מי שייסע לטייל באזור קיבוץ יהל שבערבה, 60 ק"מ צפונה לאילת, בעיקר בשעות הערב, יצפה שם בפלא אמיתי של ממש: מערכת חדשנית של אגירת אנרגיה וייצור חשמל באמצעות טורבינות מים ואויר דחוס. לצורך טעינה - אנרגיית החשמל מפעילה משאבות מים, אשר דוחסות אויר אל תוך מיכלי אגירה תת קרקעיים, ובהמשך, בתהליך הפריקה, האוויר הדחוס משוחרר מהמיכלים להזרים מים בלחץ גבוה דרך טורבינה, לצורך ייצור חשמל ואספקתו לפי דרישה - כך נוצרת הלכה למעשה תחנת אגירה של חשמל המופק מאנרגיות מתחדשות באופן בטוח, נקי ובר-קיימא – חלופה אמיתית לאגירת חשמל המופק מאנרגיות מתחדשות בסוללות ליתיום-יון. המערכת, מבית חברת אוגווינד (Augwind) נקראת AirBattery וההתעניינות העולמית סביב הפיתוח הישראלי החדשני היא עצומה.
אוגווינד כבר חתמה על פרויקטים לשיתופי פעולה עם מערכת AirBattery ביותר מ-160 מגה ואט\שעה עם חברות כמו רפק אנרגיה-איתאו, חברת מירם, חברת סולגרין וחברת EDF הצרפתית, וזוהי רק תחילת הדרך. מעשרה עובדים בלבד בזמן הנפקת החברה בבורסה בשנת 2019 – החברה מעסיקה כיום כ- 70 עובדים ושוקדת על שיפור ושדרוג המערכת המהפכנית שלה. היא נסחרת בבורסה בת"א בשווי של 1.2 מיליארד דולר.
דר' אור יוגב, מייסד ומנכ"ל החברה, עבר דרך עסקית ארוכה שדרשה הרבה יצירתיות וגמישות עד שהצליח להשלים את החזון שלו ולהוציא אותו לפועל – אורך רוח וסבלנות של יזם אמיתי, שמאמין בחלום שלו ואינו מתייאש.
רעיון שצץ באמצע חופשה
הרעיון לאוגווינד צץ לראשונה במוחו של יוגב בשנת 2010, אז מהנדס צעיר שהתגורר בקליפורניה. הוא סיים אז בהצטיינות את הדוקטורט שלו בהנדסת מכונות במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), לאחר שני תארים בהצטיינות בהנדסת מכונות בטכניון, ומיד לאחר סיום לימודיו ב–Caltech, החל לעבוד בחברת סטארט־אפ קטנה בשם eSolar, שפיתחה מערכות תרמו־סולאריות. "שם התאהבתי בתחום הסולארי ובאנרגיות המתחדשות", הוא מספר.
הסטארט-אפ נסגר לאחר תקופה ויוגב עדיין שאל את עצמו מה הפתרון לאגירת חשמל, כי עד אז פתרונות האגירה היו לרוב פרויקטים גדולים ויקרים מאוד, שאינם מתאימים לתמוך במקורות מבוזרים לייצור אנרגיה מתחדשת. למעשה, הבעיה המרכזית שמונעת ממערכות ייצור אנרגיה מתחדשת מבוססות שמש ורוח לספק חשמל בצורה יציבה, הינה חוסר היכולת לספק חשמל בשעות הלילה, בימים מעוננים וגשומים וכאשר עוצמת הרוח נמוכה – לכן מי שימצא את פתרון האגירה הטוב והמשתלם ביותר – שיאפשר להשתמש בחשמל הנאגר בימים חסרי שמש או רוח - יגרום לפריצת דרך עצומה בתעשייה הזו.
יוגב יצא לחופשה באזור פאלם ספרינגס עם אשתו, ובצהרי היום שם לב שמסביבם יש אלפי טורבינות רוח ברכס סן גורגוניו שאמורות לייצר חשמל, אך הן לא זזות.
"במערב ארה"ב הרוח נושבת בעיקר בלילה ואז הטורבינות עובדות על ריק כי מרבית צריכת החשמל של האזור היא ביום. הבנתי שצריך לאגור את החשמל שמייצרות הטורבינות באמצעות אוויר דחוס מתחת לפני הקרקע ובשעות היום להמיר את האוויר הדחוס לאנרגיה". אוגווינד נקראת על שם אותה הבנה: Augmented Wind – תחנות רוח משודרגות.
מהר מאוד הוא הבין שזה הפתרון: אגירת אנרגיה באמצעות אוויר דחוס. "האוויר הוא חומר הגלם שאיתו אוגרים את החשמל. זה כמו קפיץ שטוענים ומשחררים, וברגע השחרור של החשמל לצרכי שימוש, האוויר חוזר לאטמוספירה מבלי לזהם אותה. זהו הליך ירוק לחלוטין. הבעיה הייתה שכדי לעשות זאת בצורה כלכלית ויעילה היינו צריכים למצוא דרך לאגור כמויות עצומות של אוויר כדי לדחוס אותו", מספר יוגב.
יוצאים לספין-אוף מפתיע
אנשי אוגווינד עמלו במרץ על פיתוח טכנולוגיה לאחסון תת קרקעי של אוויר דחוס בתוך בלונים מיוחדים. כך, בחללי ענק תת קרקעיים ניתן לאחסן כמות גדולה של אנרגיה בהליך התקנה מהיר מאוד וזול יחסית. בסוף 2015 החברה עמדה כבר עם אבטיפוס ראשון לטכנולוגיה פורצת הדרך הזו, אך השוק כלל לא היה בשל לחשוב אז על אגירה של אנרגיה סולארית, לא בישראל ולא בעולם. הכסף של הסטארט-אפ נגמר ויוגב היה צריך להחליט מה עושים.
במקום להתייאש הוא החליט לחשוב בצורה יצירתית: "הבנתי שאני צריך לחפש שוק אלטרנטיבי למוצר הזה – לחפש עבורו יישום אחר. גיליתי שכמעט אין מפעל תעשייתי בקנה מידה בינוני ומעלה, שלא עושה שימוש מסיבי באוויר דחוס, למשל מפעלי מלט, פלדה, פלסטיק, נייר, פטרוכימיה, אבקות – כולם זקוקים למדחסי אוויר".
יוגב החל לכתת רגליים ממפעל למפעל ולהציע את מרכולתו: מוצר בשם AirSmart - קבלי אוויר תת קרקעיים, שיווסתו את תנועת האוויר בין המדחס לצרכן האוויר, וכך יגרמו למדחסים לעבוד בסל"ד קבוע, בצורה הרבה יותר יעילה מבחינה אנרגטית, וללא נפילות לחץ. מערכת AirSmart מתפקדת כמו מערכת אל־פסק של לחץ אוויר, בדומה למערכות אל פסק של חשמל שמגנות על מכשירי חשמל מהפרעות באספקת המתח החשמלי. ההיענות לספין אוף המפתיע של הטכנולוגיה שפיתחה החברה הייתה גבוהה. רשימת הלקוחות של אוגווינד למוצר כוללת את תנובה, שטראוס, כתר פלסטיק, חיפה כימיכלים, נטפים, תעשייה אווירית, נשר, נילית, פפסיקו וישקר.
פתרונות מקוריים ממוצרי מדף קיימים
על אף ההצלחה של המוצר החדש, יוגב לא התכוון להזניח את חלומו הישן על אגירת אנרגיה, וב-2019 החליט להתניע את המהלך הזה מחדש, לאחר השיפור בתזרים המזומנים של החברה. החברה יצאה להנפקה בבורסת ת"א ועם הכסף שגויס חזרה להשלים את הפתרון לאגירת אנרגיה. "אחת הבעיות הייתה שכדי לדחוס אוויר בצורה יעילה, צריך להימנע מייצור חום בזמן תהליך הדחיסה", מספר יוגב, "כשדוחסים אוויר, הוא מתחמם, וזה מוביל לאיבוד אנרגיה אדיר שפוגע בפתרון". התוצאה הייתה שאוגווינד פיתחה תהליך ייחודי שבו היא דוחסת אוויר באמצעות משאבות מים ולא באמצעות מדחסי אוויר. "כך ייצרנו תהליך שבו אנחנו דוחסים אוויר מבלי לאבד אנרגיה", מסביר יוגב.
לאחר שהחברה פיצחה את אתגר אחסון האנרגיה באמצעות אוויר דחוס במיכלים תת קרקעיים בטוחים וזולים, ופיתחה תהליך דחיסה ייחודי של האוויר באמצעות משאבות מים, נותר האתגר האחרון: כיצד הופכים את האוויר הדחוס לחשמל? הפתרון נמצא בטורבינות מים, המונעות על ידי מים במעגל סגור שמוזרמים בלחץ האוויר הדחוס, ומפעילות גנרטור המייצר חשמל. "אנחנו משתמשים במוצרי מדף תעשייתיים כמו משאבות מים וטורבינות, ומייצרים בעזרתן מערכת חדשה לחלוטין", מסביר יוגב.
הפיתוח של אוגווינד יאפשר לשדה סולארי שמייצר חשמל בשעות היום להשתמש בחשמל בשעות שבהן הביקוש והמחיר נמוכים כדי להניע את משאבת המים, לדחוס את האוויר ולאחסן אותו בלחץ גבוה. כשהביקוש לחשמל עולה משחררים את האוויר הדחוס ממערכת האגירה, ואותו אוויר מזרים מים שמפעילים טורבינה שמייצרת חשמל. "המנגנון הזה דומה לטכנולוגית אגירה שאובה, רק ללא הצורך בהעלאת המים לגובה של 400 מטר על מנת להפיק מהם חשמל. למעשה, שילבנו טכנולוגיות של אגירה שאובה ואוויר דחוס ובכך יצרנו מערכת של אגירת אנרגיה שהיא ירוקה לחלוטין מכיוון שהיא עושה שימוש במים ובאוויר דחוס בלבד, וניתנת להתקנה בכל קרקע באופן בטוח וזול יחסית". יוגב מדגיש שמדובר במערכת מודולרית – שניתן להגדילה ולהקטינה לפי הצורך.
מדוע הפתרון הוא אלטרנטיבה לאגירת חשמל בסוללות ליתיום-יון?
"סוללות ליתיום-יון הן פתרון לא ירוק בעליל - החל משלבי ההפקה והזיקוק, הסכנות שבהתחממות והתלקחות וכן, קשה לדעת מה תהיה היעילות ומה יהיו ההשלכות הסביבתיות של מיחזור הסוללות בסוף תקופת החיים שלהן. הן גם זקוקות להחלפה תדירה כל מספר שנים, ומוגבלות ביותר ביכולתן לתמוך באגירה ובפריקה לפרקי זמן ממושכים. זה יכול להתאים לרכב חשמלי, אך לא לשדות סולאריים גדולים שבהם נדרשות אלפי סוללות לאגירה. המערכת שלנו ייחודית בכך שהיא נשענת רק על חומרי גלם נפוצים, נקיים ומקומיים, מאפשרת אגירת אנרגיה לפרקי זמן ממושכים ביותר, ומאפשרת מספר בלתי מוגבל של מעגלי טעינה ופריקה ללא הגרעה בנצילות המערכת - ובכך, נותנת מענה אמיתי ובר-קיימא לטווח הארוך, לטובת שילוב מוגבר של אנרגיות מתחדשות בתמהיל הצריכה".
"אנחנו גם נותנים מענה לרשת חשמל מבוזרת, עם מתקני אגירה מקומיים לכל יצרן חשמל. בשנת 2050 רשת החשמל תהיה מבוססת ברובה על אנרגיות של רוח ושמש ולכן תהיה רובה ככולה רשת מבוזרת עם תחנות ייצור אנרגיה רבות, כדי לשפר עמידות ושרידות ולתת מענה מקומי עם ניהול חכם. כאשר יש רשת חשמל מרכזית, בעיה אחת קטנה כתוצאה ממשבר האקלים יכולה לשתק חצי מדינה, ועם רשת מבוזרת יש שיפור עצום הן בשרידות הרשת והן במתן מענה הולם לכל יצרן חשמל מקומי. לכן תחנות אגירה מקומיות, ירוקות ובטוחות הן חלק משמעותי בתשתית האנרגטית העתידית של משק החשמל העולמי".
