תעשיית הרכב עומדת בפני אתגרים לא מעטים במעבר לרכבים חשמליים. על כך נוספה עוד דאגה– איסור על שימוש בחומרי PFAS שמהווים מרכיב חשוב במערכות רבות ברכבים אלו
22 ינואר, 2025
תמונה 1: היכן משולבים פלואורופולימרים ברכבים חשמליים?
מאז הומצא הרכב לפני כ-250 שנים, ההנעה השלטת ללא עוררין הייתה מנוע בעירה פנימי המבוסס על דלק או דיזל. אך בשנים האחרונות חל שינוי טכנולוגי משמעותי הנובע משיקולי קיימות – מעבר לרכבים עם מנוע חשמלי. מאמץ נוסף נעשה על מנת לחסוך באנרגיה עם החלפת חלקי מתכת כבדים בחלקי פלסטיק קלים. למעשה, למעלה מ-12 פולימרים שונים נוסעים יחד איתכם כל יום. בכל נסיעה שלכם אתם משנעים כ-44 ק"ג של PP, 38 ק"ג פוליאוריתן מוקצף, 18.5 ק"ג של PA, 15 ק"ג של HDPE ו-14 ק"ג של PVC.
אולם לא הכול ורוד במעבר לרכבים חשמליים ירוקים. קיימים אתגרים רבים המקשים על תעשיית הרכב המסורתית באירופה וארה"ב לבצע מעבר זה. ביניהם ניתן למנות את האיסור על שימוש בחומרי PFAS, המשקל הגבוה של הרכב והסוללה החשמלית המגבילים את טווחי הנסיעה, עלויות ייצור גבוהות, ותחרות חזקה ואגרסיבית מצד סין.
פלואורופולימרים, חלק ממשפחת ה-PFAS, מהווים חלק קריטי (15%-20%) מהרכיבים הנדרשים למנועי בעירה פנימית: קווי וצינורות דלק, צינורות מגדשי טורבו וצינורות במערכות הידראוליות, אטמים טבעתיים (O-ring) במערכות צריכת והזרקת דלק, בדיאפרגמות, תושבות מנוע ועוד. הפלואורופולימרים חיוניים לעמידות של הרכיבים הללו בטמפרטורות גבוהות, ומסייעים במניעת דליפות ותקלות. במערכות בלמי ABS, הפלואורופולימרים מספקים יעילות בלמים טובה יותר ועוזרים בספיגת לחצים. ברכבים חשמליים יש להם תפקיד מכריע וללא התכונות הייחודיות שלהם לא ניתן לייצר את סוללות הליתיום.
מחירי הפלואורופולימרים בעולם הוכפלו בחמש השנים האחרונות והסיבה לכך נעוצה בביקוש האדיר שמייצרות סוללות הליתיום לחומרים הללו. מגמה זו השתנתה בשנה האחרונה עם ירידה חדה של 15% במחירי ה-PTFE ו-17.5% במחירי הפלואורופולימרים האחרים. זאת עקב משבר עמוק בענף הרכב, ובפרט, האטה חריפה בכלכלה הסינית.
רגולציה חדשה ששטפה את העולם עתידה לאסור על שימוש בחומרי ה-PFAS עקב זליגתם למקורות המים העולמיים בחמישים השנים האחרונות והסכנה הנשקפת מהם לסביבה ולאדם. הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) קבעה באוקטובר 2023 כי יצרניות ה-PFAS מתבקשות, החל מיולי 2025, להגיש לה את כל המידע הקשור להשפעות סביבתיות ובריאותיות אפשריות.
מאידך, לפלואורופולימרים תפקיד משמעותי בפתרונות סביבתיים כדוגמת הרכבים החשמליים אך לא רק. נעשה בהם שימוש בייצור משאבות חום, סוללות, פאנלים סולאריים וטורבינות רוח. טכנולוגיות אלו הכרחיות באסטרטגיה הירוקה של האיחוד האירופי. וכאן, בעצם, טמון הקונפליקט – מצד אחד חומרים אלו בעלי תפקיד משמעותי במעבר לרכבים חשמליים ולאנרגיה ירוקה, ומצד שני, השימוש בהם פוגע בסביבה.
הסוללה היא הרכיב הגדול והיקר ביותר במכונית החשמלית. זאת על אף שמחירן ירד בשיעור קרוב ל-90%, אך עדיין מהווה כמעט רבע ממחיר המכונית. הסוללות הנפוצות הן סוללות מצב מוצק וסוללות ליתיום-יון (בעלות תווך נוזלי). בשתיהן יש שימוש ב-PFAS, במיוחד ב-PVDF ו-PTFE שמהווים חומרי–קישור (Binders) בתוך החומר הפעיל, באלקטרוליטים מוצקים ואלקטרוליטים בפולימר ג'ל. למרות שסוללות מבוססות עופרת אינן משתמשות ב-PFAS בחומרים הפעילים, הן משתמשות בחומרים מבוססי PFAS לאטמים, שסתומים ולממברנות.
לצד ההתמודדות עם איסור השימוש ב-PFAS בסוללות, קיים אתגר נוסף והוא הגדלת טווח הנסיעה באופן משמעותי ושיפור קצב הטעינה. סוללות מצב מוצק קלות יותר ומסייעות בכך.
משקל הרכב הממוצע הולך ועולה עם הזמן על אף השימוש בפלסטיק קל משקל וחומרים מרוכבים. זאת עקב הדרישה לרכבים גדולים כמו SUV מחד, ומאידך יש דרישה לתכונות מרובות מצד הלקוחות כמו חיישני בטיחות ומערכות מידע ובידור. בין השנים 2012 ל-2021, כמות הפלסטיק הממוצעת ברכב שנמכר בארצות הברית גדלה ב-16%, ל-186 ק"ג. משקל זה מהווה פחות מ-10% ממשקל הרכב. אולם מבחינת נפח – הרכיבים הפלסטיים מהווים כ-50%.
סוללות חשמליות כבדות משמעותית ממנועי בעירה פנימית, מה שמניע את יצרניות הרכב לשלב פלסטיק ברכיבים רבים יותר, כמו השלדה ומארזי הסוללה, כדי לקזז את תוספת המשקל. תועלת נוספת היא השיקול הבטיחותי. חומרים פלסטיים בעלי ביצועים גבוהים סופגים פי ארבעה מאנרגיית הריסוק בהשוואה לפלדה.
עלות הייצור של מנוע חשמלי גבוהה בכ-50% מזו של מנוע בעירה פנימית ונדרש ליצרנים האמריקאים כארבעה חודשים לייצרם. בעיה נוספת היא צוואר הבקבוק בעמדות הטעינה הציבוריות – פריסתם עדיין אינה מהירה מספיק, ורוב הנהגים מסתמכים על עמדות ביתיות.
למרות שחברות הרכב משקיעות הון עתק של בפיתוח רכבים חשמליים, מכירות רכבי הבעירה הפנימית נפגעות במעט והצרכנים לא ממהרים "להצביע ברגליים". כדוגמה, בגרמניה לבדה, כ-280 מיליארד אירו יושקעו במחקר ופיתוח רכבים חשמליים עד שנת 2028 ועוד 130 מיליארד בבנייה חדשה והסבה של מפעלים לייצורם. מצד שני, הגרמנים מזמינים כיום משמעותית פחות מכוניות חשמליות מאשר ב–2023. מתחילת השנה ירד צבר ההזמנות ב-47% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד. לעומת זאת, הביקוש למנועי דיזל ובנזין עלה ב–24%. האנליסטים צופים שמנועי בעירה פנימית ימשיכו להוות מרכיב משמעותי בתחבורה, במיוחד במדינות עם כלכלות מתפתחות, אולי עד סוף המאה ה-21.
יש מדינה אחת שבה ייצור המנועים החשמליים משתלם יותר וזוהי סין. עלויות הסוללה החשמלית שם נמוכות ב-30% בהשוואה לארה"ב וייצורה קצר משמעותית ואורך כשבוע. הרכבים הסיניים מציפים את אירופה ונתח השוק שלהם גדל פי 20 בין 2019 ל-2023. בין 2009 ל–2023 הזרימה ממשלת סין סבסוד בגובה של יותר מ–230 מיליארד דולר לטובת תעשיית המכוניות החשמליות, מה שהפך אותה למובילה בעולם. על פי הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה, סין אחראית ליותר מ–60% ממכירות המכוניות החשמליות החדשות בעולם בשנה שעברה.
כדי להילחם בכך, החליט האיחוד האירופי להטיל "מכסי עונשין" גבוהים לחמש השנים הבאות על כלי רכב חשמליים מתוצרת סין שמיובאים לאירופה, החל מסוף חודש אוקטובר 2023. גובה מכסים אלו הוא 17% – 38% ממחיר הרכב, שמתווסף למכס בגובה 10% שהוטל עד היום. בשטח כבר אפשר לראות את התוצאות: באוגוסט 2024 צנחו המכירות של כלי רכב מתוצרת סין באירופה בשיעור חד של 38%. יצרנים סיניים שוקלים מחדש פיתוח דגמים בתקינה אירופית וחלקם שוקלים לסגת מאירופה בכלל.
תעשיית הרכב האירופאית חזקה בייצור רכבים עם מנועי בעירה פנימית. יחד עם זאת, היא נמצאת בצומת דרכים מאתגר במיוחד: המעבר לאנרגיה ירוקה, הדיגיטליזציה והתחרות העולמית שינו מהותית את הסביבה התחרותית. זאת לצד צניחה משמעותית שנרשמה השנה ברכישת רכבים חדשים באיחוד האירופי ובפרט ברכבים חשמליים לעומת שנה שעברה. כתוצאה מכך, נציגי תעשיית הרכב של האיחוד האירופי דוחקים במוסדות האיחוד לנקוט בצעדי סיוע דחופים ולהקדים לשנת 2025 את הבחינה מחדש של תקנות הפליטה הפחמנית המרבית עבור רכבים קלים.
בדו"ח שכתב מריו דראגי, ראש הבנק המרכזי האירופי לשעבר, הוא ממליץ על צעדים להורדת עלויות האנרגיה והעבודה, והגברת האוטומציה בתעשייה. זאת לצד פיתוח תשתית טעינה נרחבת. בהתייחסותו לנושא איסור השימוש בפלואורופולימרים, הוא מדגיש כי טרם נמצאו להם חלופות ראויות ביישומים רבים ברכב המסורתי והחשמלי.
כיצד ייפתר הקונפליקט?
בתמונה: עפר שורק, סורפול.
למידע נוסף:
סורפול, עפר שורק, [email protected]
ספקים המופיעים בכתבה:
המגזין האחרון
גיליון #48 | ספטמבר 2025
GibbsCAM היא תוכנת CAM חדשנית המיועדת לתכנות מכונות CNC. התוכנה מספקת כלים מתקדמים אך פשוטים לשימוש, ותומכת במגוון פעולות – כרסום, חריטה, חריטה משולבת כרסום, מכונות MTM ו-SWISSTYPE (מכונות רב-תהליכיות). המערכת מותאמת במיוחד לסביבת ייצור תעשייתית, ומסייעת להאיץ תהליכים, לשפר דיוק ולייעל את תהליך הייצור.
