פתרונות מבטיחים לתחבורה מקיימת

innovation logo

פתרונות מבטיחים לתחבורה מקיימת

מדינת ישראל אומנם לא מובילה את המעבר העולמי מתחבורה מזהמת לתחבורה מקיימת, אבל תעשיית האוטו-טק הישראלית לוקחת חלק לא מבוטל במאמץ לפיתוח פתרונות ירוקים בעולם הרכב. אלקטריאון וירלס ו-EVR מוטורס הן שתיים מהחברות הישראליות המציעות פתרונות חדשניים בדרך לשינוי מהותי

תחבורה יבשתית היא אחד הגורמים המרכזיים התורמים למשבר האקלים. עובדה זאת הופכת את המעבר של תעשיית הרכב המזהמת לפתרונות תחבורה נקיים וחכמים לחיוני במיוחד. למרות החשיבות הגדולה של המעבר לתחבורה מקיימת, בשנת 2022 מספיק מבט אחד על הרכבים הנעים בכבישי ישראל כדי להבין שמהפכת הרכב החשמלי עדיין לא התרחשה.

אלקטריאון וירלס היא חברה ציבורית שהוקמה ב-2013 ועוסקת בפיתוח ציוד לטעינה אלחוטית של כלי רכב חשמליים. ברק דואני, סמנכ"ל הכספים של החברה מונה כמה מכשולים שמעכבים נכון להיום את המעבר העולמי לתחבורה ירוקה.

המורכבות הראשונה שהוא מציין היא גודל הסוללות שדרושות להפעלת רכבים חשמליים. בשונה מרכב מבוסס דיזל או בנזין, ברכב חשמלי אנחנו לוקחים את האנרגיה איתנו ופחות גמישים להטענה בדרך, שהיא מטבעה מורכבת וגם גוזלת זמן רב. מגבלה זאת גורמת לחרדת טווח (Range Anxiety) – המבטאת את חששם של נהגים שהאנרגיה של הרכב לא תספיק להגעה ליעד הרצוי. 

העובדה שרכבים חשמליים בדרך כלל מוגבלים מבחינת טווח הנסיעה שהם מאפשרים, גורמת לרבים להימנע משימוש ברכב חשמלי - גם בעולם הרכב הפרטי וגם בעולם התפעולי, כלומר במשאיות, באוטובוסים וכו'. בנוסף, סוללות גדולות, מהסוג הנדרש ברכבים גדולים הן גם מאוד מזהמות. מחקרים מראים שכדי להצדיק שימוש ברכב חשמלי מבחינה ירוקה צריך לנסוע בו לפחות חמש שנים כדי לקזז את מערך הפליטות בעת השימוש ביישום.

המורכבות השנייה לפי דואני קשורה בתשתית וצפויה להתרחש דווקא ברגע שבו רבים יאמצו רכבים חשמליים: מגבלת יכולת ייצור החשמל. "דמיינו סיטואציה שבה בתל אביב עצמה יצטרכו להיטען 500-400 אלף רכבים חשמליים בשעות הלילה", מסביר דואני. "מדובר בכמות אנרגיה גבוהה מאוד הנדרשת בזמן קצר יחסית שמשק החשמל, נכון להיום, לא ערוך אליה".

הפתרון שמציעה חברת אלקטריאון כולל מענה אמיתי לשתי הבעיות האלה: "אנחנו מאפשרים להקטין את גודל הסוללה ובו זמנית להגדיל את האפקטיביות של הרכב", טוען דואני. היתרון הוא שחשמל, בניגוד לבנזין, יכול לעבור אלחוטית. אלקטריאון משתמשת ביתרון הזה ומעבירה את האנרגיה בתשתית השיתופית היחידה שקיימת – הכביש. המשמעות היא שהרכבים החשמליים העושים שימוש בכביש זה נוסעים על תשתית שטוענת אותם כל הזמן. 

בעולם הטעינה יש תחום שנקרא ERS (Electric Road System) - תשתית טעינה דינמית, שאינה בהכרח אלחוטית, אלא יכולה להיות גם קווית. יש חברות שמייצרות טעינה באמצעות מגע. טעינה דינמית נחלקת לשלושה סוגי טכנולוגיות: טעינה עילית - כמו ברכבות; טעינה במסילה על הכביש; וטעינה אלחוטית – כפי שעושה אלקטריאון. הנושא של תשתית טעינה אלחוטית נחלק גם הוא לכמה קטגוריות: טעינה סטטית – למשל כשרכב נטען בחנייה שלו; טעינה דינמית, כאשר הרכב נמצא בנסיעה; ותשתית טעינה אלחוטית סמי דינמית - כלומר, היברידית.

המערכת הדינמית של אלקטריאון כוללת גם טעינה סטטית וסמי דינמית. כלומר, טעינה אלחוטית במקום טעינה קווית, והמשמעות היא פחות עלויות תחזוקה ופחות עלויות הקמה כי לא משתמשים בתשתית לכל רכב בנפרד. התשתית עצמה נמצאת תחת האדמה, ללא הפרעה. 

האסטרטגיה והחזון של החברה מתמצים בפריסה דינמית, שתאפשר מצד אחד אימוץ גבוה יותר של רכבים חשמליים על ידי הקטנת גודל הסוללת, ביטול חרדת הטווח והפחתה של כמות הפליטות של כל רכב שעולה על הכביש. 

בפתרון של אלקטריאון יש מורכבות גדולה בשאלות מי יממן את התשתית וכיצד יתבצע התהליך של העברת כל הרכבים לחשמליים. לדעת דואני התהליך בעולם הרכב יהיה בדומה לתהליך שהתרחש במהלך כמה עשרות שנים בעולם הטלקום - ייקח כמה שנים עד שהתשתית השיתופית תהיה פרוסה בכל העולם. ומי ישלם על כל זה? "ברגע שמייצרים את האקו-סיסטם הראשוני המבוסס על פרישת תשתית טעינה סטטית וסמי-דינמית ויהיו יוזרים ראשונים, המהלך של מעבר לתשתית דינמית יהיה כלכלי ויהיו גופים שיוכלו לשלם על זה במסגרת פתרונות כמו כביש אגרה או תשלום למדינה", טוען דואני. 

 

הכביש המחשמל של תל אביב

אחד האתגרים המרכזיים במעבר לתחבורה מקיימת הוא התחבורה הכבדה – בעיקר משאיות ואוטובוסים – המהווה גורם משמעותי בזיהום התחבורתי. האיחוד האירופי וגם מדינת ישראל הציבו לעצמם כיעד לפתור תחילה את עניין התחבורה הכבדה, מכיוון שהמזהמים הכבדים הם גם המשתמשים העיקריים בתשתיות המקומיות. וגם מכיוון שפתרון הבעיה שלהם יאפשר להעלות את השימוש בתחבורה ציבורית בהפיכתה ליותר נקייה, יותר יעילה, יותר אפקטיבית וכן הלאה – ולהפחית את השימוש ברכב פרטי". 

אלקטריאון מציעה פתרון לבעיית המעבר של רכבים כבדים לתחבורה חשמלית. ב-2018 החברה זכתה בפרויקט גדול בשבדיה שכלל פריסת כביש אלחוטי דינמי ראשון מסוגו בעולם באורך 1.6 קילומטר. על הכביש נוסעים שני סוגי רכב שמעולם לא נסעו על תשתית דינמית: משאיות ואוטובוסים. 

הפרויקט ממומן על ידי רשות התחבורה השבדית והוא עדיין מתופעל. "הפרויקט הזה אפשר לנו לייצר המון קשרים ולקבל אישורים שבלי התמיכה של רשות החדשנות לא היינו מגיעים אליהם. הפרויקט העניק לנו הבנה מה צריך לעשות כדי לפרוס את התשתית", מספר דואני. 

בימים אלה עובדת אלקטריאון על פרויקט גדול עוד יותר בתל אביב: תשתית שמטעינה כמאתיים אוטובוסים של חברת דן בתל אביב ופותרת את הצרכים האנרגטיים, מעלה את זמן התפעול שלהם ובשלב הבא ייתכן וגם תקטין את גודל הסוללה. הפרויקט הוא המשך לפיילוט בתל אביב משנת 2020 שנערך בתמיכה של רשות החדשנות וגופים נוספים. פרויקטים נוספים מתקדמים גם באיטליה ובגרמניה.

חזון החברה הוא לסייע במעבר העולמי לתחבורה חשמלית ובכך להפוך את התחבורה לנקייה ואקולוגית. "התוכניות שלנו לשנים הקרובות הן להעצים את דריסת הרגל בישראל, אירופה וארצות הברית ולתת מענה לדרישה הגוברת לתחבורה ציבורית חשמלית", אומר דואני. 

 

"אחד החסמים המשמעותיים לצמיחת חברות אקלים-טק בישראל הוא הקושי בבחינת המוצר הסופי טרם הוצאתו לשוק. לאור זאת מפעילה הרשות את תכנית הפיילוטים, אשר ביחד עם משרדי הממשלה מאפשרת לחברות ההזנק לבצע ניסויי פיילוט על גבי תשתיות המדינה (רשתות החשמל, כבישים, רמזורים, מקורות מים) תוך מתן הקלות רגולטוריות נקודתיות לביצוע הניסוי. במקביל פועלת הרשות במסגרת הסכמי שיתוף פעולה בין מדינתיים לקידום ניסויי פיילוט של חברות ישראליות בחו"ל, למשל באזור דרום אמריקה".

ארי זיגמן, ראש מטה מנכ"ל רשות החדשנות 

 

פחות משקל, יותר הספק

חברה ישראלית נוספת שמבקשת להתמודד עם האתגרים במעבר לתחבורה ירוקה היא EVR Motors. מנכ"ל החברה, עופר דורון, הגיע לחברה מהתעשייה האווירית, בה היה מנכ"ל מפעל החלל והוביל בין היתר את הצוות שתכנן ובנה את החללית "בראשית".

כ-4% מהמכוניות החדשות בישראל השנה יהיו חשמליות. אפשר להניח שבדומה לשאר העולם, הנתון הזה יכפיל את עצמו מדי שנה, אבל יש לנו עוד דרך ארוכה. באירופה, למשל, מדובר ביותר מ-25% מהרכבים החדשים, ואילו בנורבגיה לא פחות מ-85% מהרכבים החדשים הם חשמליים. לעומתם אנחנו בפיגור גדול, ויש לפנינו דרך ארוכה. 

דורון: "אם לא נשמור טוב יותר על כדור הארץ, זה יעלה לנו ביוקר. צריך לעשות מאמצים גדולים כדי להפחית את זיהום האוויר - זה גם יפחית את משבר האקלים וגם יוסיף לבריאות שלנו. לדעתי המדינה לא מספיק אגרסיבית בחלק גדול מהיעדים שלה ומוותרת לעצמה מאוד בקלות. אני מאוד בעניין הקשחת הרגולציה בנושא איכות סביבה, ובעיקר בנושאי תחבורה". 

"אחד הדברים שמרתיעים אנשים מהמעבר לרכב חשמלי הוא טווח הנסיעה", מסביר דורון. "אם המנוע קטן יותר אפשר להגדיל את המצבר. להוריד מחיר וגודל אלה שני נושאים מאוד חשובים בהפיכת מכוניות חשמליות משוק נישה לעיקר השוק. כאן אנחנו נכנסים לתמונה עם המנועים שפיתחנו. המנועים שלנו תורמים לסביבה בזה שהם נקיים - ושלנו תורמים יותר מאחרים כי הם קטנים וזולים יותר, אז זה מוריד קצת את מחסומי הכניסה לעולם הרכב החשמלי".

EVR Motors עוסקת בפיתוח טופולוגיה חדשה של מנוע חשמלי. רוב המנועים החשמליים הקיימים בכלי רכב הם מסוג מנוע רדיאלי עם מגנטים. EVR Motors שכללה את התצורה של המנוע הגנרי באופן שמאפשר לבנות מנוע רדיאלי קטן וקל משמעותית מהגודל והמשקל של מנוע בטכנולוגיה שגרתית באותו הספק. יש אינסוף מנועים, בהספקים שונים, שאפשר לפתח עם התצורה הזאת.

"בתחום המנועים יש התפתחות שהיא בעיקרה שיפורים קטנים בסלילים ובקירור, אין קפיצות מדרגה", מסביר דורון. בתחום של מנועים רדיאליים אנחנו לא מכירים שינויים דרמטיים כמו שלנו בטופולוגיה של המנוע". לחברה יש כבר שני פטנטים רשומים ולאחרונה הגישה בקשות לתשעה נוספים בכל העולם. 

המנוע הראשון שפיתחה החברה יועד במקור לדו-גלגלי והוא כל כך חזק שהוא מתאים יותר לתלת-גלגלי או לאופנועים חזקים. היום מפתחת החברה מנוע קטן יותר לקטנועים. המנוע הראשון שוקל פחות מ-10 קילו ונותן בערך 17 קילווט, כלומר – הוא חזק כפליים מכל המנועים במשקל דומה. 

"בליבת החדשנות שלנו יש צורה שונה של הסטטור (Stator) של המנוע – החלק הנייח של המנוע. המנוע שלנו שונה במראה ובהתנהגות ממנוע רגיל, ומכאן בא הרבה מאוד הספק. מכיוון שהמנוע קטן משמעותית בהשוואה להספק, יש בו גם פחות חומר מאשר במנוע רגיל ועל כן הוא גם זול יותר. משקלו של כל מרכיב הוא אחד המדדים המרכזיים בכל רכב, וזה נכון בעיקר ברכב חשמלי כי הסוללה עצמה כבדה מאוד. "אז המנוע שלנו הוא גם יותר טוב, גם יותר קל וגם יותר זול", טוען דורון, "כי השילוב הזה הוא יתרון מנצח". 

הלקוחות של EVR Motors הם גופים תעשייתיים גדולים: יצרני כלי רכב ויצרני מנועים לרכב. שני סוגי הלקוחות האלה רוצים מנועים חשמליים קטנים, קלים, זולים ובעלי הספק, נצילות וגמישות גבוהים, וזה בדיוק מה שהחברה מספקת. 

המודל העסקי מתחלק לשני סוגי לקוחות: הלקוחות הגדולים, שרוצים לייצר בעצמם את המנועים וביניהם יצרני הרכב, והלקוחות שלא מייצרים את המנועים לבד, אלא רוצים לקנות אותם מוכנים. 

"האתגר הוא שחברות הרכב הגדולות יקנו מנועים רק אצל ספקים גדולים של עולם הרכב", מספר דורון, "ואין סיכוי שהם יקנו מנועים תוצרת פתח תקווה. לכן המודל העסקי העיקרי הוא לקחת את החדשנות שלנו ולתכנן מנועים עבור יצרניות הרכב והמנועים, שאחר כך ייצרו אותם לבד על פי הטכנולוגיה שלנו וישלמו עליה תמלוגים. המודל המשני של החברה הוא להרכיב מנועים בארץ ולמכור אותם ללקוחות הקטנים יותר - אלה שרוצים לקנות עשרות ועד אלפי מנועים. 

הפנטזיה: מנוע ישראלי מוביל

EVR Motors נמצאת כיום אחרי אבטיפוס של מנוע שהוכתר כהצלחה. הם מייצרים בימים אלה כמה עשרות מנועים מהדגם הראשון, המיועדים ללקוחות מעשר מדינות שרוצים לערוך בדיקות וניסויים על המנוע. במקביל הם מפתחים מנועים נוספים, קטנים וגדולים יותר ומנועים מקוררי מים ואוויר המיועדים לסוגים שונים של כלי רכב.

"הפנטזיה שלנו היא להיות הסטנדרט של מנועים רדיאליים", מספר דורון. "אם מה שעשינו על מנוע קטן יעבוד גם על מנוע גדול בצורה דומה - ואנחנו מעריכים שזה המצב - ובהינתן שמנועים רדיאליים ימשיכו להיות העיקר, מי שלא יסגור את הפער ויגיע לרמת הביצועים שלנו יישאר מאחור. 

"אני מניח שחלק מהיצרנים ימצאו תצורות אחרות, אבל חלק לא מבוטל יבואו למקור וירצו לאמץ את השיטה שלנו. לכן אני חושב שאנחנו נראה בעוד עשור את מרבית המנועים הרדיאליים בצורה מאוד דומה לשלנו. אנחנו נשמח מאוד שהמנוע שלנו לרכב דו-גלגלי, למשל, יהיה המוביל בעולם, גם אם הוא ייוצר במדינות אחרות. טכנולוגיה ישראלית זאת גאווה גדולה".

הובלה ישראלית היא לא דבר מובן מאליו. האוטו-טק הישראלי החל מכמעט כלום לפני 20-15 שנים. בהתחלה זה היה בעיקר בתוכנה, שבה ישראלים מאוד חזקים. זה המשיך לתעשיית החיישנים, שגם בה ישראל מאוד חזקה, ועכשיו זה פונה לכל מיני מקומות מעניינים, שונים ומשונים - בין השאר במנועים חשמליים, במערכות טעינה וכו'. פתאום יש גם מכניקה בסיפור. זה לא טריוויאלי להייטק הישראלי לפעול בתחומים האלה, גם כי גיוס ההשקעות לא טריוויאלי ורוב המשקיעים לא רגילים לחומרה, וגם כי עלויות העבודה בארץ וגם עלויות הייבוא מחו"ל גבוהות מאוד - אז זה בהחלט אתגר מרשים.

על רשות החדשנות לדורון מילים מאוד חמות. "את המענק המרכזי שלהם קיבלנו לפיתוח המנועים בתחילת הקורונה. המהירות בה הרשות בחנה, טיפלה, אישרה והעבירה כסף הייתה מרשימה מאוד. בלעדיה היה לנו קשה מאוד. הרשות היא אחד המפתחות החשובים בהייטק הישראלי - בטח בתחום כמו שלנו שהוא תחום מאוד קשה ומאתגר למשקיעים. בגלל אופיו של עולם הרכב וחומרה ברכב אז הזמן שעובר עד שמגיע כסף מיצרני הרכב הוא ארוך מאוד. ההשקעות הנדרשות גדולות ויש הרבה אתגרים בתחום הזה. הרשות בהחלט מאפשרת לעבור את השלבים הקשים".