנרגיות מתחדשות כמו שמש ורוח.
כמו כן, ייצור מימן בשימוש באנרגיות מתחדשות מאפשר אגירה של אותן האנרגיות.

שיפור הגישה לאנרגיה גם במקומות מבודדים ומרוחקים, בעיקר כי ניתן לאגור אותו.

שיפור אמינות רשת החשמל והגברת הביטחון האנרגטי.

ניתן להשתמש במימן כנשא של מקור אנרגיה, במקומות בהם אנרגיה מתחדשת טרם הצליחה להחליף את השימוש באנרגיה מזהמת – למשל בתעופה, בספנות, במשאיות ובייצור ברזל.

מימן ותוכניות האקלים

פיתוח וייצור בתחום המימן מושפע באופן ישיר מתוכניות גלובליות להפחתת פליטת גזי חממה, המכתיבות את ההתקדמות בתחום. במסגרת הסכם פריז, שנחתם ב-2016 בעקבות התכנסות ועידת האקלים של האו”ם, הוחלטו יעדים בינלאומיים להפחתת פליטת גזי חממה. בתוך כך, נקבע כי עד 2030 45% מהאנרגיות בהן עושים שימוש צריכות להיות אנרגיות מתחדשות, ועד 2050 יש להגיע לאפס פליטות של גזי חממה, או לכל הפחות ללכידה של הפליטות אשר כן מתרחשות (Net Zero Emissions). בתוך כך, הושם דגש גדול על מימן כנשא אנרגיה מתחדשת. המצב כיום הוא שההתמקדות הגדולה ביותר היא בשימוש באנרגיות מתחדשות, כמו שמש, רוח וסוללות חשמליות, בשל יכולת השמישות הגבוהה באנרגיות אלה; ולצד זאת, השימוש במימן, כשיתפתח, יוכל לפתור צווארי בקבוק ולהפוך לנחוץ יותר ויותר, בעיקר בתחומים בהם לא ניתן להשתמש באנרגיות אחרות (למשל, כשנדרשת אגירת אנרגיה לאורך זמן). הציפייה היא שהשימוש במימן יגדל פי 5-7 מכפי שהוא היום עד ל-2050, כשמימן יהווה 15-20% מהדרישה לאנרגיה בעולם. בתוך כך, 85% מהמימן צפוי להיות ירוק, ו-15% כחול.

המצב כיום

ב-2021 נצפתה עלייה של 5% בשימוש במימן, אותה ניתן לשייך להתאוששות פעילות סקטור הכימיקלים והזיקוק. בשנה זו השימוש במימן הגיע לשיא; לצד זאת, עדיין רוב השימוש הוא במימן שאינו ירוק, עם טביעה פחמנית גבוהה.

הדרישה ליישומים חדשים בתחומים כמו תחבורה, DRI, חשמל ובניינים (כפי שיפורט בהמשך), עלתה ב-60% ב-2021, אבל עדיין מדובר על רק 0.04% מהדרישה העולמית למימן. רוב הדרישה מרוכזת בתחבורת רכבים, בעיקר בשל עלייה בשימוש ב-FCEV, ובעיקר במשאיות הנוהגות למרחקים בסין. ההצלחות הגיעו מפרויקטים שהדגימו יכולות קצה משמעותיות ושנכנסו לשימוש: ייצור כימיקלים (פרויקט Iberdrola-Fertiberia בספרד), ברזל ופלדה (פרויקט Hybrit בשוודיה) וייצור חשמל (פרויקט JERA ביפן).

קיימת ציפייה בקרב מפתחי מימן שההשקעות יגדלו אקספוננציאלית בעתיד הקרוב, בעיקר מול תגמולים ממשלתיים. לצד זאת, שינויים בחוק ובגישה כלפי מימן עדיין נמצאים בתהליכים באירופה ובארה”ב, ואלו מהותיים להתקדמות התחום, ולכן מוקדם להעריך את השינוי.

בגלל הקורונה ירדה ההשקעה בתחומי המימן, דבר שיצר עיכוב בפיתוח. רק בפברואר 2023 חזרה תחום לשווי השוק בו היה בנובמבר 2020. כמו כן, החל מ-2022 נראית השקעה גדולה בפרויקטים בתחום, ופחות בחברות העוסקות בפיתוח טכנולוגיות מימן. לצד זאת, ב-2022 חברות הזנק המפתחות טכנולוגיות חדשות בתחום גייסו כמויות שיא של הון עצמי. כיום, לאחר עלייה מסוימת בדרישה, בייצור ובפיתוח טכנולוגיות מימן, נראות פחות יוזמות חדשות מבעבר. מ-2025 צפויים להיכנס לשימוש יותר פיתוחים שהוכרז עליהם בשנים האחרונות, זאת בעקבות הוכחת היתכנות טכנולוגיות מסוימות, ועל כן אנו צפויים לחזות בהשמשת טכנולוגיות חדשות בתחום.

כדי לקדם את המימן כמשבש גלובלי, יש להמשיך ולקדם מו”פ, בניית תשתיות ושת”פ בינלאומי, במטרה לה

ייצור מימן ירוק בעולם

בשנים האחרונות מתרבים פרויקטים והשקעות כספיות באלקטרוליזה. יש ציפייה בעולם להכנסת עוד אלקטרולייזרים לשימוש, במקביל להתכווננות תעשייתית לעלייה במימן זמין לשימוש בקרוב. הוזלת אלקטרולייזרים וחשמל מתחדש יביאו להוזלת מימן ירוק, כך שיוכל להיות זול ממימן אפור וכחול (הדורש השקעה בלכידת הפחמן). עם זאת, במדינות עם מצבורי גז טבעי, יתכן שמימן כחול יתועדף על פני מימן ירוק.

ב-2021 הייצור הירוק בעולם עלה ב-70% ביחס ל-2020, בעיקר עם השלמת פרויקט תשתית של האלקטרולייזר הגדול בעולם בסין. כיום יש כ-460 פרויקטי בנייה ופיתוח אלקטרולייזרים בעולם. עד סוף 2022 כמות המימן הירוק המיוצר הייתה צפויה לשלש את הכמות שיוצרה ב-2021 – 40% מהייצור בסין ו-33% באירופה.

יש חוסר ודאות בנוגע לכמות הייצור הירוק בעתיד, מול עיכובים ובעיות בפרויקטים שונים; רק 4% מהפרויקטים שהוכרזו עד כה לייצור מימן ירוק הם תשתיות בבנייה או שקיבלו אישור מימון. עם זאת, על בסיס כלל הפרויקטים הקיימים כיום וצפי ההתקדמות בהם, מוערך שעד 2030 ייצור המימן הנקי צפוי להגיע ל-16-24 MT בשנה ביחס לכמעט 1MT ב-2021. העלייה בהשקעה באלקטרולייזרים בשנים האחרונות, בלטה בתחומי השימוש הקשורים בתעשייה, זיקוק וניידות (שם, עמוד 87).

הפחתת פליטות פחמן דו חמצני בשימושים עכשוויים של מימן

נכון ל-2021, פליטת הפחמן הממוצעת בייצור מימן היא בין 13-12 CO2-eq/kg H2. השאיפה: עד 2030 ירידה ל-6-7 CO2-eq/kg H2 ועד 2050 פחות מ-1 CO2-eq/kg H2. לכן יש להמשיך ולהשקיע בתשתיות ייצור מימן נקי. לצד זאת, על אף הצגת המימן כנשא אנרגיה שיביא לזיהום אפסי, השימושים המשלבים מימן עודם מביאים לפליטת פחמן; בין השאר, כי הפקת מימן צורכת חשמל, כלומר התהליך הוא חשמל מימן חשמל. בהשוואת פליטות הפחמן של משלבי המימן ואלו הכוללים חשמול ישיר, החשמול הישיר מביא לפליטה נמוכה ביחס למשלבי המימן.

במקביל לשימושים הנפוצים במימן שצוינו במבוא מעלה, קיים פוטנציאל לשילוב מימן בתחומים נוספים במידות משתנות. בתוך כך, ניתן לראות עלייה במידת העיסוק בשילובים אלו בשנים האחרונות (זאת בהתבסס על מספר הפטנטים עד 2020 בתחומים הרלוונטיים לשימושים פוטנציאליים של מימן).

יצוין כי מלבד התחומים המפורטים מטה, קיימים תחומים פוטנציאליים נוספים לשילוב מימן: חימום בטמפרטורה גבוהה בתעשיות, מלגזות מונעות מימן, הפקת מימן מפלסטיק וכו’.

כעת נסקור שימושים פוטנציאליים במימן, החל משילוב בתחבורה. בתוך כך,יצוין כי בכלי תחבורה ניתן לשלב מימן כדלק במנוע בעירה פנימית, או דרך תאי דלק כדי לייצר חשמל במנועים חשמליים, או בשילוב שתי השיטות.

תחבורה אווירית

שימוש במימן בתחבורה אווירית נבחן בשנים האחרונות, כאשר ארה”ב מובילה בכמות הפטנטים בתחום. עוד לא קיימים פרויקטים בשלב ייצור תעשייתי, אך קיימים מספר פרויקטים בשלבי פיילוט ובחינה: פרויקט ZEROe של איירבוס הוא אולי הבולט ביותר, המתמקד בפיתוח מטוסי מימן גדולים לתפעול מסחרי עד 2035. יחד עם CFM, איירבוס בונה טורבינת סילון המסוגלת להבעיר מימן. CFM, Airbus, GE ו-Safran משתפות פעולה בתוכנית פיתוח מנוע מונע מימן למטוסים גדולים יותר. רולס רויס חוקרת גם מנועים המונעים במימן למטוסים קטנים, כולל מטוסים צרי גוף.  

איירבוס חוקרת גם תאי דלק לשילוב במטוסים. חברות אחרות מתכננות מטוסי מימן קטנים יותר, כולל חידושים בתחום החלפת מיכלי מימן, עם הדגמות מתוכננות לעתיד הקרוב.

לצד זאת, קיימים קשיים בשילוב מימן בתחבורה אווירית, חלקם מאפיינים כלליים של שילוב במימן בתחומים שונים. בתוך כך, בין הקשיים בדרך לשימוש במימן בתעשייה האווירית קיים צורך בשיטות אחסון ואספקה חדשניות של דלק, צורך במיכלי אחסון קלי משקל ובעלות נמוכה, והצורך במסגרות אוויר להכיל את אותם המיכלים. כמו כן, נצפתה עלייה מזערית ברישום פטנטים בתחום שילוב מימן בתעשייה האווירית בין 2011-2020.

תחבורה ימית

בתחבורה הימית קיימים בעיקר פרויקטים בשלב המחקר והפיתוח בשלב זה, כשאירופה מובילה ברישום הפטנטים. ב-2022 פרסם ה-Global Maritime Forum נתונים על מחקרים מהעולם בתחום התחבורה הימית המתמקדים באפס-פליטות פחמן. מתוך הדו”ח עולה שהעיסוק במימן גובר בשנים האחרונות, והוא מוביל ביחס לאנרגיות אחרות בפרויקטים העוסקים בדלקים לתחבורה ימית. רבים מהפרויקטים עוסקים בכלי שיט קטנים והנעתם במימן, בדגש על תאי דלק (כ-60% מהפרויקטים) ומנועי בעירה המופעלים בשימוש במימן.

חלק מפרויקטי המחקר בתחום התחבורה הימית עוסקים באופן הייצור המועדף של הדלקים, כש-59% מהם עוסקים במימן ירוק ו-3% במימן כחול. העיסוק במימן קשור גם לשילובו בהפקת אמוניה ומתאנול, שיכולים לשמש בפני עצמם כנשאי אנרגיה ירוקים בתחום. מימן גם מקבל את המימון הגדול ביותר מבין פרויקטי מחקר הדלק. בגרף מסומנת כמות פרויקטי הטכנולוגיות הימיות, בדגש על דלק, עד הרבע הראשון של 2022.

ה-IAE גורס שיש להוכיח את היתכנות החלפתם של דלקים מאובנים במימן ובדלקים מבוססי מימן בתחילת העשור הנוכחי, כדי לוודא שתהיה ירידה משמעותית בפליטת פחמן עד לסוף העשור.

תחבורת רכבים

בתעשיית הרכב הפרטי, יפן היא המובילה ברישום הפטנטים (39% מהפטנטים). במקביל לכך, סין היא המובילה בייצור אוטובוסים ומשאיות. באופן כללי, בבחינת שימוש באנרגיות מתחדשות בתעשיית הרכב, רכבים חשמליים המופעלים בסוללות עדיין יעילים ומפותחים יותר מרכבים חשמליים המונעים בתאי דלק מימן (Fuel Cell Electric Vehicle – FCEV). כך, היעילות האנרגטית של סוללה חשמלית ברכב היא כ-70% (תוצר ביחס לאנרגיה ראשונית), ושל תאי דלק מימן היא כ-26%. אמנם שימוש ברכבים חשמליים עדיף מבחינות רבות על הנעה במימן, אבל כרגע שימוש בחשמל אינו מספק או מתאים לצרכים מסוימים – למשל לנסיעות ארוכות, לנשיאת משאות כבדים ולתדלוק מהיר. זהו התחום בו נבחן שילוב מסיבי של מימן.

בהמשך לכך, מימן נכנס לשימוש מהר יותר בתחבורה בכבישים מאשר בספנות ובתעופה, מכיוון שטכנולוגיית ה-FCEV מתקדמת יותר, והדבר נכון במיוחד למשאיות כבדות. ב-2022 נצפתה עלייה של 40% בכמות רכבי ה-FCEV ביחס ל-2021, עם סך של 72,000 רכבים מונעי מימן בעולם: 80% מהם מכוניות (בעיקר בקוריאה, ביפן ובקליפורניה ארה”ב, שם יש תשתיות תדלוק מימן); 10%משאיות; ו-10% אוטובוסים. בהמשך לאמור מעלה, סין שולטת ב-85% משוק אוטובוסי המימן בעולם וב-95% משוק משאיות המימן. במקביל, השוק צפוי להתפתח מחוץ לסין, בעיקר בשל כניסת מדיניות בתחום בעולם שמפעילה לחץ על יצרני משאיות להגביר ייצור רכבים בדלק שלא פולט פחמן.

בתעשיית הרכב הפרטי נצפה המשך התפתחות טכנולוגית, לצד פיתוחים ברכבים חשמליים, עם עלייה ברישום פטנטים בתחום של יותר מ-7% בממוצע בכל שנה בין 2011-2020. כיום כבר הוכחה התפתחות הטכנולוגיה בתחום ואף יש ייצור נקודתי, אך הקשיים עולים סביב ייצור המוני. יישומי המימן השונים תלויים בשלבי המוכנות של טכנולוגיות שילוב המימן בתחבורה (שם, עמ’ 64).

תחבורת רכבות

כיום המפתחת המובילה בתחום הרכבות בעולם היא גרמניה, אשר באוגוסט 2022 השיקה 14 רכבות שמונעות על ידי מימן, הראשונות בעולם לעשות זאת. כיום ישנם רק 33 פטנטים בתחום זה, אך העניין העולמי בשילוב בין רכבות למימן גובר, בייחוד באזורים בהם לא ניתן להפוך את הרכבות למונעות בחשמל או לעשות שימוש בסוללות. בתוך כך, מדינות כמו איטליה, צרפת ופולין כבר הזמינו רכבות שצפויות להיכנס לשימוש בשנים הקרובות. חברות אחרות ברחבי העולם עושות מאמצים לפתח רכבות אשר יכנסו אף הן לשימוש בשנים הקרובות, למשל חברות בקליפורניה ובאוסטרליה.

תעשיית ייצור ברזל (Direct Reduction of Iron – DRI)

עיקר השילוב של מימן בתעשייה זו כולל DRI שמבוסס על מימן וגם שילוב מימן ב-DRI. בתהליך זה מתבצעת הסרה כימית של חמצן מעפרת ברזל בתצורתה המוצקת. כיום נעשים מאמצים לעבור לשימוש במימן ירוק (ללא פליטות כלל) וכחול (הלוכד את הפליטות) במסגרת תעשייה זו, במקום בדרך המסורתית הכוללת דלקי מאובנים. פרויקט DRI הכולל מימן כחול כבר הושק ב-2016 באיחוד האמירויות והושמש, אך זהו הפרויקט היחיד בתחום שכבר נמצא בפעילות יצרנית, ואין עוד פרויקטים דומים בסדר גודל כזה שנמצאים בפיתוח. פרויקטים העושים שימוש במימן ירוק אף הם בני ביצוע, והמתקדם שבהם הוא פרויקט HYBRIT, שב-2021 הצליח לייצר מספר טונות שלפלדה בשיטה זו; לצד זאת, גם הפרויקט הזה נמצא עדיין בשלבי פיתוח. באופן כללי, פטנטים הנוגעים לשימוש במימן בתעשיית הברזל והפלדה מובלים על ידי אירופה ויפן.

בניינים

כיום מנסים להטמיע שימוש במימן בחשמל וחימום בבניינים. עם זאת, כרגע שילוב מימן בתחום זה לא מספק תמורה טובה יותר משימוש באנרגיות מתחדשות אחרות, בין השאר בשל העלות הגבוהה של מימן וכי יש צורך בפיתוח תשתיות חדשות להתקדמות בתחום. בין 2011-2020 נצפתה עלייה ברישום הפטנטים, בייחוד מיפן בתחום שילוב תאי הדלק, אך לאחריה ירידה.

באירופה, יפן, קוריאה וארה”ב מתבצע שילוב של תאי דלק בתחום, כשאלו מספקים חום וחשמל (לעתים חשמל רזרבי) לבנייני מגורים, מרכזי ספורט, קניונים, בתי חולים, מרכזי שרתים ועוד. ברוב תאי הדלק נעשה שימוש בגז טבעי או בנפט בהפקת המימן, אך קיימים פרויקטים בפיתוח שמטרתם המרת אנרגיות אלו במימן נקי בתאי הדלק. לצד זאת, תאי דלק שעושים שימוש רק במימן כבר קיימים בשוק, ואף שימשו את הכפר האולימפי ב-2020.

במדינות אחדות נבדקת היכולת לשלב מימן ברשת הגז טבעי במידות מסוימות. כשהשילוב יתאפשר מבחינה בטיחותית בבתים פרטיים, יהיה ניתן לעשות בו שימוש בבוילרים קיימים וחדשים, כמו גם בתנורי בישול. בינתיים קיימים פרויקטים אחדים לבחינת השילוב, כמו הפרויקט HyDeploy בבריטניה שב-2022 הצליח להדגים שילוב שכזה, או פרויקט דומה בקליפורניה שב-2021 הראה כי שילוב המימן לא מציג סיכונים לתשתיות הקיימות ולציוד הביתי. במקביל לשילוב, שעדיין בפיתוח, מתבצעת גם בחינה של שימוש ב-%100 מימן בתשתיות קיימות (למשל בבוילרים).

נבחן השימוש במימן במערכות חימום, שכן יותר מ-90% ממערכות החימום בעולם נסמכות על דלק מאובנים. ב-2023 צפויה מערכת חימום מונעת מימן לספק חשמל וחימום לאזור במינסוטה, ובתוך כך לספק מים חמים וקרים לבניינים ברשת האזורית. זהו פרויקט פיילוט שמטרתו להגביר את ההבנה על השימוש במימן ברשתות קיימות. לצד האמור, היעילות האנרגטית של משאבת חימום חשמלית היא כ-270% (תוצר ביחס לאנרגיה ראשונית), ושל חימום מבוסס מימן היא כ-46%.

ייצור חשמל

כיום חשמל המיוצר בשילוב מימן מהווה פחות מ-0.2% מתעשיית החשמל העולמית, ובהפקת ומשלבים מימן שנוצר כתוצר לוואי בתהליכים כימיים אחרים עם גזים שונים. התשתיות לשימוש במימן לייצור חשמל קיימות, ובחלק מהמקומות ניתן לשלב מימן בתשתיות קיימות העושות שימוש באנרגיות אחרות. למשל, בדרום קוריאה יש טורבינת גז שפועלת על מימן כבר 25 שנה. על אף זאת, לרוב ניתן לעשות שימוש רק באחוזים מסוימים של מימן, וכיום קיים מחקר הבוחן אפשרות לעשות שימוש ב-100% מימן לייצור חשמל – בתקווה עד 2030. בהמשך לשימוש בתאי דלק בבניינים, ניתן להשתמש בתאי דלק לייצור חשמל גם במערכות חשמל גדולות יותר  – ובעיקר כשאין צורך בהפקת חשמל רב, או כשיש צורך בגמישות מערכת החשמל (בשל האפשרות לאגור ולשנע מימן).

השקעות ותמיכות ממשלתיות

ממשלות בעולם מקדמות הקמת אלקטרולייזרים, באמונה שמימן מקומי יענה על צרכי התעשייה להפחתת פליטות, ויגדיל עצמאות אנרגטית ותחרותיות בשוק האנרגיה במדינה.

כמה תוכניות משמעותיות לדוגמה כוללות:

ארה”ב: ב-2022 עברה בקונגרס חקיקה לתקצוב וסבסוד של אנרגיות מתחדשות מסוגים שונים, בשם The Inflation Reduction Act (IRA). החקיקה מגדירה זיכוי מס על ייצור מימן ירוק בסכום של עד 3 דולר לק”ג מימן נקי, ובכך מקרבת את מחירו לזה של מימן אפור/חום, ומגדילה את התחרותיות שלו בשוק המימן הקיים. כמו כן, בחוק מסוף 2022 שעבר בקונגרס ועוסק בתשתיות (The Bipartisan Infrastructure Law) תוקצבו 8 מיליארד דולר למימון הקמת האבים לייצור ושימוש במימן. לאחרונה (יוני 2023) פורסמה מפת הדרכים החדשה של ממשלת ארה”ב.

האיחוד האירופי: ב-2022 אושרו באיחוד האירופי שני פרויקטים בתחום המימן (Important Projects of Common European Interest – IPCEI). אלו מציעים יחד 10.6 מיליארד יורו לחברות המפתחות מיזמים בתחום המימן (טכנולוגיות ייצור ואחסון, הקמת תשתיות ועוד).

בריטניה – Net Zero Hydrogen Fund: תקציב של עד 240 מיליון פאונד, הנחלק לשניים – מימון פיתוחים הנדסיים לקידום יישום מסחרי של טכנולוגיות מימן, ומימון (CAPEX) ייצור מימן.

גרמניה: ב-2021 החליטה הממשלה להשקיע 7 מיליארד יורו בפרויקטי מימן, הכוללים בניית אלקטרולייזרים, הגברת שימוש במימן ירוק בתעשייה ובתחבורה וכו’. בנוסף לכך, יושקעו 2 מיליארד יורו בביסוס מסחר בינלאומי עם מדינות להן תנאים המתאימים יותר לייצור מימן ירוק.

הולנד: ב-2020 שחררה הממשלה את האסטרטגיה שלה בנוגע למימן. לאחרונה (יוני 2023) החליטה הממשלה להגדיל את התקציב הקיים לייצור מימן ירוק, שעמד על 9 מיליארד אירו, ולהוסיף לכך מיליארד יורו לשנה הבאה, ו-3.9 מיליארד יורו לשנים שלאחר מכן.

אוסטרליה – Hydrogen Headstart program: במאי 2023 הממשלה הכריזה שתתמוך בייצור מימן ממקורות מתחדשים, או שימוש במימן מתחדש לייצור מוצרי המשך, בסכום של 2 מיליארד דולר אוסטרלי (1.31 מיליארד דולר אמריקני). המימון יתמוך ב-2-3 פרויקטים גדולים בקיבולת כוללת של כ-1000 מגה-וואט של אלקטרוליזה.

פרויקטים מתוכננים בעולם

נכון לינואר 2023 הוכרזו בעולם מעל 1,000 פרויקטים משמעותיים בתחום המימן (ייצור, שינוע ושימוש), מתוכם 112 פרויקטים בסקאלה של לפחות 1GW אנרגיה מאלקטרוליזה. לפיתוח הפרויקטים ידרשו 320 מיליארד דולר עד 2030. עם זאת, כמעט מחצית מהפרויקטים בשלב ראשוני – הוכרזו אך טרם הגיעו לתכנון וטרם נסגר עבורם מימון. סך ההשקעות הסופיות בתחום מכסה רק %10 מתוך 320 המיליארד הנדרשים למימון הפרויקטים המוכרזים.

הפרויקטים הגדולים ביותר שהוכרזו בעולם עד כה כוללים:

רוב המימן בו נעשה שימוש בישראל הוא מימן אפור ממתקני ייצור תעשייתיים, ומיוצר כך:

בישראל מיוצר גם מימן באלקטרוליזה, לרוב במתקנים קטנים ליד נקודת הצריכה, לצרכנים קטנים. כדי לייצר מימן ירוק נדרש מקור אנרגיה מתחדשת לאלקטרוליזה של המים. בישראל מקורה אנרגיה הרלוונטי ביותר לכך הוא אנרגיה סולרית. יש חברות יזמיות ישראליות בתחום האנרגיה הסולרית המקדמות פרויקטי PV לייצור מימן ירוק במדינות שונות, כמו פרויקט של מרום אנרגיה שחברה לחברת אנרגיה ממרוקו לפיתוח מתקנים במרוקו, ופרויקטים של חברת Solegreen.

פיילוטים בולטים בישראל

פיילוט משאיות מימן: בקרוב יחל פיילוט של חברות בזן וסונול, במסגרתו יעשה שימוש בשלוש משאיות מונעות מימן. לשם הפיילוט הוקמה התחנה הראשונה לתדלוק במימן בישראל. כרגע השימוש הוא במימן אפור, כשבעתיד מתוכנן להסיט את הייצור למימן ירוק מאנרגיה מתחדשת.

עמק המימן: חברת דוראל מימן זכתה במענק משרד האנרגיה לפיתוח פיילוט ייצור מימן ירוק ביטבתה. לצורך היוזמה חתמה דוראל על הסכם עם חברת H2Pro המייצרת אלקטרולייזרים.

פיילוט ייצור מימן ירוק בערבה: החברה לאנרגיה מתחדשת אילת-אילות (ח.ל.צ) פועלת לקידום אנרגיות מתחדשות בערבה ומפרץ אילת. החברה מקדמת פיילוט עתידי בשיתוף בזן לקרן נוי להקים מתקן פיילוט להפקת מימן ירוק (ממים ואנרגיה סולרית) באזור התעשייה תמנע.

מכון מחקר בתחום אגירת אנרגיה: ב-2023 זכו אוניברסיטת בר-אילן והטכניון בקול קורא שלמשרד האנרגיה, במסגרתו יעסקו גם באגירת מימן, ובו יושקעו 130 מיליון שקל בחמש שנים.

פוטנציאל השימוש בישראל

לאחרונה פורסמה האסטרטגיה של משרד האנרגיה לשילוב מימן במשק האנרגיה, לפיה יש להיערך לשימוש במימן וייצורו כבר בעשור הקרוב. אלו הסקטורים בעלי פוטנציאל שימוש במימן:

מפת הדרכים של משרד האנרגיה

בפרסום מסמך אסטרטגית מימן של משרד האנרגיה מוצעת היערכות לשילוב מימן, הכוללת צעדי בחינה ופיילוטים עד 2030. במידה שאכן תיראה התקדמות גלובלית ומקומית בתחום, יימשך פיתוח וייצור עד הטמעת השימוש במימן עד 2050. לצד זאת, בשלב זה קיימת היערכות לשימוש מצומצם במימן, בעיקר בשל מאפייניה של ישראל והבשלות הטכנולוגית של מימן. מעבר להיערכות רחבה התלויה במספר תנאים, משרד האנרגיה ממליץ על מפת דרכים הדרגתית שתיבחן בכל שנה מחדש (שם, עמ’ 14).

מבחינת משרד האנרגיה, הצעדים לטווח המיידי (עד 2030) כוללים פיילוטים, ניסויים, בדיקות היתכנות, התאמות רגולציה ובחינה שנתית. אלו צעדי הכנה קריטיים, שלא גוררים עלות טעות גבוהה – יצירת תשתית הידע הנדרשת לקבלת החלטות עתידיות, בהתייחסות לתחומים הבאים:

1. צעדי מדיניות שמניחים את התשתית הראשונית לשימוש במימן בהיקף מצומצם כבר היום.
2. קידום עמקי מימן מקומיים, בהם יפותחו טכנולוגיות ייצור מימן, אגירה, הובלה וכו’.
3. השקעה במו”פ לשם הדגמת היתכנות, מה שיעזור להתאמת הרגולציה למאפיינים המקומיים.
4. פיתוח תשתית – תחנות דלק, ייצור מימן ירוק, היתכנות הובלת מימן בצנרת הגז הטבעי ועוד.
5. שיתוף ידע ומסחר בין מדינות לפיתוח טכנולוגיות, הוזלת עלויות, קשרי מסחר וגיוון מקורות האנרגיה. הדבר חשוב בישראל, שכן ייבוא מימן צפוי להיות בלתי נמנע. בתוך כך, ב-2022 חתם משרד האנרגיה על הסכם שת”פ בתחום המימן עם משרד הכלכלה והאנרגיה הגרמני. הצעדים יסייעו להחליט על מידת שילוב המימן בתעשייה בישראל. ההחלטה תושפע מעלות הפקת מימן ירוק וכחול; מגמות שימוש עולמי במימן; התפתחות טכנולוגית שתשפיע על הכדאיות הכלכלית של שימוש במימן; כדאיות הקמת תשתיות/התבססות על תשתיות קיימות להובלת מימן, אגירתו וכו’.

אותרו בישראל 27 חברות העוסקות בתחום המימן, מתוכן 12 נתמכו על ידי הרשות. התחום הגדול ביותר במספר החברות הישראליות הוא ייצור מימן, אך קיימות חברות גם בתחומי האגירה, שימוש במימן בתאי דלק, רחפנים מונעי מימן ועוד.

ייצור מימן

חברה (אנגלית)	עיסוק	קיבלה מענק מהרשות
HYS Energy	ייצור מימן ירוק יעיל דרך אלקטרוליזה ישירה של מי ים	כן
QD-SOL	שימוש בשמש כמקור אנרגיה מתחדש לפיצול מולקולות מים להפקת מימן ירוק	לא
Purammon	טכנולוגיה אלקטרוכימית להפקת מימן ירוק ממי שפכים (במקום ממים נקיים, מה שמאפשר מחזור מי שפכים)	כן
Edrei Bio Hydrogen	מערכת לייצור ביומסה ומימן המבוססת על תהליכים ביוכימיים, בהם H2 מופק בו זמנית מפירוק חומרים אורגניים ו פיצול מים	לא
H2Pro	פיתוח מערכת E-TAC המשתמשת בחשמל כדי לפצל מים למימן וחמצן. התהליך שפיתחה H2Pro משתמש בחשמל המופק מאנרגיה סולארית ואינו כרוך בפליטת CO2.	כן
Co-energy	ייצור מימן מפסולת	לא
Standard Carbon	ייצור מימן וקיבוע פחמן בתהליך משותף	לא
H2 Energy Now	טכנולוגיה לייצור מימן ירוק מבוססת גלים אלקטרומגנטיים	לא
Boson Energy	פתרונות לייצור מימן מעגלי, שלילי לפחמן, מפסולת וביומסה שאינה ניתנת למיחזור, בדגש על ייצור מימן לשימוש תעשייה ותחבורה	לא
Hydrolite	ייצור מימן, ושימוש במימן בתאי דלק	כן

אגירת מימן

חברה (אנגלית)	עיסוק	קיבלה מענק מהרשות
Electriq	פיתוח אלקטרוכימי לאחסון ולשימוש באנרגיית מימן	כן
GenCell	דלק מבוססים אמוניה ומימן	לא
C.En (Clean Energy)	טכנולוגיה לאחסון מימן בסיבי זכוכית	לא
Hydro X	טכנולוגיית אחסון אנרגיית מימן המאפשרת לאחסן ולהוביל מימן בצורה יעילה בעלות ובאנרגיה	כן

תאי דלק

חברה (אנגלית)	עיסוק	קיבלה מענק מהרשות
Aquarius Engines	פיתוח מנועים כולל מבוסס מימן	כן
TurboGen	פיתוח טורבו-גנרטור שישרוף 100% מימן, על בסיס מיקרו-טורבינה	כן
Refhuel	תאי דלק	לא
Maygia	טיהור מים וייצור חשמל ע”י תאי דלק מימן	לא

רחפנים מבוססי מימן

חברה (אנגלית)	עיסוק	קיבלה מענק מהרשות
Gadfin	רחפנים מונעים על ידי מימן	לא
HyDrones	רחפנים מונעים על ידי מימן	כן
Urban Aeronautics	רחפנים מונעים על ידי מימן	לא
Hevendrones	רחפנים מונעים על ידי מימן	לא

אחר

חברה (אנגלית)	עיסוק	קיבלה מענק מהרשות
NitroFix	יצור אמוניה ירוקה כנשאית לדלק מימן	לא
optiQGain	מכשירי אנליזה לתעשיות שונות כולל מימן	כן
NanoScent	זיהוי איכות מימן	כן
Fast Sense	ניטור וניתוח תערובת מימן לאנרגיה ירוקה	לא
Sion Technologies	מכשירי אנליזה לתעשיות שונות כולל מימן	לא

---

* כל המובא במאמר זה נכון ליום כתיבתו ובהתאם לנתונים אשר עמדו בפני מחבר המאמר. רשות החדשנות או מי מטעמה אינם נושאים באחריות כלשהי לנכונות אמיתות ו/או דייקנות הנתונים, כולם או חלקם. המאמר מתפרסם כהעשרה לציבור ואין לעשות בו שימוש מסחרי כלשהו, ובכלל זה, לצורך מכירתו, הפצתו/הצגתו.