מהפכת תאי הדלק: כיצד כוח המימן משנה את התחבורה, האנרגיה והטכנולוגיה ב-2025

תאי דלק יצאו מהמעבדה אל מרכז הבמה במהפכת האנרגיה הנקייה. בשנת 2025, אנרגיה מימנית צוברת תנופה חסרת תקדים בתעשיות השונות. מכשירים אלו מייצרים חשמל בתהליך אלקטרוכימי—לעיתים קרובות באמצעות מימן—עם אפס פליטות מזהמים (רק אדי מים) ויעילות גבוהה. כל הכלכלות המרכזיות כיום רואות בתאי דלק מרכיב חיוני להפחתת פליטות מגזרים שסוללות וחשמל מהרשת מתקשים להגיע אליהם. ממשלות משיקות אסטרטגיות מימן, חברות משקיעות מיליארדים במחקר ופיתוח ותשתיות, ורכבים ומערכות כוח מבוססי תאי דלק מגיעים לשוק במספרים הולכים וגדלים. דוח זה מספק סקירה מעמיקה של תחום תאי הדלק כיום, כולל הסוגים העיקריים של תאי דלק והיישומים שלהם בתחבורה, ייצור חשמל נייח ומכשירים ניידים. אנו סוקרים חידושים טכנולוגיים עדכניים שמשפרים ביצועים ומפחיתים עלויות, מעריכים את ההשפעה הסביבתית והכדאיות הכלכלית של תאי דלק, ובוחנים את מגמות השוק, מדיניות והתפתחויות בתעשייה ברחבי העולם. הדוח כולל נקודות מבט של מדענים, מהנדסים ומובילי תעשייה כדי להדגיש הן את ההתלהבות והן את האתגרים בדרך קדימה.

תאי דלק אינם רעיון חדש – יחידות אלקליין מוקדמות סייעו להניע את חלליות אפולו – אך כעת הם סוף סוף עומדים בפני אימוץ נרחב. כפי שד"ר סוניטה סאטיאפל, מנהלת תוכנית המימן במשרד האנרגיה האמריקאי, ציינה בראיון מ-2025: מחקר ופיתוח בתמיכת ממשלה אפשרו יותר מ-"1000 פטנטים אמריקאיים… כולל זרזים, ממברנות ואלקטרולייזרים", והובילו להצלחות מוחשיות כמו "כ-70,000 מלגזות תאי דלק מימן מסחריות שפועלות בחברות גדולות כגון אמזון ו-וולמארט", מה שמוכיח שמימון ממוקד "יכול להוביל לפריצות דרך בשוק." innovationnewsnetwork.com תאי הדלק של היום יעילים, עמידים ומשתלמים יותר מאי פעם, אך עדיין קיימים מכשולים. עלות, תשתית מימן ועמידות נחשבים עדיין ל"אחד האתגרים הגדולים ביותר" לפי סאטיאפל innovationnewsnetwork.com, ויש המצביעים על כך שההתקדמות לעיתים איטית מההייפ. למרות זאת, עם תמיכה וחדשנות משמעותית, תעשיית תאי הדלק חווה צמיחה ואופטימיות משמעותית, ומניחה את היסודות לעתיד מבוסס מימן. במילותיו של מהנדס ראשי המימן של טויוטה, "זו לא הייתה דרך קלה, אבל זו הדרך הנכונה." pressroom.toyota.com

(בקטעים הבאים נבחן את כל היבטי מהפכת תאי הדלק, עם נתונים עדכניים וציטוטים ממומחים ברחבי העולם.)

הסוגים העיקריים של תאי דלק

תאי דלק מגיעים במספר סוגים, שלכל אחד מהם אלקטרוליטים ייחודיים, טמפרטורות פעולה ויישומים מתאימים ביותר energy.gov. הקטגוריות העיקריות כוללות:

תאי דלק ממברנת חילוף פרוטונים (PEMFC) – נקראים גם תאי דלק עם ממברנה אלקטרוליטית פולימרית, תאי PEMFC משתמשים בממברנה פולימרית מוצקה כאלקטרוליט ובזרז מבוסס פלטינה. הם פועלים בטמפרטורות נמוכות יחסית (~80°C), מה שמאפשר התנעה מהירה וצפיפות הספק גבוהה energy.gov. תאי דלק PEM דורשים מימן טהור (וחמצן מהאוויר) ורגישים לזיהומים כמו פחמן חד-חמצני energy.gov. העיצוב הקומפקטי והקל שלהם הופך אותם לאידיאליים לרכבים – למעשה, תאי PEMFC מניעים את רוב המכוניות, האוטובוסים והמשאיות המונעות במימן כיום energy.gov. יצרניות רכב השקיעו עשרות שנים בשיפור טכנולוגיית PEM, בהפחתת כמויות הפלטינה ובהגברת העמידות.
תאי דלק תחמוצת מוצקה (SOFC) – תאי SOFC משתמשים באלקטרוליט קרמי קשיח ופועלים בטמפרטורות גבוהות מאוד (600–1,000°C) energy.gov. הדבר מאפשר רפורמינג פנימי של דלקים – הם יכולים לפעול על מימן, ביוגז, גז טבעי או אפילו פחמן חד-חמצני, ולהמיר דלקים אלה למימן בתוך התא energy.gov. תאי SOFC יכולים להגיע ליעילות חשמלית של כ-60% (ולמעלה מ-85% במצב ייצור משולב של חום וחשמל) energy.gov. הם אינם זקוקים לזרזי מתכות יקרות בשל טמפרטורת הפעולה הגבוהה energy.gov. עם זאת, החום הקיצוני גורם לאתחול איטי ולאתגרים בחומרים (מאמצי חום וקורוזיה) energy.gov. תאי SOFC משמשים בעיקר לייצור חשמל נייח (מיחידות של 1 קילוואט ועד תחנות כוח של מספר מגה-וואט), שם הגמישות בדלק והיעילות שלהם מהווים יתרון גדול. חברות כמו Bloom Energy פרסו מערכות SOFC למרכזי נתונים ולחברות חשמל, וביפן יש עשרות אלפי תאי SOFC קטנים בבתים לייצור משולב של חום וחשמל.
תאי דלק חומצה זרחתית (PAFC) – תאי PAFC משתמשים בחומצה זרחתית נוזלית כאלקטרוליט ובדרך כלל בקטליזטור פלטינה. זוהי טכנולוגיית תאי דלק ישנה יותר, "דור ראשון", שהייתה הראשונה לשימוש מסחרי נייח energy.gov. תאי PAFC פועלים בטמפרטורה של כ-150–200°C ועמידים יותר למימן לא טהור (למשל, כזה שמופק מגז טבעי) מאשר תאי PEMFC energy.gov. הם שימשו ביישומים נייחים כמו גנרטורים באתר לבתי חולים ומשרדים, ואפילו בניסויים מוקדמים באוטובוסים energy.gov. תאי PAFC יכולים להגיע ליעילות חשמלית של כ-40% (עד 85% בייצור משולב) energy.gov. החסרונות הם גודלם הרב, משקלם הכבד, וכמות הפלטינה הגבוהה הנדרשת – מה שהופך אותם ליקרים energy.gov. כיום תאי PAFC עדיין מיוצרים על ידי חברות כמו Doosan לשימושי חשמל נייחים, אך הם מתמודדים עם תחרות מטכנולוגיות חדשות יותר.
תאי דלק אלקליים (AFC) – בין תאי הדלק הראשונים שפותחו (שימשו את נאס"א בשנות ה-60), תאי AFC משתמשים באלקטרוליט אלקלי כגון אשלגן הידרוקסידי. יש להם ביצועים ויעילות גבוהים (מעל 60% ביישומי חלל) energy.gov. עם זאת, תאי AFC מסורתיים עם אלקטרוליט נוזלי רגישים מאוד לפחמן דו-חמצני – אפילו CO₂ מהאוויר עלול לפגוע בביצועים על ידי יצירת פחמתי energy.gov. עובדה זו הגבילה היסטורית את השימוש ב-AFC לסביבות סגורות (כמו חלליות) או דרשה חמצן מטוהר. פיתוחים מודרניים כוללים תאי דלק ממברנה אלקליים (AMFC) המשתמשים בממברנה פולימרית, מה שמפחית את הרגישות ל-CO₂ energy.gov. תאי AFC יכולים להשתמש בקטליזטורים שאינם מתכות יקרות, מה שעשוי להוזיל אותם. חברות חוזרות לבדוק את הטכנולוגיה האלקלית לשימושים מסוימים (למשל, החברה הבריטית AFC Energy פורסת מערכות אלקליות לאספקת חשמל מחוץ לרשת ולטעינת רכבים חשמליים). אתגרים נותרו סביב עמידות ל-CO₂, עמידות הממברנה, ותוחלת חיים קצרה יותר לעומת PEM energy.gov. כיום תאי AFC משמשים ביישומים נישתיים, אך מחקר ופיתוח מתמשך עשוי להפוך אותם לאפשרות ישימה בטווחי הספק קטנים-בינוניים (ואטים עד קילוואטים).

– MCFC הם תאי דלק בטמפרטורה גבוהה (פועלים סביב 650°C) המשתמשים באלקטרוליט של מלח פחמתי מותך המוחזק במטריצה קרמית energy.gov. הם מיועדים לתחנות כוח נייחות גדולות הפועלות על גז טבעי או ביוגז – לדוגמה, ייצור חשמל לרשת או קוגנרציה תעשייתית. MCFC יכולים להשתמש בזרזי ניקל (ללא פלטינה) ולבצע רפורמציה פנימית של פחמימנים למימן בטמפרטורת ההפעלה energy.gov. משמעות הדבר היא שמערכות MCFC יכולות להזין דלקים כמו גז טבעי ישירות, לייצר מימן במקום ובכך לפשט את המערכת (אין צורך ברפורמר חיצוני) energy.gov. היעילות החשמלית שלהן יכולה להתקרב ל-60–65%, ובשילוב ניצול חום שיורי הן יכולות לעבור 85% יעילות energy.gov. החיסרון העיקרי הוא עמידות: האלקטרוליט הפחמתי המותך והחם, corrosive carbonate electrolyte והטמפרטורה הגבוהה מאיצים את התדרדרות הרכיבים, ומגבילים את אורך החיים לכ-5 שנים (~40,000 שעות) בעיצובים הנוכחיים energy.gov. חוקרים מחפשים חומרים ותכנונים עמידים יותר לקורוזיה כדי להאריך את אורך החיים. MCFC הותקנו בקנה מידה של מאות מגה-ואט בדרום קוריאה (אחת המובילות העולמיות בתאי דלק נייחים, עם over 1 GW of fuel cell power installed נכון לאמצע שנות ה-2020) fuelcellsworks.com. בארה"ב, חברות כמו FuelCell Energy מציעות תחנות כוח MCFC לשירותי חשמל ומתקנים גדולים, לעיתים בשותפות עם ספקי גז טבעי.
תאי דלק מתנול ישיר (DMFC) – תת-סוג של טכנולוגיית תאי דלק PEM, DMFC מחמצנים מתנול נוזלי (בדרך כלל מעורבב עם מים) ישירות באנודה של תא הדלק energy.gov. הם מייצרים CO₂ כתוצר לוואי (מכיוון שמתנול מכיל פחמן), אך מציעים דלק נוזלי נוח שקל יותר לטפל בו מאשר במימן. צפיפות האנרגיה של מתנול גבוהה יותר מזו של מימן דחוס (אם כי נמוכה מבנזין) וניתן לנצל תשתיות דלק קיימות energy.gov. DMFC הם בדרך כלל יחידות בהספק נמוך (עשרות ואטים עד כמה קילוואט) המשמשות ביישומים ניידים ומרוחקים: לדוגמה, מטעני סוללות מחוץ לרשת, מערכות כוח ניידות צבאיות, או מכשירי ניידות קטנים. בניגוד ל-PEMFC מבוססי מימן, DMFC אינם דורשים מכלים בלחץ גבוה – ניתן לשאת את הדלק בבקבוקים קלים. עם זאת, למערכות DMFC יש יעילות וצפיפות הספק נמוכות יותר, והקטליזטור עלול להיות מורעל על ידי תוצרי תגובה ביניים. הן גם עדיין משתמשות בקטליזטורים ממתכות יקרות. DMFC עוררו עניין באלקטרוניקה צרכנית בשנות ה-2000 (טלפונים ניידים ומחשבים ניידים עם תא דלק אב-טיפוס), אך סוללות ליתיום מודרניות הדיחו אותן ברוב התחומים הללו. כיום, DMFC ותאי דלק ניידים דומים משמשים כאשר נדרש כוח ממושך מחוץ לרשת ללא תלות בסוללות כבדות או גנרטורים – למשל בצבא ובחיישנים סביבתיים מרוחקים. שוק ה-DMFC נותר קטן יחסית (מאות מיליוני דולרים ברחבי העולם imarcgroup.com), אך מתבצע קידום מתמיד לשיפור ביצועי תאי דלק מתנול ועמידותם techxplore.com.

לכל סוג תא דלק יתרונות המתאימים לשימושים מסוימים – ממנועי רכב בהפעלה מהירה (PEMFC) ועד תחנות כוח בהספק מגה-ואט (MCFC ו-SOFC). טבלה 1 למטה מסכמת את המאפיינים המרכזיים והשימושים הטיפוסיים:

(טבלה 1: השוואה בין סוגי תאי דלק עיקריים – PEMFC, SOFC, PAFC, AFC, MCFC, DMFC) energy.gov

סוג תא דלק	אלקטרוליט וטמפ'	יישומים עיקריים	יתרונות	חסרונות
PEMFC	ממברנה פולימרית; כ-80°C	רכבים (מכוניות, אוטובוסים, מלגזות); יישומים נייחים וניידים מסוימים	צפיפות הספק גבוהה; התנעה מהירה; קומפקטי energy.gov	דורש H₂ טהור וזרז פלטינה; רגיש לזיהומים energy.gov.
SOFC	תחמוצת קרמית; 600–1000°C	חשמל נייח (מיקרו-CHP, תחנות גדולות); פוטנציאל לאוניות, מאריכי טווח	גמיש בדלק (יכול להשתמש בגז טבעי, ביוגז); יעילות גבוהה מאוד (60%+); ללא מתכות יקרות energy.gov.	הפעלה איטית; אתגרי חומרים בטמפ' גבוהה; דורש בידוד וניהול מחזורי חום energy.gov.
PAFC	חומצה זרחתית נוזלית; כ-200°C	יחידות CHP נייחות (סביב 200 קילוואט); הדגמות אוטובוסים מוקדמות	טכנולוגיה בשלה; סובלנית לדלק ממוחזר (נוכחות CO מסוימת) energy.gov; יעילות CHP טובה (85% עם שימוש בחום).	גדול וכבד; טעינת פלטינה גבוהה (יקר) energy.gov; כ-40% יעילות חשמלית; ירידה הדרגתית בשימוש.
AFC	אלקליין (KOH או ממברנה); כ-70°C	יישומי חלל; מערכות ניידות וגיבוי ייחודיות	יעילות וביצועים גבוהים (בסביבה ללא CO₂) energy.gov; ניתן להשתמש בזרזים לא יקרים.	לא סובל CO₂ (למעט גרסאות AMFC משופרות) energy.gov; עיצובים מסורתיים דורשים O₂ טהור; סוגי ממברנה חדשים עדיין בתהליך שיפור עמידות energy.gov.
MCFC	קרבונט מותך; כ-650°C	תחנות כוח בקנה מידה גדול; CHP תעשייתי (מאות קילוואט עד מגה-ואטים)	גמיש בדלק (רפורמינג פנימי של CH₄); יעילות גבוהה (~65% חשמלית) energy.gov; משתמש בזרזים זולים (ניקל).	אורך חיים קצר (~5 שנים) עקב קורוזיה <a href="https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#:~:text=itself%20by%20a%20process%20called,reformingenergy.gov; טמפרטורת פעולה גבוהה מאוד; מיועד רק לשימוש נייח גדול (לא מתאים לרכבים).
DMFC	ממברנה פולימרית (מוזן במתנול); ~60–120°C	גנרטורים ניידים; החלפת סוללות צבאיות; מכשירי ניידות קטנים	משתמש בדלק מתנול נוזלי (קל להובלה, צפיפות אנרגיה גבוהה לעומת H₂) energy.gov; תדלוק פשוט.	הספק ויעילות נמוכים יותר; פולט מעט CO₂; בעיות חדירה של מתנול והרעלת קטליזטור.

(הערה: קיימים סוגים נוספים של תאי דלק ייחודיים, כגון Regenerative/ Reversible Fuel Cells שיכולים לפעול הפוך כאלקטרולייזרים, או Microbial Fuel Cells המשתמשים בחיידקים לייצור חשמל, אך אלו מחוץ להיקף הדוח הזה. אנו מתמקדים בקטגוריות המסחריות/מחקריות העיקריות לעיל.)

תאי דלק בתחבורה

אולי השימוש הבולט ביותר בתאי דלק הוא בתחבורה. רכבי חשמל מבוססי תא דלק מימן (FCEVs) משלימים את רכבי החשמל מבוססי סוללה בכך שהם מציעים תדלוק מהיר וטווח נסיעה ארוך עם אפס פליטות מצינור הפליטה. בשנת 2025, אוטובוסים, משאיות, מכוניות ואפילו רכבות מבוססי תא דלק נפרסים במספרים הולכים וגדלים, במיוחד במקרים בהם משקל הסוללות או זמן הטעינה מהווים בעיה. כפי שציינה קואליציה של למעלה מ-30 מנכ"לים בתעשייה במכתב משותף למנהיגי האיחוד האירופי, "טכנולוגיות מימן חיוניות להבטחת גיוון, עמידות ויעילות כלכלית בתהליך הדה-פחמוניזציה של תחבורה בכבישים," בטענה כי גישה כפולה עם סוללות ותאי דלק "תהיה זולה יותר לאירופה מאשר להסתמך רק על חשמול." hydrogen-central.com

מכוניות ו-SUV מבוססי תא דלק

רכבי נוסעים FCEVs כמו טויוטה מיראי והיונדאי נקסו נמצאים בשוק כבר מספר שנים. רכבים אלו משתמשים במערומי תאי דלק PEM להנעת מנועים חשמליים, בדומה לרכבי חשמל מבוססי סוללה אך מתודלקים בגז מימן תוך 3-5 דקות. טויוטה, יונדאי והונדה הציבו יחד עשרות אלפי מכוניות תא דלק על הכבישים ברחבי העולם (אם כי עדיין נישה לעומת רכבי חשמל מבוססי סוללה). נכון ל-2025, שוק ה-FCEV העולמי מוערך בכ-3 מיליארד דולר, וצפוי לצמוח ביותר מ-20% בשנה globenewswire.com. האימוץ הצרכני היה החזק ביותר באזורים עם תשתית תדלוק מימן: קליפורניה (ארה"ב), יפן, דרום קוריאה ומספר מדינות באירופה (גרמניה, בריטניה וכו'). לדוגמה, בגרמניה פועלות כיום מעל 100 תחנות תדלוק מימן בפריסה ארצית globenewswire.com, וביפן יש כ-160 תחנות, מה שהופך מדינות אלו לשווקים מרכזיים ל-FCEVs. צרפת השיקה תוכנית מימן לאומית בהיקף של 7 מיליארד אירו הכוללת פריסת אוטובוסים מונעי מימן ורכבים מסחריים קלים לשימוש ממשלתי וציבורי globenewswire.com.

יצרניות הרכב ממשיכות להתחייב לטכנולוגיית תאי דלק כחלק מאסטרטגיה רב-מסלולית. טויוטה בשנת 2025 הציגה מפת דרכים רחבה ל"חברה מונעת מימן", והרחיבה את השימוש בתאי דלק מעבר לסדאן מיראי למשאיות כבדות, אוטובוסים ואפילו גנרטורים נייחים pressroom.toyota.com. "רבות מהמאמצים של טויוטה להפחתת פליטות פחמן התמקדו ברכבים חשמליים מבוססי סוללה, אך מערכות הנעה בתאי דלק מימן נשארות חלק חשוב מהאסטרטגיה הרב-מסלולית שלנו," אישרה החברה pressroom.toyota.com. הגישה של טויוטה כוללת קביעת תקנים בשיתוף פעולה: "אנחנו משתפים פעולה עם חברות שבעבר היו נחשבות למתחרות שלנו כדי לפתח תקנים לתדלוק מימן… מתוך הכרה בכך שתקן תעשייתי הוא בעל תועלת רבה יותר מהיתרון התחרותי שלנו," אמר ג'יי סאקט, המהנדס הראשי של טויוטה לניידות מתקדמת pressroom.toyota.com. שיתוף הפעולה התעשייתי הזה נועד להבטיח פרוטוקולי תדלוק אחידים ונהלי בטיחות, מה שיכול להאיץ את האימוץ.

מבחינת ביצועים, מכוניות תאי הדלק החדשות משתוות לרכבים קונבנציונליים. דגם ה-SUV של יונדאי נקסו (2025) מצהיר על טווח של מעל 700 ק"מ למילוי מימן אחד globenewswire.com. רכבים אלה אינם פולטים מזהמים, ותוצר הלוואי היחיד שלהם הוא מים – מיראי אף טפטפה מים על הכביש כדי להוכיח זאת. יצרניות הרכב פועלות להוזלת העלויות: הדור השני של המיראי הוזל, ויצרנים סיניים נכנסים גם הם עם דגמים זולים יותר (לעיתים בסבסוד ממשלתי). עם זאת, תשתית התדלוק עדיין מהווה אתגר של הביצה והתרנגולת עבור רכבי תאי דלק לצרכן – נכון ל-2025 יש כ-1,000 תחנות מימן ברחבי העולם, מספר זעום לעומת תחנות דלק או עמדות טעינה לרכבים חשמליים. מדינות רבות מממנות הקמת תחנות; לדוג' יוזמת H2 Mobility של גרמניה שואפת לרשת מימן ארצית, ותוכניות מדינתיות בקליפורניה מסבסדות עשרות תחנות לתמיכה ביותר מ-10,000 רכבי תאי דלק.

אוטובוסים ותחבורה ציבורית

אוטובוסים עירוניים היו מוקד מוקדם עיקרי עבור תאי דלק. אוטובוסים חוזרים לדיפו (מה שמפשט את התדלוק) ופועלים שעות רבות, מה שמתאים ליתרונות של תאי דלק – תדלוק מהיר וטווח נסיעה ארוך. באירופה, היו 370 אוטובוסים עם תא דלק בפעולה בינואר 2023, עם תכניות ליותר מ-1,200 עד 2025 sustainable-bus.com. ההתרחבות הזו נתמכת על ידי תוכניות מימון של האיחוד האירופי (כמו פרויקטי JIVE ו-Clean Hydrogen Partnership) שמסייעות לערים לרכוש אוטובוסים מונעי מימן. ההתקדמות ניכרת: אירופה רשמה גידול של 426% משנה לשנה ברישום אוטובוסים מונעי מימן במחצית הראשונה של 2025 (279 יחידות במחצית הראשונה של 2025 לעומת 53 במחצית הראשונה של 2024) sustainable-bus.com. אוטובוסים אלה משתמשים בדרך כלל במערכות תא דלק PEM (מספקים כמו Ballard Power Systems, טויוטה או Cummins) בשילוב עם היברידיות סוללה. הם מציעים טווחי נסיעה של 300–400 ק"מ למילוי ומונעים את מגבלות המשקל והטווח שאוטובוסים חשמליים מונעי סוללה חווים בנסיעות ארוכות או באקלים קר.

ערים כמו לונדון, טוקיו, סיאול ולוס אנג'לס כולן הכניסו אוטובוסים מונעי מימן לשירות. וינה, לדוגמה, בחרה באוטובוסים מונעי מימן לקווים מסוימים במרכז העיר כדי להימנע מהתקנת עמדות טעינה במרכז; באמצעות אוטובוסים מונעי מימן הם "כבר אינם זקוקים לתשתית טעינה במרכז העיר ויכולים להקטין את גודל הצי (אוטובוסים מונעי מימן מכסים קווים עם פחות רכבים בזכות תדלוק מהיר וטווח ארוך יותר)", ציין מפעיל התחבורה הציבורית sustainable-bus.com. הביצועים בשטח מעודדים – מפעילי תחבורה ציבורית מדווחים שאוטובוסים עם תא דלק מגיעים לזמינות וזמני תדלוק דומים לדיזל, עם פליטת אדי מים שמשפרת את איכות האוויר. החיסרון העיקרי נותר העלות: אוטובוס עם תא דלק יכול לעלות פי 1.5–2 מאוטובוס דיזל. עם זאת, הזמנות גדולות ודגמים חדשים מורידים את המחירים. ב-2023, בולוניה, איטליה הזמינה 130 אוטובוסים מונעי מימן (דגמי Solaris Urbino) – המכרז הגדול ביותר עד כה לאוטובוסים מונעי מימן sustainable-bus.com, מה שמעיד על אמון בהתרחבות. סין, אגב, כבר מפעילה אלפי אוטובוסים עם תא דלק (שנגחאי וערים נוספות הפעילו אותם בקווים עירוניים ובאולימפיאדת החורף 2022). למעשה, סין אחראית ל-יותר מ-90% מאוטובוסי תא הדלק בעולם ומבצעת פריסה מהירה של רכבי תחבורה ולוגיסטיקה מונעי מימן בתמיכה ממשלתית חזקה globenewswire.com.

מומחי תעשייה סבורים שתאי דלק ישלטו באוטובוסים למרחקים ארוכים ובתחבורה כבדה. "טכנולוגיית תאי דלק מימן צוברת תאוצה כאופציה המועדפת לעידן 'שאחרי הדיזל' בהפעלות למרחקים ארוכים," כותב מגזין Sustainable Bus, ומצטט מספר פרויקטים לפיתוח אוטובוסים בין-עירוניים עם תאי דלק sustainable-bus.com. לדוגמה, FlixBus (מפעילת אוטובוסים מרכזית באירופה) בוחנת אוטובוס עם תא דלק שמטרתו טווח של מעל 450 ק"מ sustainable-bus.com. יצרנים כמו Van Hool ו-Caetano מפתחים גם הם אוטובוסים מונעי מימן. השימוש הכבד דורש עמידות משופרת: כיום תאי דלק ממכוניות פרטיות מחזיקים כ-5,000–8,000 שעות, אך אוטובוס או משאית זקוקים לכ-30,000 שעות ומעלה. Freudenberg, שמפתחת תאי דלק לאוטובוסים, מציגה "עיצוב ייעודי לתחבורה כבדה עם יעד חיים מינימלי של 35,000 שעות," המשקף את הקפיצה בסדרי גודל בעמידות הנדרשת לציי רכב מסחריים sustainable-bus.com. זהו אחד האתגרים ההנדסיים שנפתרים כדי להבטיח שתאי דלק יעמדו במחזורי העבודה התובעניים של תחבורה ציבורית ומשא.

משאיות ותחבורה כבדה

משאיות כבדות נחשבות לאחת מהיישומים המבטיחים וההכרחיים ביותר לתאי דלק. רכבים אלה דורשים טווח נסיעה ארוך, תדלוק מהיר ויכולת נשיאת מטען גבוהה – תחומים שבהם סוללות מתקשות בשל משקל וזמני טעינה. משאיות עם תא דלק ניתן לתדלק תוך 10–20 דקות והן נושאות מספיק מימן לטווח של מעל 500 ק"מ, וכל זאת תוך שמירה על כושר נשיאה (מכיוון שמכלי מימן קלים יותר מחבילות סוללה מסיביות לאנרגיה שוות ערך). יצרניות משאיות גדולות מפעילות תוכניות: Daimler Truck ו-Volvo יצרו מיזם משותף (cellcentric) לייצור מערכות תא דלק למשאיות, עם יעד לייצור המוני מאוחר יותר בעשור זה. Nikola, Hyundai, Toyota, Hyzon ואחרות כבר מציגות דגמי אב-טיפוס או משאיות כבדות מסחריות ראשונות עם תא דלק על הכביש ב-2025. ברית המימן לתחבורה של אירופה הצהירה באופן חד משמעי כי "משאיות כבדות למרחקים ארוכים הן יישום הרכב המרכזי למימן, ומערכות תא דלק כבדות הן טכנולוגיית הליבה" הנדרשת hydrogen-central.com. עמדה זו מהדהדת גם בדבריה של מנכ"לית Daimler Truck, Karin Rådström, שאמרה "משאיות מימן הן השלמה מושלמת לאלו החשמליות – מציעות טווחים ארוכים, תדלוק מהיר והזדמנות גדולה לאירופה. אנו מובילים בטכנולוגיית מימן, ונשמור על ההובלה אם נפעל עכשיו – לאורך כל שרשרת הערך." hydrogen-central.com דבריה מדגישים כי יצרניות אירופאיות השקיעו רבות בידע בתחום תאי הדלק (Daimler החלה במחקר ופיתוח בתחום בשנות ה-90) ואינן מתכוונות לוותר על ההובלה, אך הן קוראות למקבלי ההחלטות להקים תשתית למשאיות מימן כעת כדי לנצל את היתרון.ניסויים בעולם האמיתי מאמתים את הרעיון. יונדאי פרסה צי של 47 משאיות כבדות מונעות בתאי דלק בשווייץ החל מ-2020 (דגם XCIENT) ועד 2025 משאיות אלו צברו יחדיו מעל 4 מיליון ק"מ של פעילות. על בסיס זה, סגן יו"ר יונדאי Jaehoon Chang הודיע כי משאיות המימן שלהם באירופה "נסעו יחדיו מעל 15 מיליון קילומטרים… מה שמדגים את האמינות והיכולת להרחבה של מימן בלוגיסטיקה מסחרית." hydrogen-central.com זהו הוכחה חזקה לכך שמשאיות תאי דלק מסוגלות לעמוד בשימוש יומיומי אינטנסיבי. בצפון אמריקה, חברת הסטארט-אפ Nikola סיפקה משאיות סמי-טריילר מונעות בתאי דלק ללקוחות ראשונים (אם כי החברה התמודדה עם קשיים פיננסיים והתארגנות מחדש ב-2023 h2-view.com). טויוטה בנתה משאיות כבדות (Class-8) מונעות בתאי דלק מימן (עם מערכות תאי דלק המבוססות על Mirai) לשינוע מטענים בנמלי לוס אנג'לס, שם צי של כ-30 משאיות מימן מוביל מטענים עם תדלוק מסופק על ידי מתקן מימן ייעודי "Tri-Gen" בלונג ביץ' pressroom.toyota.com. המתקן, שנבנה עם FuelCell Energy, ממיר ביוגז מתחדש למימן, חשמל ומים באתר – ומספק 2.3 מגה-ואט חשמל ועד 1,200 ק"ג מימן ביום pressroom.toyota.com. המימן מתדלק הן את משאיות טויוטה והן רכבי נוסעים מונעי תאי דלק, בעוד שהחשמל מפעיל את הנמל ואפילו מי הלוואי משמשים לשטיפת מכוניות המורדות מהאוניות pressroom.toyota.com. טויוטה הדגישה שמערכת זו בלבד "מפחיתה 9,000 טון פליטות CO₂ בשנה" בנמל, במקום מה שמשאיות דיזל היו פולטות pressroom.toyota.com. "יש עד 20,000 הזדמנויות בכל יום לנקות את האוויר עם משאיות מונעות בתאי דלק מימן," ציין ג'יי סאקט מטויוטה, בהתייחסו לנסיעות היומיות של משאיות דיזל בנמלי לוס אנג'לס/לונג ביץ' שניתן להחליפן pressroom.toyota.com.תדלוק מימן למשאיות מקבל דחיפה באמצעות שותפויות. באיחוד האירופי, חברות השיקו את יוזמת H2Accelerate כדי לתאם את פריסת מסדרונות המימן לתחבורה כבדה ותחנות תדלוק למשאיות למרחקים ארוכים בסוף שנות ה-2020. ועדת האנרגיה של קליפורניה מממנת מספר תחנות מימן בקיבולת גבוהה למשאיות (המסוגלות לתדלק עשרות משאיות ביום) כדי לתמוך בהובלה קצרה ובהמשך גם במסלולים ארוכים למרכזי לוגיסטיקה פנימיים. הממשלה הסינית מקדמת באגרסיביות משאיות תאי דלק בפרובינציות נבחרות באמצעות סובסידיות ותקנות, במטרה להגיע ל-50,000 כלי רכב בתאי דלק על הכביש עד 2025 ו-100,000–200,000 עד 2030 יחד עם 1,000 תחנות מימן globenewswire.com. כבר כיום, סין שילבה משאיות כבדות בתאי דלק בפעילות מפעלי פלדה וכרייה, תוך ניצול טכנולוגיה מקומית (חברות כמו Weichai ו-REFIRE מספקות מערכות תאי דלק).

רכבות, אוניות ומטוסים

מעבר לרכבים בכביש, תאי דלק מוצאים תפקיד גם בענפי תחבורה נוספים:

רכבות: מספר רכבות נוסעים בתאי דלק מימן נמצאות כבר בשירות, ומהוות אבן דרך משמעותית בהפחתת פליטות ברכבות. במיוחד, רכבת תאי הדלק Coradia iLint של Alstom נכנסה לשירות מסחרי בגרמניה ב-2018 וב-2022 פעלה בקווים אזוריים בסקסוניה התחתונה, והחליפה רכבות דיזל. ב-2022, צי של 14 רכבות תאי דלק של Alstom החל לפעול באזור פרנקפורט, ומיזמים ניסיוניים מתקיימים באיטליה, צרפת ובריטניה. רכבות אלו נושאות מימן במכלים ויכולות לנסוע מעל 1,000 ק"מ לכל תדלוק, מה שמתאים לקווים שאינם מחושמלים (כמחצית מרשת הרכבות באירופה אינה מחושמלת). רכבות תאי דלק מבטלות את הצורך בתשתית חשמלית יקרה בקווים דלי תנועה. נכון ל-2025, אירופה התחייבה להרחיב את השימוש ברכבות מימן: לדוגמה, איטליה הזמינה 6 רכבות תאי דלק ללומברדיה, צרפת בוחנת יחידות של Alstom, ו-בריטניה ניסתה את רכבת HydroFLEX. בארה"ב, הפיתוח איטי יותר אך חברות כמו Stadler מספקות רכבת מימן לקליפורניה. סין גם הציגה אבטיפוס של קטר מימן ב-2021. בתחום המשא, חברת הכרייה Anglo American השיקה קטר היברידי בתאי דלק 2MW ב-2022. לסיכום, תאי דלק מוכיחים את יעילותם בקווי רכבת בהם סוללות יהיו כבדות מדי או בעלי טווח מוגבל.
ימי (אוניות וסירות): מגזר הספנות בוחן תאי דלק הן כמקור כוח עזר והן כמקור כוח ראשי. מעבורות נוסעים קטנות וכלי שיט קטנים היו מהמאמצים הראשונים. בשנת 2021, ה-MF Hydra בנורווגיה הפכה למעבורת תאי הדלק הראשונה בעולם הפועלת על מימן נוזלי, המובילה מכוניות ונוסעים עם מערכת תאי דלק של Ballard בהספק 1.36 מגה-ואט. יפן בדקה מעבורת תאי דלק (ה-HydroBingo) ושוקלת שימוש במימן לשיט חופי. ה-איחוד האירופי מממן פרויקטים כמו H2Ports ו-FLAGSHIPS להדגמת כלי שיט מונעי מימן ותדלוק מימן בנמלים. עבור אוניות גדולות יותר, הקונצנזוס הנוכחי הוא להשתמש בתאי דלק עם דלקים שמקורם במימן כמו אמוניה או מתנול (שניתן "לפצח" או להשתמש בהם בתאי דלק עם עיצוב מתאים). לדוגמה, מפעילת הקרוזים הנורווגית Hurtigruten מפתחת אוניית נופש עם SOFCs הפועלים על אמוניה ירוקה עד 2026. נישה נוספת היא כלי שיט תת-ימיים וצוללות: תאי דלק (במיוחד PEM) יכולים לספק כוח שקט, עצמאי מאוויר – צוללות מדגם 212A של גרמניה משתמשות בתאי דלק מימן לפעולה חמקנית. בעוד שסביר שאניות מכולה למרחקים ארוכים ימשיכו להסתמך על מנועי בעירה השורפים אמוניה או מתנול בטווח הקצר, תאי דלק עשויים להשלים אותם בתמרוני נמל או בסופו של דבר להתרחב ככל שיפותחו תאי דלק בהספק גבוה (כמה מגה-ואט). ככל שנפתרות סוגיות בטיחות ואחסון, תאי דלק מציעים לאניות הבטחה להנעה נטולת פליטות, ללא הרעש והרטט של מנועי דיזל.
תעופה: תעופה היא התחום הקשה ביותר להפחתת פליטות פחמן, ותאי דלק מימן נחקרים באופן פעיל עבור נישות מסוימות. סביר להניח שתאי דלק לעולם לא יניעו ישירות מטוס ג'מבו (בעירה של מימן או דלקים אחרים עשויה לעשות זאת), אך יש להם פוטנציאל במטוסים קטנים יותר או כחלק ממערכות היברידיות. מספר חברות סטארט-אפ (ZeroAvia, Universal Hydrogen, H2Fly) הטיסו מטוסים קטנים שהוסבו לשימוש בתאי דלק מימן המניעים מדחפים. בשנת 2023, ZeroAvia הטיסה מטוס ניסוי בן 19 מושבים (Dornier 228) כאשר אחד משני מנועיו הוחלף במערכת הנעה חשמלית מבוססת תא דלק. היעד הבא שלהם הוא מטוסי נוסעים אזוריים בני 40-80 מושבים על מימן עד 2027. איירבוס, יצרנית המטוסים הגדולה בעולם, בחנה בתחילה טורבינות בעירה במימן אך ב-2023 הודיעה על שינוי מיקוד ל"מטוס חשמלי מלא, מונע מימן עם מנוע תא דלק" כנתיב העיקרי לתוכנית ZEROe שלה airbus.com. ביוני 2025, איירבוס חתמה על שותפות משמעותית עם יצרנית המנועים MTU Aero Engines לפיתוח וקידום הנעת תאי דלק לתעופה. "ההתמקדות שלנו בהנעה חשמלית מלאה מבוססת תא דלק עבור מטוסי העתיד מונעי מימן מדגישה את הביטחון וההתקדמות שלנו בתחום זה," אמר ברונו פישפֶה, ראש תחום תוכניות עתידיות באיירבוס airbus.com. "שיתוף הפעולה עם MTU… יאפשר לנו לאחד ידע, להאיץ הבשלת טכנולוגיות קריטיות, ולבסוף לספק מערכת הנעה מהפכנית מונעת מימן למטוסי נוסעים עתידיים. יחד, אנו פורצי דרך בתחום." airbus.com בדומה לכך, ד"ר שטפן ובר מ-MTU הדגיש את "החזון שלנו לקונספט הנעה מהפכני שיאפשר טיסה כמעט ללא פליטות," וכינה את המאמץ המשותף צעד מפתח בדרך להפיכת מטוסי נוסעים מונעי תא דלק למציאות airbus.com. שותפות זו משרטטת מפת דרכים רב-שנתית: תחילה שיפור רכיבים (ערימות תאי דלק בהספק גבוה, אחסון מימן קריוגני וכו'), לאחר מכן ניסויי קרקע של מערכת הנעה מלאה, במטרה למנוע תעופתי מבוסס תא דלק בר-אישור בשנות ה-30 airbus.com. היישום הראשוני צפוי להיות במטוס אזורי קטן, אך היעד הסופי הוא הסבה למטוסי נוסעים חד-מעבר לטיסות קצרות. תאי דלק פולטים רק מים ויש להם יתרון של יעילות גבוהה בגובהי שיוט. האתגרים כוללים משקל (תאי דלק ומנועים לעומת מנועי טורבופאן) ואחסון מספיק מימן (ככל הנראה כמימן נוזלי) במטוס. המחויבות הפומבית של איירבוס מצביעה על אמונה חזקה כי ניתן לפתור את האתגרים הללו. בינתיים, תא דלקמשתמשים גם במטוסים בדרכים נוספות: כ-APUs (יחידות כוח עזר) לספק חשמל על הסיפון בשקט, ואפילו לייצר מים לצוות (תאי דלק רגנרטיביים). נאס"א ואחרים חקרו שימוש בתאי דלק רגנרטיביים כאחסון אנרגיה למטוסים חשמליים. בסך הכול, בעוד שמטוסי מימן נמצאים בשלב מוקדם, סביר להניח שבסוף שנות ה-2020 יופעלו קווי תעופה מסחריים ראשונים על ידי מטוסים המונעים בתאי דלק, במיוחד כאשר חברות כמו Airbus, MTU, Boeing, ו-Universal Hydrogen מגבירות את המו"פ ובדיקות האב-טיפוס.
רחפנים ורכבים ייעודיים: קטגוריה קטנה אך מתפתחת היא רחפנים ורכבים ייעודיים עם תאי דלק. חברות כמו Intelligent Energy ו-Doosan Mobility פיתחו מערכות כוח מבוססות תא דלק PEM לרחפנים, המאפשרות זמני טיסה ארוכים בהרבה מסוללות ליתיום. ערכות רחפנים מימן יכולות להחזיק כלי טיס בלתי מאוישים באוויר במשך 2–3 שעות לעומת 20-30 דקות עם סוללות, דבר שהוא בעל ערך ליישומים כמו מעקב, מיפוי או משלוחים. בשנת 2025, דרום קוריאה אף הדגימה רחפן מולטי-קופטר עם תא דלק מימן הנושא מטען של 5 ק"ג במשך יותר משעה. על הקרקע, תאי דלק מניעים גם מלגזות (כפי שצוין קודם) וציוד שדה תעופה (טרקטורים לגרירה, משאיות קירור) במקומות שבהם החלפת סוללות היא מסורבלת. תחום שינוע החומרים הפך בשקט לסיפור הצלחה של תאי דלק: מעל 70,000 מלגזות עם תא דלק נמצאות כיום בשימוש יומיומי במחסנים innovationnewsnetwork.com, ומספקות לחברות "אפס פליטות בסביבת המחסן" ותפוקה גבוהה יותר (אין השבתה לטעינת סוללות). קמעונאיות גדולות כמו וולמארט ואמזון השקיעו רבות בתחום זה דרך ספקים כמו Plug Power. אימוץ מוקדם זה מדגיש שתאי דלק יכולים למצוא נישות שבהן היתרונות הייחודיים שלהם (תדלוק מהיר, אספקת כוח רציפה) עולים על סוללות או מנועים.

לסיכום, תאי דלק חודרים לתחבורה: ממכוניות נוסעים ועד לכלי הרכב הגדולים ביותר, ואפילו לשמים. תחבורה כבדה היא נקודת חוזק ברורה – מומחים מסכימים שתאי דלק מימן ימלאו "תפקיד חיוני בהפחתת פליטות בענף התחבורה, במיוחד במגזרים שבהם פתרונות חשמליים מבוססי סוללה אינם מספקים" hydrogen-central.com. השנים הקרובות יקבעו את ההיקף; הרבה תלוי בהקמת תשתית תדלוק מימן מספקת ובהשגת יתרון לגודל להוזלת עלויות הרכב. אך נוכחות כלי רכב עם תא דלק בציי רכב ציבוריים, בהובלת מטענים ובשימושים ייעודיים כבר מסייעת להניע את הביקוש למימן ולנרמל את הטכנולוגיה. כפי שאוליבר ציפסה, מנכ"ל BMW, אמר: "בהקשר של היום, מימן הוא לא רק פתרון אקלימי – הוא מאפשר עמידות. … ב-BMW, אנחנו יודעים שאין הפחתת פליטות מלאה או מגזר תחבורה אירופי תחרותי ללא מימן." hydrogen-central.com

ייצור חשמל נייח עם תאי דלק

בעוד שמכוניות מימן זוכות לכותרות, מערכות תאי דלק נייחות משנות בשקט את הדרך בה אנו מייצרים ומשתמשים בחשמל. תאי דלק יכולים לספק חשמל וחום נקיים ויעילים לבתים, מבנים, מרכזי נתונים ואפילו להזרים חשמל לרשת. הם מהווים חלופה לגנרטורים מבוססי בעירה (ולפליטות/רעש הנלווים), ויכולים לייצב רשתות חשמל עתירות אנרגיה מתחדשת עם חשמל זמין לפי דרישה. יישומים מרכזיים בתחום הנייח כוללים:

אספקת חשמל גיבוי וחשמל מרחוק – מגדלי תקשורת, מרכזי נתונים, בתי חולים ומתקנים צבאיים דורשים אספקת חשמל גיבוי אמינה. באופן מסורתי גנרטורים דיזל ממלאים תפקיד זה, אך חלופות של תאי דלק (הפועלות על מימן או דלקים נוזליים) הופכות לפופולריות יותר ויותר עבור גיבוי ללא פליטות. לדוגמה, Verizon ו-AT&T פרסו גיבוי תאי דלק מימן במגדלי סלולר כדי להאריך את זמן הפעולה מעבר למערכות UPS מבוססות סוללה. בשנת 2024, מיקרוסופט הודיעה כי ביצעה בהצלחה ניסוי של גנרטור תא דלק בהספק 3 מגה-ואט כתחליף לגנרטורי דיזל לגיבוי מרכזי נתונים, שפועל על מימן שמיוצר באתר carboncredits.com. תאי דלק מתחילים לפעול מיידית ודורשים תחזוקה מינימלית לעומת מנועים. בנוסף, במתקנים סגורים (או באזורים עירוניים), הפעלה ללא פליטות היא יתרון עצום – אין פליטות CO₂, NOx או חלקיקים מזהמים. תעשיות התקשורת בארה"ב ובאירופה החלו ליישם תאי דלק במיוחד במקומות שבהם רעש או תקנות סביבתיות מגבילות שימוש בדיזל. אפילו גנרטורים ניידים קטנים יותר מבוססי תא דלק (כמו של SFC Energy או GenCell) יכולים לספק חשמל מרחוק למוצבים צבאיים או לפעולות סיוע באסון. פרויקט של צבא ארה"ב, למשל, עושה שימוש במשאית “H2Rescue” המצוידת בגנרטור תא דלק לאזורי אסון – היא יכולה לספק 25 קילוואט חשמל במשך 72 שעות ברציפות וקבעה לאחרונה שיא עולם בנסיעה של 1,806 מיילים על תדלוק מימן אחד innovationnewsnetwork.com. יכולות כאלה מושכות סוכנויות חירום לשקול תאי דלק כפתרון גיבוי עמיד.
מיקרו-CHP למגורים ומסחר – ביפן ובדרום קוריאה, עשרות אלפי בתים מצוידים ביחידות מיקרו-קוגנרציה (CHP) מבוססות תא דלק. תוכנית Ene-Farm הוותיקה של יפן (בתמיכת פנסוניק, טושיבה ועוד) פרסה מאז 2009 מעל 400,000 יחידות ביתיות מסוג PEMFC ו-SOFC. יחידות אלו (~0.5–1 קילוואט חשמלי) מייצרות חשמל לבית והחום שנפלט מהן משמש לחימום מים או חימום חלל, ומגיעות ליעילות כוללת של 80–90%. הן פועלות בדרך כלל על מימן שמופק מגז טבעי באמצעות רפורמר קטן. ייצור החשמל באתר מפחית את העומס על הרשת ואת טביעת הרגל הפחמנית (במיוחד אם משתמשים בגז ממקור מתחדש). גם בדרום קוריאה יש תמריצים לתאי דלק ביתיים. באירופה ובארה"ב יש פרויקטי ניסוי (למשל יחידות מיקרו-CHP בגרמניה במסגרת תוכנית KfW), אך האימוץ איטי יותר בשל עלויות ראשוניות גבוהות ומחירי גז טבעי נמוכים היסטורית. עם זאת, ככל שחימום בגז טבעי יוצא משימוש מסיבות אקלים, ייתכן שתאי דלק CHP יתפסו נישה לאנרגיה ביתית יעילה, במיוחד אם יופעלו על מימן ירוק או ביוגז.
תחנות כוח ראשיות ותאי דלק בקנה מידה תעשייתי – ניתן לאגד תאי דלק לתחנות כוח בהספק של מגה-ואט שמזינות את רשת החשמל או מספקות חשמל למפעלים/בתי חולים/קמפוסים אוניברסיטאיים. היתרונות כוללים יעילות גבוהה, פליטות מזהמים נמוכות במיוחד (במיוחד בשימוש במימן או ביו-גז), וטביעת רגל קטנה יחסית לתחנות כוח אחרות. לדוגמה, פארק תאי דלק של 59 מגה-ואט בהוואסונג, דרום קוריאה (המשתמש במערכות MCFC של POSCO Energy) מספק חשמל לרשת כבר שנים researchgate.net. דרום קוריאה היא המובילה העולמית בתחום: יש לה מעל 1 ג'יגה-ואט של קיבולת תאי דלק נייחים מותקנת, המספקת חשמל מבוזר בערים ובאתרים תעשייתיים fuelcellsworks.com. אחד הגורמים לכך הוא יעדי האנרגיה המתחדשת של קוריאה – תאי דלק נחשבים לאנרגיה נקייה תחת רגולציות מסוימות שם, והם גם משפרים את איכות האוויר המקומית על ידי החלפת גנרטורים פחמיים/דיזליים. בארה"ב, חברות כמו Bloom Energy (עם מערכות SOFC) ו-FuelCell Energy (עם מערכות MCFC) בנו פרויקטים מהספק של 1 מגה-ואט ועד כ-20 מגה-ואט עבור חברות חשמל וקמפוסים תאגידיים גדולים. בשנת 2022, Bloom ו-SK E&S חנכו התקנת SOFC של 80 מגה-ואט בדרום קוריאה – מערך תאי הדלק הגדול בעולם bloomenergy.com. ראוי לציין שמערכות אלו מסוגלות לעקוב אחר העומס וחלקן מספקות גם חום משולב (שימושי לחימום מרכזי או קיטור תעשייתי). באירופה, תחנות כוח תאי דלק נפוצות פחות אך נמצאות בצמיחה – בגרמניה, איטליה ובריטניה הותקנו מערכות בהספק של כמה מגה-ואט, לרוב עם יחידות PEM או SOFC המשתמשות בביוגז. בשנת 2025, Statkraft הנורבגית תכננה תחנת כוח תאי דלק מימן של 40 מגה-ואט (לגיבוי אנרגיה מתחדשת), אך היא עצרה חלק מהפרויקטים החדשים בתחום המימן בשל חששות עלויות ts2.tech. המגמה היא שתאי דלק הופכים לחלק ממערך משאבי האנרגיה המבוזרת, ומספקים חשמל אמין עם פחות זיהום. הם גם משלימים אנרגיה מתחדשת לסירוגין; לדוגמה, תא דלק יכול להשתמש במימן שמיוצר מעודפי שמש/רוח (ישירות או דרך אלקטרולייזר מחובר) ואז לפעול כאשר התפוקה המתחדשת נמוכה, ובכך לשמש כאחסון אנרגיה. הקונספט של "חשמל-למימן-לחשמל" נבחן במיקרוגרידים. המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת של ארה"ב התקינה מערכת תאי דלק PEM של 1 מגה-ואט (מטויוטה) בקמפוס שלה בקולורדו ב-2024 למחקר על שימוש בתאי דלק לשיפור חוסן אנרגטי ואינטגרציה עם שמש/אחסון pressroom.toyota.com.
קוגנרציה תעשייתית ומסחרית (CHP) – מעבר לבתים פרטיים, מערכות קוגנרציה מבוססות תאי דלק בקנה מידה גדול יותר משמשות בבתי חולים, אוניברסיטאות ומתקנים תאגידיים. מתקן PAFC בהספק 1.4 מגה-ואט עשוי לספק חשמל לבית חולים, כאשר חום הפסולת שלו מספק קיטור, ומגיע ליעילות כוללת של מעל 80%. אוניברסיטאות כמו ייל ו-קל סטייט הפעילו מתקני תאי דלק רבי-מגה-ואט (יחידות MCFC של FuelCell Energy) בקמפוס, מה שהפחית את צריכת החשמל מהרשת ואת הפליטות. עסקים כגון IBM, אפל ואיביי התקינו חוות תאי דלק במרכזי נתונים (למשל, לאפל הייתה חוות תאי דלק של 10 מגה-ואט של Bloom Energy בצפון קרוליינה, שפעלה בעיקר על ביוגז). אלה לא רק מספקים חשמל נקי באתר, אלא גם משמשים גיבוי ותמיכה לרשת. ממשלות מעודדות פרויקטים כאלה באמצעות תמריצים; בארה"ב, זיכוי המס הפדרלי להשקעות (ITC) עבור תאי דלק (זיכוי של 30%) הוארך לפחות עד 2025 fuelcellenergy.com, ומדינות כמו קליפורניה מעניקות זיכויים נוספים דרך SGIP. באירופה, מדינות מסוימות מאפשרות ליחידות קוגנרציה מבוססות תאי דלק לקבל תעריפי הזנה או מענקים. כתוצאה מכך, התקנות תאי דלק נייחים בדרך לשנה שוברת שיאים ב-2023–2024 עם כ-400 מגה-ואט שמתווספים מדי שנה ותחזיות של מעל 1 ג'יגה-ואט בשנה ברחבי העולם עד שנות ה-30 של המאה הנוכחית fuelcellsworks.com. זה עדיין קטן בהשוואה למגזר ייצור החשמל, אך קצב הצמיחה מואץ.
איזון רשת ואגירת חשמל – יישום חדשני של תאי דלק הוא איזון רשתות עתירות אנרגיה מתחדשת. אזורים עם הרבה שמש/רוח בוחנים אגירת אנרגיה באמצעות מימן: כאשר יש עודף חשמל, משתמשים בו לאלקטרוליזה של מים ליצירת מימן; לאחר מכן מאחסנים ומזינים את המימן לתאי דלק כדי לייצר מחדש חשמל בזמני ביקוש גבוה או תפוקה מתחדשת נמוכה. תאי דלק במצב זה פועלים למעשה כתחנות שיא רספונסיביות ונטולות פליטות. לדוגמה, פרויקט ב-יוטה, ארה"ב (Intermountain Power) מתכנן מאות מגה-ואט של תאי דלק מוצקים הפיכים עד 2030, שיכולים לעבור בין אלקטרוליזה לייצור חשמל, ולסייע ללוס אנג'לס להגיע ל-100% אנרגיה נקייה על ידי אגירת אנרגיה במערות מימן. חברות חשמל אירופיות בוחנות מערכות פיילוט קטנות יותר. בעוד שאגירת סוללות מטפלת בדרך כלל באיזון קצר טווח (שעות), מימן + תאי דלק יכולים לכסות פערים של מספר ימים או עונות, דבר שהוא חיוני לאיפוס פליטות הרשת. יוזמת Hydrogen Earthshot של משרד האנרגיה האמריקאי שואפת להפוך אגירה ארוכת טווח כזו לכלכלית על ידי הפחתת עלויות המימן. ד"ר סוניטה סאטיאפל ציינה "מימן יכול להיות אחת מהאפשרויות הבודדות לאגירת אנרגיה למשך שבועות או חודשים", מה שמאפשר שילוב עמוק יותר של אנרגיה מתחדשת iea.org iea.org.

תמיכה מדינית דוחפת גם היא תאי דלק נייחים. לדוגמה, מדינת ניו יורק בשנת 2025 הכריזה על מימון של 3.7 מיליון דולר לפרויקטים חדשניים של תאי דלק מימן לשיפור אמינות הרשת ולדה-קרבוניזציה של התעשייה nyserda.ny.gov. "בהובלת המושלת הוכל, ניו יורק בוחנת כל משאב, כולל דלקים מתקדמים, כדי לספק אנרגיה נקייה," אמרה דורין האריס, מנכ"לית NYSERDA, שכינתה את ההשקעה בתאי דלק מימן "הצעה בעלת ערך גבוה שיכולה להפחית את התלות בדלקים פוסיליים, לתרום לאמינות הרשת, ולהפוך את הקהילות שלנו לבריאות יותר." nyserda.ny.gov התוכנית מזמינה עיצובים למערכות תאי דלק שיכולות לשמש כ-"קיבולת מוצקה לרשת חשמל מאוזנת" או לדה-קרבוניזציה של תהליכים תעשייתיים nyserda.ny.gov. הדבר מדגיש הכרה בכך שתאי דלק יכולים לספק חשמל לפי דרישה (קיבולת) ללא פליטות, תכונה שהופכת לחשובה יותר ויותר עם סגירת תחנות פחם. באופן דומה, ברית המימן של ארצות הברית מציינת שמדינות כמו ניו יורק "מדגימות כיצד פעולה מדינתית ממוקדת יכולה להאיץ התקדמות לאומית לעבר כלכלה אנרגטית עמידה ודלת פחמן" על ידי קידום טכנולוגיית תאי דלק הניתנת להרחבה לשימושי רשת ותעשייה nyserda.ny.gov. באסיה, האסטרטגיה החדשה של יפן למימן (2023) קוראת להרחבת השימוש בתאי דלק גם בייצור חשמל וגם בניידות, ו-תוכנית החומש ה-14 של סין כוללת במפורש את המימן כמפתח לדה-קרבוניזציה של התעשייה ולחיזוק ביטחון האנרגיה payneinstitute.mines.edu.

לסיכום, תאי דלק נייחים מתקדמים בהדרגה משלב הפיילוט ליישום מעשי. הם ממלאים תפקידים חשובים: מספקים גיבוי חשמלי נקי, מאפשרים ייצור באתר עם ניצול חום (הגברת יעילות), ויכולים לשמש כ-גשר בין אנרגיות מתחדשות לא יציבות לרשתות אמינות. הם גם מבזרים את ייצור החשמל, ומגבירים את החוסן – נושא מרכזי לאחר אירועים כמו הפסקת החשמל בטקסס ב-2021. ככל שהעלויות יורדות וזמינות הדלק משתפרת (במיוחד אספקת מימן ירוק או ביוגז), ניתן לצפות שתאי דלק יספקו חשמל ליותר מבנים ומתקנים קריטיים. למעשה, התחזית היא שבשנות ה-30 של המאה הנוכחית, תאי דלק עשויים להוות חלק משמעותי מהקיבולת הגנרטיבית המבוזרת בעולם, ולהפוך לעמוד תווך שקט אך חיוני של תשתית האנרגיה הנקייה.

יישומים ניידים וללא חיבור לרשת של תאי דלק

לא כל תאי הדלק הם גדולים או מותקנים על רכב; תחום פיתוח משמעותי הוא תאי דלק ניידים לשימושים מחוץ לרשת, לצרכנים או לצבא. אלה נעים ממטענים בגודל כיס ועד גנרטורים של 1–5 קילוואט שניתן לשאת. היתרון הוא לספק חשמל במקומות מרוחקים או למכשירים, מבלי להזדקק לסוללות כבדות או למנועים קטנים ומזהמים.

שימושים צבאיים וטקטיים: חיילים בשטח נושאים משקל כבד של סוללות להפעלת מכשירי קשר, GPS, ראיית לילה ואלקטרוניקה נוספת. תאי דלק הפועלים על דלק נוזלי יכולים להקל על המשקל הזה על ידי ייצור חשמל לפי דרישה ממחסנית קטנה. צבא ארה"ב בחן יחידות תאי דלק מתנול ו-פרופאן כמטעני סוללות ניידים – במקום לשאת 9 ק"ג של סוללות רזרביות, חייל יכול לשאת תא דלק במשקל 1.3 ק"ג וכמה מיכלי דלק. חברות כמו UltraCell (ADVENT) ו-SFC Energy מספקות יחידות בטווח של 50–250 ואט למשתמשים צבאיים. בשנת 2025, SFC Energy חשפה דור חדש של תא דלק טקטי נייד עם הספק של עד 100 ואט (קיבולת אנרגיה של 2,400 ואט-שעה) – בערך פי שניים מהדגמים הקודמים fuelcellsworks.com. מערכות אלו, הפועלות על מתנול, מסוגלות לספק חשמל בשקט במשך ימים, דבר יקר ערך לפעולות חשאיות או עמדות חיישנים. לדוגמה, הבונדסוור הגרמני אימץ בהרחבה את תאי הדלק "Jenny" של SFC לטעינת סוללות לחיילים בשטח, תוך ציון הפחתה דרמטית בלוגיסטיקת הסוללות. באופן דומה, ארה"ב, בריטניה ואחרות מפעילות תוכניות לפיתוח תאי דלק "נישאים על ידי אדם". הדלק העיקרי הוא מתנול או חומצה פורמית (כנשא מימן נוח), אם כי עיצובים ניסיוניים מסוימים משתמשים במארזי הידריד כימי ליצירת מימן במקום. ככל שמכשירים אלה הופכים עמידים ודחוסי אנרגיה יותר, הם עשויים להחליף גנרטורים קטנים על בנזין ומארזי סוללות גדולים המשמשים כיום את הצבא וכוחות החירום.
פנאי וקמפינג: שוק צרכני נישתי התפתח עבור גנרטורי תאי דלק לקמפינג. אלה למעשה מערכות DMFC או PEM שיכולות לספק חשמל לקרוואן או בקתה בשקט וללא פליטות, בניגוד לגנרטור בנזין. לדוגמה, Efoy (של SFC Energy) מציעה יחידות תא דלק מתנול (45–150 ואט רציף) המשווקות לבעלי קרוואנים, שייטים ומשתמשי בקתות. הן שומרות אוטומטית על סוללה טעונה, תוך צריכת כמה ליטרים של מתנול בשבוע כדי לספק תאורה וחשמל למכשירים מחוץ לרשת. הנוחות שבהחלפת מחסנית מתנול מדי פעם (במקום להפעיל גנרטור רועש או לגרור פאנלים סולאריים) משכה קהל קטן אך יציב, במיוחד באירופה. יחידות אלו פופולריות גם עבור סירות מפרש, שם הן יכולות להטעין סוללות בשקט במהלך הפלגות ארוכות.
מטעני אלקטרוניקה אישית: לאורך השנים, חברות הדגימו תאי דלק קטנים לטעינה או הפעלה של מחשבים ניידים, טלפונים וגאדג'טים אחרים. לדוגמה, Brunton ו-Point Source Power הציעו מטעני קמפינג מבוססי תא דלק מימן ופרופאן, וטושיבה הציגה אבטיפוס DMFC למחשב נייד ב-2005. האימוץ היה מוגבל – סוללות ליתיום השתפרו כל כך, שמטען תא דלק לא היה אטרקטיבי לרוב הצרכנים. עם זאת, הרעיון עדיין צץ מדי פעם, במיוחד בהקשר של היערכות לחירום (פנס/מטען USB קטן מבוסס תא דלק שפועל על דלק גזיה, וכו'). לדוגמה, Lilliputian Systems פיתחה מטען טלפון מבוסס תא דלק בוטאן (ה-Nectar) שאף קיבל אישור FCC, אך לא הגיע לשוק הרחב. הפוטנציאל עדיין קיים עבור תאי דלק ניידים שיספקו זמן פעולה ארוך יותר למכשירים עבור משתמשים מסוימים (למשל עיתונאים בשטח, משלחות וכו'). כיוון מבטיח נוסף הוא שימוש במחסניות מימן: חברות בוחנות מחסניות מימן מתכתי או כימי קטנות (בגודל פחית שתייה בערך) שיכולות להפעיל מחשב נייד עשרות שעות באמצעות תא דלק PEM זעיר. ב-2024, Intelligent Energy השיקה אבטיפוס מאריך טווח מבוסס תא דלק מימן לרחפנים ורמזה על טכנולוגיה דומה למחשבים ניידים. אם ניתן יהיה למזער בהצלחה את אחסון ובטיחות המימן, ייתכן שסוף סוף נראה מטען תא דלק מסחרי לאלקטרוניקה נפוצה, במיוחד עם התרבות מכשירי USB.
רחפנים ורובוטיקה: נגענו ברחפני מימן בסעיף התחבורה, אך מבחינת מקור כוח, אלה תאי דלק ניידים. פעולות רחפן בעלות ערך גבוה (מעקב, מיפוי, משלוחים) נהנות מזמני טיסה ארוכים יותר שתאי דלק מאפשרים. חבילות תא דלק בטווח 1–5 קילוואט שולבו ברחפנים רב-להביים ובמטוסים קטנים. ב-2025, רחפן המימן של Doosan Mobility מקוריאה קבע שיא טיסה של 13 שעות (בתצורת מולטי-רוטור) באמצעות תא דלק ואחסון מימן עתיר אנרגיה. זה משנה משחק ליישומים כמו בדיקת צינורות או רחפני חיפוש והצלה שבדרך כלל חייבים לנחות כל 20-30 דקות להחלפת סוללה. דוגמה נוספת: מעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א ניסתה קונספט של מטוס מאדים המונע בתא דלק, שבו הסיבולת הארוכה של תא דלק תאפשר לכלי טיס בלתי מאויש לסקור שטחים נרחבים על פני מאדים (באמצעות הידרידים כימיים להפקת מימן, כי אין תדלוק על מאדים!). על פני כדור הארץ, תאי דלק גם מפעילים חלק מהרובוטים האוטונומיים והמלגזות במבנים סגורים, כפי שצוין – תדלוק מהיר והיעדר פליטה הופכים אותם מתאימים למחסנים, שם רובוט או מלגזה יכולים להמשיך לעבוד עם תדלוק מימן של 2 דקות במקום שעות של טעינה.
מכשירים רפואיים וחירום: תאי דלק ניידים נוסו גם עבור ציוד רפואי (למשל, רכזי חמצן ניידים או מכשירי הנשמה שבדרך כלל מסתמכים על סוללות). הרעיון הוא מקור כוח ארוך טווח לבתי חולים שדה או בזמן אסונות. בנוסף, תאי דלק (עם רפורמרים) שפועלים על דלקים לוגיסטיים כמו פרופאן או דיזל נמצאים בפיתוח למענה במצבי חירום. לדוגמה, משאית ה-H2Rescue שהוזכרה קודם יכולה לא רק לספק חשמל אלא גם לייצר מים – שני צרכים קריטיים במצבי חירום innovationnewsnetwork.com. חברות כמו GenCell מציעות גנרטור תא דלק אלקליין שיכול לפעול על אמוניה – כימיקל זמין מאוד – כפתרון כוח מחוץ לרשת בקהילות מרוחקות או במצבי חירום. פיצול אמוניה מייצר מימן עבור תא הדלק, והמערכת יכולה לספק חשמל רציף לעומסים קריטיים כאשר התשתית מושבתת.

שוק תאי הדלק הניידים עדיין קטן יחסית, אך נמצא בצמיחה. דוח אחד העריך אותו ב-6.2 מיליארד דולר ב-2024 עם צמיחה שנתית של כ-19% הצפויה עד 2030 maximizemarketresearch.com, ככל שיותר תעשיות מאמצות פתרונות נישתיים אלו. הביקוש מפוזר בין שימושים צבאיים, פנאי, רחפנים וגיבוי חשמל. אך לכולם מכנה משותף: תאי דלק יכולים לספק חשמל נקי, שקט וארוך טווח במצבים שבהם סוללות אינן מספיקות וגנרטורים אינם רצויים. הטכנולוגיה התבגרה עד כדי כך שהאמינות גבוהה (חברות מפרסמות כיום אורך חיים של 5,000-10,000 שעות ליחידות הניידות שלהן) והתפעול פשוט (מחסניות דלק ניתנות להחלפה חמה, מערכות שמתחילות בעצמן וכו'). לדוגמה, עיצובים חדשים של DMFC כוללים זרזים וממברנות משופרים שמגבירים ביצועים; חוקרים מוצאים דרכים למזער את תופעת המעבר של מתנול ולהעלות את היעילות techxplore.com. זה הופך את המוצרים לאטרקטיביים ומשתלמים יותר. כפי שציין סקירה טכנולוגית אחת, ל-DMFCs ולתאי דלק ניידים אחרים יש "ביצועים טובים יותר ועלות נמוכה מבעבר, מה שהופך אותם מתאימים לשימוש בקנה מידה גדול" בנישות מסוימות ts2.tech.

לסיכום, תאי דלק ניידים אולי לא יחליפו בקרוב את הסוללה בסמארטפון שלך, אך הם מאפשרים בשקט מגוון משימות ייחודיות – מחיילים שנשארים עם כוח למשימות ארוכות, דרך רחפנים שטסים רחוק יותר, ועד מטיילים שנהנים מחשמל שקט מחוץ לרשת ומגיבים ראשונים שממשיכים להפעיל ציוד מציל חיים אחרי סערה. ככל שזמינות הדלק (במיוחד מחסניות מימן ומתנול) תשתפר והיקפי הייצור יגדלו, יישומים ניידים ומחוץ לרשת צפויים להתרחב עוד, ולהשלים את המערכת האקולוגית הרחבה של תאי הדלק.

חדשנות טכנולוגית שמניעה את תאי הדלק קדימה

ההתקדמות בטכנולוגיית תאי הדלק בשנים האחרונות הייתה מכרעת בהתמודדות עם מגבלות העבר של עלות, עמידות וביצועים. חוקרים ומהנדסים ברחבי העולם מחדשים בתחומי מדע החומרים, עיצוב הנדסי וייצור כדי להפוך את תאי הדלק ליעילים, משתלמים ועמידים יותר לאורך זמן. כאן אנו מדגישים כמה חדשנויות טכנולוגיות ופריצות דרך מרכזיות שמאיצות את פיתוח תאי הדלק:

הפחתת קטליזטור ואלטרנטיבות: אחד הגורמים המרכזיים לעלות בתאי דלק PEM הוא הקטליזטור מפלטינה המשמש לתגובות. מחקר ופיתוח נרחבים התמקדו בהפחתת כמות הפלטינה או בהחלפתה. בשנת 2025, צוות ב-SINTEF (נורווגיה) דיווח על הישג מרשים: על ידי אופטימיזציה של סידור ננו-חלקיקי הפלטינה ועיצוב הממברנה, הם השיגו הפחתה של 62.5% בכמות הפלטינה בתא דלק PEM תוך שמירה על ביצועים norwegianscitechnews.com. "על ידי הפחתת כמות הפלטינה בתא הדלק, אנחנו לא רק מסייעים להוריד עלויות, אלא גם מתחשבים באתגרים גלובליים הקשורים לאספקת חומרי גלם חשובים ולקיימות," הסביר פטריק פורטין, חוקר SINTEF norwegianscitechnews.com. טכנולוגיית הממברנה החדשה וה"דקיקה כתער" שפיתחו היא בעובי של 10 מיקרומטר בלבד (כ-1/10 מעובי דף נייר) ודרשה ציפוי אחיד במיוחד של הקטליזטור כדי להבטיח שהתפוקה תישאר גבוהה norwegianscitechnews.com. התוצאה היא הרכבת ממברנה-אלקטרודה זולה וידידותית יותר לסביבה שעדיין מספקת את ההספק הנדרש. פריצות דרך כאלה מורידות עלויות ומפחיתות תלות בפלטינה נדירה (חומר גלם קריטי שמרביתו נכרת בדרום אפריקה/רוסיה). במקביל, חוקרים בוחנים קטליזטורים ללא מתכות מקבוצת הפלטינה (PGM-free) תוך שימוש בחומרים חדשניים (למשל פחמנים עם דופינג ברזל-חנקן, אוקסידי פרובסקיט) במטרה להעלים את הפלטינה לחלוטין. כמה קתודות ניסיוניות ללא PGM הראו ביצועים סבירים במעבדות, אך העמידות היא אתגר – ובכל זאת ההתקדמות עקבית.
ממברנות חדשות וחומרים ללא PFAS: תאי דלק PEM משתמשים באופן מסורתי בממברנות נפיונ ופולימרים פלואוריים דומים. עם זאת, אלה נכללים בקטגוריית PFAS ("כימיקלים לנצח") אשר מהווים סיכון סביבתי ובריאותי אם הם מתפרקים. מתבצעים מאמצים לפתח ממברנות ללא PFAS שהן יעילות באותה מידה. החדשנות של SINTEF שהוזכרה לעיל לא רק דיללה את הממברנה ב-33% (שיפור המוליכות והפחתת השימוש בחומר), אלא גם הממברנות הללו הכילו פחות פלואור, ובכך הפחיתו את פוטנציאל הסיכון ל-PFAS norwegianscitechnews.com. האיחוד האירופי אף שוקל הגבלות על PFAS, כך שזהו צעד בזמן הנכון. חברות נוספות בוחנות ממברנות מבוססות פחמימנים או ממברנות מרוכבות שמונעות PFAS לחלוטין. ממברנות משופרות גם מאפשרות טמפרטורות פעולה גבוהות יותר (מעל 120°C עבור PEM, מה שמסייע בשימוש בחום פסולת ובסבילות לזיהומים). פיתוח מרגש נוסף הוא ממברנות חילוף אניונים (AEMs) עבור תאי דלק ממברנה אלקליניים – אלו יכולות להשתמש בזרזים זולים יותר ואולי לאפשר שימוש במימן לא טהור. האתגר עם AEMs היה יציבות כימית, אך התקדמות אחרונה הניבה פולימרי AEM עמידים יותר שעברו אורך חיים של מעל 5,000 שעות במבחנים, מתקרבים לאמינות של PEM.
שיפורי עמידות: ערימות תאי דלק חייבות להחזיק מעמד זמן רב יותר כדי להיות כלכליות, במיוחד ליישומים כבדים ונייחים. חידושים לשיפור העמידות כוללים ציפויי לוחות ביפולריים טובים יותר (למניעת קורוזיה), תומכי זרזים העמידים בפני קורוזיה של פחמן, ושימוש ב-תוספים קנייניים באלקטרוליטים כדי למזער התדרדרות. לדוגמה, ערימת תאי הדלק Mirai החדשה של טויוטה הכפילה לכאורה את העמידות לעומת הדור הראשון, וכעת מכוונת ל-8,000–10,000 שעות (שווה ערך ל-150 אלף מיילים ומעלה ברכב). בתאים כבדים, חברות כמו Ballard ו-Cummins הציגו ממברנות עמידות ורכיבים עמידים לקורוזיה המיועדים ל-30,000 שעות. תא הדלק הכבד של Freudenberg שהוזכר קודם לכן עושה שימוש בעיצוב אלקטרודה מיוחד ובמערכת לחות להפחתת התדרדרות בעומסים גבוהים sustainable-bus.com. תוכנית Million Mile Fuel Cell Truck של משרד האנרגיה האמריקאי הציבה יעד של תאי דלק למשאיות ל-30,000 שעות (כמיליון מיילים של נסיעה). בשנת 2023, הקונסורציום הזה הודיע שפיתח זרז חדש שמספק "2.5 קילוואט לגרם פלטינה" – פי שלושה מצפיפות ההספק של זרזים קונבנציונליים – תוך עמידה ביעדי עמידות ועלות innovationnewsnetwork.com. כעת הם מציעים את הטכנולוגיה הזו לרישוי, מה שעשוי לשפר משמעותית את העמידות ולהוזיל את עלות תאי הדלק לדור הבא של משאיות. בנוסף, אבחון מתקדם ואלגוריתמים שליטה מסייעים להאריך את חיי התא; מערכות מודרניות יכולות להתאים באופן דינמי את תנאי ההפעלה כדי למזער עומס על תא הדלק (למשל, הימנעות מהקפאות מהירות או הגבלת קפיצות מתח שגורמות להתדרדרות).
PEM בטמפרטורה גבוהה וסבילות ל-CO: הפעלת תאי דלק PEM בטמפרטורה של מעל 100°C היא רצויה (שחזור חום טוב יותר, קירור פשוט יותר, וסבילות לחלק מהזיהומים). חוקרים פיתחו ממברנות פוליבנזימידאזין (PA-PBI) עם דיפוזיית חומצה זרחתית שמאפשרות לתאי דלק PEM לפעול בטווח של 150–180°C. מספר חברות (כמו Advent Technologies) ממסחרות את תאי הדלק PEM בטמפרטורה גבוהה (HT-PEM), שיכולים אף להשתמש במתנול או גז טבעי ממוחזרים כדלק, כיוון שהם סובלים עד 1–2% פחמן חד-חמצני שהיה מרעיל תא PEM סטנדרטי energy.gov. מערכות HT-PEM מראות פוטנציאל במיוחד ליישומים נייחים וימיים (APUs), אם כי אורך החיים שלהן עדיין לא כמו של PEM בטמפרטורה נמוכה.
ייצור והגדלת קנה מידה: רבות מהחדשנויות עוסקות בהפיכת ייצור תאי הדלק לפשוט וזול יותר. חברות שיפרו את הייצור האוטומטי של MEA (הרכבת אלקטרודה-ממברנה), כולל ציפוי קטליסט בגלילים ובקרת איכות משופרת (ראיית מכונה שבודקת כל ממברנה לאיתור פגמים). גם ייצור לוחות ביפולריים השתפר – הטבעה של לוחות מתכת דקים הפכה לנפוצה (במקום לוחות גרפיט מעובדים ויקרים יותר), ואפילו לוחות פלסטיק מרוכבים נבדקים. מערכי תאים מתוכננים להרכבה בנפח גבוה. לדוגמה, מערך התאים החדש של טויוטה הפחית את מספר החלקים ומשתמש בלוחות ביפולריים מפולימר-פחמן יצוקים, שהם קלים ופשוטים יותר. התקדמויות אלו מורידות את העלות לכל קילוואט. ב-2020 העריך משרד האנרגיה האמריקאי שמערך תאי PEM לרכב יכול לעלות כ-80 דולר/קילוואט בייצור המוני; עד 2025, היעדים התעשייתיים הם מתחת ל-60 דולר/קילוואט ב-100,000 יחידות לשנה ומתחת ל-40 דולר/קילוואט עד 2030, מה שיהפוך רכבי תאי דלק לתחרותיים מול מנועי בעירה innovationnewsnetwork.com. בתחום החדשנות בייצור, יש לציין גם את הדפסת תלת-ממד: חוקרים החלו להדפיס בתלת-ממד רכיבי תא דלק, כמו לוחות שדה זרימה מורכבים ואפילו שכבות קטליסט, מה שעשוי להפחית פסולת ולאפשר עיצובים חדשים שמשפרים ביצועים (למשל, תעלות זרימה מיטביות לפיזור גז אחיד).
מיחזור וקיימות: ככל שפריסת תאי הדלק מתרחבת, תשומת הלב עוברת למיחזור מערכי תאים בסוף חייהם כדי להחזיר חומרים יקרי ערך (פלטינה, ממברנות). שיטות חדשות מתפתחות – לדוגמה, דוח מ-2025 הדגיש טכניקת "גלי קול" להפרדה ושחזור חומרים קטליטיים מתאי דלק משומשים fuelcellsworks.com. סוכנות האנרגיה הבינלאומית מציינת שמיחזור פלטינה מתאי דלק הוא אפשרי ויהיה חשוב כדי לצמצם את הצורך בפלטינה חדשה אם ייוצרו מיליוני רכבי תאי דלק. במקביל, חלק מהחברות מתמקדות בייצור ירוק: ביטול כימיקלים רעילים מתהליך הייצור (חשוב במיוחד לממברנות ישנות המכילות PFAS) והבטחת עמידות תאי הדלק לדימוי הנקי שלהם לאורך כל מחזור החיים.
אינטגרציה והיברידיזציה של מערכות: מערכות תאי דלק רבות כיום משולבות בצורה חכמה עם סוללות או אולטרה-קבלים כדי להתמודד עם עומסים חולפים. גישה היברידית זו מאפשרת לתא הדלק לפעול בעומס יציב ואופטימלי (למען יעילות ואריכות ימים) בעוד שהסוללה מטפלת בשיאי העומס, ובכך משפרת את תגובתיות המערכת ואורך חייה. לדוגמה, כמעט כל מכוניות תאי הדלק הן היברידיות (למיראי יש סוללה קטנה ללכידת אנרגיה מבלימה רגנרטיבית ולהאצה). אפילו אוטובוסים ומשאיות עם תאי דלק כוללים לעיתים קרובות חוצץ ליתיום-יון. התקדמות באלקטרוניקת הספק ותוכנות בקרה הופכת זאת לחלק וחכם. בנוסף, אינטגרציה עם אלקטרולייזרים ומקורות מתחדשים היא תחום חדשני חם – יצירת לולאות סגורות וירטואליות שבהן עודף אנרגיה סולארית מייצר מימן באלקטרוליזה, מימן מאוחסן מזין תאי דלק לייצור חשמל בלילה, וכו'. הקונספט של תאי דלק הפיכים (תחמוצת מוצקה או PEM שיכולים לפעול גם כאלקטרולייזר) הוא טכנולוגיה מתקדמת שנחקרת כדי לפשט מערכות כאלה energy.gov. מספר סטארטאפים כבר מחזיקים באב-טיפוס של מערכות SOC הפיכות (תא תחמוצת מוצקה).
דלקים ונשאים חדשים: החדשנות אינה מוגבלת לגז מימן כדלק. חלופות כמו תאי דלק המוזנים באמוניה נמצאות במחקר (פירוק אמוניה למימן בתוך מערכת תא הדלק, או אפילו תאי דלק ישירים לאמוניה עם זרזים מיוחדים). אם יצליח, ניתן יהיה לנצל את תשתית האמוניה להובלת אנרגיה. רעיון חדשני נוסף: נשאי מימן אורגניים נוזליים (LOHCs) שמשחררים מימן לתא הדלק לפי דרישה בעזרת זרז. ב-2023, חוקרים גם הדגימו תא דלק ישיר לחומצה פורמית שיכול להגיע לצפיפות הספק גבוהה – חומצה פורמית נושאת מימן בצורה נוזלית ויכולה להיות קלה יותר לטיפול מאשר H₂. אף אחת מהטכנולוגיות הללו אינה מסחרית עדיין, אך הן מצביעות על אפשרויות דלק גמישות בעתיד, מה שעשוי להאיץ את האימוץ על ידי שימוש בנשא המימן הנוח ביותר לכל יישום.
מיחזור תאי דלק וחיים שניים: בהיבט הקיימות, מאחר שערימות תאי דלק מתדרדרות בהדרגה, רעיון נוסף הוא להשתמש מחדש בתאי דלק משומשים מרכבים ליישומים בעלי דרישה נמוכה יותר כ"חיים שניים" (בדומה לאופן שבו סוללות רכב חשמלי מקבלות חיים שניים באחסון נייח). לדוגמה, תא דלק של רכב שירד מתחת ל-80% מהביצועים ההתחלתיים שלו (סוף חיים לנהיגה) עדיין יכול לשמש ביחידת CHP ביתית או גנרטור גיבוי. זה דורש עיצוב מודולרי שיאפשר שיפוץ או הרכבה מחדש של התאים בקלות. יצרניות רכב מסוימות הביעו עניין בכך כדי לשפר את הכלכלה והקיימות של מחזור החיים של תא הדלק.

חידושים רבים אלה נתמכים על ידי מאמצים שיתופיים. היוזמה המשותפת לתאי דלק ומימן באיחוד האירופי וקונסורציומים של משרד האנרגיה האמריקאי מאחדים מעבדות לאומיות, אקדמיה ותעשייה כדי להתמודד עם אתגרים טכניים אלו. לדוגמה, קונסורציום תאי הדלק של משרד האנרגיה לביצועים ועמידות (FC-PAD) מתמקד בהבנת מנגנוני התדרדרות כדי לשפר חומרים. באירופה, פרויקטים כמו CAMELOT (שהוזכר במקרה של SINTEF) שואפים לדחוף את גבולות הביצועים של PEMFC באמצעות עיצובים חדשניים norwegianscitechnews.com.

כדאי גם לציין את ההתקדמות המהירה בתחום האלקטרולייזרים (הטכנולוגיה ההפוכה לייצור מימן). למרות שאינם תאי דלק כשלעצמם, שיפורים בטכנולוגיית האלקטרולייזרים (כמו זרזים זולים יותר, סוגי ממברנות חדשים, ויכולת להשתמש במים לא טהורים ts2.tech) תורמים ישירות לאקוסיסטם של תאי הדלק בכך שהם הופכים את המימן הירוק לזול ונגיש יותר. סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) דיווחה כי ייצור האלקטרולייזרים העולמי מתרחב פי 25, מה שיוריד את עלות המימן הירוק ויעודד אימוץ רחב יותר של תאי דלק innovationnewsnetwork.com. טכניקות כמו שימוש בבינה מלאכותית לשליטה במערכת ותאומים דיגיטליים לחיזוי תחזוקה מיושמות גם הן במערכות תאי דלק כדי למקסם זמן פעולה וביצועים.

בסך הכול, החדשנות המתמשכת הובילה לשיפורים מוחשיים: תאי דלק מודרניים מחזיקים כיום בערך פי 5 תוחלת חיים ופי 3 צפיפות הספק בעלות מזערית לעומת אלו מלפני 20 שנה. כפי שפרופ' גרנוט סטלבגר, מנכ"ל EKPO Fuel Cell Technologies, סיכם במכתב תעשייתי: "ב-EKPO, אנו הופכים את תא הדלק לתחרותי – מבחינת ביצועים, עלות ואמינות." אך הוא מציין שכדי לממש את היתרונות, "ניידות מימן מוכנה לפריסה, אך היא דורשת תמיכה מדינית נחושה כדי לגשר על פער העלויות הראשוני." hydrogen-central.com הדבר מדגיש כי הטכנולוגיה היא רק צד אחד של המטבע; יש צורך במדיניות תומכת כדי להגדיל את הייצור כך שהחידושים הללו אכן יתורגמו להוזלת עלויות. נבחן את ההיבטים המדיניים והכלכליים בהמשך, אך מהבחינה הטכנולוגית, תחום תאי הדלק תוסס, עם פריצות דרך שמגיעות ממעבדות חומרים, מוסכי סטארט-אפים ומרכזי מו"פ תאגידיים כאחד. חידושים אלה מעניקים ביטחון בכך שאפשר להתגבר על האתגרים הקלאסיים של תאי דלק (עלות, אורך חיים, תלות בזרזים), ולפתוח דלתות לשימוש נרחב.

השפעה סביבתית של תאי דלק

לעיתים קרובות תאי דלק מוצגים כ"מכשירי אנרגיה ללא פליטות" – ואכן, כאשר הם פועלים על מימן טהור, תוצר הלוואי היחיד שלהם הוא אדי מים. זה מעניק יתרונות סביבתיים עצומים, במיוחד בהפחתת מזהמי אוויר וגזי חממה בנקודת השימוש. עם זאת, כדי להעריך את ההשפעה הסביבתית במלואה, יש להתחשב בנתיב ייצור הדלק ובגורמי מחזור חיים. כאן נדון ביתרונות ובחסרונות הסביבתיים של תאי דלק וכיצד הם משתלבים בפאזל הפחתת הפחמן הרחב יותר:

אפס פליטות מצינור הפליטה/פליטות מקומיות: רכבים חשמליים עם תא דלק (FCEVs) ותחנות כוח עם תא דלק אינם מייצרים פליטות בעירה באתר. עבור רכבים, המשמעות היא אין CO₂, אין NOₓ, אין פחמימנים, אין חלקיקים היוצאים מצינור הפליטה – רק מים. באזורים עירוניים המתמודדים עם איכות אוויר ירודה, זהו יתרון עצום. כל אוטובוס תא דלק שמחליף אוטובוס דיזל מבטל לא רק CO₂ אלא גם פיח דיזל מזיק ו-NOₓ שגורמים לבעיות נשימה. אותו הדבר נכון גם ליישומים נייחים: תא דלק הפועל על מימן במרכז עיר מספק חשמל נקי ללא הזיהום של גנרטור דיזל או מיקרוטורבינה. זה יכול לשפר משמעותית את איכות האוויר ובריאות הציבור, במיוחד בסביבות צפופות או סגורות (למשל, מלגזות במחסן – החלפת מלגזות פרופאן בתאי דלק פירושה שאין עוד הצטברות של פחמן חד-חמצני בתוך מבנים). מערכות תא דלק הן גם שקטות, ומפחיתות זיהום רעש בהשוואה לגנרטורים עם מנוע או רכבים.
פליטת גזי חממה: אם המימן (או דלק אחר) מיוצר ממקורות מתחדשים או דלי פחמן, תאי דלק מציעים מסלול לדה-קרבוניזציה עמוקה של השימוש באנרגיה. לדוגמה, רכב תא דלק שפועל על מימן שמיוצר באלקטרוליזה המופעלת באנרגיה סולארית פולט כמעט אפס פליטות CO₂ לאורך מחזור החיים – ניידות ירוקה אמיתית. תרחיש של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה (IEA) ליעד אפס פליטות נטו ב-2050 מסתמך על מימן ותאי דלק לדה-קרבוניזציה של תחבורה ותעשייה כבדה, שם חשמול ישיר הוא אתגרי iea.org. עם זאת, מקור המימן הוא קריטי. כיום, כ-95% מהמימן מיוצר מדלקים פוסיליים (רפורמינג של גז טבעי או גזיפיקציה של פחם) ללא לכידת CO₂ iea.org. מימן “אפור” זה מייצר פליטות CO₂ משמעותיות במעלה הזרם, כ-9-10 ק"ג CO₂ לכל ק"ג H₂ מגז טבעי. שימוש במימן כזה ברכב תא דלק יוביל למעשה לפליטות מחזור חיים דומות או גבוהות יותר מרכב היברידי בנזין – כלומר, העברת הפליטות מהאגזוז למפעל המימן. לכן, כדי לממש את היתרונות האקלימיים, המימן חייב להיות דַל-פחמן: או “מימן ירוק” באמצעות אלקטרוליזה עם חשמל מתחדש, או “מימן כחול” מייצור פוסילי עם לכידת ואחסון פחמן. כיום, מימן דל-פליטות ממלא תפקיד שולי בלבד (<1 מיליון טון מתוך כ-97 מיליון טון מימן ב-2023) iea.org, אך גל של פרויקטים חדשים נמצא בדרך, שעשוי לשנות זאת באופן דרמטי עד 2030 iea.org. ה-IEA מציינת כי אם כל הפרויקטים שהוכרזו יתממשו, תהיה עלייה פי חמישה בייצור מימן דל-פחמן עד 2030 iea.org. בנוסף, מדיניות כמו הקרדיט המס על מימן בחוק הפחתת האינפלציה של ארה"ב (עד 3 דולר לק"ג עבור H₂ ירוק) ואסטרטגיית המימן של האיחוד האירופי מתחרות להגדיל את היצע ה-H₂ הנקי iea.org. בינתיים, חלק מהפרויקטים של תאי דלק משתמשים בדלקים “מעבריים”: לדוגמה, תאי דלק נייחים רבים פועלים על גז טבעי אך משיגים הפחתת CO₂ בזכות יעילות גבוהה יותר לעומת תחנת כוח בוערת (ובמצב קו-גנרציה, על ידי החלפת ייצור חום נפרד). לדוגמה, תא דלק ביעילות 60% פולט כחצי מכמות ה-CO₂ לקוט"ש לעומת תחנת כוח ברשת ביעילות 33% על אותו דלק energy.gov. אם מחברים אותו לביוגז (גז טבעי מתחדש מפסולת), תא הדלק יכול להיות אף ניטרלי פחמן או שלילי פחמן. לדוגמה, שרתי Bloom Energy רבים פועלים על ביוגז ממטמנות. בקליפורניה, פרויקטים של תאי דלק משתמשים לעיתים קרובות בביוגז מנותב כדי לטעון טביעת רגל פחמנית נמוכה מאוד.
מגזרים שקשה להפחית בהם פליטות: תאי דלק (ומימן) מאפשרים הפחתת פליטות פחמן במקומות שבהם אמצעים אחרים כושלים. בתעשיות כבדות (פלדה, כימיקלים, תחבורה למרחקים ארוכים), חשמול ישיר הוא קשה, ולדלקים ביולוגיים יש מגבלות. מימן יכול להחליף פחם בייצור פלדה (באמצעות הפחתה ישירה) ותאי דלק יכולים לספק חום בטמפרטורה גבוהה או חשמל ללא פליטות. במשאיות כבדות, ייתכן שסוללות לא יוכלו להתמודד עם מטענים של 40 טון למרחק של 800 ק"מ מבלי להכביד בצורה לא מעשית; מימן בתאי דלק כן יכול. סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) מדגישה שמימן ודלקים מבוססי מימן "יכולים למלא תפקיד חשוב במגזרים שבהם קשה להפחית פליטות ופתרונות אחרים אינם זמינים או קשים ליישום", כמו תעשייה כבדה ותחבורה למרחקים ארוכים iea.org. עד 2030 בתרחיש האפס פליטות של IEA, מגזרים אלה מהווים 40% מהביקוש למימן (לעומת פחות מ-0.1% כיום) iea.org. תאי דלק הם המכשירים שיהפכו את המימן הזה לאנרגיה שימושית עבור אותם מגזרים – בצורה נקייה.
יעילות אנרגטית ו-CO₂ לק"מ: בהיבט היעילות, כלי רכב עם תא דלק הם בדרך כלל יעילים יותר אנרגטית ממנועי בעירה פנימית, אך פחות יעילים מרכבים חשמליים מבוססי סוללה. רכב עם תא דלק PEM עשוי להיות בעל יעילות של כ-50–60% בהמרת אנרגיית המימן להספק גלגלים (בנוסף להפסדים בתהליך ייצור המימן). רכב חשמלי מבוסס סוללה (BEV) הוא בעל יעילות של 70-80% מהחשמל ברשת לגלגלים, בעוד שרכב בנזין הוא אולי 20-25%. לכן, אפילו שימוש במימן מגז טבעי ברכב עם תא דלק מביא להפחתת פליטות CO₂ לעומת רכב בנזין דומה, בזכות היעילות הגבוהה יותר, אך לא כמו שימוש במימן מתחדש. עם מימן מתחדש, פליטת ה-CO₂ לק"מ כמעט אפסית. בנוסף, מכיוון שתאי דלק שומרים על יעילות גבוהה גם בעומס חלקי, רכב FCEV בנסיעה עירונית עלול לסבול מקנס יעילות קטן יותר מאשר רכב בעירה פנימית בתנועה עירונית צפופה.
מזהמים ואיכות האוויר: דיברנו על מזהמים מגזי פליטה, אך יש להתחשב גם במעלה הזרם. ייצור מימן מגז טבעי פולט CO₂ (אלא אם כן הוא נתפס), אך אינו פולט מזהמים מקומיים המשפיעים על בריאות האדם. גזיפיקציה של פחם לייצור מימן, הנהוגה במקומות מסוימים, אכן פולטת מזהמים משמעותיים אלא אם כן מנקים אותם – אך שיטה זו בירידה בשל טביעת הרגל הפחמנית הגבוהה שלה. מצד שני, אלקטרוליזה כמעט ואינה פולטת מזהמים סביבתיים אם היא מונעת על ידי אנרגיה מתחדשת (ייתכן שיהיה מעט אדי מים ממגדלי קירור אם מדובר במתקן גדול, אך זה זניח). שימוש במים הוא היבט נוסף: תאי דלק עצמם מייצרים מים במקום לצרוך אותם (תא דלק PEM מייצר כ-0.7 ליטר מים לכל ק"ג מימן שנצרך). אלקטרוליזה לייצור מימן דורשת קלט מים – בערך 9 ליטר לכל ק"ג מימן. אם מימן מיוצר מגז טבעי, הוא מייצר מים במקום לצרוך אותם (CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O). לכן, השפעת המים תלויה במסלול: מימן ירוק צורך מים (אך בכמויות מתונות יחסית; למשל, ייצור טון אחד של מימן – כמות אנרגיה גדולה – צורך כ-9-10 טון מים, בדומה לייצור טון פלדה, לשם השוואה). יש חברות שמוצאות דרכים להשתמש במי שפכים או אפילו במי ים לאלקטרוליזה (פריצת דרך לאחרונה אפשרה לאלקטרולייזרים מסוג PEM לפעול על מים לא טהורים ts2.tech). בסך הכול, מימן/תאי דלק אינם עתירי מים בהשוואה, למשל, לדלקים ביולוגיים או תחנות כוח תרמיות, וביישומים מסוימים תאי דלק אף יכולים לספק מים. לדוגמה, מערכת Tri-gen של טויוטה מפיקה 1,400 גלון מים ביום כתוצר לוואי, בהם משתמשים לשטיפת מכוניות pressroom.toyota.com.
השפעות חומרים ומשאבים: תאי דלק אכן משתמשים בחומרים נדירים (מתכות מקבוצת הפלטינה), אך בכמויות קטנות. כפי שצוין, השימוש בהם הולך ופוחת וניתן למחזרם. מנקודת מבט של משאבים, עתיד שבו מיליוני מכוניות תאי דלק יפעלו ידרוש הגדלה מסוימת של אספקת פלטינה, אך ההערכות הן שמדובר בכמה מאות טון נוספים עד 2040, דבר שניתן להשגה במיוחד עם מחזור (לעומת סוללות שדורשות כמויות גדולות של ליתיום, קובלט, ניקל וכו', מה שמעורר שאלות קיימות משלהן). בנוסף, תאי דלק יכולים להפחית את התלות במינרלים קריטיים מסוימים: לדוגמה, רכב חשמלי מונע מימן (FCEV) אינו זקוק לליתיום או קובלט בכמויות גדולות (רק סוללה קטנה), מה שעשוי להקל על הביקוש בשרשראות אספקה אלו אם רכבי FCEV יתפסו נתח משמעותי. מימן עצמו ניתן לייצור ממגוון משאבים מקומיים (אנרגיה מתחדשת, גרעינית, ביומסה וכו'), מה שמחזק את ביטחון האנרגיה ומפחית את ההשפעות הסביבתיות של הפקת/זיקוק נפט. אזורים עם שפע אנרגיה מתחדשת (מדבריות שטופי שמש, מישורים סוערים) יכולים לייצא אנרגיה באמצעות מימן מבלי להקים קווי חשמל עצומים.
השוואה לחלופות: כדאי להשוות תאי דלק לפתרונות אחרים כמו רכבים חשמליים מבוססי סוללה או דלקים ביולוגיים, מנקודת מבט סביבתית. לרכבים חשמליים מבוססי סוללה יש יעילות גבוהה יותר, אך הם מתמודדים עם השפעות ייצור (כרייה עבור סוללות גדולות וכו'), ועדיין דורשים רשת חשמל נקייה כדי להיות באמת דלי פחמן. תאי דלק מעבירים את הנטל הסביבתי לייצור המימן – שאם נעשה בצורה נקייה, יכול להיות בעל השפעה סביבתית נמוכה מאוד. בפועל, כנראה שתתקיים תמהיל. רבים מהמומחים רואים בתאי דלק וסוללות כמשלימים: סוללות לטווחים קצרים ולרכבים קלים, תאי דלק לצרכים כבדים ולטווחים ארוכים. הגישה המשולבת הזו, כפי שמכתב מנכ"לי האיחוד האירופי הדגיש, עשויה למעשה למזער את עלות המערכת הכוללת והתשתיות – ולכאורה גם את ההשפעה הסביבתית – על ידי שימוש בכל אחד מהם במקום בו הוא מיטבי hydrogen-central.com.
דליפת מימן: שיקול סביבתי עדין הנחקר הוא השפעת דליפת מימן על האטמוספירה. מימן עצמו אינו גז חממה, אך אם דולף, הוא יכול להאריך את חיי המתאן ולתרום בעקיפין להתחממות. מחקרים בוחנים את הסיכון הזה; מועצת המימן מציינת ששמירה על שיעור דליפה נמוך (שניתן להשגה בהנדסה טובה) היא חשובה. גם כך, השפעת ההתחממות הגרועה ביותר של דליפת H₂ נמוכה בהרבה מזו של דליפות CO₂ או מתאן עם תכולת אנרגיה שוות ערך. עם זאת, התעשייה מפתחת חיישנים ונהלים כדי למזער כל אובדן בייצור, הובלה ושימוש במימן.

בסך הכול, התחזית הסביבתית לתאי דלק חיובית מאוד בתנאי שהמימן מגיע ממקורות נקיים. זו הסיבה שמשקיעים כל כך הרבה בהגדלת ייצור מימן ירוק. הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה מדגישה שלמרות שהמומנטום חזק (עם 60 מדינות שלהן אסטרטגיות מימן) עלינו "ליצור ביקוש למימן דל פליטות ולשחרר השקעות להגדלת הייצור והורדת העלויות", אחרת כלכלת המימן לא תממש את ההבטחה הסביבתית שלה iea.org. נכון לעכשיו, רק 7% מהפרויקטים המוכרזים של מימן דל פחמן הגיעו להחלטת השקעה סופית, לעיתים קרובות בשל היעדר ביקוש ברור או תמיכה מדינית iea.org. זהו פער שמטופל כעת על ידי מדיניות (עוד על כך בסעיף הבא).

ניתן לראות את השינוי המהיר: לדוגמה, בתחילת 2025 משרד האוצר האמריקאי השלים את התקנות לזיכוי מס על ייצור מימן במסגרת IRA, מה שנתן ודאות למשקיעים iea.org. אירופה השיקה את מכרזי "בנק המימן" שלה לסבסוד רכישת מימן ירוק iea.org. צעדים אלה צפויים לזרז ייצור נוסף של מימן דל-פחמן, מה שמשפר ישירות את טביעת הרגל הסביבתית של כל תא דלק שמופעל. כבר כעת, ההשקעה הגלובלית במימן דל-פליטות צפויה לזנק בכ-70% ב-2025 לכמעט 8 מיליארד דולר, לאחר זינוק של 60% ב-2024 ts2.tech. בקיצור, ככל שהמימן נקי יותר, תא הדלק ירוק יותר – וכל התעשייה פועלת במהירות כדי להבטיח שמקורות המימן יהיו נקיים.

מנקודת מבט רחבה יותר, תאי דלק תורמים לקיימות סביבתית לא רק דרך הפחתת פליטות, אלא גם על ידי אפשרות לגיוון אנרגטי וחוסן. הם יכולים לנצל עודפי אנרגיה מתחדשת (ולמנוע בזבוז/הגבלה), ולספק חשמל נקי באזורים מרוחקים או מוכי אסון (לתמיכה בצרכי אדם ומערכת אקולוגית). בשילוב עם אנרגיה מתחדשת, ניתן להפסיק שימוש בדלקים פוסיליים גם במגזרים שבעבר נחשבו לבלתי אפשריים לשינוי, ובכך להפחית זיהום והשפעה אקלימית. כפי שסיכם מנכ"ל אייר ליקיד פרנסואה ז'אקוב: "מימן הוא מנוף מרכזי להפחתת פליטות בתעשייה ובתחבורה, ועמוד תווך לחוסן אנרגטי ותעשייתי בעתיד." hydrogen-central.com תאי הדלק הם סוסי העבודה שהופכים את המימן הזה לחשמל שימושי ללא זיהום.

לסיכום, טכנולוגיית תאי הדלק מציעה יתרונות סביבתיים משמעותיים: אוויר נקי, הפחתת פליטות גזי חממה, ושילוב אנרגיה מתחדשת. האזהרה העיקרית היא להימנע מהסטת הפליטות "במעלה הזרם" על ידי שימוש במימן פוסילי – סוגיה מעברית שמדיניות איתנה ומגמות שוק פועלות לטפל בה. עם התרחבות המימן הירוק, תאי הדלק צפויים לספק אנרגיה אפס-פחמן אמיתית במגוון שימושים. השילוב של היעדר פליטות ישירות ואספקת דלק שהולכת ונעשית אפס-פחמן הופך את תאי הדלק לאבן יסוד באסטרטגיות אקלים לאומיות ותוכניות קיימות תאגידיות רבות. ברור שכאשר מדובר בצמצום זיהום ומאבק בשינויי אקלים, תאי הדלק הם יותר בני ברית מאשר איום – מסקנה שמקבלת הד רחב בקרב מדענים ומקבלי החלטות ברחבי העולם.

כדאיות כלכלית ומגמות שוק

הכלכלה של תאי דלק הייתה מזה זמן רב נושא לבחינה. היסטורית, תאי דלק היו סקרנות יקרה ועתירת טכנולוגיה שניתן היה להרשות לעצמם רק למשימות חלל או פרויקטי הדגמה. אך בעשור האחרון, העלויות ירדו משמעותית, ורבים מיישומי תאי הדלק מתקרבים לכדאיות כלכלית – במיוחד עם מדיניות תומכת ובהיקפי ייצור גבוהים. כאן אנו מעריכים את הכדאיות הכלכלית של תאי דלק במגזרים שונים, ובוחנים את מגמות השוק הנוכחיות כולל השקעות, תחזיות צמיחה, ואיך יוזמות מדיניות מעצבות את השוק.

מגמות עלות ותחרותיות

העלויות של מערכות תאי דלק נמדדות בעלות לכל קילוואט (לערימות נייחות ורכביות) או בעלות מערכת כוללת ליחידה (לדוג' אוטובוס או רכב). מספר גורמים תרמו לירידת העלויות:

ייצור בנפח גבוה: כאשר הייצור עובר מעשרות לאלפי יחידות, נכנסים לתוקף יתרונות ייצור המוני. טויוטה, לדוגמה, הפחיתה את עלות ערימת תאי הדלק של מיראי בכ-75% מהדור הראשון לשני באמצעות ייצור המוני ופישוט עיצוב. עם זאת, רכבי FCEV עדיין יקרים יותר מראש מרכבי בעירה פנימית או אפילו רכבים חשמליים בשל נפחים נמוכים ורכיבים יקרים (המיראי עולה כ-50,000$ לפני תמריצים). משרד האנרגיה האמריקאי הציב יעד להשגת שוויון עלות עם מנוע בעירה פנימית בנפחים גבוהים עד 2030 (~30$/קילוואט למערכת תא דלק).
הפחתת פלטינה: דנו בקיצוצים טכניים בפלטינה; כלכלית, פלטינה היא חלק משמעותי מעלות הערימה. הפחתת הכמות או שימוש בפלטינה ממוחזרת יכולים להוזיל אלפי דולרים מעלות הערימה. כיום, תא דלק לרכב של 80 קילוואט עשוי להכיל 10-20 גרם פלטינה (תלוי בעיצוב) – במחיר של 30$ לגרם, מדובר ב-300-600$ פלטינה, שזה לא עצום אך משמעותי. ברכבים כבדים, הערימות גדולות יותר אך יש מאמצים להוריד את כמות הפלטינה לקילוואט. בינתיים, MCFC ו-SOFC נייחים נמנעים לחלוטין משימוש בפלטינה, מה שמסייע בעלות החומרים (אם כי יש להם חומרים ותהליכי הרכבה יקרים אחרים).
מערכת עזר (BoP): רכיבים שאינם הערימה, כמו מדחסים, מכשירי לחות, אלקטרוניקת הספק, מיכלים וכו', תורמים רבות לעלות. גם כאן, נפח ושרשרת אספקה בוגרת מסייעים. ברכבים, מיכלי המימן מסיבי הפחמן הם עלות עיקרית (לעיתים כמו ערימת תא הדלק עצמה). עלויות אלו יורדות בכ-10-20% בכל הכפלת נפח. התעשייה חוקרת אחסון חלופי (כמו הידרידים מתכתיים או סיבים זולים יותר) אך בטווח הקצר מדובר בהגדלת ייצור קומפוזיטים. האיחוד האירופי ויפן מפעילים תוכניות להוזלת עלות המיכלים בחצי עד 2030 באמצעות אוטומציה וחומרים חדשים. בצד הנייח, BoP כולל רפורמרים (אם משתמשים בגז טבעי), ממירים, מחליפי חום – שוב נהנים מסטנדרטיזציה והיקף.
עלויות דלק: הכדאיות הכלכלית תלויה גם במחיר המימן (או מתנול וכו'). דלק מימן כיום יכול להיות יקר בשווקים ראשוניים. בתחנות H₂ ציבוריות בקליפורניה או אירופה, מימן עולה לעיתים קרובות 10-15 דולר לק"ג (שווה ערך אנרגטי לכ-4-6 דולר לגלון בנזין). המשמעות היא שתדלוק רכב תאי דלק יכול להיות דומה או מעט יקר יותר מבנזין לכל מייל (אם כי בהשוואה לעלות חשמל לרכב חשמלי, זה גבוה יותר). עם זאת, העלויות יורדות ככל שייצור רחב יותר נכנס לפעולה. יוזמת Hydrogen Shot של משרד האנרגיה האמריקאי שואפת למחיר של דולר אחד לק"ג מימן עד 2031 innovationnewsnetwork.com. למרות שזה שאפתני, אפילו 3 דולר לק"ג (עם אנרגיה מתחדשת או SMR+CCS) יהפכו את תפעול רכבי תאי דלק לזול מאוד לכל מייל, בהתחשב בכך שמכוניות תאי דלק יעילות פי 2-3 ממנועי בעירה פנימית. במונחים תעשייתיים, עלויות מימן ירוק ירדו לכ-4-6 דולר לק"ג ב-2025 במקרים הטובים ביותר (עם חשמל מתחדש זול מאוד), ומימן כחול יכול לעלות 2-3 דולר לק"ג. זיכוי המס החדש בארה"ב (עד 3 דולר לק"ג) עשוי להפוך את המימן הירוק לזול כמו 1-2 דולר לק"ג עבור יצרנים, מה שכנראה יתורגם למחירי קמעונאות של פחות מ-5 דולר בשנים הקרובות. פרויקטי מימן ירוק באירופה תחת Hydrogen Bank שואפים גם הם לחוזים סביב 4-5 אירו לק"ג או פחות. כל זה אומר: מחסום עלות הדלק מטופל, מה שישפר את הכלכליות של הפעלת תאי דלק לעומת דלקים קונבנציונליים. עבור משאיות למרחקים ארוכים, מימן ב-5 דולר לק"ג משתווה בערך לעלות למייל של דיזל ב-3 דולר לגלון, בזכות יתרון היעילות של משאית תאי דלק.
תמריצים ותמחור פחמן: תמריצי ממשלה נוטים כיום להטות את הכלכלה לטובת תאי דלק. מדינות רבות מציעות סובסידיות או זיכויי מס: לדוגמה, ארה"ב מעניקה עד 7,500 דולר זיכוי מס לרכבי תאי דלק (כמו לרכבים חשמליים), קליפורניה מוסיפה תמריצים נוספים, ומספר מדינות באיחוד האירופי מעניקות מענקי רכישה לרכבי תאי דלק (צרפת מציעה 7,000 אירו לרכב מימן, גרמניה פוטרת ממס כביש וכו'). לאוטובוסים ומשאיות קיימות תוכניות מימון ציבורי גדולות (JIVE של האיחוד האירופי מימנה מעל 300 אוטובוסים, HVIP של קליפורניה מכסה חלק גדול מעלות משאית מימן). תאי דלק נייחים נהנים מזיכויי מס (30% ITC בארה"ב fuelcellenergy.com) ותוכניות כמו סובסידיות CHP ביפן. בנוסף, אם תמחור פחמן או רגולציות פליטות יוחמרו, עלות פליטת CO₂ תעלה – מה שייטיב בפועל עם טכנולוגיות אפס פליטות כמו תאי דלק. לדוגמה, תחת רגולציות צי הרכב של אירופה ודרישות דלק עתידיות אפשריות, שימוש במימן ירוק עשוי להניב קרדיטים הניתנים למימוש כספי. נוף מדיניות זה קריטי ב-5-10 השנים הקרובות כדי לעבור לנפחי שוק עצמיים.

תחרותיות נוכחית: בנישות מסוימות, תאי דלק כבר תחרותיים כלכלית או קרובים לכך:

innovationnewsnetwork.com

אוטובוסים: אוטובוסים עם תאי דלק עדיין יקרים יותר מאוטובוסים דיזל או אוטובוסים חשמליים על סוללה. עם זאת, חלק מסוכנויות תחבורה ציבורית מחשבות שבקווים מסוימים (טווח ארוך, מזג אוויר קר או שימוש כבד) הן זקוקות לפחות אוטובוסים מונעי מימן מאשר אוטובוסים חשמליים (בזכות תדלוק מהיר יותר וטווח ארוך יותר). המקרה של וינה, שהחליפה 12 אוטובוסים חשמליים ב-10 אוטובוסים עם תאי דלק, הוא דוגמה לכך sustainable-bus.com. לאורך 12 שנות חיים, אם עלות המימן תרד והתחזוקה תהיה דומה, עלות הבעלות הכוללת (TCO) עשויה להתכנס. נתונים ראשוניים מראים שלאוטובוסים עם תאי דלק יש פחות זמן השבתה מאוטובוסים חשמליים בציים מסוימים, מה שיכול לחסוך כסף.
משאיות למרחקים ארוכים: כאן הדיזל הוא מתחרה קשה מבחינת עלות. למשאיות עם תאי דלק יש עלות ראשונית גבוהה יותר (אולי פי 1.5–2 ממשאית דיזל כיום) והמימן עדיין לא זול יותר מדיזל לכל מייל. עם זאת, עם ייצור סדרתי הצפוי בסוף שנות ה-2020 (דיימלר, וולוו, יונדאי מתכננות ייצור סדרתי), ועם השינויים שהוזכרו במחירי הדלק, הכלכלה עשויה להתהפך. במיוחד אם תקנות אפס פליטות יחייבו חברות הובלה לאמץ חלופות לדיזל, תאי דלק עשויים להיות הבחירה המועדפת לנסיעות ארוכות בזכות יתרונות תפעוליים (משקל מטען וניצול). מחקר עדכני של ACT Research צפה שמשאיות FCEV יוכלו להגיע לשוויון בעלות כוללת עם דיזל במגזרים מסוימים עד אמצע שנות ה-2030, אם מחיר המימן יגיע לכ-4 דולר לק"ג. קליפורניה ואירופה כבר מאותתות על הפסקת מכירות דיזל בשנות ה-2030, מה שיוצר הצדקה עסקית להשקעה מוקדמת במשאיות תאי דלק.
הספק נייח: עבור אספקת חשמל עיקרית, תאי דלק עדיין לרוב יקרים יותר בהשקעה לכל קילוואט לעומת תחנות כוח או מנועים רגילים. עם זאת, הם יכולים להתחרות באמינות ובפליטות מזהמים כאשר יש לכך ערך. לדוגמה, מרכזי נתונים יכולים להשתמש בתאי דלק יחד עם רשת החשמל בתצורה שמבטלת את הצורך בגנרטורים לגיבוי ומערכות UPS, ובכך עשויים לקזז עלויות. מיקרוסופט גילתה כי בשימוש בתא דלק של 3 מגה-ואט במקום גנרטורים דיזל, העלויות הכוללות יכולות להיות סבירות כאשר לוקחים בחשבון את ביטול חלק מתשתיות החשמל carboncredits.com. באזורים עם עלות חשמל גבוהה (למשל, איים או אזורים מרוחקים שמפעילים גנרטורי דיזל בעלות של $0.30 לקוט"ש), תאי דלק הפועלים על מימן או אמוניה שמיוצרים מקומית עשויים להפוך לתחליף נקי ומשתלם. ממשלות גם מוכנות לשלם פרמיה עבור היתרונות הסביבתיים וחוסן הרשת, דרך תוכניות כמו זו של NYSERDA שמממנת פריסות מוקדמות nyserda.ny.gov. עם הזמן, אם יוטלו עלויות פחמן או מגבלות זיהום מחמירות על גנרטורים (יש ערים ששוקלות לאסור התקנת גיבוי דיזל חדש בבניינים גדולים), תאי דלק יקבלו יתרון כלכלי.
מיקרו-קוגנרציה (Micro-CHP): יחידות מיקרו-CHP מבוססות תא דלק בבתים עדיין יקרות מאוד (עשרות אלפי דולרים), אך ביפן, סובסידיות ומחיר גבוה של חשמל וגז טבעי נוזלי הפכו אותן לכדאיות למאמצים מוקדמים. העלויות ירדו בחצי מאז ההשקה, והיצרנים שואפים להוזיל אותן עוד יותר בייצור המוני. אם עלויות הדלק (גז טבעי או מימן) יישארו סבירות ואם יש ערך לגיבוי חשמל (לאחר אסונות וכו'), ייתכן שחלק מהבתים או העסקים ישלמו יותר עבור CHP מבוסס תא דלק עבור ביטחון ויעילות אנרגטית.

מדד מפתח שמוזכר לעיתים קרובות הוא learning rate: היסטורית, תאי דלק הציגו שיעורי למידה של כ-15-20% (כלומר, כל הכפלה של הייצור המצטבר מורידה את העלות באחוז זה). ככל שהייצור יגדל בשווקי רכב כבד ויישומים נייחים, ניתן לצפות לירידת עלויות נוספת.

צמיחת שוק ומגמות

שוק תאי הדלק נמצא בשלב של צמיחה. כמה מגמות בולטות נכון ל-2025:

צמיחה בהכנסות ובנפח: על פי מחקרי שוק, שוק תאי הדלק העולמי (בכל היישומים) צומח בשיעור של כ~25%+ בשנה בשנים האחרונות. תחום רכב חשמלי בתאי דלק במיוחד צפוי לצמוח ביותר מ-20% CAGR עד 2034 globenewswire.com. לדוגמה, שוק רכבי תאי הדלק צפוי לעלות מכ~3 מיליארד דולר ב-2025 לכ~18 מיליארד דולר עד 2034 globenewswire.com. באופן דומה, שוק תאי הדלק הנייחים ושוק תאי הדלק הניידים רושמים שיעורי צמיחה דו-ספרתיים. בשנת 2022, משלוחי תאי הדלק העולמיים עברו את רף 200,000 היחידות (בעיקר יחידות APU קטנות ויחידות טיפול בחומרים), ומספר זה ממשיך לעלות ככל שדגמי משאיות ורכבים חדשים נכנסים לשוק.
מוקדי פעילות גאוגרפיים: אסיה (יפן, דרום קוריאה, סין) מובילה בתחום הסטציונרי וחזקה ברכבים (הדחיפה של סין לאוטובוסים/משאיות, רכבים פרטיים וסטציונריים ביפן, תחנות כוח ורכבים בקוריאה). אזור אסיה-פסיפיק שלט בשוק רכבי תא דלק (FCEV) ב-2024 עם נתח מרכזי מתוכניות רכבים פרטיים ביפן וקוריאה ורכבים מסחריים בסין globenewswire.com. האסטרטגיה המשולבת של סין עם סובסידיות לאומיות ואשכולות מקומיים (למשל, שנגחאי, גואנגדונג) מגדילה במהירות את הפריסה globenewswire.com. אירופה משקיעה רבות בתשתיות מימן ורכבים כיום; מדינות כמו גרמניה כבר מחזיקות ב-100 תחנות H₂ ורוצות עוד מאות globenewswire.com, ואירופה מממנת פריסות רבות של רכבים (תוכניות למאות משאיות דרך H2Accelerate, 1,200 אוטובוסים עד אמצע העשור sustainable-bus.com, ועוד). צפון אמריקה (במיוחד קליפורניה) מציגה מוקדים של אימוץ מתקדם – בקליפורניה יש כ-50 תחנות H₂ ציבוריות ושואפת ל-200 עד 2025 כדי לתמוך בעשרות אלפי רכבי FCEV. מרכזי המימן החדשים בארה"ב (עם תקצוב של 8 מיליארד דולר שהוקצה בסוף 2023) יעודדו עוד יותר את הצמיחה האזורית על ידי הקמת תשתיות מימן במקומות כמו חוף המפרץ, המערב התיכון, קליפורניה ועוד. בינתיים, שווקים חדשים כמו הודו בוחנים תאי דלק (הודו השיקה את ניסוי האוטובוס הראשון שלה על מימן ב-2023 וחשפה אב-טיפוס של משאית תא דלק ב-2025 globenewswire.com). ממשלת הודו, במסגרת משימת המימן הלאומית, משקיעה בפרויקטי הדגמה (למשל, אוטובוסים על מימן בלאדאק globenewswire.com).
השקעות ושותפויות תאגידיות: שחקנים גדולים בתעשייה מהמרים. יצרניות רכב: טויוטה, יונדאי, הונדה היו ותיקות בתחום, וכעת הצטרפו גם BMW (שהכריזה על SUV מימן בסדרה מוגבלת ב-2023), וחברות כמו GM (מפתחת מודולים של תאי דלק לתעשיית התעופה והצבא, ומספקת תאי דלק Hydrotec לשותפים כמו Navistar למשאיות). יצרניות משאיות: מעבר למיזם המשותף של דיימלר ו-וולוו, גם Nikola, יונדאי (עם תוכנית XCIENT באירופה ותוכניות לארה"ב), טויוטה הינו (מפתחת משאיות תאי דלק), Kenworth (בשותפות עם טויוטה בפיילוט משאית נמל) – כולן פעילות. חברות רכבת ותעופה: אלסטום (רכבות), איירבוס (עם MTU וגם שותפות עם Ballard למנוע הדגמה), וסטארטאפים כמו ZeroAvia (בתמיכת חברות תעופה) – כולם מאותתים על עניין חוצה מגזרים.

גם שרשרת האספקה רואה איחוד והשקעות. מהלך גדול היה רכישת חטיבת הקטליזטורים לתאי דלק ואלקטרולייזרים של Johnson Matthey על ידי Honeywell תמורת 1.8 מיליארד ליש"ט ב-2025, מה שמראה שחברות תעשייתיות ותיקות ממקמות את עצמן לכלכלת המימן ts2.tech. סטארטאפים לייצור מימן מגייסים השקעות מענקיות נפט וגז (למשל, BP השקיעה בסטארטאפ האלקטרולייזרים Hystar ובחברת LOHC Hydrogenious). למעשה, חברות נפט וגז הגבירו את ההשקעות – ניתוח השקעות תאגידיות גלובלי חשף שבמחצית הראשונה של 2025, חברות נפט וגז שילשו את ההשקעות בסטארטאפים של מימן לעומת השנה הקודמת, בניגוד לנרטיב של ירידת עניין globalventuring.com. הן מגדרות את עצמן לעתיד שבו מימן הוא נושא אנרגיה משמעותי. דוגמאות: Shell משקיעה ברשתות תדלוק מימן, TotalEnergies בפרויקטי ייצור מימן, ושותפויות כמו Chevron עם טויוטה בתשתיות מימן.

הנפקות ושוק המניות: חברות דלק תאי דלק טהורות רבות נסחרות בבורסה (Plug Power, Ballard Power, Bloom Energy, FuelCell Energy). ביצועי המניות שלהן היו תנודתיים, לעיתים קרובות בהתאם לחדשות מדיניות. ב-2020 הן זינקו עם ההייפ סביב מימן, ב-2022–2023 רבות מהן נחלשו בשל רווחיות איטית מהצפוי, אך ב-2024–2025 נרשמה אופטימיות מחודשת כאשר הזמנות בפועל עלו ומימון ממשלתי התממש. לדוגמה, Ballard קיבלה ב-2025 את ההזמנות הגדולות ביותר שלה עד כה למנועי תאי דלק לאוטובוסים (מעל 90 מנועים ליצרני אוטובוסים אירופיים) nz.finance.yahoo.com, ומתמקדת מחדש בשווקים המרכזיים לאחר שמנכ"ל חדש נכנס לתפקיד hydrogeninsight.com. Bloom Energy מרחיבה את הייצור ופונה לשווקים חדשים כמו ייצור מימן באמצעות SOFCs הפיכים. Plug Power, למרות אתגרים בהשגת יעדים פיננסיים, בונה רשת מימן ירוק מלאה ודיווחה על הכנסות של מעל מיליארד דולר ב-2024, עם תוכניות צמיחה שאפתניות (אך גם הוצאות גדולות) fool.com. בקיצור, המגזר עבר ממחקר ופיתוח בלבד ליצירת הכנסות, אך רווחיות רחבה עדיין צפויה רק בעוד מספר שנים ככל שהחברות יגדלו.
מיזוגים ושיתופי פעולה: אנו רואים שיתופי פעולה חוצי גבולות ותעשיות: לדוגמה, Daimler, Shell, ו-Volvo משתפות פעולה באקוסיסטם משאיות מימן; טויוטה משתפת פעולה עם Air Liquide ו-Honda בתשתיות ביפן/האיחוד האירופי; Hydrogen Council (שהוקם ב-2017) מונה כיום מעל 140 חברים תאגידיים המיישרים אסטרטגיות. ראוי לציון, שיתופי פעולה בינלאומיים נוצרים: ב-2023 הוכרז על שותפות לשינוע מימן (בצורת אמוניה) מאוסטרליה ליפן לייצור חשמל – מה שמתחבר לשימוש בתאי דלק אם תאי דלק המוזנים באמוניה ימסחרו. מדינות אירופה משתפות פעולה: פרויקט IPCEI (Important Projects of Common European Interest) Hydrogen מרכז מיליארדי יורו ממדינות האיחוד האירופי לפיתוח כל דבר מהאלקטרולייזרים ועד רכבי תאי דלק iea.org. "בלגיה, גרמניה והולנד קוראות לאסטרטגיה אירופית ברורה לחיזוק שוק המימן," צוין בכתבה אחת, מה שמדגיש את שיתוף הפעולה האזורי blog.ballard.com.
אתגרי שוק והתאמות: עם הצמיחה המהירה, יש גם התאמות מפוכחות. דוח H2View H1 2025 ציין כי "המציאות החלה לנשוך" עבור מימן, כאשר סטארטאפים מסוימים כשלו ושחקנים גדולים כמו Statkraft עצרו פרויקטים בשל עלויות גבוהות או ביקוש לא ודאי h2-view.com. אך הדוח הדגיש שמדובר באבולוציה אסטרטגית, לא בנסיגה – משקיעים כיום דורשים מקרים עסקיים ברורים ותזרים מזומנים בטווח הקצרh2-view.com. זה בריא ליציבות ארוכת טווח. לדוגמה, ראינו את BP יוצאת מפרויקט מימן ירוק גדול בהולנד ב-2025 כשהתמקדה מחדש בליבת העסקים שלה, אך הפרויקט המשיך תחת הנהגה חדשה ts2.tech. גם הסיפור הדרמטי של Nikola: לאחר ההייפ הראשוני, החברה התמודדה עם קשיים פיננסיים ושערוריית המייסד, וב-2023 עסק המשאיות החשמליות שלה התקשה. עם זאת, ב-2025 ישות חדשה בשם "Hyroad" רכשה את נכסי ומשאבי הקניין הרוחני של משאיות המימן של Nikola לאחר פשיטת רגל כדי להמשיך לקדם את החזון הזה h2-view.com. פרקים אלו משקפים מעבר משלב ראשוני נלהב לשלב צמיחה רציונלי ומבוסס שותפויות
איתותי מדיניות וחובה: השווקים מגיבים גם לרגולציות מתקרבות. תקנת Advanced Clean Trucks של קליפורניה ותקני CO₂ של האיחוד האירופי מחייבים בפועל שחלק מהמשאיות החדשות יהיו אפס פליטות – מה שמזין הזמנות למשאיות מימן לצד משאיות חשמליות. בקליפורניה, למשל, נמלים וחברות הובלה יודעים שעליהם להתחיל לרכוש משאיות אפס פליטות כבר עכשיו כדי לעמוד ביעדים ל-2035 (אז ייתכן שמכירת דיזל תיאסר). סין מפעילה את תוכנית Fuel Cell Vehicle City Cluster: סובסידיות ניתנות לקואליציות עירוניות שמטמיעות מספרים מוגדרים של רכבי תא דלק, במטרה להגיע ל-50,000 רכבים עד 2025 כפי שצוין. סוג כזה של חובות מבטיח ליצרנים שיהיה שוק אם ייצרו רכבי תא דלק, ומעודד השקעות
הרחבת תשתיות מימן: מגמת שוק הקשורה הדוקות לתאי דלק היא פיתוח תשתיות התדלוק. מעל 1,000 תחנות מימן צפויות ברחבי העולם עד 2025 (לעומת כ-550 ב-2021). בגרמניה יש כבר מעל 100 תחנות המשרתות את המכוניות הקיימות globenewswire.com, והיא מתכננת 400 עד 2025; יפן שואפת ל-320 עד 2025. בסין, מעניין לציין, היו מעל 250 תחנות עד 2025 והבנייה נמשכת במהירות. ארה"ב מפגרת, אך חוק התשתיות הקצה תקציבים למסדרונות H₂ ויוזמות פרטיות (כמו תחנות משאיות של Nikola, Plug Power, Shell בפיתוח). טכנולוגיות תדלוק חדשות (כמו מתקני תדלוק בלחץ גבוה 700 בר למשאיות, או תדלוק מימן נוזלי) נכנסות לשטח. ב-2023, תחנת התדלוק הראשונה בקיבולת גבוהה למימן נוזלי למשאיות נפתחה בגרמניה על ידי דיימלר ושותפיה. בנוסף, תקנים חדשים (כמו עדכוני פרוטוקול התדלוק SAE J2601) משפרים את אמינות ומהירות התדלוק, מה שמסייע בקבלת המשתמשים ובתפוקה בתחנות.
תחזית שוק: במבט קדימה, תחזיות התעשייה אופטימיות. IDTechEx צופה עשרות אלפי משאיות תאי דלק על הכביש עד 2030 ברחבי העולם, ואולי מעל מיליון רכבי FCEV מכל הסוגים. עד 2040, תאי דלק עשויים לתפוס מיעוט משמעותי ממכירות כלי הרכב הכבדים (יש שמעריכים 20-30% מהמשאיות הכבדות). תאי דלק נייחים עשויים לעבור 20 ג'יגה-ואט מותקן מצטבר עד 2030 (לעומת כמה ג'יגה-ואט בלבד כיום) כאשר מדינות כמו דרום קוריאה, יפן, ואולי גם ארה"ב (עם מרכזי מימן ומטרות רשת נטו-אפס) יפרסו אותם לאספקת חשמל נקייה ויציבה. Hydrogen Council צופה שמימן יספק 10-12% מהביקוש הסופי לאנרגיה עד 2050 בתרחיש של 2°C, מה שמרמז על מיליוני תאי דלק ברכבים, מבנים וייצור חשמל. בטווח הקצר, חמש השנים הקרובות (2025-2030) הן שנות קנה מידה קריטיות: מעבר מהדגמות וסדרות קטנות לייצור המוני במגזרים שונים.

מנהיגי התעשייה מדגישים את הצורך בתמיכה בשלב ההתרחבות הזה. מכתב משותף של 30 מנכ"לים באירופה הזהיר כי ללא פעולה מהירה, "ניידות מימן באירופה תקפא על שמריה", וקרא לפריסת תשתיות מתואמת ולשילוב מימן ביוזמות מרכזיות hydrogeneurope.eu. הם ציינו כי תשתית כפולה (סוללה + מימן) יכולה לחסוך מאות מיליארדים בשדרוגי רשת שנמנעו hydrogen-central.com, מה שמחזק את ההצדקה הכלכלית להשקעת ממשלות במימן לצד חשמול.

במונחים של השקעות, מעבר להוצאות של חברות, ממשלות מגייסות כספים. האיחוד האירופי הקצה 470 מיליון אירו ב-2023 למחקר ופיתוח והטמעה של מימן בתוכניות Horizon ו-Hydrogen Europe clean-hydrogen.europa.eu. תוכניות המימן של משרד האנרגיה האמריקאי קיבלו תוספת תקציב (מעל 500 מיליון דולר לשנה) בנוסף ל-8 מיליארד דולר עבור מרכזי מימן. ממשלת סין מעניקה סובסידיות של כ-1,500 דולר לכל קילוואט תא דלק לרכבים בתוכנית האשכולות שלהם. כל אלה יחד ישפכו עשרות מיליארדים למגזר בעשור הקרוב, ויקטינו את הסיכון למשקיעים פרטיים.

להמחשת תנופת השוק בדוגמה קונקרטית: יונדאי ב-2025 השיקה את דגם NEXO SUV המשודרג שלה והכריזה על תוכניות להכניס גרסאות תא דלק לכל דגמי הרכב המסחריים שלה. באירופה, טויוטה החלה לשלב מודולי תא דלק (מה-Mirai) באוטובוסים של Hino ו-Caetanobus, ואפילו בפרויקט משאית של Kenworth בארה"ב. ניקולה ואיווקו בונות מפעל בגרמניה למשאיות תא דלק, עם יעד של מאות יחידות בשנה עד 2024-2025. עם קיבולת ייצור כזו שנכנסת לפעולה, לשוק יהיה מוצר זמין – ואז זה תלוי בלקוחות ובתדלוק.

כבר עכשיו, "הזמנות אמיתיות" מתבצעות: לדוגמה, ב-2025 Talgo (יצרנית רכבות) הזמינה תאי דלק של Ballard לרכבות מימן בספרד, Sierra Northern Railway הזמינה מנוע תא דלק של 1.5 מגה-ואט לקטר (Ballard) money.tmx.com, First Mode הזמינה 60 תאי דלק של Ballard להסבת משאיות כרייה לכוח מימן blog.ballard.com. אלה אינם פרויקטים מדעיים אלא עסקאות מסחריות שמטרתן להפחית פליטות בפעילות. פרויקטים ראשוניים כאלה ברכבות וכרייה, גם אם נישתיים, חשובים להוכחת הכדאיות הכלכלית במגזרים כבדים.

לבסוף, מגמה בסנטימנט השוק: לאחר שיא הייפ סביב 2020 ומעין שפל ב-2022, 2023-2025 מאופיינים באופטימיות מדודה ונחושה יותר. מנהלים לעיתים קרובות מכירים באתגרים אך מביעים ביטחון שניתן להתמודד איתם. לדוגמה, סנג'יב למבה, מנכ"ל Linde, הדגיש כי "אין גישה אחת שיכולה לפתור את הקיימות; מימן הוא אפשרות מרכזית לתחבורה נקייה יותר, ובעבודה משותפת – תעשייה, יצרנים וממשלות – נוכל לממש את הפוטנציאל שלו במלואו." hydrogen-central.com רוח שיתוף הפעולה בין המגזר הפרטי והציבורי ניכרת כעת. במובן מסוים, תאי הדלק עברו מהמעבדה לחדרי הישיבות: מדינות רואות ערך אסטרטגי בשליטה בטכנולוגיית מימן ותאי דלק (לביטחון אנרגטי ומובילות תעשייתית). אירופה אף מגדירה זאת כנושא של תחרותיות – ומכאן הדחיפות שלהם לאחר שראו את התמריצים של IRA האמריקאי.

לסיכום, הכדאיות הכלכלית של תאי דלק משתפרת במהירות, הודות להתקדמות טכנולוגית ולהגדלת היקפי הייצור, אך היא עדיין תלויה בתמיכה מתמשכת כדי להגיע לתחרותיות מלאה. מגמות השוק מצביעות על צמיחה חזקה והשקעות כבדות בעתיד, תוך גישה פרגמטית המתמקדת תחילה ביישומים המתאימים ביותר (למשל, תחבורה כבדה, אספקת חשמל לאזורים מנותקים מהרשת) שבהם לתאי הדלק יש את היתרון המשמעותי ביותר. סביר להניח שבשנים הקרובות נראה פתרונות תאי דלק הופכים לנפוצים יותר ויותר בתחומים אלו, תוך צבירת ניסיון והיקפי ייצור שיאפשרו בהמשך התרחבות נוספת.

יוזמות מדיניות עולמיות והתפתחויות בתעשייה

מדיניות ממשלתית ושיתופי פעולה בינלאומיים ממלאים תפקיד מרכזי בהאצת אימוץ תאי דלק ומימן. מתוך הכרה בפוטנציאל לצמיחה כלכלית, הפחתת פליטות ושיפור ביטחון האנרגיה, ממשלות ברחבי העולם השיקו אסטרטגיות מקיפות ותוכניות מימון לתמיכה בענף המימן ותאי הדלק. במקביל, שחקני התעשייה מארגנים בריתות ושיתופי פעולה כדי להבטיח שהתשתיות והתקנים יעמדו בקצב ההתפתחות. חלק זה מדגיש את עיקרי יוזמות המדיניות הגלובליות, את עיקרי ההשקעות התאגידיות, ואת עיקרי שיתופי הפעולה הבינלאומיים שמעצבים את התחום נכון ל-2025:

מדיניות ואסטרטגיות ממשלתיות

fchea.org

יותר מ-60 ממשלות כולל האיחוד האירופי אימצו אסטרטגיות מימן

iea.org

Important Projects of Common European Interest (IPCEI)

מיליארדים במימון

iea.org

Hydrogen Bank

iea.org

Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR)

גרמניה

“H2Med” pipeline

צרפת

תוכנית מימן של 7 מיליארד אירו

globenewswire.com

המדינות הסקנדינביות

“Nordic Hydrogen Corridor”

hydrogeneurope.eu

יותר מ-30 מנכ"לים כתבו למנהיגי האיחוד האירופי

“למקם את תחבורת המימן בלב אסטרטגיית התחבורה הנקייה של אירופה”

hydrogeneurope.eu

500,000 משרות עד 2030

מדיניות תעשייתית נקייה

hydrogen-central.com

Hydrogen Europe

h2-view.com

ארצות הברית: תחת ממשל ביידן, ארה"ב עשתה תפנית חזקה לתמיכה במימן. חוק ההשקעות בתשתיות ומקומות עבודה (IIJA) משנת 2021 כלל 8 מיליארד דולר עבור מרכזי מימן נקי אזוריים – בסוף 2023, משרד האנרגיה בחר 7 הצעות להקמת מרכזים ברחבי המדינה (למשל, מרכז מימן מתחדש בקליפורניה, מרכז מימן נפט/גז בטקסס, מרכז אמוניה נקייה במערב התיכון) לקבלת מימון. מרכזים אלה נועדו ליצור אקוסיסטמות מקומיות של ייצור, הפצה ושימוש קצה במימן (כולל תאי דלק בניידות וחשמל). משרד האנרגיה גם השיק את "Hydrogen Shot" כחלק מיוזמת Energy Earthshots, במטרה להוריד את עלות המימן הירוק ל-1 דולר לק"ג עד 2031 innovationnewsnetwork.com. עם זאת, הצעד המשמעותי ביותר היה חוק הפחתת האינפלציה (IRA) של 2022 שהציג זיכוי מס לייצור (PTC) עבור מימן – עד 3 דולר לק"ג עבור H₂ שמיוצר כמעט ללא פליטות iea.org. צעד זה הופך פרויקטים רבים של מימן ירוק לכלכליים, ושטף של הכרזות על פרויקטים הגיע לאחר חקיקתו. החוק גם האריך את זיכויי המס לרכבי תאי דלק ולהתקנות תאי דלק נייחים (ה-ITC של 30% fuelcellenergy.com). אסטרטגיית המימן הלאומית של ארה"ב ומפת הדרכים (טיוטה פורסמה ב-2023) מציגה חזון של 50 מיליון טון מימן בשנה עד 2050 (לעומת כ-10 מיליון טון כיום, רובו ממקורות פוסיליים)innovationnewsnetwork.com. ארה"ב רואה במימן מפתח לביטחון אנרגטי ותחרותיות תעשייתית. בנוסף, מדינות כמו קליפורניה מקדמות יוזמות משלהן: ועדת האנרגיה של קליפורניה מממנת תחנות מימן (שואפת ל-100 תחנות H₂ למשאיות כבדות עד 2030), והמדינה מציעה תמריצים לרכבים אפס פליטה כולל תאי דלק (תוכנית HVIP למשאיות ותוכניות שובר לאוטובוסים). גם הצבא האמריקאי מעורב – לצבא יש תוכנית לתדלוק מימן בבסיסים ובדיקת רכבי תאי דלק לשימוש טקטי, וכפי שצוין קודם, משרד ההגנה שותף בפרויקטים כמו משאית H2Rescue innovationnewsnetwork.com. בצד הרגולטורי, ארה"ב מפתחת תקנים ותקנות (באמצעות NREL, SAE וכו') להבטחת טיפול בטוח במימן ופרוטוקול תדלוק אחיד, מה שמקל על פריסות.
אסיה: יפן הייתה חלוצה בתחום המימן, וחזתה ב"חברת מימן". ממשלת יפן עדכנה את אסטרטגיית המימן הבסיסית שלה ב-2023, והכפילה את יעד השימוש במימן ל-12 מיליון טון עד 2040, תוך התחייבות להשקעה ציבורית-פרטית של 113 מיליארד דולר (15 טריליון ין) במשך 15 שנה. יפן סבסדה רכבי תאי דלק והקימה כ-160 תחנות, ומימנה מיקרו-CHP תאי דלק (Ene-Farm). היא גם הפעילה את אולימפיאדת טוקיו 2020 (שהתקיימה ב-2021) על אוטובוסים וגנרטורים מונעי מימן כהדגמה. כעת יפן משקיעה באספקה גלובלית – למשל, שותפות עם אוסטרליה להובלת מימן נוזלי (אוניית Suiso Frontier השלימה מסע ניסוי עם LH₂). דרום קוריאה גם היא מחזיקה במפת דרכים לכלכלת מימן, עם יעד של 200,000 רכבי תאי דלק (FCEV) ו-15 ג'יגה-ואט ייצור חשמל מתאי דלק עד 2040. עד 2025, קוריאה שאפה ל-81,000 רכבי FCEV על הכביש (היו לה כ-30,000 ב-2023, רובם רכבי יונדאי נקסו) ו-1,200 אוטובוסים, יחד עם הרחבת קיבולת תאי הדלק הנייחים הנוכחית שלה (>300 מגה-ואט) לרמה של ג'יגה-ואט. קוריאה מעניקה תמריצים נדיבים לצרכנים (מחיר נקסו דומה למחיר רכב בנזין לאחר סבסוד) והקימה כ-100 תחנות H₂. ב-2021 אף הוחלט כי בערים מרכזיות כמו סיאול לפחות שליש מהאוטובוסים הציבוריים החדשים יהיו מונעי מימן. סין כללה לראשונה את המימן בתוכנית החומש הלאומית שלה (2021-2025), והכירה בו כטכנולוגיה מרכזית להפחתת פליטות וכענף מתפתח payneinstitute.mines.edu. לסין עדיין אין סבסוד מימן אחיד ברמה הלאומית לרכבים (היא סיימה את סבסוד רכבי האנרגיה החדשה ב-2022), אך היא השיקה את Fuel Cell Vehicle Demonstration Program: במקום סבסוד פר רכב, היא מתגמלת אשכולות ערים על עמידה ביעדי פריסה והישגים טכנולוגיים. במסגרת זו, סין קבעה יעד של כ-50,000 רכבי FCEV (בעיקר מסחריים) ו-1,000 תחנות מימן עד 2030 globenewswire.com. מחוזות מרכזיים כמו שנגחאי, גואנגדונג ובייג'ינג משקיעים רבות – מציעים סבסודים מקומיים, חובת שילוב בציי רכב (למשל, דרישה לאחוז מסוים של אוטובוסים עירוניים מונעי תאי דלק במחוזות מסוימים), ובונים פארקים תעשייתיים לייצור תאי דלק. סינופק (חברת הנפט הגדולה) ממירה חלק מתחנות הדלק שלה להוספת משאבות מימן (שואפת ל-1,000 תחנות בטווח הארוך). בזירה הבינלאומית, סין משתפת פעולה – מנכ"ל Ballard ציין את "הובלת סין בפריסת מימן" ול-Ballard מיזמים משותפים בסין blog.ballard.com. עם זאת, סין עדיין נשענת רבות על פחם לייצור מימן (אותו הם מכנים "כחול" אם יש לכידת פחמן, או "אפור" בלעדיה). המדיניות כוללת גם מחקר במימן גיאולוגי וייצור מימן בכוח גרעיני, מה שמראה שהם בוחנים את כל האפשרויות.
אזורים אחרים: אוסטרליה מנצלת את המשאבים המתחדשים שלה כדי להפוך ליצואנית מימן (אם כי מדובר יותר בייצור מימן מאשר בשימוש בתאי דלק מקומיים). יש לה אסטרטגיות ומיזמים גדולים, כמו מרכז האנרגיה המתחדשת האסייתי האפשרי במערב אוסטרליה, שייצר אמוניה ירוקה. מדינות המזרח התיכון (כמו איחוד האמירויות, ערב הסעודית) הכריזו על מיזמי ענק של מימן/אמוניה ירוקה כדי לגוון את הכלכלה מעבר לנפט – לדוגמה, פרויקט NEOM בערב הסעודית שואף לייצא אמוניה ירוקה וגם להשתמש בחלק מהמימן לתחבורה (הם הזמינו, למשל, 20 אוטובוסים מונעי מימן מחברת Caetano/Ballard). מיזמים אלה תורמים בעקיפין לתאי דלק בכך שהם מבטיחים אספקה עתידית. קנדה מחזיקה באסטרטגיית מימן וחזקה בקניין רוחני של תאי דלק (Ballard, Hydrogenics-Cummins ועוד הן קנדיות). קנדה רואה הזדמנויות בתחבורה כבדה והקימה מרכזי מימן באלברטה וקוויבק. הודו השיקה את משימת המימן הירוק הלאומית שלה ב-2023 עם השקעה ראשונית של מעל 2 מיליארד דולר לתמיכה בייצור אלקטרולייזרים ומיזמי פיילוט של תאי דלק (אוטובוסים, משאיות, ואולי רכבות). כמדינה התלויה מאוד בייבוא נפט עם פליטות גזי חממה גדלות, הודו מעוניינת במימן לביטחון אנרגטי; ב-2023 השיקה את האוטובוס הראשון שלה על תאי דלק מימן וחברות כמו Tata ו-Reliance משקיעות בטכנולוגיה globenewswire.com. אמריקה הלטינית: ברזיל, צ'ילה נהנות ממשאבים מתחדשים בשפע ומתכננות לייצר מימן ירוק לייצוא, ובוחנות אוטובוסים על תאי דלק (למשל, בצ'ילה נערך ניסוי ברכבי כרייה). אפריקה: דרום אפריקה, עם משאבי הפלטינה שלה, מחזיקה במפת דרכים למימן ומתעניינת במשאיות כרייה על תאי דלק (משאית 2MW של Anglo American) ובאספקת חשמל חירום. מסגרות שיתוף פעולה בינלאומיות כמו International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy (IPHE) ויוזמת המימן של Mission Innovation מסייעות לשיתוף ידע.

לסיכום, מתגבשת הסכמה מדינית עולמית שלמימן ותאי דלק תפקיד קריטי במעבר לאפס פליטות נטו. מהרגולציה והתקציבים של האיחוד האירופי, דרך התמריצים המונעי-שוק בארה"ב, ועד הדחיפה המתואמת של ממשלות ותעשייה באסיה – כל אלה מורידים משמעותית את החסמים לטכנולוגיית תאי דלק.

בריתות תעשייתיות והשקעות

בצד התעשייתי, חברות משתפות פעולה כדי לחלוק עלויות ולהאיץ את פיתוח התשתיות:

מועצת המימן: נוסדה ב-2017 עם 13 חברות מייסדות, וכיום כוללת מעל 140 חברות (אנרגיה, רכב, כימיה, פיננסים) הפועלות לקידום המימן. היא מזמינה ניתוחים (עם מקינזי) להצגת ההיתכנות העסקית והייתה משמעותית בקידום הנרטיב שמימן יכול לספק 20% מצרכי הדה-קרבוניזציה עם השקעות של טריליוני דולרים עד 2050. מנכ"לים מהמועצה הזו היו בולטים בתקשורת. לדוגמה, מנכ"ל טויוטה (כחבר) מדגיש באופן קבוע אסטרטגיה רב-מסלולית ופועל מול מקבלי החלטות ביפן ומחוצה לה כדי לשמור את תאי הדלק על סדר היום. דוח המועצה לשנת 2025 "Closing the Cost Gap" זיהה היכן נדרשת תמיכה ממשלתית כדי להפוך מימן נקי לתחרותי עד 2030 hydrogencouncil.com.
הברית הגלובלית לניידות מימן: מכתב משותף של 30 מנכ"לים באירופה ב-2025 הודיע על הקמת הברית הגלובלית לניידות מימן – למעשה איגוד תעשייתי לקידום פתרונות תחבורה מבוססי מימן בקנה מידה רחב hydrogen-central.com. נספח הציטוטים של המנכ"לים שראינו הוא חלק ממאמץ תקשורתי להעלאת מודעות ולהפעלת לחץ על ממשלות hydrogen-central.com. הברית כוללת חברות מכל שרשרת הערך של המימן – מספקי גז (Air Liquide, Linde), יצרני רכב (BMW, יונדאי, טויוטה, דיימלר, וולוו, הונדה), יצרני תאי דלק (Ballard, Bosch דרך cellcentric, EKPO), ספקי רכיבים (Bosch, MAHLE, Hexagon למכלים), ומפעילי צי רכב/משתמשי קצה. בדיבור בקול אחד, הם שואפים להבטיח שרגולטורים ומשקיעים ישמעו מסר אחיד: אנחנו מוכנים, אנחנו צריכים תמיכה עכשיו או שנישאר מאחור (במיוחד מול מקומות כמו סין).
שיתופי פעולה בין יצרני רכב: פיתוח תאי דלק יקר, ולכן יצרני רכב משתפים פעולה לעיתים קרובות. לטויוטה ו-BMW היה הסכם שיתוף טכנולוגי (ה-SUV iX5 Hydrogen המוגבל של BMW עושה שימוש בתאי דלק של טויוטה), להונדה ו-GM היה מיזם משותף (אם כי ב-2022 עברה GM בעיקר לפיתוח פנימי לא-רכב ולספק להונדה טכנולוגיה). אנו רואים מפעלי תאי דלק משותפים: לדוג' Cellcentric (דיימלר-וולוו) בונה מפעל גדול בגרמניה לתאי דלק למשאיות עד 2025. יונדאי ו-Cummins חתמו על מזכרי הבנות לשיתוף פעולה בתאי דלק (Cummins עובדת גם עם Tata בהודו). השקעות משותפות אלו מפזרות את עלויות המו"פ ומיישרות סטנדרטים (למשל, שימוש בלחצים דומים, ממשקי תדלוק וכו', כך שהתשתית תוכל להיות משותפת).
קונסורציומים של תשתיות: בתחום התדלוק, קבוצות של חברות משתפות פעולה כדי להתמודד עם דילמת הביצה והתרנגולת. דוגמה אחת היא H2 Mobility Deutschland – קונסורציום של Air Liquide, Linde, Daimler, Total, Shell, BMW ועוד, שבנה את 100 תחנות המימן הראשונות בגרמניה במימון משותף. בקליפורניה, California Fuel Cell Partnership (כיום מותג מחדש כ-Hydrogen Fuel Cell Partnership) מאגד יצרניות רכב, חברות אנרגיה וממשל לתיאום פריסת תחנות והכנסת רכבים. אירופה השיקה את H2Accelerate למשאיות – הכולל את Daimler, Volvo, Iveco, OMV, Shell ואחרים, ומתמקד במה שנדרש כדי להכניס עשרות אלפי משאיות מימן לכבישים בעשור זה. הם מתאמים נושאים כמו התאמת מפרטי תחנות לצורכי משאיות (כמו מתקני תדלוק בזרימה גבוהה) ותזמון פתיחת תחנות עם מסירת משאיות ללקוחות.
מהלכים של תעשיית האנרגיה והכימיה: חברות אנרגיה גדולות משקיעות במורד הזרם: Shell לא רק בונה תחנות מימן אלא גם משתפת פעולה בפריסת משאיות (יש לה יוזמה עם Daimler להרצת מסדרונות משאיות מימן באירופה). TotalEnergies מציידת גם היא חלק מהאתרים שלה במימן ומשתפת פעולה בפרויקטי אוטובוסים בצרפת. חברות נפט רואות פוטנציאל להסב נכסים (בתי זיקוק יכולים לייצר מימן, תחנות דלק הופכות למרכזי אנרגיה עם מימן וכו'). חברות גז תעשייתי (Air Liquide, Linde) הן שחקניות מפתח – הן משקיעות בייצור והפצת מימן (מתקני נזול, משאיות טנקר, צינורות) ואפילו בשימוש קצה (ל-Air Liquide יש חברת בת שמפעילה תחנות מימן ציבוריות בכמה מדינות). ביפן, חברות כמו JXTG (Eneos) בונות שרשראות אספקת מימן ועובדות על ייבוא דלק (כמו מפרויקט SPERA LOHC של ברוניי). Chemours (יצרנית ממברנת נאפיון) וחברות כימיה נוספות מגבירות ייצור של חומרים לתאי דלק בשל עליית הביקוש, לעיתים בסיוע ממשלתי (התוכנית של צרפת כללה תמיכה במפעלי אלקטרולייזרים ותאי דלק, למשל הגיגפקטורי של AFCP למערכות תאי דלק).
מגמות השקעות ומימון: נגענו בהון סיכון תאגידי. ראוי לציין כי הון סיכון והון פרטי השקיעו רבות בסטארטאפים של מימן – יצרני אלקטרולייזרים (ITM Power, Sunfire ועוד), יצרני תאי דלק (Plug Power רכשה חברות קטנות לשילוב טכנולוגיות וכו'), וחברות בשרשרת אספקת מימן. במחצית הראשונה של 2025, למרות התקררות מסוימת בהון סיכון כללי בתחום הקלינטק, נרשמה התעניינות מתמשכת במימן – הון סיכון תאגידי של נפט וגז אף הגדיל פי 3 את ההשקעות globalventering.com. בנוסף, קרנות ירוקות לאומיות תומכות במימן: לדוג' תוכנית H₂Global של גרמניה עושה שימוש במנגנון מכרז ממשלתי לסבסוד ייבוא מימן/אמוניה ירוקים, מה שמבטיח בעקיפין אספקה למשתמשים. NEDO ביפן מממנת מחקר ופיתוח ראשוני ופרויקטי הדגמה (כמו אוניית תאי דלק ופרויקט ציוד בנייה על תאי דלק).
תקנים ותעודות: מתבצעים מאמצים בינלאומיים לתקנן מה נחשב ל"מימן ירוק" או "דל פחמן" (חשוב למסחר חוצה גבולות ולהבטחת טענות סביבתיות). האיחוד האירופי פרסם ב-2023 תקנות משלימות המגדירות קריטריונים ל"דלק מתחדש ממקור לא ביולוגי" (RFNBO) עבור מימן iea.org. בנוסף, עובדים על מנגנוני ערבות מקור. בצד הטכני, ISO ו-SAE מעדכנים תקני איכות דלק, תקני מיכלי לחץ (לטנקים של 700 בר) ועוד, מה שמקל על הסמכת מוצרים בשווקים שונים. עבודה זו, שלרוב אינה זוכה להכרה, היא קריטית – למשל, הסכמה על פרוטוקול תדלוק מאפשרת לרכבים ממותגים שונים לתדלק בכל מקום. המועצה הגלובלית לקוד בטיחות מימן מתאמת נהלים מיטביים כדי שמדינות יאמצו תקנות בטיחות אחידות (כך שעיצוב תחנה במדינה אחת יעמוד בקוד של מדינה אחרת עם שינוי מינימלי).

ניתן להעריך עד כמה תיאום וכסף מוזרמים להפיכת אקוסיסטם המימן/תאי הדלק לעמיד. כתוצאה מכך, מה שנראה עד 2025 הוא שתאי דלק כבר אינם טכנולוגיה שולית התלויה במעט חובבים; יש להם את הגיבוי של תעשיות וממשלות גדולות. זה אמור להבטיח שהמכשולים הראשוניים (כמו תשתית ועלות) ייפתרו בהדרגה.

להמחשת תמונה מגובשת: מדיניות, השקעות ושיתופי פעולה התמזגו באופן בולט בפסגת האקלים COP28 (דצמבר 2023) שם המימן היה במוקד. מדינות רבות הכריזו על אג'נדה "פריצת דרך במימן" שמטרתה 50 מיליון טון מימן נקי עד 2030 עולמית (בהלימה עם מועצת המימן ולוחות הזמנים של ה-IEA). יוזמות כמו Mission Innovation Hydrogen Valley Platform מחברות בין פרויקטי מימן ברחבי העולם להחלפת ידע. ופורומים כמו Clean Energy Ministerial מפעילים מסלול ייעודי למעקב אחר התקדמות בתחום המימן.

אנו רואים גם הסכמים בילטרליים חדשים: למשל, גרמניה חתמה על שותפויות עם נמיביה ודרום אפריקה לפיתוח מימן ירוק (עם כוונה עתידית לייבוא), ויפן עם איחוד האמירויות ואוסטרליה. לעיתים קרובות אלה כוללים פרויקטי פיילוט של תאי דלק במדינות השותפות (נמיביה, למשל, בוחנת מימן לרכבות וחשמל, בתמיכת גרמניה). אירופה גם בוחנת ייבוא דלקים שמקורם במימן לתעופה ולספנות כחלק מתקנות ReFuelEU שלה – מה שעשוי ליצור שווקים עקיפים לתאי דלק נייחים (למשל, שימוש באמוניה לייצור חשמל בתאי דלק בנמלים).

לסיכום, הסינרגיה בין יוזמות מדיניות גלובליות והתפתחויות בתעשייה יוצרת מעגל מחזק: מדיניות מפחיתה סיכון ומעודדת השקעות פרטיות, הישגים תעשייתיים מגבירים את ביטחון מקבלי ההחלטות לקבוע יעדים שאפתניים. למרות שנותרו אתגרים (הגדלת היקף הייצור, הבטחת אספקת דלק במחיר סביר, שמירה על אמון המשקיעים בשלבים הראשונים שאינם רווחיים), רמת המחויבות הבינלאומית היא חסרת תקדים. תאי דלק ומימן עברו מלהיות פתרון של "יום אחד, אולי" לפתרון של "כאן ועכשיו" שמדינות מתחרות עליו. כפי שאמר מנכ"ל EKPO (מיזם אירופי משותף), מדובר ב"פעולה מיידית לאורך כל שרשרת הערך" hydrogen-central.com כדי להישאר מובילים. עם זה בראש, נפנה כעת לאתגרים שעדיין דורשים תשומת לב, ולאחר מכן למה שצופן העתיד מעבר ל-2025.

אתגרים וחסמים באימוץ תאי דלק

למרות המומנטום והאופטימיות, תעשיית תאי הדלק מתמודדת עם מספר אתגרים משמעותיים שיש לטפל בהם כדי להגיע לאימוץ נרחב. רבים מהם ידועים ומהווים יעד לחדשנות טכנולוגית ולמדיניות תומכת, כפי שדנו קודם לכן. כאן נסכם את החסמים המרכזיים: הקמת תשתיות, עלות וכלכלה, עמידות ואמינות, ייצור דלק ואתגרים מעשיים נוספים, יחד עם אסטרטגיות להתמודדות עמם.

תשתית מימן וזמינות דלק: ייתכן שהחסם המיידי ביותר הוא היעדר תשתית תדלוק מימן מקיפה. צרכנים מהססים לרכוש רכבי תאי דלק אם לא ניתן לתדלק בקלות. נכון ל-2025, תחנות מימן מרוכזות במספר אזורים (קליפורניה, יפן, גרמניה, דרום קוריאה, חלקים מסין) וגם שם המספר מוגבל. בניית תחנות היא עתירת הון (1-2 מיליון דולר לכל תחנה בקיבולת של 400 ק"ג ליום) ובשלבים הראשונים הן מנוצלות חלקית. בעיית ה"ביצה והתרנגולת" הזו מטופלת באמצעות מענקי ממשלה (למשל, מימון משותף של האיחוד האירופי וקליפורניה לתחנות חדשות) ובאמצעות ריכוז פריסות ראשוניות. עם זאת, יש להאיץ את הקצב. כפי שנכתב בניתוח אחד, "מספר מוגבל של תחנות תדלוק מימן שמוביל לרכישת FCEV נמוכה הוא חסם לצמיחת השוק" globenewswire.com. בנוסף, הובלת מימן לתחנות (משאיות או צינורות) ואחסונו (מכלים בלחץ גבוה או קריוגניים) מוסיפים מורכבות ועלות. פתרונות אפשריים: שימוש בתחנות "מרכז" גדולות שמשרתות ציי רכב (למשל, תחנות ייעודיות למשאיות/אוטובוסים) כדי להעלות במהירות את הניצול, פריסת מתדלקים ניידים לכיסוי ביניים, וניצול תשתיות קיימות (כמו הסבת חלק מצינורות הגז הטבעי לשימוש במימן היכן שניתן). היבט נוסף הוא סטנדרטיזציה: הבטחת פרוטוקולי תדלוק וסטנדרטים של פיות תדלוק אחידים כך שכל רכב יוכל להשתמש בכל תחנה. אתגר זה נפתר ברובו מבחינה טכנית (עם SAE J2601 וכו'), אך יש צורך באמינות תפעולית גבוהה – משתמשים ראשונים נתקלו לעיתים בהשבתות תחנה או זמני המתנה, מה שעלול לפגוע בתדמית. מכתב ה-CEOs באירופה קרא במיוחד ל-"תמיכה מדיניות ממוקדת לשחרור השקעות ולהאצת פריסת רכבי מימן ותשתיות", כלומר הם רוצים שממשלות יסייעו להקטין את הסיכון בבניית תחנות לפני שיש ביקוש מלא hydrogeneurope.eu. הבטחת זמינות מימן "ירוק" היא היבט נוסף; תחנות רבות כיום מספקות מימן שמופק מגז טבעי. כדי לשמור על יתרונות סביבתיים ולעמוד בעתיד בתקנות אקלים (כמו הדרישה בקליפורניה להגדלת תכולת המימן המתחדש בתחנות), יש להזרים יותר מימן מתחדש לרשת – כלומר לבנות אלקטרולייזרים ולמצוא מקורות ביוגז, תהליכים שצריכים להתרחש במקביל. יוזמות כמו מרכזי H₂ בארה"ב ו-EU Hydrogen Bank מכוונות לכך.
עלויות גבוהות – עלות רכב ומערכת: למרות שהעלויות יורדות, מערכות תאי דלק ומכלי מימן עדיין יקרים, מה שמחזיק את מחירי הרכבים גבוהים. עבור תחבורה כבדה, סך עלות הבעלות עדיין נוטה לטובת דיזל בהיעדר תמריצים. "עלויות ראשוניות גבוהות" של ייצור תאי דלק מוזכרות כמכשול עיקרי בדיווחי תעשייה globenewswire.com. לאוטובוסים, משאיות ורכבות עם תאי דלק יש כיום פרמיה של מאות אלפי דולרים. התגברות על כך דורשת המשך הגדלת היקף הייצור והגעה לייצור בנפח גבוה (שגם הוא דורש ביטחון שיהיו קונים – שוב, חשיבות החובות/תמריצים). התעשייה מתמודדת עם העלות בכמה דרכים: תכנון מערכות פשוטות יותר עם פחות חלקים (למשל, מודולים משולבים שמפחיתים צינורות וחיבורים), שימוש בחומרים זולים יותר (חומרים חדשים לממברנה וללוחות ביפולריים), ומעבר לשיטות ייצור המוני (אוטומציה, מפעלים גדולים). ראינו קווי ייצור תאי דלק לרכב (המפעל הייעודי של טויוטה ביפן, המפעלים המתוכננים של H2 Mobility בסין) ואלו אמורים להניב יתרונות לגודל עד סוף שנות ה-2020. חברות תאי דלק גם קיצצו קווי מוצרים פחות מבטיחים כדי להתמקד במשאבים; לדוגמה, בולארד ב-2023 החלה ב"יישור קו אסטרטגי" כדי לתת עדיפות למוצרים עם אחיזה חזקה יותר (תאי דלק לאוטובוסים/משאיות) ולצמצם עלויות בתחומים אחרים ballard.com. עבור מערכות נייחות, העלות לכל קילוואט עדיין גבוהה (למשל, מערכת CHP ביתית של 5 קילוואט עשויה לעלות מעל 15,000 דולר, מפעל של 1 מגה-ואט מעל 3 מיליון דולר). ייצור בנפח גבוה ועיצובים מודולריים (שילוב מספר יחידות זהות) הם הדרך להורדת עלויות שם, ואכן תאי דלק נייחים ראו ירידה של כ-60% בעלות לקילוואט בעשור האחרון, אך יש צורך בירידה דומה נוספת כדי להתחרות באופן נרחב. המשך מו"פ גם הוא קריטי כדי להגיע לפריצות הדרך הבאות (כמו קטליזטורים ללא פלטינה, שיכולים להוריד משמעותית את עלות הערימה אם תושג עמידות).
עלות מימן בשרשרת האספקה: המחיר של מימן בתחנת התדלוק או בשער המפעל יכול להכריע את הכלכלה. כיום, מימן לרוב יקר יותר מדלקים מסורתיים מבחינת אנרגיה, במיוחד מימן ירוק. ד"ר סוניטה סאטיאפל הדגישה "העלות נותרה אחד האתגרים הגדולים ביותר" ואת הדחיפה של ארה"ב להגיע למימן ב-1 דולר לק"ג innovationnewsnetwork.com. היעד שאפתני, אך אפילו הגעה ל-2-3 דולר לק"ג תדרוש הגדלת קנה מידה של אלקטרולייזרים, הרחבת ייצור חשמל מתחדש, ואולי גם לכידת פחמן עבור מימן כחול. האתגרים כאן כוללים: הגדלת חומרי גלם לאלקטרולייזרים (כמו אירידיום לאלקטרולייזרי PEM, אם כי יש חלופות בפיתוח), בניית מספיק אנרגיה מתחדשת ייעודית לייצור H₂, ובניית מתקני אחסון/הובלה (למשל, מערות מלח לאחסון H₂ בכמויות גדולות כדי לאזן ייצור עונתי). התשתית להובלת מימן במשאיות או בצנרת עדיין בראשיתה. יש גם אתגרים רגולטוריים: במקומות מסוימים, לא ברור כיצד צנרות מימן יוסדרו או כיצד לאשר במהירות מתקני ייצור H₂ גדולים חדשים. באירופה, עיכובים בהבהרת הגדרות מימן מתחדש האטו חלק מהפרויקטים iea.org. התעשייה להוטה לראות "בהירות לגבי הסמכה ורגולציה", כפי שציין ה-IEA, שכן אי-ודאות עלולה למנוע קבלת החלטות השקעה iea.org. כדי להקל על בעיות עלות הדלק בטווח הקצר, חלק מהפרויקטים ההדגמתיים מסתמכים על מימן תוצר לוואי תעשייתי או גז ממוחזר, שיכולים להיות זולים יותר אך אינם דלי פחמן. המעבר למימן ירוק יהיה אתגר אם H₂ ירוק יישאר יקר – ולכן התמריצים הממשלתיים הגדולים כעת מתמקדים בזיכויי ייצור כדי לסגור באופן מלאכותי את הפער עד שהיקף הייצור יוריד את העלות באופן טבעי. בנוסף, הקמת סחר מימן עולמי (כמו הובלת אמוניה או מימן נוזלי) תהיה חשובה לאזורים שלא יכולים לייצר מספיק מקומית; זה מציב אתגרים של בניית מסופי ייבוא/ייצוא ואניות. אך מספר פרויקטים (אוסטרליה<->יפן, המזרח התיכון<->אירופה) כבר נמצאים בשלבי ניסוי של מסלולים אלה.
עמידות ואמינות: תאי דלק צריכים להשתוות או לעלות על העמידות של טכנולוגיות קיימות כדי באמת לשכנע לקוחות. המשמעות היא שתאי דלק לרכב צריכים להחזיק אידיאלית מעל 150,000 מיילים עם התדרדרות מינימלית, תאי דלק למשאיות אולי מעל 30,000 שעות, ותאי דלק נייחים מעל 80,000 שעות (כמעט 10 שנים) של פעולה רציפה. אנחנו עדיין לא שם לגמרי בכל התחומים. נתונים טיפוסיים כיום: מערומי PEM לרכב קל הוכיחו ~5,000-8,000 שעות עם פחות מ-10% התדרדרות, שזה בערך 150-240 אלף מיילים ברכב – למעשה עומד ביעד עבור יצרניות רבות, אם כי באקלים חם או קר מאוד אורך החיים עשוי להתקצר. בתחום הכבד יש עוד שיפור; חלק מתאי הדלק באוטובוסים עירוניים החזיקו מעל 25,000 שעות בניסויים, אבל להגיע ל-35 אלף שעות בעקביות זה השלב הבא sustainable-bus.com. בתחום הנייח, PAFCs ו-MCFCs לרוב דורשים שיפוץ כל 5 שנים בגלל בעיות בקטליזטור ואלקטרוליט; SOFCs עלולים להתדרדר בגלל מחזורי חימום-קירור או מזהמים. שיפור אורך החיים קריטי להורדת עלות מחזור חיים (אם צריך להחליף מערום תא דלק לעיתים קרובות מדי, זה פוגע בכדאיות הכלכלית או הופך את התחזוקה למטרד). כפי שצוין, חברות וקונסורציומים של DOE התקדמו בקטליזטורים וחומרים להארכת חיים (כמו קטליזטורים עמידים יותר שמסוגלים לעמוד בהפעלה וכיבוי בלי סינטרינג, ציפויים למניעת קורוזיה וכו'). אבל זה עדיין אתגר, במיוחד כשדוחפים את גבולות הביצועים (לעיתים יש פשרה בין צפיפות הספק לאורך חיים בגלל תנאים קשים יותר על החומרים). איכות הדלק (הבטחת היעדר גופרית, CO מעבר לסף) גם היא קריטית לעמידות; לכן, בניית אספקת מימן אמינה עם טוהר עקבי (תקן ISO 14687) היא הכרחית – זיהום בתחנה שמרעיל תאי דלק עלול לגרום לתקלות מרובות ברכבים, תרחיש בלהות שחייבים למנוע. לכן נדרשת בקרת איכות קפדנית וחיישנים לאורך כל שרשרת האספקה.
תפיסת הציבור ובטיחות: מימן צריך להתגבר על חששות הציבור לגבי בטיחות ("תסמונת הינדנבורג") וחוסר היכרות. מחקרים מראים שמערכות H₂ מתוכננות כראוי יכולות להיות בטוחות כמו או בטוחות יותר מדלק (המימן מתפזר במהירות, והמכלים החדשים חזקים במיוחד), אך כל תאונה מתוקשרת עלולה לעכב את התעשייה. לכן, בטיחות היא אתגר מעשי: נדרשים תקנים מחמירים, הכשרת צוותי חירום ותקשורת שקופה. ב-2019, פיצוץ בתחנת מימן בנורבגיה (עקב דליפה וכשל ציוד) הוביל להשהיה זמנית במכירות רכבי תא דלק ולספקנות ציבורית מסוימת. התעשייה הגיבה בשיפור עיצובי תחנות ונהלי בטיחות. חשוב לשמור על רקורד בטיחות מצוין כדי לא לאבד תמיכה ציבורית ופוליטית. יש גם צורך בהסברה: צרכנים רבים עדיין לא יודעים מהו רכב תא דלק או מבלבלים אותו עם "בעירת מימן". ארגונים כמו Fuel Cell & Hydrogen Energy Association (FCHEA) בארה"ב או Hydrogen Europe באירופה מנסים להעלות מודעות. בנוסף, הבטחת חוויה חיובית למאמצים מוקדמים (ללא מחסור בדלק, תחזוקה קלה וכו') תסייע להפצת הבשורה מפה לאוזן.
תחרות ואותות שוק לא ודאיים: תאי דלק אינם מתקדמים בוואקום – הם מתמודדים עם תחרות מהחשמול באמצעות סוללות ומטכנולוגיות אחרות. ישנם מומחים הטוענים כי סוללות ישתפרו מספיק כדי לכסות גם משאיות כבדות, או שדלקים סינתטיים (e-fuels) יוכלו להניע תעופה ושיט, מה שישאיר לתאי דלק תפקיד קטן יותר. לדוגמה, מחקר מ-2023 של כמה ארגוני סביבה טען כי מימן ברכבים פרטיים אינו יעיל לעומת חשמול ישיר, וחלק מהערים כמו ציריך החליטו להתמקד רק באוטובוסים חשמליים מבוססי סוללה, לא במימן, citing cost and efficiency. CleanTechnica מפרסמת לעיתים קרובות ביקורות כמו "אוטובוסים מונעי מימן פוגעים באנשים שאותם הם אמורים לשרת", בטענה כי העלויות הגבוהות עלולות לצמצם את שירותי התחבורה הציבורית orrick.com. נרטיבים כאלה עשויים להשפיע על מדיניות – למשל, אם ממשלה תאמין שסוללות יספיקו, ייתכן שתפחית מימון למימן (יש המצביעים על כך שמסמך האקלים של האיחוד האירופי ל-2040 לא כלל מימן כסימן לשינוי מיקוד, מה שגרם לדאגה בתעשייה fuelcellsworks.com). לכן, אתגר מרכזי הוא להציג את המקרה (באמצעות נתונים ותוצאות פיילוט) היכן שתאי דלק הם האפשרות הטובה ביותר. התעשייה מתמקדת בכלי רכב כבדים ולטווחים ארוכים כדי לבדל עצמם בבירור מרכבים חשמליים מבוססי סוללה (BEV), ואכן רבים מהקובעי מדיניות ואפילו ארגוני סביבה שבעבר היו ספקנים מכירים כיום בצורך במימן בנישות אלו. עם זאת, אם טכנולוגיית הסוללות תתקדם באופן בלתי צפוי (למשל, צפיפות אנרגיה גבוהה בהרבה או טעינה מהירה במיוחד שתפתור את בעיות המשאיות למרחקים ארוכים), פוטנציאל השוק של תאי הדלק עלול להצטמצם. כדי להתמודד עם אי הוודאות בשוק, חברות כמו Ballard פיצלו את פעילותן למספר יישומים (אוטובוסים, רכבות, ימי) כדי להבטיח שאם תחום אחד יפגר, אחר יוכל לפצות. אי ודאות נוספת היא מחירי האנרגיה: אם חשמל מתחדש יהפוך לזול ושופע במיוחד, זה ייטיב עם מימן (חומר גלם זול לאלקטרוליזה); אם לעומת זאת דלקים פוסיליים יישארו זולים ומחירי הפחמן יישארו נמוכים, התמריץ למימן יפחת. זו הסיבה שמדיניות אקלים ארוכת טווח (כמו תמחור פחמן או חובות רגולטוריות) חיונית לשימור ההצדקה העסקית לתאי דלק ככלי להפחתת פליטות פחמן.
הגדלת ייצור ושרשרת אספקה: עמידה ביעדי הפריסה השאפתניים תדרוש הגדלה של ייצור תאי דלק, מכלי מימן, אלקטרולייזרים וכו', בקצב שעשוי להיות מוגבל על ידי שרשראות האספקה. לדוגמה, ייצור הסיבים הפחמניים העולמי הנוכחי עשוי להיות צוואר בקבוק אם יידרשו מיליוני מכלי מימן. תעשיית תאי הדלק תתחרה עם מגזרים אחרים (רוח, שמש, סוללות) על חומרי גלם מסוימים ועל קיבולת ייצור. גם הכשרת כוח אדם אינה טריוויאלית – נדרשים טכנאים מיומנים להרכבת מערומים, תחזוקת תחנות וכו'. ממשלות מתחילות להשקיע בתוכניות הכשרה (משרד האנרגיה האמריקאי מזכיר פיתוח כוח אדם כחלק מהאג'נדה שלו innovationnewsnetwork.com). לוקליזציה של שרשראות אספקה היא מגמה (האיחוד האירופי וארה"ב רוצים ייצור מקומי ליצירת מקומות עבודה ולהבטחת אספקה). זהו גם אתגר וגם הזדמנות: מפעלים חדשים עולים כסף וזמן להקמה, אך לאחר שיפעלו, הם יורידו עלויות ויפחיתו תלות ביבוא.
רציפות ותמיכה מדינית: למרות שהמדיניות כיום ברובה חיובית, תמיד קיים סיכון לשינוי פוליטי. סובסידיות עלולות להסתיים מוקדם מדי או שהרגולציה תשתנה אם, למשל, ממשל אחר יפחית את עדיפות המימן. התעשייה תלויה במידה מסוימת בתמיכה מתמשכת בעשור הקרוב כדי להגיע לעצמאות. הבטחת תמיכה רחבה או דו-מפלגתית על ידי הדגשת מקומות עבודה ותועלות כלכליות יכולה לעזור (ומכאן הדגש על יצירת 500 אלף משרות באיחוד האירופי עד 2030 hydrogen-central.com והחייאת תעשיות). היבט נוסף הוא ייעול תהליכי רישוי – פרויקטי תשתית גדולים עלולים להתעכב בגלל ביורוקרטיה, ולכן ממשלות מסוימות (כמו גרמניה) פועלות להאיץ תהליכי אישור לפרויקטי מימן, ואם לא יצליחו בכך, זה עלול להוות חסם.

למרות האתגרים הללו, אף אחד מהם לא נראה בלתי עביר לאור המאמצים המרוכזים המושקעים כיום. כפי שד"ר סוניטה סאטיאפל ציינה, מעבר לעלות, "האתגר המרכזי הוא הבטחת ביקוש למימן. חיוני לא רק להגדיל את הייצור אלא גם לעודד ביקוש שוק במגזרים שונים… עלינו להתרחב כדי להגיע לכדאיות מסחרית." innovationnewsnetwork.com דילמת הביצה והתרנגולת של היצע וביקוש אכן נמצאת בלב אתגרים רבים. הגישה הננקטת (מרכזים, ציי רכב, הגדלה מתואמת של כלי רכב ותחנות) נועדה לשבור את המבוי הסתום הזה.

מעניין לראות כי אתגרים דומים היו קיימים גם לרכבי חשמל מבוססי סוללה לפני עשור – עלות גבוהה, מעט עמדות טעינה, חרדת טווח – ודרך מאמץ מתמשך הם הולכים ונפתרים. תאי הדלק מפגרים אולי ב-5–10 שנים אחרי הסוללות מבחינת בשלות, אך עם דחיפות אקלימית גדולה אף יותר כיום ולקחים מהשקת הרכבים החשמליים, התקווה היא שהמכשולים הללו ייפתרו מהר יותר.

לסיכום, האתגרים המרכזיים עבור תאי דלק הם תשתיות, עלות, עמידות, ייצור דלק, ותפיסה/תחרות. כל אחד מהם מטופל באמצעות שילוב של מו"פ טכנולוגי, תמריצי מדיניות ואסטרטגיית תעשייה. הסעיף הבא יבחן כיצד מאמצים אלו עשויים להתפתח בעתיד ומהי התחזית עבור תאי דלק.

תחזית לעתיד

העתיד של תאי הדלק נראה מבטיח יותר ויותר כשאנו מביטים לעבר 2030 ואילך, אם כי הוא יתפתח באופן שונה בין מגזרים. בהנחה שמגמות השיפור הטכנולוגי, התמיכה המדינית והאימוץ בשוק יימשכו, ניתן לצפות שתאי דלק יעברו משלב האימוץ המוקדם של היום לשלב שוק המוני יותר בעשור הקרוב. הנה תחזית למה לצפות:

היקף ואימוץ מיינסטרים עד 2030: עד 2030, תאי דלק עשויים להפוך למראה נפוץ במגזרים מסוימים. מומחים רבים צופים את התחבורה הכבדה כאזור הפריצה: אלפי משאיות תאי דלק מימן בכבישים מהירים באירופה, צפון אמריקה וסין, בתמיכת מסדרונות מימן ייעודיים. חברות לוגיסטיקה גדולות ומפעילי ציים כבר בוחנים וככל הנראה ירחיבו את השימוש במשאיות מימן ככל שהרכבים יהיו זמינים. לדוגמה, קונסורציום H2Accelerate צופה שמשאיות FCEV כבדות יגיעו לשוויון עלות עם דיזל בשנות ה-30 של המאה הנוכחית עם נפחים מספקים hydrogen-central.com. ייתכן שנראה משאיות תאי דלק שולטות במכירות החדשות לנסיעות ארוכות עד סוף שנות ה-30, אם הטכנולוגיה תקיים את הבטחותיה – תוך השלמה למשאיות סוללה שייקחו את המסלולים הקצרים והאזוריים. אוטובוסי תאי דלק עשויים גם הם להפוך לחלק קבוע מציי ערים, במיוחד לנסיעות ארוכות ובאזורים קרים בהם טווח הסוללות יורד. היעד של אירופה ל-1,200 אוטובוסים עד 2025 הוא רק התחלה; עם מימון וירידת עלויות, זה יכול בקלות לגדול ל-5,000+ עד 2030 באירופה, וכמות דומה באסיה (סין וקוריאה שואפות כל אחת לאלפים). רכבות תאי דלק צפויות להתרבות בקווים לא-מחשמלים באירופה (גרמניה, צרפת, איטליה כולן הודיעו על הרחבות) ואולי גם בצפון אמריקה (לקווי פרברים או תעשייה) לאור ההצלחות באירופה. אלסטום ואחרים כבר קיבלו עוד הזמנות, ועד 2030 רכבות מימן עשויות להיות קו מוצר בשל, מעבר לייחודיות.
התרחבות תאי דלק נייחים: בייצור חשמל, תאי דלק עומדים לתפוס נתח משמעותי. צפו שיותר מרכזי נתונים יאמצו תאי דלק כגיבוי או אפילו כמקור כוח ראשי, כאשר חברות כמו מיקרוסופט וגוגל שואפות ליעדי חשמל נקי 24/7. ההצלחה של מיקרוסופט עם תאי דלק בהספק 3MW carboncredits.com מרמזת שעד 2030 גנרטורים דיזל במרכזי נתונים עשויים להתחיל להיות מוחלפים בהמוניהם במערכות תאי דלק, במיוחד אם עלויות פחמן או חששות אמינות (עקב מזג אוויר קיצוני וכו') יהפכו את הדיזל לפחות אטרקטיבי. חברות חשמל עשויות להתקין פארקים גדולים של תאי דלק לייצור מבוזר – דרום קוריאה כבר מפעילה מתקנים של 20-80 מגה-ואט ומתכננת עוד. מדינות נוספות עם רשתות חשמל מוגבלות (למשל, יפן, חלקים מאירופה) עשויות להשתמש בתאי דלק לייצור מקומי ולשיפור החוסן. תאי דלק מיקרו-CHP בבתים עשויים להישאר בעיקר תופעה יפנית/קוריאנית אלא אם העלויות ירדו משמעותית או שחברות גז טבעי באירופה יעברו למימן ויקדמו דוודים מבוססי תאי דלק. עם זאת, הרעיון של תאי דלק הפיכים (חשמל <-> אגירת מימן) עשוי להפוך לנכס חשוב לרשתות עם חדירה גבוהה מאוד של אנרגיה מתחדשת, ולמעשה לשמש כאגירת אנרגיה ארוכת טווח. עד 2035, יש אנליסטים שמדמיינים מאות מגה-ואט של מערכות כאלה מאזנות בין עונות של שמש/רוח במקומות כמו קליפורניה או גרמניה.
כלכלת מימן ירוק: ההצלחה של תאי דלק קשורה לעליית המימן הירוק. באופן מעודד, כל הסימנים מצביעים על הגדלה מסיבית של ייצור מימן ירוק. סוכנות האנרגיה הבינלאומית צופה גידול פי 5 עד 2030 בייצור מימן דל פחמן אם הפרויקטים שהוכרזו יתממשו iea.org. עם IRA ותמריצים דומים, ייתכן שנראה את המימן הירוק מגיע למחיר היעד של דולר אחד לק"ג בתחילת שנות ה-30 (באזורים עשירים באנרגיה מתחדשת), או לפחות 2 דולר לק"ג ברוב המקומות, מה שיהפוך את תפעול תאי הדלק לתחרותי מאוד מבחינת עלות הדלק. שפע זה של מימן ירוק זול לא רק יזין כלי רכב ותחנות כוח, אלא גם יפתח שווקים חדשים לתאי דלק – למשל, תאי דלק באניות מטען המשתמשות באמוניה מפוצלת על הסיפון, או חשמל מתאי דלק לכפרים נידחים שמופעלים כיום על דיזל (כי ניתן יהיה לשנע מימן ירוק או לייצרו מקומית באמצעות שמש). אם מימן יהפוך לסחורה סחירה כמו גז טבעי נוזלי, גם מדינות ללא אנרגיה מתחדשת יוכלו לייבא אותו ולהשתמש בתאי דלק לייצור חשמל נקי.
פריצות דרך טכנולוגיות: המו"פ המתמשך עשוי להביא לשינויים מהותיים. לדוגמה, אם זרזים שאינם מבוססי מתכות יקרות יגיעו לביצועים דומים, מגבלות אספקת הפלטינה והעלות יהפכו ללא רלוונטיות – עלות מערך תאי הדלק עלולה לצנוח, ואף מדינה בודדת לא תשלוט במשאבים (פלטינה מרוכזת מאוד בדרום אפריקה ורוסיה, כך שהפחתת התלות בה מהווה גם יתרון גיאופוליטי). ייתכן שיעילות תאי דלק תחמוצת מוצקה תשתפר עוד, ותאי SOFC בטמפרטורה נמוכה יהפכו לישים, ויגשרו על הפער בין PEM ל-SOFC לשימושים מסוימים. בתחום אחסון המימן, התקדמויות (אולי באחסון במצב מוצק או בסיבי פחמן זולים יותר) עשויות להקל על אחסון H₂ ולהגדיל את הצפיפות, להאריך את טווח ה-FCEV או לאפשר יישומים קטנים יותר. יש גם פוטנציאל לסוגים חדשים של תאי דלק – למשל, תאי דלק קרמיים פרוטוניים שפועלים בטמפרטורות ביניים ומשלבים יתרונות של PEM ו-SOFC – מה שיכול להרחיב את תחומי השימוש.
התכנסות עם אנרגיות מתחדשות וסוללות: במקום להתחרות, תאי דלק, סוללות ואנרגיות מתחדשות כנראה יעבדו יחד במערכות רבות. לדוגמה, רשת חשמל עתידית נטולת פליטות עשויה להשתמש בשמש/רוח (מקורות לא רציפים), אגירת סוללות (לטווח קצר), וגנרטורים מבוססי תאי דלק הפועלים על מימן או אמוניה מאוחסנים (לטווח ארוך, תמיכה בשיאי ביקוש). בכלי רכב, לכל רכב תאי דלק תהיה עדיין סוללה (היברידית) לאגירת אנרגיה מבלימה ולתגבור הספק. ייתכן שנראה גם FCEV נטענים: רכבים שפועלים בעיקר על מימן אך יכולים גם להיטען מהרשת כמו היברידיים נטענים. זה עשוי להציע גמישות תפעולית ולהפחית את הצורך בדלק – ישנם דגמי קונספט שכבר מציגים יכולת זו.
תחזית שוק ונפח: עד אמצע שנות ה-30, ייתכן שבעולם יהיו מיליוני כלי רכב מבוססי תאי דלק על הכביש אם התנאים התומכים יימשכו. לשם השוואה, התחזיות מגוונות: האופטימיות מדברות על 10 מיליון FCEV עד 2030 עולמית (בעיקר בסין, יפן, קוריאה), והשמרניות על 1-2 מיליון. רכבים כבדים יהוו חלק משמעותי – עשרות אלפי משאיות ואוטובוסים בשנה עד סוף שנות ה-20. הכנסות תעשיית תאי הדלק עשויות להגיע לעשרות מיליארדים בשנה, ורבות מהחברות יהיו רווחיות עד אז. אזורים כמו אירופה שואפים לבנות אלופים מקומיים שיתחרו ב-Ballard או Plug, וייתכן שזה יקרה (למשל, Bosch עשויה להפוך לשחקנית גדולה עם ייצור תאי דלק משלה). גם שחקנים חדשים יכולים לצוץ – לדוגמה, בסין, REFIRE ו-Weichai הפכו ליצרניות מערכות תאי דלק מובילות תוך שנים ספורות בזכות מיקוד ממשלתי, וייתכן שיהפכו למתחרות גלובליות בקרוב.
מדיניות ומטרות אקלים: תאי דלק הם כלי מרכזי במספר מפות דרכים לאפס פליטות נטו עד 2050. אם נביט לשנת 2050: בתרחיש של אפס פליטות נטו, מימן ותאי דלק עשויים לספק 10-15% מצריכת האנרגיה הסופית העולמית commercial.allianz.com, ולהניע חלק גדול מהתחבורה הכבדה, הספנות (אולי באמצעות תאי דלק אמוניה או בעירה), תעופה (אולי באמצעות בעירת מימן למטוסי סילון גדולים, אך תאי דלק למטוסים אזוריים), וחלק מייצור החשמל. עד אז, ייתכן שתאי דלק יהיו נפוצים כמו שמנועי בעירה פנימית היו בעבר – יימצאו בכל דבר, ממכשירי חשמל ביתיים (כמו גנרטורים מבוססי תא דלק במרתפים או יחידות עזר בבתים) ועד תחנות כוח ענקיות. הם גם עשויים להפוך לבלתי נראים למשתמש – לדוגמה, נוסע עשוי לנסוע ברכבת או אוטובוס מונעי מימן מבלי לדעת שמדובר בתא דלק ולא במנוע חשמלי מוזן רשת או סוללה, כי החוויה (חלקה, שקטה) דומה או טובה יותר. ייתכן שהנרטיב ישתנה: במקום "תא דלק מול סוללה", פשוט כלי רכב חשמליים יגיעו בשני סוגים (סוללה או תא דלק) בהתאם לצרכי הטווח, שניהם תחת מטריית ההנעה החשמלית.
נקודות מבט של מומחים: מובילי התעשייה נשארים אופטימיים אך ריאליים. לדוגמה, טום ליינברגר (יו"ר קאמינס) אמר ב-2024: "אנחנו מאמינים שתאי דלק מימן ימלאו תפקיד קריטי במיוחד ביישומים כבדים, אך ההצלחה תלויה בהורדת העלויות ובהקמת תשתית מימן – ושני אלה קורים כעת." רבים שותפים לדעה זו: תאי דלק לא יחליפו סוללות או מנועי בעירה פנימית בכל מקום, אלא ימלאו פלחים קריטיים ויעבדו לצד פתרונות אחרים. מדענים כמו פרופ' יושינו (ממציא סוללת הליתיום) אף אמרו שמימן וסוללות חייבים לדור בכפיפה אחת כדי להחליף את הנפט לחלוטין. בינתיים, קולות זהירות כמו אילון מאסק (שכינה תאי דלק "תאי טיפשות") הופכים למבודדים יותר, כאשר אפילו טסלה בוחנת שימוש במימן לייצור פלדה במפעליה.

ניתן לצפות לקונסולידציה מסוימת בענף ככל שהוא מתבגר: לא כל הסטארט-אפים בתחום תאי הדלק ישרדו – אלה שבאמת מצליחים יירכשו או ינצחו את האחרים. לדוגמה, ב-2025 ראינו את Honeywell רוכשת את החטיבה של JM ts2.tech – סביר שעסקאות נוספות יגיעו כאשר חברות גדולות ירכשו יכולות. זה עשוי להאיץ את הפיתוח על ידי הכנסת טכנולוגיית תאי דלק תחת כנפיהן של ענקיות ייצור עם משאבים עמוקים.

אימוץ צרכני: כדי שמכוניות נוסעים מונעות תא דלק יצליחו באמת, תדלוק מימן חייב להיות כמעט נוח כמו בנזין. עד 2030, אזורים כמו קליפורניה, גרמניה ויפן עשויים להתקרב לכך – עם מאות תחנות כך שנהג רכב תא דלק לא יצטרך לדאוג לתכנון מסלולים. אם זה יקרה, המלצות מפה לאוזן של בעלי רכבים (שנהנים מתדלוק מהיר וטווח נסיעה ארוך) יכולות לעודד אחרים, במיוחד כאלה שאינם מרוצים מקצב הטעינה או מהטווח של רכבים חשמליים כיום. גם ריבוי דגמים יעזור – כרגע המבחר מוגבל (רק כמה דגמים, אם כי צפויים להגיע נוספים כמו הדור הבא של יונדאי ואולי דגמים מסין או תא דלק של לקסוס). אם עד סוף שנות ה-2020 מותגים מרכזיים יציעו SUV או טנדר עם תא דלק, זה ישנה את כללי המשחק. יש שמועה שטויוטה עשויה לשלב תאי דלק ב-SUVים וטנדרים גדולים יותר, מה שיכול להכניס את הטכנולוגיה לקהלים שונים מאלה של רוכשי מיראי האקולוגיים.
שוויון עולמי: ככל שטכנולוגיית תאי הדלק מתבגרת, ניתן להעבירה ולהשתמש בה גם במדינות מתפתחות, לא רק בעשירות. במיוחד לאספקת חשמל לאזורים מרוחקים או לתחבורה ציבורית נקייה בערים מזוהמות בהודו, אפריקה ואמריקה הלטינית. העלויות צריכות לרדת קודם, אך עד 2035 ייתכן שנראה, למשל, אוטובוסים מונעי מימן בערים באפריקה הפועלים על מימן ירוק שמיוצר מקומית מאנרגיה סולארית בשפע. אם מימון בינלאומי יתמוך בכך, תאי דלק יוכלו לדלג על טכנולוגיות ישנות ומזהמות באותם מקומות.

לסיכום, התחזית לתאי דלק היא של השתלבות הולכת וגדלה בנוף האנרגיה הנקייה. יש אופטימיות זהירה הנתמכת בהתקדמות ממשית שתאי דלק יתגברו על האתגרים הנוכחיים וימצאו את מקומם הראוי. כפי שאמר אוליבר ציפסה (BMW), מימן הוא לא רק עניין של אקלים, אלא גם של "חוסן וריבונות תעשייתית" hydrogen-central.com – כלומר, מדינות וחברות רואות ערך אסטרטגי באימוץ טכנולוגיית תאי דלק ומימן (הפחתת תלות בנפט, יצירת תעשיות). הדחף האסטרטגי הזה מבטיח מחויבות לטווח ארוך.

אף אחד לא יכול לחזות את העתיד בוודאות, אך מעניין לראות שכמעט כל כלכלה גדולה ויצרן רכב כיום מחזיקים בתוכנית מימן/תא דלק – דבר שלא היה נכון לפני עשור. החלקים מתחברים למקומם: הטכנולוגיה משתפרת, שווקים נוצרים, מדיניות מתיישרת, השקעות זורמות. אם העשור של 2010 היה עשור הפריצה של הסוללות והאימוץ הראשוני, סוף שנות ה-2020 וה-2030 עשויים בהחלט להיות התקופה שבה מימן ותאי דלק יפרצו ויתרחבו. התוצאה עשויה להיות עולם ב-2050 שבו מגזרי התחבורה והחשמל כמעט ללא פליטות, הודות במידה רבה לטכנולוגיית תאי דלק נפוצה שעושה את עבודתה בשקט – במכוניות, משאיות, בתים ותחנות כוח – ומגשימה את ההבטחה רבת השנים של כלכלת המימן.

לסיום, כדאי להיזכר בדבריו של בכיר בטויוטה, Thierry de Barros Conti, שבסמינר בשנת 2025 קרא לסבלנות והתמדה: "זו לא הייתה דרך קלה, אבל זו הדרך הנכונה." pressroom.toyota.com הדרך של תאי הדלק עברה פיתולים ומכשולים, אך עם המשך מאמץ, היא מובילה אותנו לעתיד נקי ובר-קיימא יותר המונע על ידי מימן.

מקורות

Fortin, P. (2025). SINTEF research on reducing platinum in fuel cells – Norwegian SciTech News norwegianscitechnews.com
Satyapal, S. (2025). Interview on U.S. hydrogen program achievements and challenges – Innovation News Network innovationnewsnetwork.com
Globe Newswire. (2025). Fuel Cell Electric Vehicle Market Trends 2025 – Precedence Research globenewswire.com
Sustainable Bus. (2025). Fuel cell bus deployments and trends in Europe sustainable-bus.com
Airbus Press Release. (2025). Airbus and MTU partnership on fuel cell aviation, expert quotes airbus.com
Hydrogen Central. (2025). Global Hydrogen Mobility Alliance CEO quotes (Air Liquide, BMW, Daimler, etc.) hydrogen-central.com
NYSERDA Press Release. (2025). New York funds hydrogen fuel cell projects, official quotes nyserda.ny.gov
IEA. (2024). ממצאי סקירת המימן העולמית ודגשים למדיניות iea.org
H2 View. (2025). סקירת שוק המימן לאמצע 2025 (ריאליזם משקיעים, חדשות ניקולה) h2-view.com
Ballard Power. (2025). הודעות תאגידיות (הזמנות אוטובוסים, מיקוד אסטרטגי) money.tmx.com, cantechletter.com