מוצרים, קיימות גלובלי,
דצמבר 07, 2021 | זמן קריאה דקה 1

המסע לפתרונות אגירת אנרגיה בני קיימא: אגירת אנרגיה בסוללות ברום

שיתוף:

בעולם מחפשים ללא הרף פתרונות בני קיימא לייצור ואגירת אנרגיה. תחנות כוח תרמו-סולאריות מאפשרות ייצור חשמל עלויות נמוכות יותר מאשר תחנות כוח מבוססות דלק מאובנים. בשנת 2020 פרסמה הסוכנות הבינ"ל לאנרגיה תחזית, על פיה כבר היום, העלות למגה וואט להקמת תחנה תרמו-סולארית הינה זולה יותר מאשר תחנה מקבילה המבוססת על דלק מאובנים.    

יחד עם זאת, 80% מצריכת האנרגיה העולמית נובעת משימוש בדלק מאובנים 

הוויכוח על השפעת האדם על שינויי האקלים נמצא בשיאו, אולם על עצם השינוי כשלעצמו אין מחלוקת  – אורח החיים של בני אדם תורם להתחממות הגלובאלית ולכן על מנת לשמור על עתיד ילדנו יש לנקוט פעולות, לשנות הרגלים ובראשם פליטת גזי החממה הנגרמת משימוש במקורות אנרגיה מבוסס דלקים מאובנים (נפט, פחם וגז טבעי), מקורות אלה מספקים לא פחות מ-80% מהביקוש העולמי לאנרגיה ועל כן ישנה הסכמה נרחבת לגבי נחיצות המעבר לאנרגיה ירוקה.

גם המספרים מגבים את הטיעון בהתאם להוזלה משמעותית בעלות ייצור אנרגיה ע"י טורבינות רוח וכן מתאים פוטו-וולטאים (פאנלים סולאריים) לקליטה וייצור אנרגיה מהשמש, וכך יהפכו מקורות האנרגיה המתחדשת לרכיבים מרכזיים במערכת העולמית לאספקת חשמל.

הדרך לפתרונות אנרגיה ברי קיימא במחיר תחרותי

אנו נמצאים לקראת שיא ההתפתחות בייצור פתרונות יצירת ואגירת אנרגיה בני קיימא אשר יהוו תחליף יעיל וחסכוני אליו העולם שואף. חוות להפקת אנרגיה סולארית וטורבינות רוח מדביקות את פער ייצור האנרגיה של תחנות כוח מבוססות דלקים מאובנים כך שגם הפסקת השימוש בתחנות פחמיות שובר שיאים. 

כוחה של הצרכנות במעבר לאנרגיה סולארית ורוח

לצרכנים (כלומר לכולנו) יש תפקיד משמעותי בהנעת המעבר לאנרגיה ירוקה יותר, כך שלמעשה הכוח הצרכני הוא המשמעותי ביותר בדרך להפחתת התחממות כדור הארץ ושינויי האקלים. אנרגיה פוטו-וולטאית סולארית (PV) הפכה לנפוצה באופן יחסי והיא משמשת מקור להפקת אנרגיה הלכה למעשה בכל מקום בו יש צורך בחשמל, בייחוד באזורים שאינם מחוברת לרשת החשמל.

שמש ורוח כפתרונות אנרגיה ידידותיים לסביבה

אנרגיה סולארית היא ידידותית לסביבה, ואף זולה יותר להפקה. היא בטוחה, יעילה, אמינה ואינה מזהמת, נוסף על כך היא זמינה גם כאשר אין חיבור לרשת החשמל. אנרגית רוח ניתנת לייצור גם בים וגם במדבר. 

מכיוון שאנרגיות השמש והרוח תלויות במזג האוויר, אור שמש ובמשב הרוח, שעות השיא להפקת חשמל ממקורות הן שעות הבוקר ואחר הצהריים המאוחרות בהתאמה. לכן יש צורך במערכות גדולות לאגירת אנרגיה בסוללות, בכדי שניתן יהיה לנצל את האנרגיה הירוקה גם בשעות אחרות ובמקומות בהם יש בה צורך. 

פתרונות אנרגיה ירוקה בעולם הרכב

סוללות למכוניות חשמליות | מעבר מאסיבי למכוניות חשמליות 

תחום נוסף של בו נרשמת צמיחה משמעותית בשימוש באנרגיה ירוקה הוא בשוק הרכבים החשמליים (EV), השוק גדל בקצב של 29% לשנה, כשהיעד הוא להגיע לנתח שוק של 100% מכוניות חשמליות עד שנת 2050. ברור כי הפופולאריות של המכוניות החשמליות נובעת מצעם העובדה שאינן מזהמות ואינן פולטות פליטות התורמות לזיהום האויר. נוסף על כך מכוניות אלו קלות וזולות יותר לתחזוקה.

החדשנות של טסלה הגבירה את המודעות לזמינות מכוניות חשמליות וגם לפוטנציאל הגדלת טווח הנסיעה של רכבים חשמליים

טווח הנסיעה בין טעינה לטעינה הוא הדאגה הגדולה ביותר של נהגי רכב חשמלי, יחד עם אורך החיים של הסוללה, הנאמד ב-500 מחזורי טעינה, והצורך להחליף סוללות כל 104,000 ק"מ, צרכנים פוטנציאליים רבים חוששים ונרתעים מרכישת רכבים חשמליים. 

גם משאיות וציוד מכני כבד עוברים להנעה חשמלית

שוק המשאיות והציוד המכני הכבד דורש כמות רבה יותר של אנרגיה ירוקה מזו הנדרשת עבור הנעת מכוניות פרטיות ורכבים מסחריים קלים, אולם השוק מתקדם למציאת פתרונות להנעת משאיות, מנופים, מלגזות, טרקטורים, ציוד מכני הנדסי כבד ואפילו מחפרים, הפועלים באמצעות מנועים חשמליים. 

מנועים חשמליים שקטים עם סוללות נדרשים בכל מקום בו יש רגולציה חזקה לגבי מפגעי רעש ופליטת מזהמים לאוויר. ההשקעה במחקר ופיתוח סוללות לרכב חשמלי  משמעותית כבר מספר שנים, והביקוש לסוללות אלו ימשיך לעלות עם העלייה בנתח השוק של רכבים חשמליים. 

הצורך באחסון יעיל של אנרגיה 

בכדי להמשיך בדרך לעולם המונע באנרגיה ממקורות מתחדשים, אחסון אנרגיה בסוללות הופך לחיוני יותר ויותר. כל היישומים והמכשירים זוללי האנרגיה דורשים אחסון במחיר נמוך וצפיפות אנרגטית גבוהה, בטיחותית ויעילה. 

אחסון אנרגיה ותחום הקיימות

סוללות על בסיס ברום הן פתרון מבטיח לאגירת אנרגיה ירוקה, הן כוללות מערכת בעלת שני תאים לא דליקים ובמחיר נמוך. 

סוללות אבץ-ברום ZBFB של ICL הן אחד האמצעים המבטיחים לאחסון כמויות גדולות של אנרגיה בזכות מחירן הנמוך והבטחות שלהן. סוללות אבץ-ברום לאגירת אנרגיה מכילות שני תאים בהם אלקטרוליטים שונים, המופרדים על ידי ממברנה עם נקבים מיקרוסקופיים. האלקטרוליטים זורמים דרך האלקטרודות המהוות תשתית לתגובה האלקטרו-כימית. 

סוללות לרכבים חשמליים

כחלק משיתוף פעולה עם מרכז האנרגיה האלקטרוכימי של אוניברסיטת קולומביה בארה"ב חברת ICL מתכוונת להשתתף בייצור סוללות ליתיום ברזל פוספט  (LFP) המיועדות לרכבים חשמליים ולפתרונות נוספים של אגירת אנרגיה. סוללות מבוססות LFP נהנו לאחרונה משיפורי עיצוב, אשר שיפרו את צפיפות האנרגיה שלהן, מה שיכול להוביל לפעילות ענפה בשווקים פוטנציאליים לסוללות אלה.

 

סוללת ברום. צילום: מתוך מאגר ICL

תמיכת המחקר והפיתוח של ICL

השימוש בדלק מאובנים הוא אחד הגורמים המרכזיים לשינויי האקלים ולפגיעה באיכות הסביבה. חשוב לעבור למקורות אנרגיה מתחדשים ופתח ולהטמיע פתרונות לאגירת אנרגיה. הצפי הוא לצמיחה גלובלית של יותר מ-60% עד שנת 2050 בשימוש במקורות אנרגיה מתחדשת. 

כחברה מובילה בחדשנות, אנו משתמשים ביכולות גבוהות של מחקר ופיתוח בכדי לפתח טכנולוגיות מתקדמות מבוססות שיספקו פתרונות ליצירה ולאגירה של אנרגיה מתחדשת וידידותית לסביבה כדי להבטיח את עתיד האנושות ואת עתיד כדור הארץ לדורות הבאים. 

אנו ממשיכים לחפש דרכים חדשניות לשימוש ברום, פוספטים, מגנזיום ומינרלים אחרים כדי לשפר בצורה בטוחה את הפתרונות לאגירת אנרגיה סולארית ומתחדשת, בכדי שיהיו בעלי קיבולת גבוהה יותר, אורך חיים גדול יותר, קלים יותר להובלה, בעלי נפח קטן יותר ובטוחים יותר.

אולי יעניין אותך גם:
מגמות אנרגיה מתחדשת לשנת 2024: ניווט לעבר עתיד ירוק יותר
סוללות LFP: המפתח למהפכה אנרגטית ראיון עם פיל בראון, מנכ"ל פתרונות פוספט של ICL – חלק ראשון
תרומתה של ICL לעתיד טכנולוגיית הסוללות והאנרגיה מתחדשת

 

ישראל צפויה להרוויח בגדול

כמדינה מתקדמת בפיתוח טכנולוגיות של אנרגיה מתחדשת בכלל, ושל אנרגיה סולארית בפרט, גם ישראל צפויה להרוויח בגדול מהטכנולוגיה החדשה. כבר בשנת 2011 קבעה ממשלת ישראל יעדים לייצור חשמל בצורות של אנרגיה מתחדשת – ובעיקר אנרגיה סולארית ואנרגיית רוח. היעד הוא כי בשנת 2020 ישראל תייצר 10% מסך האנרגיה שנצרכת במדינה בשיטות של אנרגיה מתחדשת, ועד שנת 2030 שיעור זה צפוי להאמיר ל-17%. שימור ואגירת אנרגיה סולארית ומתחדשת לא רק שיסייעו להגיע ליעד שקבעה הממשלה, אלא שהוא גם צפוי להוזיל את מחיר האנרגיה.

תהליך דומה עובר על יתר מדינות העולם המערבי, וכן על מעצמות המזרח – סין והודו. על פי נתוני הבנק העולמי, עלה שיעור צריכת האנרגיה המתחדשת בעולם בכ-2% בין השנים 2007 ל-2015. זה אולי נשמע מעט, אבל מדובר בהפקת חשמל בכמויות עצומות, ומגמת הגידול נמשכת. לפי מחקר רשות החשמל האמריקאית, ייצור חשמל ממקורות מתחדשים צפוי להגיע בשנת 2040 לרבע מצריכת החשמל הגלובלית.  כאמור, מה שמתחבר ומאפשר ייצור וצריכה יעילים יותר של אנרגיה מתחדשת הן אותן סוללות זרימה, שמתבססות על הברום שמפתחת חברת ICL הישראלית.

אילן בהר, מנהל פיתוח עסקי בחטיבת הפתרונות המיוחדים של חברת ICL, מסביר כי כיום סוללות מבוססות ליתיום הן הנפוצות ביותר, אולם הליתיום הוא חומר יקר ובעל זמינות מוגבלת. "תרכובות הברום, אשר אותן ICL מספקת לתהליך, הן מרכיב ליבה חדש יחסית בפתרון אגירת האנרגיה בסוללות, כאשר אחד המאפיינים הבולטים של סוללות מבססות ברום הוא עמידות ויציבות לאורך זמן". בהר מוסיף, כי "הביצועים של הסוללה לא דועכים, ואת זה ניתן לספק באופן שהוא תחרותי ואטרקטיבי ללקוח".