אנרגיה מתחדשת: טובה לכלכלה, מצויינת לסביבה ולצרכנים.

 

מאת אמנון פורטוגלי,מכון חזן-‏31 ינואר, 2019

רפאל מינס, ד"ר לפיזיקה, חוקר ומרצה במחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת אריאל, ומועמד מטעם מפלגת זהות לכנסת ה-21 (כך הוא מתאר את עצמו) פרסם מאמר ב'זוית אחרת' בכותרת: "אנרגיה מתחדשת: רעה לכלכלה, לסביבה ולצרכנים."
המאמר מאיר בעיקר את הבורות ואת הדוגמטיות של כותבו. לפי מינס כל מקבלי ההחלטות במדינות ברחבי העולם וכל התומכים ומקדמים אנרגיות מתחדשות, החושבים שאנרגיה מתחדשת טובה לכלכלה, לצרכנים, וחיונית לסביבה, אינם יודעים ואינם מבינים מה הם עושים.  לפי האנליזה שלו "תחנות כוח סולאריות לא יכולות להחליף תחנות כוח פוסיליות, וגם לא מפחיתות בצורה משמעותית את ההספק הנדרש מתחנות הכוח הפוסיליות" במילים אחרות לפי מינס, אין מקום ואין הצדקה לאנרגיה סולארית.

לא צריך להיות מבין גדול בתחום זה, כדי להבין שמינס חי בעולם אחר, ולא צריך לבלבל אותו עם עובדות. מספיק לראות מה שנעשה באזור אילת. בערבה ואילת מייצרים היום  130 מגוואט מתוך 150 מגוואט ממוצע צריכה שעתי.  שדה סולארי נוסף, בתמנע, קיבל רישיון מרשות החשמל ונמצא כעת בסגירה פיננסית, ייצר עוד 60 מגוואט מותקנים.  כך שב- 2020 יותר מ 100% מצריכת חשמל באילת בשעות היום, כולל כל צריכת  המלונות ומערכות מיזוג האויר, תיוצר ממערכות סולאריות [1].

בעולם הריאלי, לחברת נקסטארה אנרגי NextEra Energy, אחת מחברות החשמל הגדולות והמצליחות בארה"ב יש גישה שונה לחלוטין מזו של ד"ר מינס.  בתוצאות הרבעון הרביעי של NextEra Energy, מנכ"ל החברה ג'ים רובו הצהיר כי ייצור חשמל מאנרגית השמש והרוח בתוספת אחסון יהיה זול יותר מאשר ייצור חשמל מפחם, מנפט או מגרעין, ושטכנולוגיות אלו תהיינה משבשות מסיבית לתחנות הכוח הקיימות, ויספקו הזדמנויות למפתחיהן במשך העשור הבא.

לפי החישוב של מנכל החברה, גם ללא הטבות מס, עלות ייצור חשמל מאנרגית רוח תהיה 2 – 2.5 סנט,    (8- 10 אג') לקוט"ש , עלות ייצור חשמל בהיקף גדול מתחנות כוח סולאריות תהיה 2.5 – 3 סנט (10 – 12 אג')  לקוט"ש, ואחסון יוסיף 0.5 – 1 סנט (2 – 4 אג')  לקוט"ש. מחירים אלו הם מעט מתחת לעלות הנוכחית של ייצור חשמל מתחנות כוח מודרניות השורפות גז טבעי, ומבלי להתחשב באי הוודאות במחירי הגז.

רובו היה אופטימי באופן דומה לגבי אחסון אנרגיה בעבר, וקבע עוד ב- 2015 כי 'אחרי 2020, יתכן ולא יבנו עוד תחנות כוח פיקריות בארצות הברית – סביר להניח שיבנו רק מתקני אחסון חשמל במקום זה' [2].

מינס טוען נגד האנרגיות המתחדשות, כי הכניסה המסיבית של אנרגיה מתחדשת למשק החשמל בשנתיים האחרונות הייתה אחד הגורמים לעליית מחירי החשמל. מכיוון שהמדינה מחייבת את חברת החשמל לרכוש את החשמל מיצרני האנרגיה המתחדשת במחירים הגבוהים מעלות הייצור של חברת החשמל.

מינס לכאורה צודק. אלא שזו מדיניות מושכלת של המדינה לעודד תעשיות ינוקא. במקרה של אנרגיה סולארית, אין ספק שיש בהן יתרון לטווח ארוך, מבחינת ביטחון ועצמאות אנרגטיים לישראל, מבחינת שמירה על איכות הסביבה, הקטנת זיהום האוויר, והגנה על בריאות התושבים, ומבחינה כלכלית.

בכל מקרה, עבר זמנו של הטיעון הזה. מינס עצמו מציין כי "היום הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית זולה משמעותית מבעבר. יצרנים [בישראל] מציעים מחירים של 19 אגורות לקוט"ש, פחות מעלות הייצור של חברת חשמל".

מחירי החשמל הסולארי בעולם נמוכים עוד יותר ועומדים על 2.5 – 3 סנט אמריקאי לקוט"ש,  כ- 10 – 12 אג' לקוט"ש. פחות מעלות הדלקים, גז או פחם הנדרשים לייצור קוט"ש.

אבן הראשה של מינס היא הטענה שתחנות כוח סולאריות לא יכולות להחליף תחנות כוח פוסיליות עד שתפותח טכנולוגית אחסון חשמל הרלוונטית לישראל שמאפשרת אגירת כמות גדולה של אנרגיה לזמן ארוך, ומכאן הכותרת למאמרו.

מינס מסביר – נכונה – שכדי שאנרגיה סולארית תוכל לספק חשמל בצורה רציפה, צריך לפתח טכנולוגיה יעילה לאגירת אנרגיה. אלא שלטענתו הטכנולוגיות הקיימות לאגירת אנרגיה אינן יעילות ואינן מאפשרות אגירה של כמות גדולה של אנרגיה כדי לאפשר גיבוי לתחנת כוח סולארית לאורך מספר רב של שעות. הוא מבטל כלאחר יד את אפשרות האגירה בסוללות, לדבריו "…כל מי שחושב שליזם המיליארדר אילון מאסק יש פתרון חדשני ויעיל לאגירת אנרגיה, מוזמן לחשוב שוב".

מסתבר, שוב בניגוד לדעתו של מינס, שיש הרבה אנשים החושבים שאחסון חשמל בסוללות הוא פתרון חדשני ויעיל לאגירת אנרגיה. לא רק זה, אלא שהסוללות של תאגיד טסלה (של היזם המיליארדר אלון מאסק), שמינס יוצא נגדו, הוכיחו זאת בשטח.  בינואר 2018, פחות מחודש לאחר שתאגיד טסלה התקין את מערכת הסוללות לאחסון החשמל הנקראת הורנסדייל פאוור רזרב –  Hornsdale Power Reserve , בדרום אוסטרליה, המערכת שהייתה אז הגדולה בעולם, עמדה במבחן.  התוצאה הורתה שביצועי המערכת עולים בהרבה על הציפיות:  בשלושת השבועות של דצמבר 2017 בלבד, מערכת הסוללות החליקה smoothed out  לפחות שתי הפסקות אנרגיה גדולות, והגיבה מהר עוד יותר מהגיבוי של תחנות כוח פחמיות שהיה אמור לספק כוח בחירום. המערכת הייתה מהירה, מדויקת וכדאית  ‘rapid, accurate, and valuable’ [3]

נראה גם שלמינס אין בעיה עם התאמת העובדות למסקנות שלו.  לדבריו "אוסטרליה הדרומית סבלה משורה של הפסקות חשמל, מאחר שבנתה תחנות כוח מבוססות רוח וסגרה את תחנות הכוח הפחמיות שהיו אמורות לגבות אותן". העובדות, איך נאמר זאת בעדינות, שונות.

אוסטרליה הדרומית סבלה משורה של הפסקות חשמל ללא קשר לתחנות הכוח מבוססות רוח.  מאסק הציע במרץ 2017, שטסלה תבנה חוות סוללות לאחסון חשמל לאחר שדרום אוסטרליה נפגעה מהפסקת חשמל מלאה – total blackout,  כאשר סערה 'חסרת תקדים'  הרסה עמודי הולכת חשמל בשנת 2016.

מערכות אחסון החשמל בסוללות שהותקנו בהורנסדייל באוסטרליה הדרומית הוכיחו את עצמן בזמן בעיות בתחנות הכוח הפחמיות. תקלות באחת מתחנות הכוח הפחמיות הגדולות של אוסטרליה לוי יאנג  Loy Yang  במדינת ויקטוריה השכנה, הביאו לירידה פתאומית בתפוקת החשמל. מערכת הסוללות הגיבה תוך ארבע שניות בלבד, ואף פחות על פי כמה הערכות, תוצאה טובה בהרבה ממה שתחנות כוח אחרות יכולות לתת [4].

בניגוד לטענתו של מינס, הטכנולוגיות הקיימות לאגירת אנרגיה יעילות ומאפשרות אגירה של כמות גדולה של אנרגיה.  כל מה שצריך לעשות כדי לאפשר גיבוי למערכת החשמל למשך מספר שעות גדול יותר, זה להוסיף עוד סוללות למערכת הגיבוי. הבעיה אינה טכנולוגית אלא כלכלית, ובנושא זה מחירי הסוללות יורדים וצפויים לרדת בצורה משמעותית, בין השאר עקב הפיתוחים הטכנולוגיים בתעשייה, בגלל הגידול העצום בביקוש לסוללות מתעשיית הרכב החשמלי, ובמקביל מהגידול העצום בהיצע הסוללות שבא לענות לביקושים אלו. נראה שמינס מעריך בחסר את פוטנציאל ירידות המחיר בתעשיית הסוללות.

כאמור, יש הרבה אנשים שחושבים אחרת ממינס, החושבים שאחסון חשמל בסוללות הוא פתרון חדשני ויעיל לאגירת אנרגיה, ופועלים בהתאם לכך. ועדת השירותים הציבוריים של קליפורניה CPUC אישרה בתחילת נובמבר 2018 את ההצעה של תאגיד  Pacific Gas & Electricשנועדה להחליף תחנות כוח מסוג גז-גנרטור במערכות אחסון חשמל בסוללות ליתיום יון בהיקף גדול. האישור של הועדה הוא הדוגמה המשמעותית ביותר עד היום של סוללות לאחסון חשמל המחליפות דלקים מאובנים ברשת החשמל.

הועדה אישרה אחסון בהיקף כולל של 5.567 מגוואט עם יכולת אחסון של 2,270 מגוט"ש. בכלל זה פרויקט של תאגיד Vistra Energy   של 300 מגוואט עם אחסון בסוללות של 1,200 מגוט"ש, ופרויקט של תאגיד טסלה של 180 מגוואט עם אחסון בסוללות של 730 מגוט"ש. שני הפרוייקטים האלו לאחר שיושלמו, יהיו שתי מערכות אחסון חשמל בסוללות הגדולות בעולם. כל מערכות אחסון החשמל בסוללות האלו מדורגות לארבע שעות אחסון [5].

אגירת חשמל בסוללות כדאית כבר עכשיו.

למערכות אגירת חשמל יש שימושים נוספים לאלו המאפשרים לאנרגיה סולארית לספק חשמל בצורה רציפה. מערכות המבוססות על סוללות לאגירת חשמל תהיינה בבתים, בעסקים וברחובות. מערכות אלו ישנו את צורת החיים שלנו, ולא רק בעתיד, זה קורה כבר עכשיו.

המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בארה"ב  (NREL) של משרד האנרגיה של האמריקאי יחד עם קבוצת האנרגיה הנקייה (CEG) פרסמו באוגוסט 2017 את הניתוח המקיף הראשון המפרט את הגודל הפוטנציאלי של שוק האחסון בסוללות המסחרי ש'מאחורי שעון החשמל'  behind-the-meter  בארה"ב [6].

“Identifying Potential Markets for Behind-the-Meter Battery Energy Storage: A Survey of U.S. Demand Charges”

הדוח ניתח מעל 10,000 תעריפי חשמל ב- 48 מדינות, ומצא כי רבע מהעסקים האמריקאים, יותר מ-5 מיליון מתוך 18 מיליון לקוחות מסחריים בארה"ב יכולים להפחית את חשבונות החשמל שלהם אם יתקינו סוללות לאחסון חשמל כדי להפחית את הביקוש לחשמל בשעות השיא. אדגיש שמדובר רק במערכות סוללות לאחסון חשמל, לא בשילוב עם ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אלא רק סוללות.

המגמה והתהליך של שימוש בסוללות לאחסון חשמל ולמכוניות חשמליות יתגברו בעקבות הרחבת והגדלת כושר הייצור העולמי של סוללות, וכאשר המחקר ופיתוח יאפשר לאחסן יותר חשמל, בסוללות קטנות יותר ובמחיר נמוך יותר.

הביקושים למכוניות חשמליות ולאחסון חשמל נייח בסוללות, צפויים לדעת רוב המומחים, לנסוק בשנים הקרובות. הגידול בביקושים ישפיע ויביא להגדלת הביקוש ולהגדלת יכולת ייצור הסוללות. שני השווקים האלו, מכוניות חשמליות, ואחסון חשמל בסוללות, יצמחו בצורה שונה בהתאם לתמחור חשמל, למדיניות התשלומים לחשמל מאנרגיה סולארית, למחירי הדלקים, לתמריצים ממשלתיים, וכו '.  אבל רוב המומחים מסכימים כי הביקושים למכוניות חשמליות ולאחסון חשמל נייח בסוללות צפויים לצמוח בתלילות בשנים הקרובות.

לפי מינס מערכת הסוללות שתאגיד טסלה התקין באוסטרליה, עלתה לממשלת אוסטרליה הדרומית יותר מ-90 מיליון דולר. המספר הנכון הוא כ- 66 מיליון דולר (ארה"ב), נראה שמינס בלבל בין דולר אוסטרלי ודולר אמריקאי [7].

העלות של מערכת סוללות אלו היתה כ- 550 דולר (ארה"ב) לקוט"ש. מחירי הסוללות כיום הן בסביבות 200 דולר (ארה"ב) לקוט"ש, וצפויים לרדת במהלך העשור הבא לרמה של 100 דולר (ארה"ב) לקוט"ש, ואף פחות.

לקריאה נוספת:

תחזית הצמיחה של סוללות לאחסון אנרגיה
http://energynews.co.il/?p=37399

מערכות אחסון חשמל גדולות – מגה-פק Megapack של חברת טסלה.

https://yigallaviv.com/2018/12/28/%D7%9E%D7%A2%D7%A8%D7%9B%D7%95%D7%A-%D7%90%D7%97%D7%A1%D7%95%D7%9F-%D7%97%D7%A9%D7%9E%D7%9C-%D7%92%D7%93%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%AA-%D7%9E%D7%92%D7%94-%D7%A4%D7%A7-megapack-%D7%A9%D7%9C-%D7%97%D7%91/

על תחנות כוח פיקריות מול אחסון חשמל בסוללות

https://yigallaviv.com/2018/12/05/%D7%A2%D7%9C-%D7%AA%D7%97%D7%A0%D7%95%D7%AA-%D7%9B%D7%95%D7%97-%D7%A4%D7%99%D7%A7%D7%A8%D7%99%D7%95%D7%AA-%D7%9E%D7%95%D7%9C-%D7%90%D7%97%D7%A1%D7%95%D7%9F-%D7%97%D7%A9%D7%9E%D7%9C-%D7%91%D7%A1%D7%95/

[1]  http://www.eilateilot.org/welcome-to-eilat-eilot/
[2]  https://pv-magazine-usa.com/2019/01/25/nextera-solar-and-wind-plus-batteries-will-be-massively-disruptive-to-conventional-generation/

[3]  https://electrek.co/2018/04/09/tesla-giant-battery-system-praised-energy-market-operator/
[4]  http://www.digitaljournal.com/tech-and-science/technology/tesla-s-big-battery-in-australia-has-defied-all-expectations/article/533773

[5]  https://yigallaviv.com/2018/12/05/%D7%A2%D7%9C-%D7%AA%D7%97%D7%A0%D7%95%D7%AA-%D7%9B%D7%95%D7%97-ח%D7%A4%D7%99%D7%A7%D7%A8%D7%99%D7%95%D7%AA-%D7%9E%D7%95%D7%9C-%D7%90%D7%97%D7%A1%D7%95%D7%9F-%D7%97%D7%A9%D7%9E%D7%9C-%D7%91%D7%A1%D7%95/
[6]  www.cleanegroup.org/ceg-resources/resource/NREL-demand-charges-storage-market
[7]  https://electrek.co/2018/09/24/tesla-powerpack-battery-australia-cost-revenue/

להרחבה