המעבר ממכוניות בנזין למכוניות חשמליות יגרום לבעיות קשות: גידול בצריכת החשמל ונחשול בשעה שכולם יחזרו הביתה. הפיתרון: חלוקת זמנים באמצעות שעונים המפוזרים בזמן.

בשורת המכונית החשמלית כבר פה. מאות מכוניות חשמליות כבר נעות היום בכבישי הארץ. בעוד עשור צפויות כאן הרבה יותר מהן. המכונית החשמלית יעילה יותר מהמכונית בה אנו נוסעים היום שיש לה מנועי בעירה פנימית. והעיקר – המכונית החשמלית אינה מייצרת את גז החממה, את דו-תחמוצת הפחמן. אבל המעבר למכוניות חשמליות צופן בחובו גם כמה בעיות קשות, ואפילו קשות מאוד.

המכונית החשמלית יעילה יותר מהמכונית בה אנו נוסעים היום, שיש לה מנועי בעירה פנימית, והיא אינה מייצרת את גז החממה. אבל המעבר למכוניות חשמליות צופן בחובו גם כמה בעיות קשות

גידול בצריכה

הבעיה הראשונה היא יכולת רשת החשמל לספק את כל הצריכה הנדרשת. אם רוב המכוניות תהיינה חשמליות, רוב צריכת האנרגיה שכיום מתקבלת מבנזין – תעבור לרשת החשמל.

מדובר בכמויות ענקיות, שלא פשוט יהיה לספק אותן באמצעות מערכת תחנות הכוח, השנאים והכבלים הקיימים. יצטרכו להגדיל את כולם בהיקף אדיר. הבעיה היא גם איך לעשות זאת? תחנות כוח על דלק פוסילי? אם כן, זיהום האוויר שנובע ממכוניות יירד, אבל הזיהום מתחנות כוח – יגדל.

נחשול

הבעיה השניה, החמורה יותר, היא הבעיה של תיזמון ההמון. בעיית הנחשול (Surge): באופן נורמלי צפוי שכל בעל מכונית חשמלית יחזור לביתו בשעה כלשהי ויחבר אותה לנקודת הטעינה שבביתו.

רוב האנשים מגיעים הביתה לקראת שעות הערב. לכן צפוי שבשעה מסוימת בערב יהיה נחשול, קפיצה אדירה בדרישה לחשמל, נחשול שיגרום לפקקים השכונתיים לקפוץ ולהפסיק את הזרם, ועלול גם להשבית את תחנות הכוח.

תיזמון המון הוא תופעה ידועה בעולם. בעת ההפסקה במשחק הסופרבול באמריקה – כולם רצים לשירותים, עושים מה שעושים, ואז מורידים את המים – כולם בבת אחת – מה שגורם לנחשול במערכת הביוב, מכה שהמערכת מתקשה להתמודד איתה, וראש העיר של ניו יורק מבקש מכל האזרחים להימנע מזה. גם בבריטניה, כאשר יש הפסקה במשחק כדורגל שרבים צופים בו – כולם ממהרים להדליק את הקומקום, ולחמם מים לתה – כולם בבת אחת – מה שגורם לפקקים השכונתיים לקפוץ.

תיזמון המון הוא תופעה ידועה. בהפסקה במשחק הסופרבול באמריקה כולם רצים לשירותים, ואז מורידים את המים – כולם בבת אחת – מה שגורם לנחשול במערכת הביוב, מכה שהמערכת מתקשה להתמודד אתה

אז איך לטפל בתופעה הזאת?

מצברים

ההצעה הראשונה, של גל ענבר, היא שימוש במצברים כמאגרי אנרגיה. בזמנו, בישוב עומר שליד באר שבע, אספקת המים היתה בלתי סדירה. לא יכולת להיכנס למקלחת בלי לחשוש שברגע מסוים ייפסק זרם המים, ואתה תישאר עם כל הסבון עליך.

לכן, בכל בית בעומר בעל הבית התקין מיכל מים רזרבי. כשיש מים – המיכל מתמלא, וכך אפשר להתרחץ ולרחוץ את הכלים גם כשאין מים בצינורות.

פיתרון דומה יכול לעבוד עם המכונית החשמלית. בזמן שבעל המכונית נוסע בכבישים – המצבר הביתי מתמלא. כאשר בעל המכונית חוזר הביתה – הוא מטעין את המכונית מן המצבר הביתי, ולא מו הרשת. זאת אומרת שהממשלה תצטרך לחייב כל בעל מכונית חשמלית לקנות ולהתקין בביתו מצבר ביתי, כדי למנוע את הנחשול הנ"ל.

חלק מהפיתרון הזה הוא התקנת פאנלים סולאריים על הגגות של בעלי המכוניות, עם מצברים שיצברו את האנרגיה בשעות השמש, וישמשו להטעין את המכונית החשמלית בשעות הלילה.

אנרגיה ירוקה

הצעה שניה, של ירון גלבוע, היא לבזר את הבעיה, ולתת לכל איזור לדאוג לאיזון באופן מקומי, עם דגש על אנרגיה ירוקה. כלומר להתקין, בכל איזור ובכל בית, פאנלים סולאריים ויחידות צבירת אנרגיה – מקומיות. כך שהבעיה הארצית תהפוך לאוסף בעיות מקומיות, ולא לבעיה של נחשול כלל ארצי. גם הצעה זאת מתבססת על מצברים, שיצברו אנרגיה בשעות של עומס נמוך – וימנעו את התופעה של הנחשול.

בזמנו, בישוב עומר ליד באר שבע, אספקת המים היתה בלתי סדירה. לא יכולת להיכנס למקלחת בלי לחשוש שברגע מסוים ייפסק זרם המים, ותישאר עם הסבון עליך. לכן, בכל בית בעומר בעל הבית התקין מיכל מים רזרבי

שיטת התיזמון המחולק באמצעות שעונים

ההצעה השלישית, זאת ההצעה שלי, ואולי מישהו אחר עלה על הרעיון. זו שיטת חלוקת זמנים באמצעות שעונים המפוזרים בזמן: להשתמש בשעונים כדי לפזר את שעות הטעינה על כל שעות היממה. הכוונה היא שעל כל נקודת טעינה יותקן שעון, שיקבע מתי ניתן יהיה לבצע טעינה ומתי לא.

כל בעל מכונית יביא את שקע אספקת החשמל של מכוניתו למשרד האנרגיה, שקע שכולל שעון, כמו שעון שבת – ושם יקבע בשעון זמן קבוע ביממה, שרק בו ניתן יהיה לטעון את המכונית.

משרד האנרגיה יחלק את הזמנים, באופן אקראי, בהתאם לאיזור, כך שהטעינה של המכוניות החשמליות לא תתחיל באותה שעה, אלא תתחלק על כל שעות היממה, ובמיוחד על השעות שבהן העומס על הרשת הוא נמוך – ולא בשעות השיא של צריכת חשמל.

היתרון בשיטה הזאת של חלוקת זמנים הוא בכך שאין צורך להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית (שצבורה במצבר) ואח"ב לשוב ולהמיר את האנרגיה הכימית חזרה לאנרגיה חשמלית. כל המרה כזאת מהווה הפסד אנרגיה (23%, זה המספר שמצאתי בחיפוש ברשת). לכן עדיף לחלק את זמני הטעינה בין המכוניות, ולא להזדקק למצברים. כך שבסיכום כללי, הרשת תצטרך לספק פחות אנרגיה, מאשר בשיטות המצברים.

יתרון שני הוא שבשיטה זאת מובטח פיזור שווה של זמני הטעינה, מה שלא מובטח בשיטת המצברים. כמובן, בשיטה הזאת גם חוסכים את הצורך ברכישת מאות אלפי מצברים ע"י כל בעלי המכוניות החשמליות בישראל.

שיטת חלוקת הזמנים אינה עומדת בסתירה לשימוש באנרגיה סולארית ובמצברים שיאגרו את האנרגיה הסולארית בשעות השמש ויהפכו אותה לחשמל, בשעות שהשמש מתחבאת.

שיטת חלוקת הזמנים אינה עומדת בסתירה לשימוש באנרגיה סולארית ובמצברים שיאגרו את האנרגיה הסולארית בשעות השמש ויהפכו אותה לחשמל, בשעות שהשמש מתחבאת

הצעה רביעית היא שיטת האסימון. כל מי שרוצה להטעין את מכוניתו – צריך בכל יום, בכל פעם, לבקש רשות ולקבל אסימון, אותו יקבל רק כאשר הרשת תוכל לספק לו את האנרגיה המבוקשת. זאת שיטה מסורבלת, שלא ניראה לי שמישהו ידון בה ברצינות.

מנועי מימן

אחת משיטות התחבורה שעובדים עליה היום ומפתחים אותה בכל העולם היא מנועי המימן. מנועי מימן מייצרים מים, ואינם מייצרים את גז החממה דו-תחמוצת הפחמן – וגם לא את חנקן דו-חמצני, גז שגורם לזיהום אוויר חמור בכל מקום שבו יש תחבורה.

בשלב זה תהליך השימוש במנועי המימן סובל מניצולת נמוכה של האנרגיה, ולכן אין להם הצלחה בשוק. אבל עם הזמן, עם התקדמות המחקר המדעי ועם רגולציה תומכת, יש לצפות לכך שמספר המכוניות הפועלות על מנועי מימן יגדל, ומספר המכוניות החשמליות יקטן.

מכוניות אוטונומיות

בעוד כמה שנים ניתן לצפות לכך שהשימוש במכוניות אוטונומיות יגדל מאוד, ואולי יהפוך לתחבורה הנפוצה – ואז כל הסיפור ישתנה. למכונית האוטונומית, כשיושלם הפיתוח שלה, יש עדיפות גדולה בנוחיות השימוש ובמניעת תאונות דרכים. המכונית האוטונומית מאפשרת קביעת מועד הטעינה באופן מערכתי – וכך למנוע את תופעת הנחשול.

למכונית האוטונומית, כשיושלם פיתוחה, יש עדיפות גדולה בנוחיות השימוש ובמניעת תאונות. היא מאפשרת קביעת מועד טעינה באופן מערכתי – ושימנע את תופעת הנחשול

במכונית האוטונומית יש ציוד רב, הדרוש לנהיגה אוטונומית – ולכן מחירה יהיה גבוה. המחקר מגלה שכיום רוב המכוניות הפרטיות נמצאות בשימוש רק 4% מהזמן, ויתר הזמן המכוניות נמצאות בחניה, ליד הבית, ליד מקום העבודה או ליד הקניון.

לכן רוב האנשים יעדיפו לא לרכוש מכונית אוטונומית פרטית יקרה, אלא יעברו לשימוש בשירות בנוסח "גט טקסי", כלומר להזמין הסעה ממוקד ממוחשב, ולקבל מונית שתגיע לביתם ותביא אותם ליעד – בהנחה שהשירות יהיה יעיל ומוצלח.

רק עשירים מופלגים, כאלה שהיום מחזיקים מטוס פרטי, יחזיקו מכונית אוטומטית פרטית. כיוון שכך הטעינה של כל מכונית תתבצע בפיקוד של מוקד ממוחשב, שיחליט מתי להפנות כל מכונית שתיסע לטעינה, וזאת גם בהתחשב בשיקול של חלוקת העומס על מערכת אספקת האנרגיה.

ויכול להיות שהמעבר למכוניות החשמליות יחול בד בבד עם המעבר למכוניות אוטונומיות. אז האנשים לא יצטרכו לדאוג להטענת מכוניתם – וכך תיפטר הבעיה של הנחשול.

יוסף רגב הוא יו'ר עמותת 'מנוחה נכונה', בית העלמין האלטרנטיבי בבאר שבע. איש מחשבים, חוקר ומחנך. מחלוצי תעשיית המחשבים בישראל. מורה למחשבים באונ' בן גוריון. הביא את הדואר האלקטרוני לישראל. הקים בבאר שבע פרויקט חינוכי, בו למדו מאות תלמידים. כיום בפנסיה. הסטוריון חובב. מחבר הספר 'רצח ארלוזורוב עוד חי' (באר שבע 2016).