למה לא חשמל ירוק בעצם?
איזה חשמל הוא זול יותר, חשמל שמקורו בתחנות כוח פחמיות או דווקא כזה מאנרגיות מתחדשות, ואולי בכלל גז הוא המנצח? אם הטענה של תומכי האנרגיות המתחדשות שחשמל מפאנלים סולריים הוא הזול ביותר, למה אנחנו עדיין מייצרים חשמל עם גז ופחם? מדוע, אם הקטנת פליטות הפד״ח היא המטרה החשובה ביותר, המדינות בהם 100% מהחשמל הוא דל פליטות הן עדיין מועטות ביותר?
בפוסט זה אנחנו ננסה להסביר מושגים בסיסיים בייצור חשמל וניהול רשת חשמל ונסביר למה ישראל, שהיא מדינה שטופת שמש שמרבית שטחה הוא מדבר, לא יכולה לחלום על להיגמל מדלקים מאובנים, מה האתגרים הגדולים בדרך לצמצום שימוש בדלקים מאובנים ומה אנחנו יכולים לעשות כדי לתרום לכך.
מחיר הייצור של חשמל, כמו כל מוצר אחר, מורכב משני מרכיבים. הראשון הוא עלויות משתנות הקשורות בהפעלת תחנת הכוח: דלק (גז/פחם), משכורות לעובדים, תחזוקה וכו׳. ככל שתחנת הכוח מייצרת יותר חשמל, העלויות המשתנות יגדלו. המרכיב השני הוא עלויות קבועות אשר ברובן נובעות מעלות ההקמה של תחנת הכוח שכמו במשכנתא, ממומנת ברובה ע״י הלוואה שהיזם של תחנת הכוח לוקח ומחזיר לאורך שנים. עלויות אלו אינן תלויות בכמות החשמל שהתחנה מייצרת ולכן ככל שהתחנה תייצר ותמכור חשמל רב יותר, ההשפעה של עלויות אלו על מחיר החשמל תקטן.
וכעת אנו מגיעים לטענה נפוצה בשיח הסביבתי – שעלות החשמל הסולרי היא נמוכה מעלות ייצור חשמל מבוסס דלקים מאובנים. טענה זו היא נכונה מכיוון שבייצור חשמל סולרי כמעט ואין עלויות משתנות, אין עלויות של דלקים או (כמעט) שכר עובדים, וגם המחיר של פאנלים סולריים היום הוא נמוך בגלל שהם מיוצרים בייצור המוני בסין ועלויות ההתקנה הן מינימליות, ולכן הייצור של חשמל סולרי הוא זול מאוד. כמה זול? חברת האנרגיה הצרפתית EDF זכתה במכרז של ממשלת ישראל להקמת תחנת כוח סולרית המספקת קוט״ש עבור פחות מ7 אגורות1 (בערך שמינית מתעריף החשמל הביתי) וזה כולל את שולי הרווח שלה. אבל גם המקטרגים לא לחלוטין טועים ויש אבל גדול הקשור לייצור חשמל בפאנלים סולריים: הם מייצרים חשמל רק כאשר יש אור. כמובן שכל מדינה האחראית לספק חשמל לתושביה לא יכולה להסתפק רק בייצור חשמל ביום, ולכן היא צריכה למצוא פתרונות. באופן כללי יותר, זו בעיה הידועה בתור ניהול רשת החשמל והיא בעיה של התאמת פונקציית ייצור החשמל לביקוש החשמל באופן שיאפשר לצרכנים לקבל חשמל מתי שהם ירצו ללא הפסקות חשמל. השימוש בסוללות לאגירת חשמל הוא יקר מאוד ולכן מנהל הרשת (בארץ – חברה ממשלתית בשם נגה) משתדל להשתמש בו מעט ככל האפשר. לכן, ללא אגירה, כדי להתאים את ייצור החשמל לצריכת החשמל, פאנלים סולריים לא מספיקים וצריך אמצעי ייצור חשמל נוספים.
נהוג לסווג אמצעי ייצור חשמל לשלושה סוגים לפי אופי ייצור החשמל שלהם:
- אמצעי ייצור מקוטעים (intermittent): אמצעי ייצור אלה כוללים בעיקר חשמל מהשמש והרוח והם מאופיינים בפונקציית ייצור שאין לנו שליטה עליה. כאשר יש שמש או רוח אז יש חשמל וכשאין אז אין ואין לנו מה לעשות בעניין.
- אמצעי ייצור גמישים (dispatchable): אמצעי ייצור שפונקציית הייצור שלהם נתונה לשליטתנו. במידה וצריך לייצר חשמל או להגדיל/להקטין את כמות החשמל המיוצר, אמצעי ייצור אלה יכולים לשנות את קצב הייצור שלהם תוך שעות. מרבית תחנות החשמל מבוססות הגז הן בקטגוריה זו.
- אמצעי ייצור יציבים (baseload): מדובר בתחנות כוח אשר מייצרות חשמל בכמות קבועה ובקצב קבוע. הדלקה וכיבוי שלהן, כמו כן שינוי פרופיל הייצור, לוקח ימים ולכן אינו רלוונטי כשמדובר בהתאמת ייצור לביקושים שמשתנים במהלך היום. תחנות כוח מבוססות פחם בדר״כ נופלות לקטגוריה זו כמו גם תחנות כוח גרעיניות גדולות.
מבחינת מחיר וסביבה, ברור שייצור חשמל עם אמצעי ייצור מקוטעים כמו פאנלים סולריים היא הטובה ביותר, אבל הסתמכות יתר עליהן יוצרת עיוותים ברשת החשמל: ייצור יתר של חשמל בשעות הצהריים שצריך לאזן אותו עם אמצעי ייצור גמישים כמו תחנות כוח מבוססות גז. השילוב של שניהם יכול לייתר את הצורך בשימוש בתחנות כוח פחמיות שהייצור שלהן לא גמיש, וזה קורה. הסיבה שזה לא קורה מהר יותר קשורה לכך שהאוכלוסייה בישראל גדלה בקצב מהיר מאוד ואיתה הביקוש לחשמל. לכן, בעוד משביתים יחידות ייצור חשמל מבוסס פחם, עדיין אי אפשר לוותר עליהן לחלוטין.
מה אנחנו יכולים לעשות כדי לעזור להיגמל מחשמל מזהם ולעבור לחשמל נקי? שני דברים – הראשון הוא להגדיל את הייצור של חשמל סולרי. בישראל הרגולציה המאפשרת לאנשים פרטיים להתקין פאנלים סולאריים על גגות או במשקים ולחבר אותם לרשת החשמל היא נוחה יחסית ופוטנציאל הייצור הוא עצום, כ30 טרה-וואט שעה בשנה2 (40% מצריכת החשמל ב2023) עבור גגות בלבד. בגלל שהעלויות המשתנות של ייצור חשמל סולרי הן לא קיימות, היכולת של יצרני חשמל סולרי ״לרדת״ במחיר כדי למכור הוא גדול מאוד ולכן קוט״ש סולרי כמעט בוודאות יחליף אחד מגז טבעי. שנית, לרכז את צריכת החשמל עד כמה שאפשר בשעות הצהריים מתי שייצור החשמל הסולרי בשיא. להדליק את הדוד ב12 במקום בשבע בערב, למי שיש מכונית חשמלית (כל הכבוד!) – להטעין אותה בעמדות במשרד במהלך היום במקום בלילה וכו׳. ככה אנחנו נקטין את הצורך בשימוש בגז או באגירת חשמל מחוץ לשעות הייצור הסולרי.