המחיר שמשלמת הציוויליזציה האנושית על הדרישה העצומה והזללנית של אנרגיה להנעת הכלכלה שלנו – מפעלי הייצור, תחנות הכח וכלי הרכב – רק מתחיל להיות מורגש בשינויי האקלים. מאז המהפכה התעשייתית התמכר האדם לשריפת דלקים מאובנים ומאז לא מפסיק למרות פריחת האנרגיות המתחדשות ואף שכבר חצי מאה ברור למדע הנזק הבלי הפיך לכדור הארץ שיצרה ההתמכרות הזאת: ההתחממות הגלובלית בגלל פליטות גזי החממה. אבל המדע לא נשאר מאחור ומעריב קיבל הצצה בלעדית לאחד המקומות המתקדמים בעולם, בהם נוצרת מהפכת האנרגיות המתחדשות השנייה.
הטכניון חוגג 100 שנה וממשיך להוביל בעולם בשורה של תחומים מדעיים וטכנולוגיים ובהם אנרגיה. במאה הקרובה אתגרי האנרגיה ילבשו פנים חדשות: מאנרגיה להנעת כטב"מים וכטמ"מים, לאנרגיה לטיהור מים ואויר, וכלה באנרגיה העצומה שנצרכת למחשוב בהפעלת הבינה המלאכותית. להתפתחויות בתחומים אלה השלכות דרמטיות על הסביבה ומשבר האקלים העולמי ומכאן ההתמקדות בהפחתת פליטת גזי-חממה, באגירת אנרגיה ובאיסוף "אנרגיה שיורית" ממפעלים ומבניינים. אתגרי האנרגיה יושפעו מהמחסור בחומרי-גלם קריטיים ויעצבו את הגיאופוליטיקה העולמית.
מהפכה בגישה ללימודי אנרגיה ירוקה
בתקופה של אתגרים אנרגטיים הולכים וגוברים והצורך בחיזוק העצמאות האנרגטית של ישראל, הטכניון השיק לאחרונה תוכנית לימודים מהפכנית לתארים מתקדמים באנרגיה בראשות פרופ' דוד איזנברג הנחשפת כאן לראשונה. מדובר בלא פחות ממהפכה בגישה ללימודי אנרגיה ירוקה. את התוכנית החדשה, שתכשיר את חלוצי האנרגיה הבאים של מדינת ישראל, מובילים מומחים בעלי שם עולמי מהאקדמיה, ההייטק והתעשייה הישראליים. היא מתקיימת כחלק מתוכנית האנרגיה בטכניון (GTEP) - הראשונה והמובילה מסוגה בישראל, והיא נועדה לקדם את החדשנות בתחום האנרגיה בישראל ובעולם במסגרת מסלול בין-תחומי רחב.
הייחודיות של התוכנית החדשה טמונה בשיתוף חסר תקדים עם התעשייה – בעיצובה השתתפו יותר מ-40 חברות ישראליות מתחום האנרגיה, מסטארטאפים חדשניים ועד חברת החשמל. בניגוד לתוכניות אקדמיות מסורתיות, הלימודים משלבים קורסים מעשיים בהנחיה ישירה של מנהלים מהתעשייה, כולל מנהלים מדעיים מהחברות השונות. בין השאר, בהרצאות האחרונות שהתקיימו בפאב "הכבשה השחורה" בטכניון בהשתתפות עשרות סטודנטים, עסקו בבינה מלאכותית באנרגיה, באספקת אנרגיה בשדה-הקרב המודרני ובאסטרטגיות מהפכניות ללכידת פחמן דו-חמצני ממי-ים.
דריסת רגל גם במסלול לא מחקרי
התוכנית מציעה שני מסלולי לימוד חדשניים, המותאמים לצרכים השונים של קהילת האנרגיה: מסלול חדש לתואר ME in Energy Engineering, Master of Energy (ללא תזה). לראשונה בתוכנית האנרגיה, מוצע מסלול המיועד לאנשי מקצוע המעוניינים להעמיק את מומחיותם בתחום תוך כדי המשך עבודתם בתעשייה.
השני הוא מסלול מחקרי לתארים MSc, PhD והוא מבוסס על תוכנית הלימודים המחקרית הוותיקה, שהיתה הראשונה מסוגה בארץ, אשר עברה מהפכה: החל בקורסי רוחב שסוקרים את כל סוגי טכנולוגיות האנרגיה המתחדשת והקלאסית, וכלה במבחר של קורסי מבואות חדשים ומרתקים: טכנולוגיות מימן, אנרגיה גרעינית, אנרגית רוח, ומים. התכנית סוקרת את כל מקורות והתקני האנרגיה הקיימים על כדור הארץ בדגש על אנרגיה נקיה ומתחדשת: מימן, סולאר, גרעין, רוח, ביומסה ועוד, לצד קורסים מיוחדים למנהיגות באנרגיה: יזמות באנרגיה, הנדסת מערכות באנרגיה, כלכלת אנרגיה, AI באנרגיה, ועוד.
"אתגר עצום בפני האנושות"
את פרופ' דוד איזנברג מהפקולטה לכימיה בטכניון, ראש תוכנית הלימודים לתארים מתקדמים באנרגיה, פגשנו בביקורנו בטכניון כדי לחזות במו עינינו בבשורה שמגיעה מתוך מעבדות התכנית, והוא מספר: "תחום האנרגיה הירוקה עבר מהפכה בעשור האחרון, ותוכנית לימודים היא טובה רק אם היא מצליחה להישאר רלוונטית. אנחנו רוצים להושיב לשולחן אחד מהנדסות מכונות וביולוגים, מהנדסי אוירונאוטיקה ואדריכלים, פיזיקאים וסטטיסטיקאים, ולתת להם כלים להבין אחד את השני - ולבנות ביחד את פתרונות האנרגיה של העתיד."
"הדאגה משינויי אקלים ומהזיהום שגורמים ממקורות אנרגיה מסורתיים כגון פחם ונפט מציבים בפני האנושות אתגר עצום ומורכב," אומר פרופ' איזנברג. "עולם האנרגיה מתפתח ללא הרף, והתפקיד שלנו הוא לא לחשוב על מחר – אלא על מחרתיים. אתגרי האנרגיה עיצבו את את הגיאופוליטיקה העולמית בעשורים הקרובים, כפי שאנחנו רואים ברוסיה ואוקראינה ובמאזן הכוחות בין ארה"ב לאירופה, ואנחנו יכולים להצמיח את המנהיגים הטכנולוגיים שיביאו פתרונות אמיתיים".
לדברי פרופ' איזנברג, "התוכנית מכשירה בוגרים שיהיו מומחים בתחום האנרגיה ויותר מזה – שיהיו מנהיגים, אנשים שתהיה להם תמונה מערכתית ותפיסה חברתית וסביבתית שתוביל אותם". התוכנית המהפכנית חושבת על יום המחר של הבוגרים, ומעניקה הכשרות רחבות: קורס מיוחד של "יזמות באנרגיה" שפותח עם מרכז היזמות הטכניוני, וכולל התנסות מעשית, קורסים בהנדסת מערכות באנרגיה כדי לקבל הסתכלות רחבה על האקו-סיסטם האנרגטי הישראלי והעולמי, ועוד. השנה התוכנית השתדרגה עם קורסים חדשים ומרתקים, שנבנו בהתאמה לצורכי שוק האנרגיה המשתנה, תוך חיבור לעולמות המחקר והתעשייה. הלימודים מתקיימים במקביל לביצוע מחקרים חדשניים בהנחיית חברי סגל הטכניון, הנמנים עם החוקרים המובילים בארץ ובעולם.
מודל למצויינות בהכשרת חוקרים שהם גם מנהיגים
תוכנית האנרגיה בטכניון (GTEP) היא תוכנית בין-תחומית מובילה למחקר והוראה בתחום האנרגיה, העוסקת באתגרי אנרגיה לאומיים וגלובליים. מאז הקמתה בשנת 2007, GTEP היא התוכנית הראשונה והמובילה מסוגה בישראל, ומשמשת כמודל למצוינות בתחום האנרגיה. היא מאגדת כ-80 חוקרים מ-14 פקולטות בטכניון, לצד למעלה ממאה סטודנטים ובוגרים לתואר שני ושלישי.
מה היה הרקע להקמת התכנית החדשה, אנחנו שואלים את פרופ' איזנברג, "תוכנית הלימודים הבין-יחידתית לאנרגיה הוקמה תחת המטריה של תוכנית האנרגיה בשנת 2010. ברור לכל כי לא קיים פתרון קסם יחיד לבעית האנרגיה העולמית, הטכניון הקים תוכנית מחקרית בין-יחידתית התומכת במגוון פתרונות אנרגיה: דלקים חלופיים, אגירה והמרת אנרגיה, מקורות אנרגיה מתחדשים, אגירה ושימור של אנרגיה ועוד" הוא מספר ומוסיף: "בשנה האחרונה עברנו תהליך חשיבה מעמיק להתאמת תוכן ומבנה תוכנית הלימודים למשק האנרגיה המתפתח, שהשתנה מאז ייסוד התוכנית. הייחודיות של התוכנית המהפכנית שיצרנו השנה טמונה בשיתוף חסר תקדים עם התעשייה כשבניגוד לתוכניות אקדמיות מסורתיות, הלימודים משלבים קורסים מעשיים בהנחיה ישירה של מנהלים מהתעשייה".
פרופ' איזנברג מדגיש: "מהנדסי ומדעני האנרגיה בעתיד יצטרכו הבנה רחבה של נושאים מגוונים מתחומי ההנדסה והמדע הקלאסיים, אך גם מתחומי היזמות, הכלכלה והמדיניות. התוכנית מכשירה מהנדסים וחוקרים בעלי ראיה מערכתית רחבה של מכלול ההיבטים הרלוונטיים לפעילות בתחומי האנרגיה".
הצצה מקרוב לפריצות הדרך הבאות
בביקור בטכניון חזינו בניסוי מרתק בתא-דלק מימני בטמפרטורה גבוהה של סביבות 100 מעלות. הוא הומצא על ידי פרופ' דריו דקל, ראש תוכנית האנרגיה הנוכחי בטכניון. הטמפרטורה הגבוהה מונעת מהפחמן-הדו-חמצני באוויר להרוס את הממברנות בהן משתמשים בניסוי ומאפשרת "לסחוט" יותר אנרגיה מהדלק. "פעילות זו היא חלק מהחזון של הטכניון לגדל את המנהיגים של 'עמק המימן' שמוכרח לקום בישראל כדי לספק פתרון לאגירת אנרגיה" אומר פרופ' איזנברג, "בזכות הפיתוח הייחודי, הצלחנו להפיק הרבה יותר מימן ירוק על אותה השקעת חשמל". בעוד שרוב המחקר בעולם מתמקד בהפעלת מערכות כאלה בטמפרטורות נמוכות, ההישג פורץ הדרך בטכניון הוא צעד חשוב בדרך להפקת מימן ירוק בצורה חסכונית וברת קיימא.
מדעני התכנית חושבים אפילו רחוק יותק וניסוי אחר שהתקיים באותו זמן במעבדה הוא עבור היום שאחרי המימן – תא דלק שפועל על הידרזין, שהיה פעם דלק טילים ויום אחד עשוי הולך להפוך לדלק לכלי-טיס או כלי-שיט מיוחדים. ההתקן כולל קטליזטור שהופק מפסולת של קפה שנאסף בקפיטריה של הטכניון, לא פחות, כתחליף לקטליזטורים המבוססים על מתכות יקרות. הידרזין, הוא למעשה חומר אנרגטי המאפשר הפקת חשמל ללא פליטת פחמן דו-חמצני. "מדובר בגישה מבטיחה במיוחד לשימושים ניידים, תעשייתיים וצבאיים, בזכות צפיפות האנרגיה הגבוהה של הידרזין והאפשרות להפעיל את המערכת בתנאים סביבתיים מגוונים" מסבירים המדענים.
המטרה: לשלש את בוגרי התארים המתקדמים בתחום
לתוכנית הלימודים למעלה ממאה בוגרים וסטודנטים. בוגרי התוכנית השיגו במשך השנים הצלחות מרשימות, עם תרומות משמעותיות רבות לתעשיית האנרגיה, לאקדמיה ולחברות הזנק. "הבוגרים שלנו זכו בפרסים יוקרתיים על הישגיהם אקדמיים ומקצועיים, כמה מהם חזרו לטכניון כחברי סגל חדשים, בנוסף, בוגרים של התוכנית השתתפו במחקרים שהביאו ליצירת חברות הזנק, המקדמות את אקוסיסטם האנרגיה" אומר איזנברג ומוסיף: "על מנת לתמוך בצרכי שוק האנרגיה ולחזק את עצמאותה האנרגטית של מדינת ישראל תוכנית האנרגיה מכוונת להכפיל ואף לשלש את מספר הסטודנטים שלומדים במסלולים השונים לתואר מתקדם באנרגיה". לתוכנית מתקבלים בוגרי תואר ראשון בהנדסה או במדעים מדויקים ממוסד אקדמי מוכר, באישור ועדת הקבלה לתוכנית. מועמדים בעל ניסיון רלוונטי רב בתעשייה (כחמש שנים) מקבלים תנאים מועדפים בקבלה, בהתאם לשיקול הוועדה.
חושבים רחוק
מה לדעתכם מידת ההשפעה של התוכנית והיומרות שלה להשפיע על משק האנרגיה במדינת ישראל, המאוד מיושן ולוקח בחסר, ועל מקבלי ההחלטות? "אנחנו מנסים לחשוב רחוק, ולהכין את האנשים שיובילו את המשק בעשורים הקרובים. הבוגרים שלנו תמיד היו חזקים בתחום המחקר, אבל השאיפה של תוכנית הלימודים היא להפוך אותם למנהיגים - שרואים את התמונה הכללית. גם במדע ובטכנולוגיה, וגם בהקשרים חברתיים וסביבתיים" אומר פרופ' איזנברג בזמן שאנחנו מסיירים איתו בין החוקים והניסויים.
"לדוגמא: בקורס על 'כלכלת אנרגיה' מנתחים אירועים עדכניים, כמו השפעת המלחמה באוקראינה, או תרחישים צבאיים בישראל, על מפת האנרגיה העולמית. בקורס 'אנרגיה גרעינית' מכשירים את הדור הבא של חוקרים בתחום החם של היתוך גרעיני, שמושקעים בו בחמש השנים האחרונות משאבים רבים בעולם, ברמת המדינות או החברות כמו גוגל. בקורס 'טכנולוגיות מימן' מכינים תשתית לחוקרים ולמנהיגים של עמק המימן שחולמים להקים בישראל ובקורסי הליבה של התוכנית, 'מבוא לאנרגיה', מלמדים את הבוגרים שלנו להכיר את כל מקורות האנרגיה שיש בפלנטה, להשוות ביניהם, ולממשק ביניהם".
הפער בין העתיד הירוק להווה התקוע
אבל אינזברג לא מתחמק מהשאלה לגבי מידת ההשפעה של האקדמיה על ההתעקשות של ממשלת ישראל להיות תקועה בטכנולוגיות מעבר מזיקות של העבר לייצור חשמל ודלק כמו התלות בגז המחצבים פולט גזי החממה כלא פחות ממשאב לאומי. "כדי לוודא שההשפעה שלנו תהיה רחבה ומעשית, אנו פועלים בשלושה מישורים מרכזיים: הכשרת הון אנושי איכותי עם ידע עדכני ותפיסות חדשניות, שישתלב בתעשייה, באקדמיה ובמערכת הרגולציה. שיתוף פעולה עם התעשייה - שמבטיח שההכשרה תישאר רלוונטית ותואמת לצורכי השוק המשתנים. גישור בין אקדמיה, תעשייה וקובעי מדיניות - המודל הבין-תחומי שלנו מאפשר שיח משותף וגישה מערכתית לפתרון אתגרי האנרגיה. אנו מאמינים שהכשרה בכלים החדשניים ביותר ויצירת מסה קריטית של מומחים תחולל שינוי משמעותי בעולם האנרגיה כבר בשנים הקרובות, גם בישראל".
מהטכניון כבר יצאו חברות חלוציות בתחום האנרגיה ובהן H2Pro, שפיתחה טכנולוגיה מקורית לייצור מימן ירוק על סמך מחקריהם של הפרופסורים אבנר רוטשילד וגידי גרדר, ומובילי התוכנית מאמינים שהסטודנטים יובילו פיתוחים נוספים בסקאלות תעשייתיות וכך ישפיעו על תחום האנרגיה והסביבה. " H2Proהקדימה את זמנה בהבנת הפוטנציאל שבמימן ואת הצורך בטכנולוגיות הפקה מהירות, זולות, יעילות ובטוחות," אומר פרופ' איזנברג, "ואנחנו מכשירים סטודנטים שיבינו לא רק את הטכנולוגיה אלא גם את האתגרים הכלכליים והסביבתיים הקשורים בתחום. לי אין ספק שהבוגרים שלנו יהיו אחראים לרוב חברות הסטארטאפ שיקומו בישראל בתחום האנרגיה. ברור לי שהשינוי יבוא מחדשנות טכנולוגית שתפתור את הבעיות הגדולות הניצבות בפנינו, ולכן אני 'טכנו-אופטימיסט' גאה."