ערים טרופיות רבות תולות תקוות גדולות באנרגיה סולארית, אך דווקא תנאי מזג האוויר האופייניים להן עלולים להקשות על המעבר הזה. סופות רעמים אחר הצהריים, הנפוצות באזורים טרופיים, עלולות להפחית בבת אחת את ייצור החשמל הסולארי בשכונות שלמות. כאשר דבר כזה קורה, הרשת נאלצת להזרים חשמל מאזורים סמוכים שבהם עדיין יש ייצור, ולעיתים גם מרחק קצר יחסית מספיק כדי להעמיס מאוד על קווי החשמל המקומיים. מחקר חדש של חוקרים מבית הספר להנדסה של אוניברסיטת קולומביה מציע פתרון שונה: להשתמש בסוללות של מכוניות חשמליות חונות כמאגרי אנרגיה זמניים, שיזינו את הרשת המקומית בדיוק ברגעים שבהם העננים מכסים את השמש.

המחקר, שפורסם ב־7 באפריל 2026 בכתב העת Nature Communications , מתמקד במיוחד בערים טרופיות, שאמורות בעתיד הקרוב לאכלס כמחצית מאוכלוסיית העולם. לדברי החוקר הראשי, מרקוס שלפפר, האתגר ההנדסי ברור: ערים רוצות להגדיל את חלקה של האנרגיה הפוטו־וולטאית, אך אינן יכולות להרשות לעצמן תמיד השקעות ענק ברשת החשמל. בסינגפור, למשל, הנחת קווי תמסורת תת־קרקעיים עולה כ־60 מיליון דולר סינגפורי (47 מיליון דולר אמריקני) לקילומטר — מחיר שממחיש עד כמה הרחבת התשתית העירונית היא משימה יקרה ומורכבת.

כאן נכנס לתמונה הרכב החשמלי. הרעיון פשוט יחסית: מכיוון שלמכוניות חשמליות יש סוללות גדולות והן כבר מחוברות לרשת באמצעות עמדות טעינה, אפשר להשתמש באנרגיה האצורה בהן כגיבוי מקומי קצר־טווח. כאשר סופת רעמים מפחיתה את ייצור החשמל הסולארי בשכונה מסוימת, המכוניות החונות בקרבת מקום יכולות לפרוק לרשת את החשמל האגור בהן, ובכך לצמצם את המחסור המיידי. לאחר שהסופה חולפת, הפאנלים הסולאריים יכולים לשוב ולטעון את המכוניות. מבחינת החוקרים, זהו שימוש חכם יותר ברשת הקיימת, בלי להזדקק מיד לכבלים חדשים ולפרויקטים תשתיתיים יקרים.

קנה מידה גדול

אבל החידוש המרכזי במחקר אינו רק עצם השימוש במכוניות חשמליות, אלא גם קנה המידה שבו צריך לנהל אותן. לפי החוקרים, אסטרטגיה כוללת ברמת העיר כולה עלולה דווקא להחמיר את הבעיה. כאשר מנהלים את הביקוש וההיצע רק במבט כולל, נוטים להחליק את עקומת הביקוש המצרפית, אך במקביל עלולים להצטבר חוסרים מקומיים בשכונות מסוימות. כתוצאה מכך, כמויות גדולות של חשמל נדחפות למרחקים גדולים יותר דרך הרשת, והעומס על חלק מקווי התמסורת עשוי אף להכפיל את עצמו בזמן סופות רעמים.

הפתרון היעיל יותר, לפי המאמר, הוא ניהול שכונתי. החוקרים בחנו את סינגפור לפי 55 אזורי התכנון העירוניים שלה, והראו שניהול טעינה ופריקה של רכבים חשמליים ברמה זו מפחית את העומס המקסימלי על קווי החשמל בכ־18% בימי סערה, ובו בזמן גם מסייע להחליק את עקומת הביקוש הכללית לאורך היום. במילים אחרות, במקום לחשוב רק על הרשת כולה, כדאי לחשוב על כל שכונה כעל יחידת איזון מקומית משלה.

המחקר מצביע גם על גורם חשוב נוסף: מיקום החניה של המכוניות. שכונות מגורים נוטות להתרוקן מכלי רכב בשעות היום, בדיוק כאשר הייצור הסולארי מגיע לשיאו, ואילו אזורי עסקים מציגים את המצב ההפוך. כדי למפות את הדפוסים האלה השתמשו החוקרים בנתוני טלפונים ניידים מצטברים ואנונימיים, שאפשרו להם לבנות מודל מדויק יותר של פיזור הרכבים בעיר.

סיגנפור כדוגמה

אחת המסקנות המעניינות ביותר היא שהשיטה יכולה לעבוד גם בערים שבהן שיעור הבעלות על רכב נמוך יחסית. בסינגפור, למשל, יש בערך רכב אחד לכל שמונה תושבים, ובכל זאת המודל הראה שגם כמות מוגבלת יחסית של סוללות על גלגלים יכולה לספק תרומה ממשית לייצוב הרשת. לכן החוקרים טוענים כי הפתרון אינו רלוונטי רק לערים עתירות רכב, אלא גם לסביבות עירוניות צפופות שבהן מספר המכוניות מצומצם יחסית.

המשמעות הרחבה של המחקר היא שמעבר לאנרגיה סולארית בערים טרופיות אינו חייב להיות כרוך בהכרח בגל עצום של השקעות בתשתיות חדשות. אם ניתן יהיה לשלב טוב יותר בין עמדות טעינה, ניהול רשת חכם וכלי רכב חשמליים, ייתכן שחלק מבעיות האמינות של החשמל הסולארי ייפתרו ברמה המקומית, באמצעות משאבים שכבר קיימים בשטח. בכך מציע המחקר לראות במכונית החשמלית לא רק  אמצעי תחבורה נקי יותר, אלא גם רכיב פעיל במערכת האנרגיה העירונית של העתיד.

למאמר המדעי

הפוסט מחקר: מכוניות חשמליות יכולות לסייע לערים טרופיות כסינגפור להרחיב ייצור חשמל סולארי בלי לשדרג את התשתית הופיע לראשונה ב-Chiportal.

קנדה מתמקדת במשאבים קריטיים לתחום ייצור השבבים והסוללות החשמליות, כדי לפצות על הנתק של ארה"ב עם סין. סין מענישה את המערב על חרם השבבים ומאטה את קצב אספקת הכימיקלים הנדירים המשמשים את ייצורם.
הדו"ח השנתי של Canadian Critical Minerals Strategy לשנת 2024 מדגיש את ההתקדמות של קנדה בתחום המינרלים הקריטיים, תוך פירוט מדיניות ומחקר ופיתוח הנמצאים בתהליך יישום. הדו"ח מתמקד במאמצי מרכז המצוינות למינרלים קריטיים (CMCE) במשרד המשאבים הטבעיים של קנדה (NRCan), שמטרתו לזהות ולתמוך בפרויקטים אסטרטגיים בשרשרת האספקה של תעשיית השבבים.

למרות שהמאמצים בשלביהם המוקדמים, המיקוד הוא על פרויקטים שמגבירים את הייצור והעיבוד של חומרים גולמיים הנדרשים לתעשיות מתקדמות, כמו טכנולוגיות תקשורת, מערכות מיקרו-אלקטרומכניות (MEMS), מוליכים למחצה מורכבים ותשתיות דיגיטליות.

ג'ורדון הארלינג, מנכ"ל CMC Microsystems, מזהיר מפני האתגרים הכרוכים במיצוי מינרלים קריטיים בקנדה. לדבריו, רגולציות מחמירות ומשך הזמן הארוך לפתיחת מכרות – בין 10 ל-15 שנים – עשויים לעכב את המאמץ להפוך לספקית מרכזית של משאבים אלו.

"בארצות הברית, פועל מכרה Thacker Pass בנבאדה, אחד מהמאגרים הגדולים ביותר לליתיום בעולם, כבר פועל," אמר הארלינג. "לעומת זאת, בקנדה, התהליך ארוך ומורכב יותר, בעיקר מסיבות סביבתיות."

המגבלות הטכנולוגיות והסביבתיות: הארלינג הוסיף כי עיבוד ועידון ליתיום הם תהליכים מזהמים מאוד, ודורשים פיתוח טכנולוגיות חדשות להפחתת ההשפעה הסביבתית. בנוסף, מדינות כמו אוסטרליה מציעות תמיכה ממשלתית משמעותית יותר לתעשיית הכרייה הקריטית.

אתגר נוסף הוא ההתקדמות במדע החומרים. הארלינג ציין כי כימיית סוללות חדשה עשויה להפוך את הצורך בליתיום למיושן.

הארלינג הסביר שמוליכים למחצה מתקדמים דורשים מינרלים נדירים ברמת טוהר גבוהה במיוחד (99.9999%), ועיבודם דורש מפעלים יקרים מאוד. לדבריו, המתקנים המתאימים לכך ממוקמים בעיקר בסין ובארצות הברית.
הארלינג מציע שקנדה יכולה למקד את מאמציה במיצוי מתכות נדירות מפסולת של מכרות אחרים, כמו מכרות ברזל או נחושת. עם זאת, עיבוד החומרים הללו יצטרך להתבצע מחוץ לקנדה.

פרויקטים קיימים ועתידיים בקנדה

למרות האתגרים, בקנדה פועלים מספר פרויקטים לחקר מינרלים קריטיים:

• פרויקט Nechalacho: מתכנן לייצר מינימום של 5,000 טון אוקסידים של מינרלים נדירים בשנה עד 2025.
• פרויקט Crawford Nickel: מכרה ניקל עתידי בצפון אונטריו שנחשב לשני בגודלו בעולם מבחינת מאגרי ניקל.

ביקוש עולמי למגנטים נדירים:
מחקר של IDTechEx מדגיש ביקוש גבוה למגנטים נדירים המבוססים על ניאודימיום ברזל בורון, המשמשים ברכבים חשמליים. קנדה נחשבת למדינה בעלת פוטנציאל גבוה בתחום זה, אך התעשייה עדיין בשלביה הראשונים.

דרק למקה, סגן נשיא ב-Exiger, מזהיר כי המתחים הגיאופוליטיים, במיוחד בין סין למערב, יוצרים הזדמנויות לקנדה בתעשיית המינרלים הקריטיים. למקה ציין כי קנדה יושבת על כמה מינרלים חשובים כמו גרמניום, אנטימון וגליום, אך האתגרים הרגולטוריים והסביבתיים מעכבים את פיתוח התעשייה.

בעוד שקנדה מתמודדת עם אתגרים משמעותיים בפיתוח תעשיית המינרלים הקריטיים, הפוטנציאל שלה לתרום לתעשיית השבבים והטכנולוגיות החשמליות ברור. עם רגולציה נכונה, פיתוח טכנולוגי ותמיכה ממשלתית, היא עשויה להפוך לשחקן משמעותי בתחום זה בשנים הבאות.

תגים

הפוסט קנדה מתמקדת במינרלים קריטיים לתעשיית השבבים וסוללות הרכב החשמלי הופיע לראשונה ב-Chiportal.