פרסם אצלנו
צור קשר
יום שני 27.02.2017


ליציבות משק האנרגיה יש משמעות ביטחונית ואסטרטגית ממדרגה ראשונה. ישראל הינה אי גיאופוליטי ולא ניתן להניח שהמצב ישתנה בעשורים הקרובים. מקורות האנרגיה הראשוניים (TPES – Total Primary Energy Sources) למשק החשמל הם פחם המיובא רובו וכולו ממקורות יציבים וגז טבעי המיובא בחלקו ממקורות שאמינותן אינה ברורה. גיוון המקורות, על ידי הכנסה מסיבית של אנרגיה מתחדשת, הינו הכרחי אך מוגבל בהיקף ובקצב הפתוח האפשרי. אנרגיה גרעינית אינה צפויה להיות חלק מסל המקורות הראשוניים במהלך שני העשורים הקרובים.
הרכב סל המקורות הראשוניים של משק האנרגיה הישראלית לאורך השנים, עד ל- 2030 (ולאחר תקופה זו) קובע את מידת עצמאותנו, כושר גידול המשק, ויכולת המדינה לעמוד בסטנדרטים של הגנת הסביבה הנדרשים מהמדינות המפותחות בעיקר לאור הצורך בהערכות לשינויי אקלים.
החלק הארי של משק האנרגיה מופנה לייצור חשמל. מכאן, משק החשמל הינו המכריע בקביעת הרכב סל המקורות. אם נבחר, לצורכי קרוב, את יתרת משק האנרגיה כפקטור קבוע ביחס למשק החשמל, הקרוב יהא טוב דיו ואיתן (robust).
מודלים לחיזוי היקף משק החשמל נעשים דרך קבע על ידי חברת החשמל (חח"י) אך, אמינותם פוחתת ככל שהתקופה מתארכת. בחינת תרחישי קיצון נותנת תחזית סבירה עם תחומי שגיאה עליהם ניתן להסתמך בהערכות עד לשנת 2030. הערכה זו אינה מספקת לבניית תכנית אב לתקופה של כיובל שנים. זמן תכנון והקמה של תח"כ הוא כ- 10 שנים ויותר. ולכן, תכנון ותחילת בנית התשתיות למשק האנרגיה עד שנת 2050 חייבים לבוא לכלל ביטוי בתכנית אב לשנת 2030.
לשימוש במודלים לתחזית של מעבר לשנת 2030 יש כמובן מגבלות דיוק ניכרות. אך אין מנוס מלנסות ולקבל הערכה שתוכל להנחות את המתכנן "ממעוף הציפור" ולעצב את סדרי העדיפויות. ניסינו לבנות מודל פשוט שגם אם יש שגיאה ניכרת בצידו תינתן לנו היכולת להגיע למסקנות איתנות.
סל מקורות אנרגיה ראשוניים
נקודת המוצא לקביעת מבנה הסל הרצוי הינה עפ"י הנתונים לשנת- 2007 שהתקבלו מתוך טבלאות IEA שפורסמו בשנת 2008 וכן התחזית הסבירה לשנת 2020. אלה נתונים בטבלה 1.
רוב הנתונים הינם הערכה בלבד אך שנים מתוכם נקבעו בהחלטות ממשלה:
1. בשנת 2020 (ובעשור שאחריה עד 2030) הפקת החשמל תתבסס על לא פחות מ- 50% פחם
2. בשנת 2020 לפחות 10% ממקורות האנרגיה יתבססו על מקורות אנרגיה מתחדשת והיתרה על גז טבעי. החלטת הממשלה קבעה גם יעד בינים של 5% עד לשנת 2014.
הקביעה הראשונה הינה המשמעותית ביותר בהשפעתה על יכולת ההתמודדות של ישראל עם הדרישות להפחתת פליטת גזי חממה, זאת, למרות שכל תחנה פחמית חדשה תהא בטכנולוגיה הטובה ביותר הזמינה (BAT - Best available technology). אך, בקביעה ש- 50% בלבד יהיו מפחם יש נטילת סיכון רב מאד מבחינת הביטחון האנרגטי. גם זמינות הגז הטבעי שהתגלה לאחרונה, וכמויות נוספות שנקווה שתתגלינה, אינן מצדיקות שינוי ביחס שנקבע בין פחם למקורות אחרים. שכן, כדי לא לדלל את המאגר האסטרטגי עד כדי העלמותו תוך 20-30 שנה יש להגביל את קצב הצריכה, להמשיך ולהשתמש גם בגז מיובא. בפרט, יש להוסיף ולהשתמש בפחם שמקורותיו הינם רבים ויציבים בהרבה מאשר מקורות הגז המיובא. 


גודל זה נחשב כמרכיב מרכזי גם במודלים המורכבים שמריצה חח"י. במודל הפשטני להלן גורם זה הוא היחיד הנלקח בחשבון. הסיבה לבחירה זו הינה ההבחנה הבאה:
עצימות האנרגיה החשמלית לתמ"ג מנורמל PPP בישראל בשנת 2007 היתה כ- 0.28 קווט"ש לדולר. מספר זה נותר כמעט ללא שינוי (~±3%) משנת 1995 בה החלו בחשוב ה- GDP-PPP בישראל. ב- OECD החלו בחשוב זה משנת 1971 ובחלק ניכר מהמדינות להן מבנה משק הדומה לישראל המספר כמעט זהה והתנודות הינן בשעור ~±10%. טענה זו מומחשת בציור 1:

שימוש במודל פשוט זה נותן לנו כלי לחיזוי צריכת החשמל בישראל שיש בה כדי ללמד על המגמות העיקריות שצריכה להציב מדיניות סל האנרגיה. למעשה העתקנו את הבעיה ממתן תחזית לצריכת החשמל לתחזית לגידול התמ"ג.
תחזית צריכת האנרגיה החשמלית לשנת 2020 המוצגת בטבלה 1 נלקחה בהנחה של גדול בתמ"ג, מנורמל לכח הקניה (GDP-PPP) של 3.2% לשנה והיא דומה למדי לתחזית חברת החשמל. היא גם דומה לתחזית לפי תרחיש "עסקים כרגיל" של משרד הגנת הסביבה.
אך, עליה בקצב גדול שכזה לאורך זמן הינה בלתי סבירה שכן, כך תגיע ישראל לתמ"ג לנפש הגבוה מזה של ארה"ב תוך זמן קצר. לשם כך נתקן את המודל בכך שנניח שבסוף המאה יהא התמ"ג לנפש בישראל זהה לזה הצפוי בארה"ב. את אחוז הגדול הראשוני אותו בחרנו כ- 3.2% וכפלנו אותו בפקטור המשתנה לינארית עם השנים, כך, שהתמ"ג לנפש בישראל יהיה זהה לזה הצפוי בארה"ב ב- 2100. בהנחות אלה יתכנו שגיאות גדולות שכן הן כוללות הערכה לקצב גדול האוכלוסין, גידול יכולת הקניה והתמ"ג בשתי המדינות. אך, ממודל פשטני, אנו סלחנים גם לשגיאות של עשרות אחוזים.

הערכת נתח האנרגיות המתחדשות מסל מקורות האנרגיה
עפ"י התכנון אמורה כמות האנרגיה המתחדשת מסך כל האנרגיה החשמלית להיות 5% ב- 2014 ו- 10% ב- 2020. משמעות הדבר היא שהחל משנת 2012 צריכה התרומה מאנרגיות מתחדשות לגדול בקצב של כ- 920GWh/year! אם נניח שהמקור הוא אנרגיה סולרית אזי המשמעות היא שכל שנה חייבות להתחיל לפעול תחנות כח סולריות חדשות בסדר גודל של כ 420MW !
מטבלה 1, בעמודת תחזית הקף מקורות האנרגיה, נראה שמפאת משאבי הקרקע המצומצמים של ישראל, עצמת הרוחות, וכו', יש בישראל פוטנציאל לקבלת אנרגיה בשעור של - 75TWh/year ממקורות מתחדשים. לאחר השגת כמות זו קצב גידול מקורות האנרגיה המתחדשת צפוי להיות זניח.
מצב זה, בו קצב ההתקנות של מקורות אנרגיה מתחדשת קבוע כל שנה עד למיצוי כל הפוטנציאל, נראה בציור 2.
שעור האנרגיה המתחדשת באחוזים מכלל האנרגיה החשמלית המסופקת לא תעלה על כ- 30% (לקראת סוף המאה) ולאחר מכן תפחת תרומתן.


בפועל מתוכננות כיום תחנות כח סולריות באשלים ובערבה בהיקף של כ- 250MW לשנה (השקולים לכמות אנרגיה של כ – 550GWh/year). אם קצב הגדול השנתי ימשיך להיות שכזה אזי תרומת האנרגיות המתחדשות תהא כמוצג בציור 3.
במצב זה שעור התרומה מאנרגיות מתחדשות לא יעלה לעולם על 20% מסל האנרגיה.

להשלמת התמונה של הנחות מצבי קיצון נציג מצב המבטא מדיניות פתוח של אנרגיות מתחדשות אינטנסיבית יותר. נניח קצב התקנות כפול מהמתוכנן, של כ- 1840GWh/year השקולים לתחנות סולריות בהיקף של כ-800MW כל שנה. מצב זה נראה בציור 4.
בתרחיש הנמרץ יגיע שעור האנרגיה המתחדשת לכדי 50% מהצריכה הכללית.

התרחיש השאפתני עשוי לתרום רבות לבטחון האנרגטי ואף להקטנת פליטות גזי החממה. אך, כדי לעשותו נדרש אישור מיידי לאתרים סולריים ורוח בשטח כולל של כ- 120 קמ"ר, מערכת תמיכות בהשקעה הראשונית ובעיקר, שפורים משמעותיים טכנולוגיים ביכולות האגירה. שכן, ללא אגירה משמעותית לא ניתן להחליף את האנרגיה ממקורות פוסיליים המשרתת את עומס הבסיס (base load) במקורות שאינם יציבים.
חשוב לציין שחדירה של מעבר ל- 5% של אנרגיה מתחדשת לסל האנרגיה כבר מחייבת שיפורים טכנולוגיים בשיטות אגירת אנרגיה. למשל, נהוג להעריך שלגבי אנרגית רוח יש צורך לספק גיבוי, (spin reserves) , ממקור אנרגיה יציב ל- 80% מההספק המותקן של אנרגית הרוח.

ציור 3 - שעור האנרגיה המתחדשת (כמותית באדום ובאחוזים בירוק) ביחס לצריכת החשמל המשוערת (בכחול) בהנחה של קצב התקנות של מקורות אנרגיה מתחדשת קבוע ונמוך השקול לכ- 250MW מתקנים סולריים בשנה


ציור 4 - שעור האנרגיה המתחדשת (כמותית באדום ובאחוזים בירוק) ביחס לצריכת החשמל המשוערת (בכחול) בהנחה של קצב התקנות אינטנסיבי של מקורות אנרגיה מתחדשת קבוע השקול לכ- 800MW מתקנים סולריים בשנה

במידה ונשארת בתוקף החלטת הממשלה על 10% בלבד ב- 2020 של אנרגיות מתחדשות אזי המבנה של סל המקורות יהיה בקרוב זה הנתון בטבלה 1.

מסקנות

קיים קשר הגיוני ומובהק סטטיסטית בין גידול בתמ"ג להקף צריכת האנרגיה והמודל הפשטני מספק תמונה המצביעה עקרונית על המגמות המרכזיות.
אנרגיות מתחדשות אינן תחרותיות בתנאים הנוכחיים, ובתפיסות הכלכליות המקובלות. תקופת ההחזר על ההון נמשכת שנים רבות. אך, ככל שתקופת ההפעלה ארוכה יותר מגיעים למצב בו, בכלל מחזור החיים של מתקן, האנרגיה המתחדשת תחרותית גם בהשוואה למקורות הקיימים.
מפאת ההתנגדות ההולכת וגוברת לאנרגיה פוסילית וכמותם הסופית של מקורות הגז הטבעי בארץ, סביר להניח שהחל משנת 2030 שנזדקק למקור אנרגיה אמין עבור עומס הבסיס ממקור שאינו פוסילי. הטכנולוגיה היחידה הקיימת הינה אנרגיה גרעינית. בהנחה שבעשור הרביעי של המאה יכנסו לפעולה כורי כח מהדור הרביעי קרוב להניח שתהא הענות בצבור להתקנתם. אך, מאחר והפתוח הטכנולוגי של כורי הדור הרביעי טרם הסתיים יש אי-ודאות לגבי זמינותם שיכולה להמשך כעשור שנים.
פועל יוצא מכך הוא שהתקנות של אנרגיה מתחדשת, על פי תרחיש הקרוב לזה האינטנסיבי שהוצג לעיל, יכולות לתת פתרון איתן שיבטיח גם יכולת עמידה סבירה בדרישות להגנת הסביבה.
מכאן, קיים חלון זמנים של 20-30 שנה בו נצול אנרגיה מתחדשת עשוי להיות מרכיב חשוב בסל מקורות האנרגיה הראשוניים ויש לגבש מדיניות נמרצת יותר מזו שנקבעה היום ומנחה את תכנית האב הנוכחית.
תמונה זו מכתיבה גם יעדים לתוכניות המו"פ בנושאי אגירה וכניסה לטכנולוגיות גרעין עתידיות.
הערות:

1.      הערות:
1. יחידות: 1Tera = 1,000 Giga = 1,000,000 Mega=1,000,000,000 Kilo  1Tera = 103 Giga = 106 Mega=109 Kilo . 75TWh/year פרושו - כמות אנרגיה של 75 טרה-ווט שעה לשנה
2 קצב גידול התמ"ג בישראל גבוה מזה של ארה"ב (כמו במספר מדינות מתפתחות). הכוונה שלי היא שאין להניח שהתמ"ג לנפש בישראל יהא אי פעם גבוה מהתמ"ג לנפש בארה"ב. לכן, לשם הקרוב, הנחתי שהתמ"ג לנפש בישראל יהיה זהה לזה של ארה"ב בסוף המאה (עוד 90 שנה ולא 50),

המחבר:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


מחירי סחורות
מדדי נפט וזהב
EIA today in energy