21 במאי 2015

אשליית החשמל הסולארי הזול.


במסכת האגדות שמפיצים חסידי השמש, האגדה הנפוצה ביותר היא: חשמל סולארי הוא זול וכדאי. מכון מחקר "מכובד" בגרמניה, אגורה, הזמין מחקר על עלויות החשמל הסולארי ומגמות עתידיות.
המשפט הראשון במחקר זה, במסגרת "ממצאים עיקריים" הוא זה:

Solar photovoltaics is already today a low-cost renewable energy technology.

תרגום: חשמל סולארי פוטו-ולטאי הוא כבר היום טכנולוגיה של אנרגיה מתחדשת בעלות נמוכה.
זו הצהרה שמחממת מאד את הבטן והלב של החסידים, אבל האם היא נכונה? כדי לענות לא צריכים לבזבז כסף על מחקרים מסובכים. צריך רק להסתכל מסביב. לו הדבר היה נכון היינו רואים על כול גג של מרכז קניות או מפעל דונמים של לוחות שמש. אנו לא רואים את זה. עובדה.

בהתקנת לוחות שמש על גגות בתים פרטיים יש בעיה – כל החשמל הסולארי מיוצר ביום, כאשר מרבית האנשים לא בבית ולא צורכים הרבה חשמל. לכן, אנשים פרטיים זקוקים ל"הסדר מונה נטו" – דהיינו – שחברת החשמל תקנה מהם את החשמל במשך היום, ותספק להם חשמל בערב. (וגם שהשרות הזה יהיה בחינם). הדבר מצריך רישום ואישור ברשות החשמל, בירוקרטיה ומכסות. אבל – למפעלים ומרכזי קניות אין בעיה כזו. הם צורכים הרבה חשמל, במשך כול שעות היום, עבור מכונות, מקררים, מזגנים ותאורה. הם משלמים מאות אלפי שקלים או אפילו מיליונים בחשבונות חשמל כול חודש. הם יכלו להתקין דונמים של לוחות על גגותיהם (בלי אישורים ובלי בירוקרטיה), להשתמש בחשמל שמש כאשר הוא זמין – 19% מהזמן, ובחשמל רשת בשאר 81% מהזמן. הם היו חוסכים, על חשמל שמש, את מחיר הצרכן של כול קוט"ש. לו היו לוחות השמש כדאיים (לפי המחיר לצרכן, לא מחיר העלות, לעומת חשמל רגיל), היינו רואים לוחות על כול הגגות של המפעלים ומרכזי הקניות. במקום זה – מה שרואים זה רק מתקנים ב"הסדר" – כלומר מסובסדים. אם אין מתקינים – סימן שלא כדאי. נגמר הסיפור והמחקר שלנו. האם יהיה כדאי בעתיד? אני לא נביא, אללה יודע. היום לא כדאי. עובדה.

כדי להמשיך ולחמם את הבטן עם הצהרות מעודדות חייבים לשכור מכוני מחקר מתוחכמים ויקרים. רק הם יכולים לסובב את המציאות ולהגיע למסקנות הפוכות ממה שרואים בעין. המכון הזה, מאחורי הלשון החלקלקה והמעורפלת של מסקנותיו, מתרכז בעיקר בעתיד. ככה הם כותבים במשפט השני:

Solar power will soon be the cheapest form of electricity in many regions of the world.

כלומר הם "יודעים" לנבא את העתיד, הרבה יותר טוב מאשר הם יודעים להבחין בעובדות ההווה. הצרה היא שנביאים יש עשרה בגרוש, אנו כולנו יודעים למי נתנה הנבואה (אחרי חורבן בית המקדש). בקיצור – אני לא מתווכח על העתיד (אנרגיית השמש היא האנרגיה של העתיד!) – זה חסר ערך.
בקשר להווה, בכול זאת מודה המכון המכובד שאנרגיית השמש היא לא כול כך זולה, אבל הוא ממש מתאמץ לא להזכיר עובדה זאת במסקנותיו, כי לא בשביל זה הזמינו אצלם את המחקר בכסף טוב. הנה גרף מהמחקר:

תעריפי ההזנה המובטחים שמשולמים ליצרנים סולאריים בגרמניה ירדו בצורה מסחררת מ 43 סנט של אירו לקוט"ש ב 2005 ל 8.7 ב 2015. אבל, וזה הקוץ בעלייה, עדיין המחיר הנמוך הזה, ב 2015, גבוה פי שניים בערך מעלות חשמל "רגיל" פוסילי, ואפילו חשמל רוחני.

את הנקודה הזו צריך להדגיש. המצב במציאות של שנת 2015 הוא זה: ייצרן חשמל סולארי מוכן להתקין מערכת לוחות רק בשני תנאים שעל הממשלה להבטיח: 1. מבטיחים לו מראש שקונים כול קוט"ש שהמערכת תייצר (כאשר השמש זורחת, כולל חגים וסופי שבוע, וימים של עודף ייצור רוחני). 2. מבטיחים לו מחיר קבוע, גבוה פי שניים מהמחיר הרגיל, למשך 20 שנה (צמוד למדד).

החסידים מעודדים את עצמם ואומרים: "ראו הותקנו מיליונים של לוחות בעולם, כול יום, כול שנה מתקינים עוד ועוד!" שיהיה ברור לכולם, אל תשקרו לעצמכם: אף אדם לא התקין מעולם שום לוח סולארי בזכות החשמל שהלוח מייצר. כול אחד ממיליוני הלוחות שהותקנו עד כה בעולם הותקנו אך ורק כדי ליהנות מהכסף הרב שהממשלות משלמות. כול המערכות הסולאריות בעולם, עד האחרונה שבהן, הותקנה במטרה להרוויח כסף מהסובסידיות ולא במטרה להפיק חשמל. במקום שלא משלמים סובסידיות אין מערכות סולאריות. המחקר למעשה מודה בכך, למרות שהוא מנסח את ההודאה בלשון מטשטשת:

Financial and regulatory environments will be key to reducing cost in the future.

תרגום: הסביבה הפיננסית והרגולטורית היא המפתח להפחתת מחירים בעתיד. ובעברית פשוטה: ללא סובסידיות זה לא ילך. ("הסביבה הפיננסית והרגולטורית" – פירושו: גובה הסובסידה).  זה שהמחקר יאמר את זה מובן מאליו, לא יכול להיות אחרת. הרי מטרת המחקר היא לעודד ולהגדיל את הסובסידיות. אז יש ל"מחקר" שתי מטרות אידיאולוגיות ברורות והן סותרות זו את זו: מטרה ראשונה להוכיח עד כמה חשמל סולארי זול וכדאי, ומטרה שנייה להצדיק המשך והגדלה של הסובסידיות. כדי לרבע את המעגל חייבים להשתמש בלשון מעורפלת.

לבסוף: כול הוויכוח על המחיר ועל הסובסידיות לא כול כך רלוונטי. המערכות הסולאריות יכולות לספק חשמל, מקסימום 19% מהזמן אצלנו. (רק 12% בגרמניה או 10% באנגליה). זה הזמן שהשמש נותנת חשמל. היא לא נותנת יותר, גם לו לוחות השמש היו בחינם. ובנוסף - אנו חייבים להחזיק כושר ייצור "רגיל" (פוסילי) עבור כול הצריכה שלנו, כדי להבטיח אספקה כאשר השמש לא זורחת (81% מהזמן). הצורך הזה והמחיר של הגיבוי הזה לא נלקח בחשבון על ידי חסידי השמש. למען האמת: אם לוחות השמש באמת היו זולים וכול אחד (בייחוד מפעלים) היו מתקינים לוחות על הגגות (בלי אישורים ורישיונות, ובלי לחבר את הלוחות לרשת חברת החשמל), הם היו מספקים יותר מ 19% מהחשמל, כי אנו צורכים יותר חשמל ביום מאשר בלילה. הם יכולים לספק, כמות כלשהי מהצריכה (אצלנו יותר מאשר בגרמניה או אנגליה). הסיבה שזה לא קורה היא המחיר. (לוחות השמש מספקים, אצלנו, עם סובסידיות והכול, רק כ 1% מהצריכה, בגרמניה 5%, בארה"ב 0.5%).
המחקר המלומד של מכון אגורה, עושה לעצמו  חיים קלים ומתרכז רק בחיזוי עלויות השמש בעתיד, בשנים 2025, 2035 ו 2050 – ובתור שכזה הוא לא שווה את הנייר שהוא נכתב עליו (שלא לדבר את העלות של ביצועו) – כי אנו לא יודעים את העתיד. לא אטרח לפרט את אוסף ההנחות השגויות והשטויות שהוא כותב, חבל על הזמן. המחקר נועד להזין את האשליות ולעודד את הרגשת הבטן הטובה של חסידים סולאריים, ןלקדם עוד את הסובסידיות. אין לו שום ערך ממשי, רק תעמולתי. הוא נועד לטשטש את המציאות. מדהים כמה כסף מוכנים אנשים לשלם בשביל אשליות מתוקות וירוקות.

יעקב


18 במאי 2015

שטות סולארית


התקשורת מדווחת בהתפלאות על מסלול אופניים סולארי שנבנה בהולנד ומפיק חשמל. הקוריוז הזה טיפשי בכמה וכמה רמות.

ראשית – לוחות השמש הם יקרים, ומפיקים מעט מאד חשמל, לא חשוב היכן תשים אותם, על הגגות, על הקרקע או מתחת לשביל אופניים. בהולנד, מקדם התפוקה (כמות הזמן שלוחות השמש מפיקים חשמל) הוא רק  10.5%. כאשר שמים את הלוחות מתחת לשביל האופניים לא מגדילים את התפוקה שלהם, אלא ההיפך – רק מקטינים אותה. על הגגות ניתן לכוון את הלוחות בזווית הנכונה לשמש, בעוד בשביל האופניים הם מונחים אופקית, ולכן מפיקים לפחות 30% פחות מלוחות שמונחים על גגות.

לעומת זאת, המחיר, בשביל האופניים, יקר לפחות פי 2 (אולי יותר) – כי חייבים לעטוף את הלוחות (והבקרים האלקטרוניים שלהם) בקופסה עמידה ללחות (ולא חסר לחות בהולנד) ולקורוזיה של הקרקע (ראה תמונה), וגם לשים להם לוח זכוכית משוריין ושקוף מלמעלה שאפשר לנסוע עליו באופניים.

ואח"כ יש בעיית תחזוקה. לוח הזכוכית מתלכלך – וזה מקטין את תפוקת החשמל, הוא נשחק – מאבד משקיפותו – ושוב יש הקטנה בתפוקה. הוא דורש החפלה תדירה – כלומר הוצאות תחזוקה גבוהות.
ובשביל מה כול זה? בכתבה נאמר שהשביל מפיק חשמל עבור תאורת רחוב. תאורת רחוב?? בזמן שהשמש זורחת? אף אחד לא שם לב לטיפשות הזאת? גם נאמר שזה יזין את מערכת הרמזורים. ומה יזין את הרמזורים בלילה? או ביום מעונן?

שביל אופניים סולארי הוא שטות ברמה כזו ששום בן אדם רגיל לא היה נתפס לה, דרושה שותפות בין הממשלה ומוסדות אקדמיים (בעלי הפרויקט) כדי להמציא שטות כזו ולממן אותה מכספים של אחרים – כספי הציבור.

כשאומרים "חשמל סולארי" אנשים נתקפים בהתקף התלהבות רגשית בלתי מרוסנת והשכל שלהם מפסיק לגמרה לפעול.

יעקב

הערה: ראו את הפוסט הקודם שלנו על "ההמצאה" של עוקץ הכבישים הסולריים....



13 במאי 2015

לוחות שמש מפיקים רק מעט חשמל

כולם מעריצים את אנרגיית השמש. זו אנרגיה מתחדשת, חינמית, נקייה  - השמש היא בעצם מקור החיים על פני כדור הארץ. אז למה אנו מפיקים את האנרגיה שאנו צורכים, ובעיקר את החשמל שלנו מדלק מאובן (פחם, גז נפט) ולא מלוחות שמש? התשובה היא פשוטה: אנרגיית השמש מפוזרת, ובעלת מגבלות זמינות, והטכנולוגיה שלנו לקליטת האנרגיה והפיכתה לחשמל (לוחות שמש או פאנלים סולאריים) היא לא יעילה.

כולם מבינים שהשמש לא זורחת בלילה, כך שהלוחות מפיקים חשמל רק ביום. "בסדר", אומרים חסידי הלוחות, "אז הם מפיקים חצי מהזמן, צריך למצוא פתרון (אולי מצבר, אולי גנרטור) לחצי השני". אבל זה לא נכון. הם לא מפיקים חצי מהזמן, הם מפיקים חשמל בין עשירית מהזמן, לשתי עשיריות (תלוי במיקום ובאקלים). אני חוזר ומדגיש: בין 10% ל 19% מהזמן בלבד. הסיבה היא פשוטה: בשעות הבוקר המוקדמות ובשעות אחה"צ המאוחרות הלוחות אומנם מפיקם חשמל אבל מעט מאד. בימים מעוננים הם נחים.
הדברים האלה אינם תיאוריה, או דעה – אלה עובדות. הנה למשל נתוני הפקה של מתקן לוחות שמש בסלפה, בדרום אנגליה. הפרופיל היומי של התפוקה, ביום הכי חם ובהיר, 1 באוגוסט, נראה כך:

התפוקה הנומינאלית (כושר הייצור המקסימלי, התיאורטי, כפי שרשום) היא 492 kWp .התפוקה בפועל מגיעה, בשיאה, רק לכ 390 קו"ט. תפוקה מעל 350 קו"ט יש רק בין השעות 11.30 ל 15.30, לפני זה ואחרי זה יש ירידה תלולה בתפוקה, והתפוקה מעטה.
הנה הפרופיל החודשי של אותו מתקן.


אנו רואים שהתפוקה ביום 1 באוגוסט (התאריך של הגרף הקודם) הייתה הכי גבוהה בחודש, ובמחצית מימי החודש התפוקה הרבה יותר נמוכה. (ביום 26 התפוקה היא אפס – כול היום גשם...). וכמובן – חודש אוגוסט הוא חודש שיא בתפוקה, בחודשי החורף התפוקה היא מעטה מאד.

בטבלה הבאה רוכזו נתוני אמת שנרשמו בכמה מאות מתקנים סולאריים בארצות רבות בעולם. אנו מודדים את "מקדם התפוקה" – הוא ה load factor השנתי. פירושו: כמה חשמל הפיק המתקן בפועל, במשך שנה, חלקי הכמות המרבית האפשרית – שהיא – כושר ייצור הנומינאלי מוכפל ב 8760 (מספר השעות בשנה).
בטבלה רואים מקדמי התפוקה הממוצעים בכמה ארצות. הארצות שטופות השמש ביותר הן: ישראל, דרום ארה"ב וקליפורניה, יוון, ספרד, הוואי, מקסיקו – בארצות אלה מקדם התפוקה הוא כ 17%-19% כלומר – לוחות השמש הפיקו חשמל 17%-19% מהזמן. בשאר הארצות המקדם נמוך יותר. בגרמניה, למשל, בה מותקנים אולי 1/3 מכול המתקנים בעולם (מיליון וחצי מתקנים לפחות, בכושר ייצור נומינאלי של כ 35 GW) – מקדם התפוקה הוא 12.2%. באנגליה – גם היא ארץ בעלת מתקנים רבים (בזכות הסובסידיות הנדיבות) – מקדם התפוקה הוא 10.1%.

מעבר לבעיה שהתפוקה הכללית של החשמל הסולארי היא נמוכה – ישנה הבעיה של אופי התפוקה – או הפיזור שלה על פני שעות היממה: תפוקת החשמל אינה רציפה – היא מתקיימת מספר שעות ביום (במקרה הטוב) – בשאר שעות היממה זקוקים לתחנות כוח רגילות (פחמיות) – שאותן לא ניתן להדליק ולכבות כול כמה שעות לפי לוח הזמנים של השמש. תחנות אלו פועלות 24 שעות רצוף, ניתן להקטין טיפה את התפוקה שלהן בשעות ביקוש נמוך או זמינות שמש גבוהה, אבל לא ניתן לכבותן. פירוש הדבר שכמות הדלק שנחסך בעת התפוקה הסולארית היא מאד קטנה (ביחס לכמות החשמל הסולארי שהופק).

שורה תחתונה: לוחות השמש מפיקים מעט חשמל, הם לא מקור רציני (מבחינה כמותית) שעליו אפשר לבסס את אספקת החשמל הסדירה. תרומתם למשק החשמל אינה יכולה להיות יותר משולית, קטנה ובלתי חשובה. והתועלת שלהם מבחינת הפחתת פליטות פד"ח או זיהום אוויר היא עוד יותר קטנה מאשר אפשר היה לשער לפי כמויות החשמל הסולארי שהופק בכול זאת.

במילה אחת: אין בלוחות האלה שום תועלת, התקנתם היא רק תוצאה של היסחפות רגשית שאינה עומדת במבחן המציאות.

יעקב





10 במאי 2015

האנרגיה הגרעינית בצרות – חלק 2.


בניו יורק טיימס מופיע מאמר ארוך על הצרות של החברות הצרפתיות ארבה areava – יצרנית של כורים גרעיניים  ו EDF – חברת החשמל הצרפתית, המפעילה של הכורים. שתיהם חברות ממשלתיות (של ממשלת צרפת), שתיהם פעילות בכול העולם, ושתיהן בצרות עמוקות.

צרפת מייצרת כ 75% מהחשמל בכורים גרעיניים ומפעילה 58 כורים. ארצות אחרות שיש בהם מספר ניכר של כורים הן: ארה"ב-100, דרום קוריאה-23, יפאן-48, סין-23, הודו-21, רוסיה 34, שבדיה-10, קנדה-19, אוקרינה-15. עוד ארצות רבות מפעילות כורים בודדים כול אחת.

מבחינת בניית כורים חדשים – להלן הארצות שבונות כורים כעת: סין-23, רוסיה-9, הודו-6, ארה"ב-5, דרום קוריאה-4, ועוד שורה של ארצות עם אחד או שניים.

צרפת היא הארץ הכי וותיקה ומנוסה בבניית כורים (יחד עם ארה"ב) אבל, אחרי כול השנים, היא אינה מסוגלת כעת לבנות כורים חדשים בלוח זמנים ומחיר סבירים. כך למשל – הכור שארבה החלה לבנות בפינלנד ב 2003 היה אמור להיות מוכן ב 2009, ולעלות 3 מיליארד אירו. כעת מקווים שאולי יהיה מוכן ב 2018, יעלה פי 3 מהמתוכנן, וחברת ארבה הודיעה שכבר הפסידה 4.5 מיליארד אירו בפרויקט זה. בנוסף התגלו פגמים בכור שהיא בונה בצרפת, שעלולים לסכן את השלמת הכור.

חברת ווסטינגהאוז האמריקאית, שהתמחתה בבניית כורים, שייכת כעת לחברה טושיבה היפאנית. גורמים נוספים שבונים כורים הם דרום קוריאה ורוסיה, אבל אין לארצות אלה ניסיון בינלאומי.
כאמור תעשיית הכורים הגרעיניים, מהדור הנוכחי, נמצאת בדעיכה. הכורים גדולים מדי, מסובכים מדי, יקרים מדי. בנוסף ישנה התנגדות חריפה לכורים בדעת הקהל בארצות רבות (למשל – גרמניה ויפן), בגלל חשש מנזקי הקרינה ותאונות אפשריות, וישנה הבעיה הלא פתורה של טיפול והטמנה של פסולת גרעינית.
יעקב