תקציב המדינה שאושר לאחרונה בממשלה כולל לראשונה 625 מיליון שקל שיוקצו לתוכנית שתוקדש כולה למאבק במשבר האקלים – ולדברי השרה להגנת הסביבה, תמר זנדברג, אחד מהנושאים שהתוכנית המוצעת תתמקד בהם הוא קידום אנרגיות מתחדשות. לתוכנית כזו, אם אכן תתממש, עשויה להיות חשיבות רבה, נוכח העובדה שהיקף הפקת החשמל מאנרגיות מתחדשות בישראל מצומצם מאוד. במחקר חדש מוצע להעלות את הרף הרבה יותר – ומוצגת תוכנית שיכולה לאפשר, לפי החוקרים, להפיק עד 100 אחוז מהחשמל שמיוצר בישראל ממקורות מתחדשים בלבד כבר עד 2030.
זה לא סוד גדול שמדינת ישראל נמצאת בפיגור בכל הנוגע למעבר לאנרגיות מתחדשות. על פי דו"ח של מרכז המחקר והמידע של הכנסת, ב-2019 עמד שיעור ייצור החשמל מאנרגיה מתחדשת על כ-5 אחוזים בלבד מכלל צריכת החשמל בישראל, וב-2020 הוא עלה ל-6 אחוזים בלבד – כלומר, משרד האנרגיה כשל שוב בהשגת יעד האנרגיה המתחדשת של ישראל ל-2020, שעמד על 10 אחוזים, לאחר שהוא לא עמד גם ביעדי הביניים שקדמו לו. בשנה שעברה עדכן משרד האנרגיה את יעדי ייצור החשמל מאנרגיה מתחדשת ל-2030 ל-30 אחוז (במקום 17 אחוז) – אך עדיין, מדובר ביעד נמוך יחסית בהשוואה לשאר העולם. מעבר לכך, עדיין לא נקבעו יעדי ביניים בנושא, ואף לא יעדים לטווח רחוק יותר, כמו 2050 והלאה.
במקומות אחרים בעולם מצב האנרגיות המתחדשות טוב הרבה יותר. בגרמניה למשל, שהיא אחת המדינות המתקדמות בעולם בתחום, שיעור השימוש באנרגיה מתחדשת לייצור חשמל עמד ב-2019 על 46 אחוז – פי 9 יותר מבישראל. סקוטלנד יצרה ב-2019 חשמל ממקורות מתחדשים בשיעור של 90.1 אחוז מהיקף הצריכה שלה, והסקוטים שואפים להגיע ל-100 אחוז תוך מספר שנים. ייצור החשמל ממקורות מתחדשים הולך ומתגבר בשנים האחרונות, וב-2020 נרשמה עלייה של 45 אחוז בהיקף ההתקנה השנתי של תשתיות אנרגיה מתחדשת בכל רחבי העולם (בהשוואה ל-2019), שכללה גידול של 90 אחוז בהיקף התקנת תשתיות האנרגיה שמיוצרות מרוח בעולם ועלייה של 23 אחוז בהיקף התקנת התשתיות הפוטו-וולטאיות לייצור אנרגיה סולארית.
מספיק שטח, שמש ורוח
המחקר החדש נערך במחלקה להנדסת אנרגיה במכללת אפקה להנדסה על ידי הסטודנטים לתואר שני מיקי ארזואן וניצן בן מוחה, תחת הנחייתו של ד"ר משה תשובה, והוצג לאחרונה במסגרת הוועידה השנתית למדע ולסביבה 2021. כאמור, על פי חישוביהם של החוקרים, אכן אפשר יהיה להגיע ל-100 אחוז אנרגיה מתחדשת בייצור החשמל: על פי החוקרים, יש בישראל מספיק שטחים, שמש ורוח לכך, והמעבר יהפוך למשתלם כלכלית תוך מספר שנים.
על פי המחקר, הדרך אל היעד של הפקת חשמל שתהיה מבוססת לחלוטין על אנרגיה מתחדשת מבוססת בראש ובראשונה על התמקדות באנרגיית שמש ורוח, זאת לאור העובדה שלשני מקורות האנרגיה הללו יש את הפוטנציאל הגדול ביותר באזורנו: רוב ימות השנה בישראל שמשיים למדי, וטכנולוגיית הייצור של אנרגיית השמש והרוח היא מודולרית – כלומר, אפשר להקים מתקנים בגדלים שונים לפי הצורך. במחקר מומלץ לחלק את המדינה ל-5 אזורים, לפי מחוזות חברת החשמל שקיימים כיום, ולייצר בכל אחד מהם מיקרו-גריד עצמאי: מערכת חשמל שמתנהלת באופן אוטונומי לחלוטין מהרשת המרכזית, שמהווה רשת חשמל חכמה שמאפשרת ניתוב אופטימלי של אספקת החשמל. רק במקרה הצורך ישונע חשמל מאזורים אחרים. על פי החוקרים, ניהול בצורה זו מאפשר להשיג ייעול, חיסכון וצמצום של עלויות רבות.
על פי חישובי החוקרים, כדי לבנות את התשתיות הסולאריות יש צורך בכ-300 קילומטר רבוע של שטחים. לדבריהם, הרוב הגדול של השטח יצטרך להיות כזה שמיועד כיום לחקלאות – למעשה, מדובר בכ-10 אחוז מהשטח החקלאי במדינה. לדברי החוקרים, גם אם הניצול של גגות פרטיים וציבוריים שעליהם אפשר להציב מערכות סולאריות יגיע למקסימום, עדיין יהיה צורך בשטחים קרקעיים אלה כדי להשיג את היעד הנכסף.
יתרה מזאת, עקב העובדה שמקורות מתחדשים כגון שמש ורוח לא זמינים תמיד (למשל בלילה ובימים ללא רוח), המחקר לוקח בחשבון שימוש נרחב במתקנים לאגירת אנרגיה.
עלות גבוהה אך משתלמת
כדי להגיע למצב שבו 100 אחוז מהחשמל בישראל יופק ממקורות מתחדשים, יש להשקיע משאבים רבים בבניית מערך ייצור החשמל. על פי המחקר, עלות הפרויקט מוערכת בלא פחות מכ-250 מיליארד שקל. לשם השוואה, סכום זה מהווה יותר ממחצית מתקציב המדינה לשנת 2021 שאושר לאחרונה בממשלה, שצפוי לעמוד על כ-432.5 מיליארד שקל.
עם זאת, לדברי ארזואן ובן מוחה, אם מורידים מהסכום את החיסכון בעלויות של הקמת מתקני ייצור חשמל מדלקי מאובנים מזהמים, את החיסכון בדלקים עצמם ואת שווי פליטות המזהמים שיחסכו, הוא יעמוד למעשה על כ-106 מיליארד שקל בלבד, וגם עלות זו תתפרס על פני כ-20-10 שנה. "בעבר, עלויות ייצור החשמל מאנרגיות מתחדשות היו גבוהות מאוד, אבל עם השנים הן ירדו משמעותית, והגענו למצב שבו הן אפילו נמוכות יותר מאלה של ייצור חשמל מדלקי מאובנים", אומר ארזואן. "מי שיחליטו להעביר את כל המדינה לייצור חשמל באנרגיה מתחדשת יכולים לגרום לכך שעלות החשמל בישראל לא תעלה, שהזיהום ייפסק, שהתחלואה תרד – ושבמרוצת השנים, אפילו נרוויח כסף בחזרה בזכות החיסכון שהדבר מאפשר".
כאמור, על פי המחקר, אחד האתגרים המרכזיים בקידום אנרגיה מתחדשת שמבוססת על שמש הוא השטח שנדרש להקים חוות סולאריות. "זה המכשול העיקרי שמצאנו במחקר", אומר ארזואן. "המדינה צריכה להחליט שהיא מקריבה שטחים רבים שמיועדים לחקלאות כדי להקים בהם תשתיות אנרגיה מתחדשת – אומנם מדובר במהלך כואב, אבל אין ברירה".
אפשר לקוות שפתרונות טכנולוגיים שפותחו בשנים האחרונות, ושמאפשרים דו-שימוש בשטחים החקלאיים (למשל, הצבת פאנלים סולאריים על מסגרת גבוהה ועיבוד חקלאי של הקרקע שמתחתיהם עם מיכון מותאם), יחסכו את הצורך לוותר על שטח חקלאי בהיקף כה רב.
עצמאות אנרגטית
מדוע בעצם במדינה שופעת שמש ומתקדמת טכנולוגית כמו ישראל השימוש באנרגיות מתחדשות כל כך נמוך? "הבעיה המרכזית היא שמדובר בהשקעה לטווח ארוך – צריך להוציא היום הרבה כסף כדי לראות פירות שיגיעו רק בעוד שנים רבות", אומר ארזואן. " קשה לממשלות לעשות מהלך כזה, כי כנראה שהן לא יהיו אלה שיהנו מהתוצאה. עם זאת, מדובר בהחלטה אחראית שחייבים לקבל עכשיו בשביל העתיד של כולנו״.
לדברי בן מוחה, אחת הסיבות שבגללן המדינה לא מקדישה את מרב המשאבים בנושא היא ההשקעה בגז הטבעי. "גילוי מאגרי הגז הוריד את המוטיבציה של המדינה לבצע השקעות מאסיביות באנרגיות מתחדשות", הוא אומר. "כשהיא מחסלת תחנות פחמיות היא מטפלת בזיהום האוויר המקומי, אבל שריפת הגז הטבעי עדיין מזהמת ופולטת פחמן דו–חמצני, ובתהליך הפקתו נפלט גז מתאן לאטמוספרה".
לדברי בן מוחה, מעבר להיבט הסביבתי והכלכלי, המעבר לאנרגיות מתחדשות יכול לאפשר לישראל להיות עצמאית אנרגטית. "לפני שנמצא בישראל גז טבעי, המדינה הייתה צריכה לסמוך על מדינות אחרות שימכרו לה פחם או נפט בשביל לייצר חשמל", הוא אומר. "גם היום, אם תהיה חלילה פגיעה באסדות הגז, נהיה בבעיה חמורה". לדבריו, ייצור אנרגיה מתחדשת הוא מבוזר יותר ולא ממוקד במספר קטן של תחנות כוח גדולות, כך שפגיעה במתקן כזה או אחר תשפיע הרבה פחות על משק החשמל. "ברגע שהייצור החשמל יהיה מבוסס על אנרגיה מתחדשת, לא נצטרך יותר טובות מאף אחד", הוא מסכם.
