22 בנובמבר 2021

אנרגיה מתחדשת - רעה לכלכלה, רעה לסביבה, רעה לצרכנים

השקעת המדינה באנרגיות מתחדשות עולה לנו כסף רב, אך אינה מועילה לסביבה כלל. תחנת כוח מבוססת אנרגיה מתחדשת אינה יכולת להחליף תחנת כוח פוסילית. לכן, הזיהום הנובע מתחנות הכוח הפוסיליות לא יקטן, גם אם נבנה תחנות כוח רבות המבוססות על אנרגיה מתחדשת. המאמר פורסם במקור באתר זוית אחרת בשנת 2019.

מאת ד"ר רפאל מינס

האנרגיה המתחדשת מעלה את יוקר המחייה

יוקר המחייה בישראל הוא נושא שנמצא תמיד בכותרות. לאחרונה עלה נושא זה שוב לסדר היום הציבורי בעקבות העלייה בתעריפי החשמל. העלאת תעריפי החשמל עתידה לגרור בעקבותיה התייקרויות נוספות, שכן רכיב האנרגיה הוא רכיב משמעותי בעלות ייצורם של מוצרים רבים. על פי רשות החשמל אחד הגורמים שהשפיע על עליית המחירים הוא הכניסה המאסיבית של אנרגיה מתחדשת למשק החשמל. לפי דוחות רשות החשמל, כ-2 מיליארד שקל שולמו עבור אנרגיות מתחדשות בשנת 2018, ובשנת 2019 צפוי התשלום לעמוד על כ-2.7 מיליארד שקל. רובו של התשלום הוא פרמיה לעומת עלות הייצור של חברת החשמל. כלומר, המדינה מחייבת את חברת החשמל לרכוש את החשמל מיצרני האנרגיה המתחדשת במחירים הגבוהים מעלות הייצור של חברת החשמל. ההתחייבויות של חברת החשמל הן לתקופות של 25-28 שנים, כך שגלגול עלויות האנרגיות המתחדשות לחשבון החשמל של הצרכנים הפרטיים צפוי להימשך לפחות בשלושה העשורים הבאים. ואין זו בעיה רק של ישראל; במרבית מדינות העולם העלויות הגבוהות של האנרגיות המתחדשות, באות לידי ביטוי בהגדלת תעריפי החשמל לצרכנים. באיור 1 ניתן לראות שככל שגדל ההספק פר נפש של מתקנים סולאריים או טורבינות רוח, כך גדל תעריף החשמל לצרכן הביתי. בגרמניה, המדינה שהשקיעה הכי הרבה כסף באנרגיות מתחדשות (25 ביליון יורו ב-2016), ההוצאה המשפחתית על חשמל גדלה ב-50% בין 2007 ו-2016. כלומר, ההשקעה באנרגיה מתחדשת גורמת לעלייה בתעריפי החשמל, ותורמת לעלייה ביוקר המחייה.

איור 1 – תעריפי החשמל לצריכה ביתית למחצית השנייה של 2014 כתלות בהספק לנפש של מתקנים מבוססי שמש ורוח.


תחנת כוח מאנרגיה מתחדשת לא יכולה להחליף תחנת כוח פוסילית

כנגד הטיעון הכלכלי מעלים חסידי האנרגיות המתחדשות שתי נקודות חשובות:

1.      השיקול הכלכלי פחות חשוב. ההשקעה באנרגיות מתחדשות היא כדי להגן על הסביבה ולהפחית זיהום.

2.      היום הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית זולה משמעותית מבעבר. יצרנים מציעים מחירים של 19 אגורות לקוט"ש, פחות מעלות הייצור של חברת חשמל. האם במחירים אלו ההשקעה באנרגיה סולארית מוצדקת?

לשתי הנקודות יש מענה אחד. אכן, יעד הממשלה בהשקעה באנרגיות מתחדשות לא היה יעד כלכלי. היעד המרכזי שהגדירה הממשלה לפיתוח אנרגיות מתחדשות הוא "השתחררות מהתלות במקורות אנרגיה מתכלים ובראשם דלק פוסילי (שמקורו במאובנים)", "במטרה לקדם ביטחון ועצמאות אנרגטיים לישראל ולשמור על איכות הסביבה באמצעות צמצום פליטות גזי חממה וזיהום האוויר". אולם, לצערי, הטכנולוגיות הקיימות של אנרגיות מתחדשות (בדגש על מתקנים מבוססי שמש ורוח) לא יכולות לסייע בהשגת מטרות אלו. בשל משטר הרוחות בישראל, ייצור חשמל המתבסס על רוח, אינו יעיל. האנרגיה המתחדשת המתאימה לאקלימה של ישראל היא האנרגיה הסולארית. מעצם אופייה, האנרגיה הסולארית (הדבר נכון גם לאנרגיית רוח) אינה זמינה בצורה רציפה לאורך כל שעות היממה. תחנת כוח סולארית בישראל מספקת בפועל רק כ-20% מההספק המותקן. כלומר, תחנה עם הספק מותקן של 1000 MW תספק בפועל הספק ממוצע של כ-200 MW בלבד. לכן, יש צורך בתחנת כוח פוסילית שתעבוד במקביל לתחנה הסולארית ותגבה אותה, בשעות בהן אין ייצור חשמל סולארי או שהביקוש לחשמל גבוה מיכולת ייצור החשמל הסולארי. תחנת כוח פוסילית המגבה את תחנת הכוח הסולארית אינה יכולה לשנות את הספקה בהתראה קצרה. לכן עליה לייצר במשך כל שעות היום, בהספק המקסימלי אותו תידרש לספק במהלך היממה. איור 2 מציג את ייצור החשמל הסולארי כתלות בשעת היום בחורף (קו שחור מקווקו) ובקיץ (קו שחור רציף). כמו-כן, מוצג באותו איור ביקוש החשמל כתלות בשעת היום בחורף (כחול) ובקיץ (ירוק) של שנת 2010. כדי לדעת כמה הספק של תחנת הכוח הפוסילית נחסך ע"י קיומה של תחנת הכוח הסולארית, עלינו לחשב את ההפרש בין הביקוש המקסימלי של החשמל בשעה בה יש ייצור סולארי לביקוש המקסימלי בשעה שבה אין ייצור חשמל סולארי. ניתן לראות שבחורף שיא הצריכה היומית הוא בין השעות 17:00 ל-21:00. בשעות אלה אין כלל ייצור של חשמל סולארי. כלומר, בחורף תחנת הכוח הפוסילית המגבה את התחנה הסולארית, תעבוד באותו הספק שהייתה עובדת אילו לא הייתה תחנת כוח סולארית כלל. בקיץ, בין 19:00 ל-22:00, הביקוש קרוב מאוד לשיאו היומי, אך באותן שעות אין ייצור של חשמל סולארי. היכולת של אנרגיה סולארית לחסוך הספק של ייצור פוסילי בקיץ, הוא הפרש ההספק בין נקודה A (ביקוש מקסימלי בשעות שאין ייצור חשמל סולארי) ונקודה B (ביקוש מקסימלי בשעות בהן ייצור חשמל סולארי נותן מענה מספק לביקוש). ניתן לראות מהגרף שהפרש זה מאוד קטן, פחות מ-10%. כלומר, בקיץ, תחנת הכוח הסולארית תאפשר לתחנת הכוח הפוסילית לייצר בהספק הקטן בכ-10% מהספק הייצור אליו הייתה נדרשת אילו לא הייתה תחנת כוח סולארית. מכאן, שכדי למנוע הפסקות חשמל, צריך שלאורך כל השנה תחנת כוח פוסילית תייצר חשמל בהספק הקרוב לביקוש המקסימלי, כגיבוי לתחנה הסולארית. משמעות הדבר היא, שתחנות כוח סולאריות לא יכולות להחליף.


איור 2 – מתוך דו"ח הוועדה לבחינת התועלת הכלכלית של אנרגיות מתחדשות, וועדת קנדל.

תחנות כוח פוסיליות, וגם לא מפחיתות בצורה משמעותית את ההספק הנדרש מתחנות הכוח הפוסיליות.

האם בעתיד נוכל להשתמש באנרגיה סולארית כדי להחליף תחנות כוח פוסיליות?

כדי שאנרגיה סולארית תוכל לספק חשמל בצורה רציפה, צריך לפתח טכנולוגיה יעילה לאגירת אנרגיה. במידה ותמצא טכנולוגיה יעילה לאגירת האנרגיה, נוכל לאגור את ייצור החשמל העודף, ובשעות שבהן אין שמש נוכל לנצל את האנרגיה שנאגרה. הטכנולוגיה היעילה ביותר היום לאגירת אנרגיה היא "אגירה שאובה". בטכנולוגיה זו בונים שני מאגרי מים גדולים עם הפרש גובה משמעותי של מאות מטרים בדרך כלל, ביניהם. בשעות בהן יש ייצור עודף של חשמל, נשתמש בחשמל להעלות מים מהמאגר התחתון לעליון. בשעות שאין ייצור חשמל, או שהביקוש גדול מהייצור, נזרים מים מהמאגר העליון לתחתון תוך הפעלת טורבינה שתנצל את האנרגיה הפוטנציאלית של המים לייצור חשמל. טכנולוגיה זו דורשת משאבים שחסרים בישראל כמו שטחים גדולים ומים. בנוסף, מרבית התחנות הסולאריות נבנות מטבע הדברים במדבר, שם קשה למצוא את התנאים הטופוגרפיים שיאפשרו בניית מתקן אגירה בטכנולוגיה זו. טכנולוגיות אחרות לאגירת אנרגיה אינן יעילות ואינן מאפשרות אגירה של כמות גדולה של אנרגיה כדי לאפשר גיבוי לאורך מספר שעות רב לתחנת כוח סולארית. ולכל מי שחושב שליזם המיליארדר אילון מאסק יש פתרון חדשני ויעיל לאגירת אנרגיה, שיחשוב שוב. מאסק בנה עבור אוסטרליה הדרומית, שסבלה משורה של הפסקות חשמל (כי הם בנו תחנות כוח מבוססות רוח וסגרו את תחנות הכוח הפחמיות שהיו אמורות לגבות אותן), את הסוללה הגדולה בעולם. סוללה זו יכולה להטען כשיש ייצור חשמל עודף, ולסייע בהספקת חשמל רציף במהלך שעות השיא. אולם ההספק של הסוללה הוא 100 MW, שזה פחות משליש מההספק של תחנת הכוח אליה היא מחוברת, והיא יכולה לאגור 129 MWh. כלומר, במידה ותחנת הרוח לא תעבוד כלל, הסוללה תוכל לספק רק שליש מההספק של התחנה ורק למשך שעה ורבע. סוללה שכזו אינה גיבוי אמיתי, אלא רק תוספת שמאפשרת הספקת אנרגיה יותר רציפה. הסוללה הזו שתופסת שטח של כ-10 דונם עלתה לממשלת אוסטרליה הדרומית יותר מ-90 מיליון דולר. כיום אין טכנולוגיה הרלוונטית לישראל שמאפשרת אגירת כמות גדולה של אנרגיה לזמן ארוך, ולכן עד שלא תפותח טכנולוגיה חדשה תחנות כוח סולאריות לא יוכלו להחליף תחנות כוח פוסיליות.

 

להספק הלא צפוי של האנרגיות המתחדשות יש חיסרון נוסף – עומס אפשרי על הרשת

בעיה נוספת שיכולה להיווצר כתוצאה מההספק הלא צפוי של האנרגיות המתחדשות, היא עודף ייצור חשמל, שיכול להביא לעומס על הרשת ולקריסתה. באנגליה וקנדה הגיעו למצב בו הממשלה משלמת ליצרני החשמל מאנרגיות מתחדשות, כדי להפסיק לייצר חשמל. באנגליה התשלום ליצרנים על הפסקת הייצור היה גבוה יותר מהתשלום על ייצור החשמל. בגרמניה שילמה המדינה לצרכנים כדי שיצרכו חשמל בשעות צריכת השפל, על-מנת להקטין את העומס על המערכת. כלומר, אופייה הבלתי צפוי של האנרגיה המתחדשת יכול לגרום למחסור לא צפוי אך גם לעומס לא צפוי, בשני המקרים התוצאה תהיה אי רציפות בהספקת החשמל.

 

השקעה באנרגיה מתחדשת היא חסרת הגיון כלכלי וסביבתי

אנרגיה מתחדשת מבוססת רוח או סולארית תלויה בגורמים עליהם אין לנו שליטה (רוח ושמש), ולכן היא לא צפויה ולא אמינה. תחנות כוח המבוססות על אנרגיית רוח או אנרגיה סולארית מספקות הספק ממוצע הנמוך משמעותית מההספק המותקן (כ-20% בלבד) בהן, והן מחייבות גיבוי של תחנת כוח פוסילית. בישראל, תחנות כוח מבוססות אנרגיה מתחדשת אינן יכולות להחליף תחנות כוח פוסיליות, לא בצורה מלאה ואף לא בצורה חלקית. גם אם הממשלה תביא להקמתן של תחנות כוח סולאריות נוספות, לא נוכל לצמצם את הספק ייצור החשמל בתחנות הפוסיליות הקיימות. לכן השקעה באנרגיה מתחדשת לא יכולה לקדם את מטרת הממשלה לביטחון ועצמאות אנרגטיים או את מטרתה להקטנת פליטות הפד"ח (פחמן דו חמצני) וזיהום האוויר. מאותה סיבה, להשקעה באנרגיות מתחדשות בטכנולוגיה הקיימת היום אין היגיון כלכלי, גם אם המחירים המוצעים ע"י היצרנים נמוכים מעלות הייצור של חברת החשמל.

  

 

אין תגובות: