3 במאי 2022

המשמעות הפיזית של "אפס פליטות"

דיוני הממשלה על חוק האקלים אימצו את היעד (האופנתי) "אפס פליטות נטו" עד 2050. מיותר לציין שאין שום תכנית טכנית, אופרטיבית, ממשית או מעשית מאחורי קביעת היעד, ולאיש מהשרים והפקידים אין מושג כיצד משיגים יעד זה - יהא רצוי ככל שיהיה.  זו רק משאלת לב. כדי לסייע לשרים ומקבלי ההחלטות אנסה להמחיש מה המשמעות הפיזית (החלקית) של יעד זה.

אדון כאן רק בסקטור החשמל המהווה פחות מ 50% מצריכת האנרגיה הכוללת בישראל, ולכן, מפליטות הפד"ח. שאר הסקטורים כמו תחבורה, תעשייה וחימום בתים עוד יותר קשים לאיפוס פליטות. נעשה בהמשך חשבון על המשמעות של איפוס (חלקי) של הפליטות בתחום ייצור החשמל בלבד.

ישראל צרכה ב 2020 כ 72 טרה-וואט-שעה (טו"ש) חשמל. אם הצריכה תגדל עד 2050 ב 2% לשנה כמו בעשור האחרון, הצריכה ב 2050 תהיה כ 130 טו"ש ואם תגדל רק ב 1% לשנה היא תהיה כ 97 טו"ש. ניקח לצורך חישוב ערך אמצעי של 115 טו"ש. הטכנולוגיה היחידה לייצור חשמל ללא פליטות, הידוע לנו כעת, והרלוונטית לנו היא לוחות שמש ( לו"ש או פאנלים סולאריים בלעז). טורבינות רוח לא מתאימות לארץ כי אין בארץ הרבה רוחות, והתקנת טורבינות בארץ צפופת ישובים אינה אפשרית. לא אתייחס כאן לאנרגיה גרעינית שהיא לא מעשית (ולדעתי לא רצויה, ולא צפויה) בארץ.

אנו גם יודעים שהשמש לא זורחת בלילה. למעשה השמש מפיקה חשמל 20% מהזמן בלבד - 1750 שעות בשנה מתוך 8760. חייבים לכן להשלים את השמש עם אגירה שתספק חשמל כאשר אין שמש. הטכנולוגיה לאגירה הידועה היום (אם כי לא נמצאת עדיין בשימוש נרחב) היא אגירה במצברים (מצברים מסוג ליתיום-יון - הידועים לנו היום). בתהליך טעינה-פריקה של מצברים יש פחת של כ 20% - לכן חייבים להוסיף זאת לכמות הנחוצה של 115 טו"ש חשמל והגענו ל 138 טו"ש. עוד 10% חייבים להוסיף ספייר, כי התפוקה של הלוחות קטנה עם הטמפרטורה ועם הזמן, ועם הצטברות האבק. הגענו למספר עגול - 150 טו"ש - צריכת חשמל שנתית שחייבים לספק באמצעות לו"ש.

כמה לוחות שמש וכמה שטח קרקע צריך כדי לספק 150 טו"ש חשמל בשנה?  מחלקים 150 ב 1750 שעות תפוקת שמש בשנה והגענו ל 0.085 טרה-וואט או 85 ג'יגה וואט GW  כושר ייצור סולארי דרוש. ניקח לוח טיפוסי (מהחדשים יותר).



לוח חדיש כזה, שמידותיו 2X1 מ' ומשקלו כ 32 ק"ג מפיק כ 500 ואט חשמל (נומינלי), כלומר שניים כאלה מפיקים קילוואט אחד, וכדי להפיק 85 ג'יגואט הדרושים צריך 170 מיליון לוחות כאלה. 170 מיליון לוחות! תעצרו רגע לחשוב על גודל המספר הזה. בארץ יש פחות מ 10 מיליון תושבים. השטח הדרוש (כולל דרכי גישה, גידור ומתקני עזר) הוא בערך 20 דונם למגוואט - השטח הכולל הוא 1,700,000 דונם או 1.7 מיליון דונם. השטח המיושב הכולל של א"י הוא כ 5 מיליון דונם (לצורך המחשה). אתה רוצים לרצף כ ⅓ מהארץ בלוחות השחורים האלה? השתגעת? איפה ימצאו בארץ שטח כזה? המועצה העליונה לתכנון, בינתיים, לא הצליחה למצוא יותר מ 22,000 דונם ליעד ללוחות שמש, אבל צריך פי 80 מזה. קרקע אי אפשר ליצור יש מאין באמצעות חוק. בממשלה דנים 10 שנים איפה אפשר למצוא 3500 דונם בשביל שדה תעופה נוסף הדרוש - ולא מוצאים.  ואתם רוצים פי 600 מזה?


בתמונה - שני פרויקטים סולאריים בחו"ל.

חסידי הטבע ושמירת הסביבה - אתם חושבים שלכרות יערות, לקטום הרים ולרצף את הטבע בברזלים שחורים בכמויות אדירות יתרום לשמירת הטבע? שזה רעיון טוב?

מה קצב ההתקנה הדרוש? ב 15 השנים האחרונות התקינו ס"ה כ 2.5 GW לוחות שמש. כדי להגיע ל 85 ג'יגווט עד 2050 צריך להתקין כל שנה, ב 30 השנים הבאות, כמות יותר גדולה מאשר התקינו ב 15 השנים האחרונות ביחד. כול שנה. זה לא יקרה, זה לא אפשרי, עם חוק או ללא חוק.

נעבור כעת לחישוב כמות מצברים הדרושים (לוחות שמש לבד לא מספיק).

נניח שבממוצע השנתי לוחות השמש עובדים כ 6 שעות ביממה - בהן הם מספקים חשמל לרשת וגם למילוי המצברים. בשאר 18 השעות החשמל חייב לבוא מאגירה - כלומר ממצברים. הצריכה היום בשעות הלילה (בייס-לואד או צריכה קבועה) היא כ 6.5-7 ג'יגווט, עם הגידול עד 2050 היא תהיה כ 10 ג'גווט (GW). משך הלילה 18 שעות כפול 10 GW הם 180 GWh (ג'יגהווט-שעה - ג'ו"ש). בנוסף - הצריכה בשעות הערב (17-22) היא היום כ 8-10 GW, ב 2050 - נניח 15 GW, כלומר - תוספת הצריכה בערב היא כ 5 ג"ו (מעבר ל 10 הבסיסיים). 5 כפול 5 שעות = 25 GWh (ג'ו"ש). אז אנו צריכים אגירה בבטריות 180 + 25 = 205 ג'ו"ש GWh. המצבר הדרוש הוא אם כן:  15 ג"ו / 205 ג'ו"ש המספר הזה קצת מופשט - כדי להמחיש נתרגם אותו למשקל המצברים. מצבר ליתיום-יון מצוי נותן כ 200 וואט-שעה לק"ג. אנו צריכים לפיכך כ 1025 מיליון ק"ג מצברים או 1025 אלף טון מצברים (מיליון טון). הכמות הזאת היא בערך פי 3 או 4 מכול כמות המצברים המותקנת היום בעולם כולו. אנו רחוקים מאד, היום, מכושר ייצור עולמי לכמויות כאלה של מצברים או לחומרי הגלם (ליתיום, קובלט, ניקל וכו') הדרושים לייצור כמויות כאלה של מצברים.

נקודה אחרונה היא תחזוקה או בלאי.

לוחות שמש מחזיקים כ 25 שנה עד אשר הירידה בתפוקה מחייבת החלפה. תחלק 170 מיליון לוחות ב 25 שנה יוצא שחייבים להתקין כל שנה, אבל - כל שנה לנצח, כ 7 מיליון לוחות חדשים תחת הישנים שהתבלו. זה יותר מאשר הותקנו אצלנו ב 15 השנים האחרונות. מה יעשו עם 210 אלף טון לוחות (פסולת, ברזלים ישנים) כול שנה?. ימחזרו אותם? אולי. היום עוד לא יודעים למחזר לוחות שמש, והם מכילים חומרים רעילים שאינם מתאימים להטמנה רגילה.

והמצברים? לא יודעים עדיין כמה זמן יחזיקו. אולי 3 שנים, אולי חמש שנים של עבודה מאומצת של מחזור טעינה-פריקה יומי. תחלק מיליון טון הנחוצים בחמש - יוצא שחייבים להתקין כל שנה 200 אלף טון מצברים חדשים. וכו'...

 

כל זה עדיין לא מספיק. כי יש בארץ כ 60 יום ללא שמש בשנה (ימים מעוננים). בימים כאלה - שום כמות של לוחות שמש ושל מצברים לא תעזור. חייבים להחזיק תחנות כוח רגילות, פוסיליות, במצב תקינות וכוננות לגיבוי ולעבודה עבור ימים אלה, אחרת נשב בחושך. כלומר - המערכת האדירה הזו, של 170 מיליון לוחות שמש ו מיליון טון מצברים אינה משיגה את היעד של אפס פליטות בתחום ייצור החשמל. היא משיגה אולי יעד של קיטון הפליטות ב 85%-90%, לא ב 100%.

על המחירים של כל הסמטוחה הזאת  אני לא אכתוב. אין טעם לחשב המחיר של דבר שאינו אפשרי מבחינה פיזית. (אבל כולם מבינים שהעסק לא זול…).

וכאמור - חשמל זה רק פחות מ 50% מהפליטות. החצי השני בא מהתחבורה, התעשייה וחימום הבתים. להגיע לאפס פליטות בתחומים אלה עוד הרבה יותר קשה ובלתי ריאלי מאשר בתחום החשמל. אפשר להגיד בוודאות כי כל היעדים האלה לא יושגו, היות והשגתם אינה אפשרית מבחינה פיזית-טכנית בטכנולוגיה הידועה היום. לא חשוב מה יחוקקו. את חוקי הפיזיקה לא ניתן לשנות באמצעות חקיקה.

בחוק האקלים המוצע אין אף הוראה מעשית-תכליתית-ספציפית לפעולה. מה כן יש? "חובה לקביעת תכנית לאומית להפחתת פליטות… שתעודכן אחת ל 5 שנים… הקמת וועדת שרים לעינייני אקלים, הקמת וועדה מייעצת לשינויי אקלים…והקמת מכון לסביבה ואקלים." כלומר - בירוקרטיה נוספת של כמה מאות פקידים ומיעצים, שתייצר טונות של ניירות מלל סרק. הפחתת פליטות לא תצא מזה. בשביל הפחתת פליטות צריך המצאות חדשות שאי אפשר לצוות בחוק, ואי אפשר ליצור מדוחות.

איך נולד הרעיון של "חוק אקלים"? זה ברור. זה העתק של חוקים דומים שנחקקו כבר באירופה וארה"ב. האם יש להם פטנט להגיע לאפס פליטות שאנו לא יודעים עליו? לא, החוקים האלה מופרכים ובלתי מציאותיים להחריד, בדיוק כמו הצעת החוק שלנו (שהועתקה ללא מחשבה מהם). הם הבעת משאלה בלתי אפשרית באמצעות חקיקה.

אני מקווה (בצניעות הראויה) שהמאמר הזה יעזור למחוקקים (או לחלק מהם שמתעניין) להבין יותר טוב את החוק שעומדים לחוקק. (fat chance).

יעקב


פוסט קודם על היעד של 30% עד 2030 - כאן.

  

8 תגובות:

איתי רונן אמר/ה...

סיכמת יפה את הנושא.

כמה הערות:
המחיר הנוכחי של הפאנלים והסוללות לא יוכל להשמר ככל שיעלה הביקוש. כבר היום עולה מחיר חומרי הגלם.
אמצעי אגירה כגון אגירה שאובה לא מעשיים בהיקף העצום הזה.

בקצרה - היעדים של ה- 30% הם אולי שמעשיים בצורה כלשהי.

David אמר/ה...

יעקב, אתה הרי טענת במשך שנים שאין בכלל התחממות ושאין קשר בין גזי חממה להתחממות.

האם לא טעית בעצם טעות איומה והרסנית, ועכשיו אתה מתחפר בה?

Anochi אמר/ה...

דויד, אתה מייצר "איש קש" תתקשה למצוא כאן בבלוג טענה שאין התחממות.
תמצא טענות על כך שיש הגזמות והפחדות וביקורת על הצעות להתמודדות שהן הרסניות ומזיקות - כמו בפוסט הזה.

יעקב אמר/ה...

לא טענתי שאין התחממות ואין קשר בין גזי חממה להתחממות.
טענתי כן שאין הוכחות לשיעור התחממות הגדול שבו מנסים להפחיד אותנו.

אבל דבר אחד לא מוטל בספק ולא קשה להוכיח: לוחות שמש (פאנלים סולאריים) לא מסוגלים לספק את צרכי האנרגיה שלנו, והם מהווים מפגע סביבתי רציני, וגם לא מובילים להקטנה משמעותית בפליטות.
וכול הדיבורים על "אפס פליטות נטו" (וחוק האקלים) הם חסרי אחיזה במציאות.
זה בלי קשר לשאלה אם יש או אין התחממות, ומה שיעורה.

הלל אמר/ה...

מדוע אנרגיה גרעינית לא ישימה ולא רצויה בישראל?

יעקב אמר/ה...

נושא האנרגיה הגרעינית לא שייך לנושא הנידון - חוק האקלים. לאף אחד אין תכניות של ממש להקים תחנת כוח גרעינית בישראל. זה לא יקרה.
דעתי ודעת אחרים בנושא פורטה במספר פוסטים בבלוג זה. עשה חיפשו ל"גרעין" בחלונית שבצד שמאל למעלה ותמצא.

אנונימי אמר/ה...

יעקב תוכל בבקשה לפרט למה לא לאנרגיה אטומית בארץ. תודה

אנונימי אמר/ה...

לא הצלחתי למצוא איך מחפשים, אודה לך אם תשים את ה links שמראים למה לא לאנרגיה גרעינית אלהם אתה מתייחס