באוקטובר 2020 החליטה הממשלה להגדיל את יעד האנרגיה המתחדשת בישראל ל-30% מסך האנרגיה המיוצרת בשנת 2030. יעד זה צפוי להיות מושג בעיקר באמצעות מתקנים פוטו-וולטאיים, כאשר ישראל צריכה להתקין פי-חמישה הספק לעומת ההספק המותקן כיום.
הגדלת הייצור של חשמל באמצעות האנרגיה המתחדשת, בעיקר על-ידי מערכות סולאריות, משנה בצורה מהותית את האופן שבו מתנהלת רשת החשמל, ברמה הארצית וברמה המקומית. מרשת המבוססת על ייצור חשמל בקו החוף, אשר עובר לצרכנים דרך רשת הולכה וחלוקה, עברנו לרשת שבה כל צרכן הוא למעשה יצרן או יצרן בפוטנציה. המשמעות היא שבחלק מהיום האנרגיות המתחדשות יספקו 100% מהצריכה במשק ואף יותר. אך אנרגיה סולארית מתאפיינת באספקת חשמל לא יציבה ולא אחידה, כך ששינויים אלה בייצור החשמל בישראל צפויים להציב מגוון אתגרים לניהול משק החשמל. השינויים כוללים עודפי ייצור בשעות הצהריים, צריכה מוגברת בשעות הערב - בגלל טעינה של רכבים חשמליים - עליית העומס ביחידות הייצור בגז בשעות שקיעת השמש והפרעות לתדר.
השפעותיהם של שינויים אלה יורגשו ברמת הרשת הארצית כמו גם ברמת הרשת המקומית. הפתרון המתבקש הוא שימוש נרחב באגירת אנרגיה, ובעיקר בסוללות הצמודות למקומות הצרכנות וזאת ממספר סיבות. הראשונה, העברת עודפי ייצור משעות היום לשעות הערב והלילה ; השנייה, ייצור המתחים ברשת החלוקה ; והשלישית ייצוב התדרים (מקדם הספק).
חוסר ודאות וחוסר ניסיון
החסם העיקרי לתפוצה נרחבת של אגירה בקרב צרכנים, הוא העלות של פתרונות האגירה לעומת הפערים במחירי החשמל. המודל הכלכלי של אגירה רגיש לשינויי במחירי החשמל ובתעו"ז. חוסר היציבות של המודל איננו מאפשר בנייה מושכלת של הסיכון והסיכוי בהתקנת מערכות אגירה וכן איננו מאפשר לבנקים לבנות תוכנית מימון אחידה וזמינה לפרויקטים מסוג זה. מדינת ישראל, באמצעות רשות החשמל, טרם השכילה לייצר מודל כלכלי התומך באגירה וזאת למרות שהתקנת אגירה במחלקים וצרכנים גדולים תביא לחיסכון של עשרות מיליארדי שקלים, עלויות של תשתיות ברשת ההולכה וחלוקה.
מהצד הטכנולוגי קיימים חוסר ודאות וחוסר ניסיון לגבי השימוש באגירה ולגבי היכולת של מערכות לעמוד בתנאי הסביבה של ישראל לאורך ימים ושנים. ושוב, חוסר הודאות הזה לא נכנס למודלים הכלכליים ולא מאפשר להם להתייצב.
הסביבה בישראל מורכבת ממספר רב של פרמטרים - טמפרטורות סביבה, מצבי לחימה, רשת לא מפותחת באזורים מרוחקים, רשת ללא מערכת בקרה ושליטה אוטומטית ומרחוק. מערכת האגירה הנדרשת צריכה לספק סוללות מתאימות לתנאי הסביבה בישראל, תוך שמירה על הבטרייה בתנאי הסביבה של ישראל ולאורך זמן.
המחסור יביא לעליית מחירים
קיימים כיום בשוק מספר רב של פתרונות אגירה לסוללות לצרכים תעשייתים. מצבר של בטריות חומצה, בטריות יבשות, בטריות ג׳ל ומבוססי ליתיום.
מיותר לציין, כי בטריות ליתיום הן הפתרון הפופולרי ביותר בקרב היזמים והקבלנים המתקינים מערכות בהספקים של 1 מגה-וואט שעה ומעלה. לליתיום יתרונות אדירים וכיום הוא המוצר המוביל בתחום האגירה בעולם. הליתיום הוא קל משקל, בעל דחיסות אנרגיה מצוינת, ומאפשר מספר רב של מחזורי פעילות. בנוסף, הליתיום מאפשר גמישות תכנונית לגבי כמות האנרגיה באוגר בודד וגודל החיבור. תכונות אלה מאפשרות הגדרה מאד מדויקת של גודל האוגר הנדרש.
אולם, בחינה מעמיקה של השוק ושל הטכנולוגיה מראה, כי כנראה העדנה שאנחנו רואים היום בתחום סוללות הליתיום לא תחזיק עוד זמן רב. על מנת לבחור נכון את הבטרייה איתה רוצים לעבוד צריך להכיר את החסרונות והיתרונות של כל טכנולוגיה ולדעת היכן נמצאות נקודות הכשל, הן הטכניות והן הכלכליות.
ליתיום הינו מתכת נדירה, אשר אינה נפוצה כלל העיקר. מצב זה קובע את מחיר הליתיום למחיר גבוה בהגדרה. ככל שהשימוש בליתיום יוגבר המחיר יעלה ולא ירד. הצרכן העיקרי של בטריות ליתיום הם הרכבים החשמליים. מדינת ישראל, כמו מדינות אחרות בעולם, הודיע כי משנת 2030 תוגבל כניסת רכבים חדשים לרכבים חשמליים בלבד. תופעה זו של הגידול בביקוש של רכבים חשמלים יביא למחסור בליתיום ולעליית מחירים. פתרונות של רכבים נוסעים על מימן עדין לא קיימים באופן מסחרי.
קושי עצום במחזור
ליתיום הינו חומר מאד ריאקטיבי. הריאקטיביות שלו הינה הסיבה לכך שאנחנו שומעים על התפוצצות ושרפה של בטריות ליתיום. למה בטריות ליתיום מתפוצצות? התשובה מזכירה מחלות בבני-אדם: זיהום פנימי בתוך חלל הסוללה עלול לפגוע במנגנוני ההגנה. פרשת הסוללות המתפוצצות של סוני היא דוגמה טובה לכך. היא נבעה מזיהום פנימי של חלקיקי מתכת בתוך תאי ה.Lithium-ion- נסיבות מסוימות אלה יכולים לנקב את השכבה המפרידה בין חלקי הסוללה וליצור קצר פנימי, שיהפוך במהירות את כל האנרגיה האגורה בסוללה לחום, מה שעלול להסתיים בפיצוץ ציפוי המתכת של הסוללה ושחרור חומרים רעילים בטמפרטורה שיכולה להגיע ל-600 מעלות.
איש לא בונה סוללות בציפייה שהן יתפוצצו בשימוש סביר. אבל היצרנים מכירים את הסטטיסטיקה ואת ההסתברות שאחוז קטן מתאיהן יתפוצץ. הם מחשבים את הסבירות לבעיות כאלה לפי מדד מיוחד המכונה
בטריות ליתיום בהגדרה עובדות בטמפרטורות סביבה של עד 40 מעלות. בסביבה הישראלית החמה והמתחממת השימוש בבטריות ליתיום דורש משאבי קירור משמעותיים ביותר לאורך כל שעות היממה ללא קשר לשעות השימוש.
בטריות ליתיום סובלות מתופעה של ירידת בכשירות לאורך שנות השימוש והן מזדקנות מהר. הירידה קשורה באופן השימוש ותנאי האחסון של הבטרייה. המספרים האופטימיים מדברים על ירידה של 3% בשנה ביכולת האגירה והפסימיים מגיעים עד 10%. המשמעות היא שעל מנת שנוכל לשמור על יכולת אגירה יש להוסיף אגירה כל הזמן.
הנקודה האחרונה החשובה היא מה נעשה עם הבטרייה בתום תקופת השימוש. כבר היום קיים קושי עצום במחזור ליתיום. כיום אין לנו שום מידע ברור על עלויות הפינוי והמחזור של בטריות ליתיום. אבל אנחנו מכירים היטב את הסיכונים הסביבתיים של הבטריות. הצפיות הן שעלויות הפינוי של בטריות ליתיום יעלה כמו הבטריות עצמן ואולי יותר.
איפיון מלא של הצרכים והפתרונות ללקוח הקצה
אחד הפתרונות לקשיים שהועלו הוא מערכת אגירה הפועלת על בסיס בטריות בטמפרטורות גבוהות, שמייבאת ומתקינה בישראל חברת רב אנרגיה. בטריות אילו מותקנות ופועלות בעולם למעלה מ-20 שנה באתרים שונים. בבטריות אלה "נהנות" מהחום הישראלי ואינן מהוות סיכון סביבתי או סיכון אחר. ה"חסרון" של בטריות אלה שהוא גם יתרונן הוא הטעינה והפריקה האיטיים ביחס לפתרון מבוסס ליתיום. יתרון נוסף של הבטריות הוא יכולת אגירה של כמעט שישה מגה-וואט שעה בשטח של 60 מ״ר, כך שהתקנתן לא מהווה עסקה מבחינת רמ"י.
רב אנרגיה עוסקת בייזום, ניהול ופיקוח והקמה של מתקני אנרגיה. החברה פועלת מאז 2013 בתחום האנרגיה המתחדשת אצל לקוחות גדולים ובמחלקים. היא עוסקת באיפיון מלא של הצרכים והפתרונות ללקוח הקצה, תוך הבאת ערך משמעותי עם פתרונות טכנולוגיים מתאימים בעלויות מתאימות.
לרב אנרגיה מגוון של מתווים עסקיים להתקנת המערכת והתאמתה לצרכי הלקוח. לבחינה מדוקדקת של הצרכים שלכם ומתן פתרון בטיחותי ותחרותי, פנו אלינו.
הכותב הוא מנכ״ל רב אנרגיה ניהול פרויקטים בע״מ
בשיתוף רב אנרגיה ניהול פרויקטים
