האם 2023 מסמנת את תור הזהב של הרכבים החשמליים?

המהפכה בענף התחבורה עתידה להביא איתה מהפכה בתעשיית הפלסטיק והגומי שרבע ממנה כיום מספק חלקים לרכבי בעירה. מהם האיומים וההזדמנויות שעומדים בפנינו כתוצאה מהמעבר?

בדיוק בשעה שתעשיית הרכב קוננה על עוד שנה של דשדוש במכירות, אילון מאסק בעט כדור מסובב לקורה הנגדית והודיע כי טסלה מורידה את מחירי הרכבים החשמליים שלה (EV) בעשרות אחוזים ברחבי העולם. מהלך זה בא בעקבות החלטתה של ממשלת סין להפסיק את הסבסוד ארוך הטווח שלה לענף. הכרזת מאסק פותחת למעשה מלחמת מחירים בתחום.

נזכיר כאן שרק בדצמבר האחרון דיווחה רויטרס על 2022 כ'שנה של התפקחות' למשקיעי טסלה וסטארט-אפים בתחום הרכב החשמלי. האם המהלך האחרון של אילון מאסק משמעותי דיו כדי לשנות את התמונה ולהפוך את 2023 לנקודת המפנה עבור הרכבים החשמליים?

תמונה 1: השוואת טביעת רגל פחמנית של רכבי מנוע בעירה פנימית ורכבים חשמליים. 2020 אל מול 2050.

מאבק עולמי להפחתת פליטות הפחמן

בדומה לתחומים רבים בחיינו, המוטיבציה הגדולה למעבר לרכבים חשמליים נובעת בראש ובראשונה משיקולי קיימות, מהצורך להפחית את פליטת הפחמן ולהילחם בשינויי האקלים. בארה"ב של 2023 מעודדים מעבר זה על ידי סובסידיה ממשלתית של עד 5000$ לכל מכונית. שינוי זה משמעותי ויביא להשלכות על תעשיות רבות, לרבות תעשיית הפלסטיק, הגומי והכימיקלים. 

10,000 רכיבים פחות ברכבים חשמליים

אילו שינויים צפויים לנו מהמעבר לרכבים חשמליים? ראשית, הסוללות הנטענות בכלי הרכב החשמליים מורכבות מחומרים שונים, לרבות פלסטיק וגומי, אשר משמשים במעטפת, בבידוד ובהגנה של תאי המצבר. הביקוש הגובר לרכבים חשמליים הביא לעלייה בהם. מנגד, ברכבי בעירה פנימית יש בין 20 ל-30 אלף רכיבים שרבים מהם משלבים חו"ג פלסטיים, ציפויים מתקדמים ומוצרים מגומי. רבים מהם, 10,000 ליתר דיוק, אינם נחוצים ברכב חשמלי. מדובר ברכיבים מתוחכמים שהיו צריכים לעמוד בעומסי חום, ויברציות, רעש ותקיפה הכימית שמאפיינים מנועי בעירה. 

עדות לשוק ה-EV המשגשג בסין ניתן לראות בהחלטות אסטרטגיות של ענקיות הכימיקלים והפלסטיק: Evonik פתחה בסוף 2022 בשנחאי את מפעל הליתיום-יון הראשון שלה ומרכז עולמי לסוללות הליתיום-יון, Covestro, בינתיים, ממשיכה לשמור על נוכחות משמעותית של פלסטיק הנדסי בסין. גם Ineos ו-BASF מגדילות את התפוקה של חומרי-מפתח לשווקי ה-EV ולענף הרכב בכלל בסין.

תמונה 2: הוצאה שנתית עולמית לרכבים חשמליים ותשתיות לטעינה, מיליארדי דולר.

חומרים פלסטיים הנדסיים יובילו את הצמיחה ב-EV

כשם שהפחתת משקל הייתה מגמה מובילה ברכבי בעירה, כך היא משמעותית בתחום רכבי ה-EV. שילוב פלסטיק על פני רכיבי מתכת ואפילו אלומיניום מאפשרת לרכב החשמלי נסיעה למרחקים גדולים יותר בין טעינות. 

בתחום הפלסטיק ההנדסי, הפוליאמידים מהווים מרכיב מועדף בתרכובות. הם מתאפיינים בעמידות בלחצים וטמפרטורה גבוהים שהניילון יודע לספק. ברכבי מנועי בעירה הם משמשים למוצרים כגון סעפות יניקה וצנרת לדלקים, ואילו ב-EV, התכונות האלה נדרשות עבור צינורות קירור לסוללה. לצידם, סיבי ניילון ופוליאסטר ימשיכו לספק את תשתית הטקסטיל לכריות אוויר ולבידוד האקוסטי בשל חוזק ויכולת הסתגלות המשולבת בבטיחות שלהם, הן ברכבי בעירה והן ברכבים חשמליים.

פולימרים תרמופלסטיים יספקו את הפתרונות למתחים הגבוהים 

ההנעה החשמלית יוצרת מתחים גבוהים, אותם יש לבודד על ידי חומרים עמידים. PBT מהווה דוגמא למשפחת חומרים שכזו. הוא מתאפיין בתכונות בידוד חשמלי ועמידות בטמפרטורות גבוהות. נמנה כאן מספר שחקניות מובילות בתחום: 

• Lanxess כבר מכוונת לשווקי הניידות החשמלית עם PBT שפותח למחברי מתח גבוה.
• Polyplastics היפנית מייצרת PBT עם 30% סיבי זכוכית שמיועד ל-EV.
• ה- Ultradurשל BASF כבר משמש במחברי פלאג-אין ובתי חיישן.

לצד ה-PBT קיימים חומרים הנדסיים נוספים ששימושם הולך ועולה על המעבר לרכבים חשמליים:

• DSM ההולנדית מציעה פתרונות PA 6 ו-PA 66 ממשפחת Akulon עבור תקעי טעינת EV. וכן PA 4,6 בעל ביצועים גבוהים עבור יישומים תובעניים יותר. 
• Ascend האמריקאית הציגה לאחרונה חומר בשם X-Protect, ניילון 6,6 ממשפחת Starflam, שעמיד בטמפ' של 1,100 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות בחשיפה ישירה ללהבה – נתונים שמתאימים לתחנות טעינה חשמליות. 
• חומר נוסף שהשיקה Ascend נועד לפתור את בעיית הרעש הוויברציוני שמייצרים רכבים חשמליים – פי 10 מהרעידות ברכבי בעירה פנימית. החומר החדש, Vydyne AVS מצליח להנחית את הרעשים הויברציוניים בתא הנהג בשיעור של 80%. החומר כבר משמש בתושבת שעליה מורכב קומפרסור ה-AC בקאדליק LYRIQ החדשה. 

קליטה גדולה יותר של EVs מחייבת בנייה של תשתית טעינה

רכבים חשמליים מביאים איתם צורך לעמדות טעינה ומחברים עשויים מפלסטיק ועבורם צפויה עלייה בצריכה.

בשנת 2021 היו ביבשת אירופה כ-375,000 עמדות טעינה. דו"ח של חברת מקינזי שנערך עבור איגוד יצרניות הרכב האירופיות (ACEA), מתאר שבתרחיש השמרני ביותר – האיחוד האירופי יזדקק לכל הפחות ל-3.4 מיליון נקודות טעינה ציבוריות פועלות עד 2030. בקצב הנוכחי של הקמת תחנות טעינה באירופה, ההערכות הן כי עמידה ביעדי החלפת רכבי הבעירה הפנימית באירופה עד 2030 תחייב תוספת שבועית של 6,000 נקודות טעינה ציבוריות בין השנים 2021 ל- 2030. 

שדרוגי רשת נרחבים יידרשו גם כן לרשת החשמל האירופאית שתחלק חשמל לתחנות הטעינה הללו. בבנייה זו של תשתית טעינת ה-EV באירופה עשויה להגיע לעלות מצטברת של למעלה מ-240 מיליארד אירו עד 2030.

תמונה 3: קצב האימוץ של תחבורה חשמלית מזנק לא רק ברכבי נוסעים.

שנת 2035 – מהפיכה סביבתית בתעשיית הרכב בעקבות כניסתה לתוקף של תקינת יורו 7

בשנת 2035 התקינה הסביבתית "יורו 7" תיכנס לתוקפה ותחייב את כל כלי הרכב לאפס פליטות של פחמן דו חמצני מהאגזוז. בנוסף, תחייב התקינה הורדת סך פליטות ה-NOx ממכוניות וטנדרים ב-35% לעומת התקינה הקודמת, יורו 6.

תקני יורו 7 יהיו תקני הפליטה העולמיים הראשונים שיכללו גם מגבלות על פליטת חלקיקים ומיקרופלסטיק מהבלמים (הפחתה של 27%) ומהצמיגים. המשמעות היא שדרוג משמעותי בטכנולוגית ייצור הצמיג והבלם (תוספת ניילון ופוליאסטר) וכן ירידה משמעותית במשקל הרכבים על ידי הגדלת השימוש בפלסטיק ומעבר לחומרים מרוכבים. זאת לא רק כדי להרחיב את טווח הנסיעה (של הסוללה החשמלית או מכל דלק), אלא כדי לעמוד בתקינת פליטת החלקיקים.

כללים אלו יחולו על כל כלי הרכב, כולל החשמליים. מועד כניסתם לתוקף יהיה בהדרגה, 1 ביולי 2025 לרכבים קלים חדשים (רכבים וטנדרים), ו-1 ביולי 2027 לרכבים כבדים חדשים (משאיות ואוטובוסים).

השפעת המעבר לרכבים חשמליים על תעשיית הפלסטיק

לסיכום, טלטלה רצינית צפויה לרבע מענף הפלסטיקה והגומי המספק מוצרים לענף הרכב המסורתי מבוסס הבעירה: מיכלי דלק, חלקי מנוע ומערכות פליטה. מאידך, ההזדמנויות חדשות יפתחו לחומרים פלסטיים מתקדמים המשמשים בייצור הסוללות וכן לחלקים שתוכננו במיוחד לעמוד בדרישות הייחודיות של מתח גבוה המאפיין כלי רכב חשמליים.

הדרישה לחלקים מחומרי פלסטיק סטנדרטיים תפחת והדרישה לחומרים מרוכבים או סגסוגות עם סיבי-פחם שיאפשרו הפחתה נוספת של המשקל תעלה. הלחץ לשיפור פרופיל הקיימות באמצעות שילוב של חומרים ממוחזרים ילך ויגבר במקביל להגברת הרגולציה והביקורת, שעלולה להוסיף לעלויות הייצור ולהפחית את הרווחיות.

התמקדות בשיקולי קיימות מספקת הזדמנות לתעשיית הרכב לבדל ולמצב את עצמה כמובילה בייצור בר קיימא. תעשיית הפלסטיק והגומי תמשיך להיות בעלת תפקיד מרכזי בשוק הרכב אולם היא חייבת להסתגל לתנאי השוק המשתנים ולהתפתח איתם. אין ברירה אחרת. 

למידע נוסף:

בתמונה: עפר שורק, סורפול.

סורפול, עפר שורק, [email protected]