בחירת העורך

‎קורא‫/‬ת‫:‬

אנרגיה מתחדשת: רעה לכלכלה, לסביבה ולצרכנים...

אנרגיה מתחדשת: רעה לכלכלה, לסביבה ולצרכנים

,
השקעת המדינה באנרגיות מתחדשות עולה לנו כסף רב, אך אינה מועילה לסביבה כלל. תחנת כוח מבוססת אנרגיה מתחדשת אינה יכולה כיום להחליף תחנת כוח פוסילית. משום כך הזיהום שמקורו בתחנות הכוח הפוסיליות לא יקטן, גם אם נבנה תחנות כוח רבות המבוססות על אנרגיה מתחדשת.

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 במשק, 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. 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.

אין 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.

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

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. יעד הממשלה בהשקעה באנרגיות מתחדשות בהחלט 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 טבען של הרוחות בישראל ייצור חשמל המתבסס על רוח אינו יעיל. האנרגיה המתחדשת המתאימה לאקלימה של ישראל היא האנרגיה הסולארית. מעצם אופייה האנרגיה הסולארית (וכך גם אנרגיית הרוח) 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. משום כך יש צורך בתחנת כוח פוסילית שתעבוד במקביל לתחנה הסולארית ותגבה אותה בשעות שבהן 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 שאותו תידרש לספק במהלך היממה.

האיור מטה מדוח ועדת קנדל, 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 פעילותה של תחנת הכוח הסולארית, עלינו לחשב את ההפרש בין הביקוש המקסימלי של החשמל בשעה שבה יש ייצור חשמל מאנרגיה סולארית לבין הביקוש המקסימלי בשעה שבה אין ייצור חשמל מאנרגיה סולארית. 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, אשר מגבה את התחנה הסולארית, תעבוד באותו הספק שבו הייתה 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 מאנרגיה סולארית. היכולת של ייצור חשמל מאנרגיה סולארית לחסוך הספק של ייצור חשמל מאנרגיה פוסילית בקיץ, הוא הפרש ההספק בין נקודה A (ביקוש מקסימלי בשעות שבהן אין ייצור חשמל מאנרגיה סולארית) ונקודה B (ביקוש מקסימלי בשעות שבהן ייצור חשמל מאנרגיה סולארית 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 שלו הייתה נדרשת, אילו לא הייתה תחנת כוח סולארית. מכאן נובע 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 תחנות כוח פוסיליות, וגם לא מפחיתות בצורה משמעותית את ההספק הנדרש מתחנות הכוח הפוסיליות.

מתוך דו"ח ועדת קנדל לבחינת התועלת הכלכלית של אנרגיות מתחדשות.

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. במקרה שתימצא 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 שבהן יש ייצור עודף של חשמל, נשתמש בחשמל להעלות מים מהמאגר התחתון לעליון. בשעות שבהן אין 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, מקום שבו קשה למצוא את התנאים הטופוגרפיים שיאפשרו בניית מתקן אגירה בטכנולוגיה כזו.

טכנולוגיות אחרות לאגירת אנרגיה אינן יעילות ואינן מאפשרות אגירה של כמות גדולה של אנרגיה כדי לאפשר גיבוי לתחנת כוח סולארית לאורך מספר רב של שעות. וכל מי שחושב שליזם המיליארדר אילון מאסק יש פתרון חדשני ויעיל לאגירת אנרגיה, מוזמן לחשוב שוב. מאסק בנה עבור אוסטרליה הדרומית שסבלה משורה של הפסקות חשמל (מאחר שבנתה תחנות כוח מבוססות רוח וסגרה את תחנות הכוח הפחמיות שהיו אמורות לגבות אותן), את הסוללה הגדולה בעולם. סוללה זו יכולה להיטען 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, במקרה שתחנת 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 רציפה יותר. הסוללה הזו שתופסת שטח של כ-10 דונם, עלתה לממשלת אוסטרליה הדרומית יותר מ-90 מיליון דולר.

המסקנה היא שכיום 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.

חיסרון נוסף להספק הלא צפוי של האנרגיות המתחדשות – 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 שבו 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 הצדקה כלכלית וסביבתית

אנרגיה מתחדשת (סולארית או שמקורה ברוח) תלויה בגורמים שעליהם 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 המבוססות על אנרגיה מתחדשת אינן יכולות להחליף באופן מלא ואף לא באופן חלקי תחנות כוח פוסיליות. אפילו 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 להקטין את פליטות הפד"ח (פחמן דו חמצני) וזיהום האוויר. מאותה סיבה להשקעה באנרגיות מתחדשות בטכנולוגיה הקיימת היום אין הצדקה כלכלית, גם אם המחירים המוצעים ע"י היצרנים נמוכים מעלות הייצור של חברת החשמל.


רפאל מינס

ד"ר לפיזיקה, חוקר ומרצה במחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת אריאל. מועמד מטעם מפלגת זהות לכנסת ה-21.