1. הנעת כלי רכב- מה עדיף מבחינה אקולוגית וחשמלית?
נעמה שוורץ
המרכז הבינתחומי הרצליה
קורס: נפט ואנרגיה – גיאופוליטיקה, כלכלה, אסטרטגיה וביטחון
מרצה: ד"ר עמית מור
דצמבר 2010

2. מדוע להחליף את הדלק?
בשנים האחרונות המודעות לנושאי איכות הסביבה צוברים תאוצה במיוחד כתוצאה מהתחממות גלובאלית ואסונות טבע רבים.
הנעה על ידי דלק פולטת פחמן דו חמצני שמחמיר את אפקט החממה ורעלנים נוספים ועל כן החלפת ההנעה בדלק תהיה "ירוקה" יותר ותתמוך בהפחתת ההתחממות הגלובאלית.
בנוסף, הנפט הינו משאב טבעי באזורים גאוגרפיים מוגבלים המעניקים יתרון גדול למדינות המחזיקות בו. מדינות אלו מנצלות לעיתים את יתרון על משאב טבעי זה, דבר שעלול להיות איום ואף סכנה.
נפט הינו משאב טבעי מוגבל. על אף שכלול הטכנולוגיה והדרכים האנושיות להגיע ולעבוד עם נפט, יש חשש שמשאב זה ייגמר לאיטו, או יהיה קשה יותר להשגה.
מתוך כל נקודות אלו עולה הצורך להחליף ולמצוא אלטרנטיבות לתלות האנושית בתחבורה המונעת על בסיס דלק.

3. מנוע דיזל
מנוע דיזל הינו מנוע בעירה פנימית בוכנאית, בו הדלק נשרף ממגע עם אוויר דחוס ולא מניצוץ חשמלי.
בעבר נהגו ליהנות ממחירי סולר מוזלים, אך כיום מחיר של ליטר סולר זהה למחירו של ליטר בנזין.
נחשב לחסכוני עד ניצול של 75% דלק.
פליטה נמוכה של פחמן דו חמצני אך פליטה רחבה של רעלנים אחרים.

4. מנוע בנזין
מנוע בעירה פנימית בוכנאי כאשר אוויר ובנזין נדחסים ללחץ גבוה ומוצתים על ידי ניצוץ חשמלי.
מעבר לאחוזי פליטה גבוהים של פחמן דו חמצני ורעלנים נוספים, פליטה ממנועים אלו נמדדה כמזיקה ביותר לאפקט החממה.

5. דלקים טבעיים-ביודיזל ואתנול
דלק המיוצר משמנים צמחיים כתחליף לדיזל או בנזין.
ניתן ליצור דלקים צמחיים ממקורות שונים ומגוונים: שמן צמחי כגון תירס, סויה, קנולה וכו.
מוטיבציה כפולה לשימוש: הגדלת כמות המשאבים הטבעיים ויצירת מקורות אנרגיה מזהמים פחות.

6. חסרונות יתרונות
סיוע למאזן האקולוגי- אומנם מתקיימת פליטה של פחמן דו חמצני אך גידול השטחים החקלאיים מובילים לתהליכי פוטוסינטזה ובכך משתמשים בפחמן דו חמצני לייצור פחמימנים.
בשימוש בביודיזל בלבד, אין צורך בהתקנה מיוחדת או החלפת מנוע ניתן להחליף ביו דיזל וביודיזל.
הדלקים הטבעיים עדיין פולטים פחמן דו חמצני בעת שימוש.
מגבלת משאבים של קרקע חקלאית. ייצור דלק טבעי דורש קרקע חקלאית והעלתה את מחירי המצרכים החקלאיים ואף את מחיר הדלקים עצמם.
שימוש באתנול במקום בבנזין דורשת התאמת מנוע.

7. גז טבעי
גז טבעי הינו גז נגיש וזמין מבחינה אקולוגית, ונחשב לדלק ירוק כתוצאה מפליטה נמוכה של מזהמי אוויר.
כיום 7 מיליון רכבים ברחבי העולם מונעים עם גז טבעי.
גז פוסילי ראשוני (primary fossil fuel)- מוביל לגיוון מקורות האנרגיה.
בכדי להשתמש בגז זה לכלי רכב יש לדחוס אותו: גז טבעי מעובה (LNG) או גז טבעי דחוס (CNG).

8. גז טבעי- יתרונות
אקולוגי- פליטה מופחתת של חומרים מזהמים ומסרטנים ואינם מייצרים עשן.
גז המזיק פחות לאפקט החממה.
כלכלה- מחיר נמוך מסולר ובנזין.
הפעלה- אורך חיים של שמן מנוע והמנוע העצמו ארוכים יותר.
יכולת שימוש בגז ו/או בדלק.
הפעלה נוחה יותר בכל הטמפרטורות.
בטיחות: בטיחותי יותר מאשר הנעה על ידי דלק, או LPG, עקב התכונות הפיזיקאליות של גז זה והניסיון הרב שנצבר עם גז טבעי.
טמפרטורת הצתה גבוהה בהרבה.
מיכל גז מפלדה בטיחותיים יותר ממיכלי הדלק.
גיאופוליטי- מאגרי הגז הטבעי גדולים בהרבה ממאגרי הנפט העולמיים.

9. גז טבעי- חסרונות מספר תחנות תדלוק מצומצם.
עלויות גבוהות של התקנה, אישור ברשויות וגם בייצור המוני, עלויות הייצור גבוהות יותר.
צורך בבדיקות סדירות
הקטנת מקום תא המטען
משקל הרכב עולה כתוצאה ממיכל הגז הכבד.

10. גז פחמימני מעובה- גפ"מ (LPG)
הגפ"מ מורכב מפרופאן ובוטאן.
כיום יש למעלה מ8 מיליון רכבים המונעים על גפ"מ, כאשר בארץ יש כ-15,000 מכוניות בלבד אך הנושא צובר תאוצה.
גפ"מ בטוח יותר מההנעה השכיחה עם בנזין כתוצאה מכך שטמפרטורת התקלחות של גפ"מ גבוהה בהרבה מבנזין.
בנוסף, כמות החלקיקים הנפלטת בהנעה ע"י גז קטנה בעשרות אחוזים מאשר הנעת בנזין.

11. חסרונות יתרונות ידידותי לסביבה- פליטה נמוכה של חלקיקים.
חסרונות יתרונות
ידידותי לסביבה- פליטה נמוכה של חלקיקים.
בטיחות- נקודת בעירה גבוהה מבנזין, ובלון הגז עשוי פלדה.
כלכלי- אין תלות במחירי הדלק או במיסים, ובכך מחזיר את עלות ההתקנה בפחות משנת שימוש.
חיי מנוע- בעירה מלאה כך לא נוצר פיח מבערה חלקית.
לאחר התקנה המכונית יכולה לעבוד על גז וגם על בנזין.
נוהל התקנה הינו מסובך, ארוך ויקר. יש צורך באישור התקנה מורשה המאושר על ידי משרד התחבורה, והוספת רישום ברישיון נהיגה.
מעט מוסכים המטפלים במכוניות המונעות על גפ"מ.
חניה תת קרקעית מותרת רק בחניות מורשות.
בלון הגז תופס מקום בתא המטען.

12. הנעה חשמלית
הפקת אנרגיה חשמלית מדלקים מאובנים נוזליים, גז טבעי, פחם מוצק, אנרגיה אטומית, אנרגית שמש, רוח וגלים.
מתחילת המאה העשרים מנועים חשמליים הניעו מערכות תחבורה ציבורית עירוניות באמצעות "חשמליות" ואוטובוסים חשמליים, רכבות חשמליות וכו'.
מנועים חשמליים פועלים בהצלחה למעלה ממאה שנים בשימושים תעשייתיים וביתיים.

13. חסרונות יתרונות
אקולוגי- חשמל מניע ללא פליטת גזי חממה, ומיוצר ברך טבעית כגון שמש, רוח וכו'. בנוסף סוללות חשמל ממוחזרות.
אין תלות גיאוגרפית מכיוון שאין תלות בייצור חשמל, וכתוצאה מכך אין תחרות על משאבים.
יעילות גבוהה של צריכת אנרגיה ועלות נמוכה בהוצאות תחזוקה של כלי רכב חשמליים.
ייצור המכוניות וסוללות החשמל עלולות להיות מזיקות לסביבה ואף יקרות.
מתקיים קושי באגירת אנרגיה בסוללות חשמליות.
מחיר, משקל וקושי שימוש בסוללות חשמליות.
יש צורך להחליף כלי רכב בכדי להשתמש במנוע חשמלי.
א עמדו במבחנים מעשיים ארוכי טווח, בתנאי מזג אוויר שונים, באזורים גיאוגרפיים שונים, או במצבים חריגים כמו תאונות דרכים.

14. סיכום
כתוצאה מתחרות גיאוגרפית על נפט, אפקט החממה ואיכות הסביבה ופחד שמאגרי הנפט הולכים ואוזלים עלו מספר הצעות אלטרנטיביות להנעת כלי רכב.
לכל אחד מהדרכים שהוצעו יתרונות וחסרונות וכל האלטרנטיבות דורשות שיפור משמעותי בשימוש וייצור.
מתקיים יתרון כלשהו למכוניות חשמליות כתוצאה מכך שפיתוחים ספציפיים יכולים לפתור את רוב חסרונות השימוש והייצור.
לא ניתן להכריע על פי השוואה זו איזו הנעה עדיפה מבחינה כלכלית ובמחינה אקולוגית. אך המסקנה הברורה ביותר היא שמודעות העולם לעבר איכות הסביבה ויתרונות גיאוגרפים של מדינות מסוימות עלו, והובילו להתפתחות אלטרנטיבות שהגדילו את השווקים החקלאיים ברחבי העולם. על אף פי כן, יש צורך במחקר והתפתחות טכנולוגית נוספים בכדי להגיע להכרעה חד משמעית.

15. ביבליוגרפיה
גוטמן מ., זבירין י., טרטקובסקי ל., וינבלט מ., בייביקוב ז., פופסקו ד.(2008). יישום השימוש בגז טבעי להנעת כלי רכב. המעבדה למנועי שריפה פנימית. המרכז למחקר בהנדסת אנרגיה ושימור הסביבה, הפקולטה להנדסת מכונות. פרוייקט מס'
Colliding with Reality, The problem with electric cars, Jonathan V. Last,
Kemp, William. Biodiesel: Basics and Beyond. Canada: Aztext Press, 2006.
"Encyclopedia of chemical technology". Encyclopedia of chemical technology.  p. 82.
Ratcliff, Brian et al. (2000). Chemistry 1. Cambridge University press. ISBN