גודל טקסט:
שינוי צבעי האתר:
מקשי קיצור
S - עבור לתוכן העמוד
1 - עמוד הבית
4 - חיפוש
הצהרת נגישות

פורום אנרגיה 47 : מערכות פוטו-וולטאיות משולבות אגירה לייצור חשמל מאנרגיית השמש

רשימת חוקרים
פרופ' גרשון גרוסמן , נעמה שפירא
צטט כ:
גרוסמן גרשון , שפירא נעמה . פורום אנרגיה 47 : מערכות פוטו-וולטאיות משולבות אגירה לייצור חשמל מאנרגיית השמש חיפה, ישראל מוסד שמואל נאמן, 2019. https://www.neaman.org.il/Energy-Forum-47-Combined-Photovoltaic-and-Storage-Systems-to-Produce-Electricity-From-Solar-Energy

בשנת 2018 הותקנו ברחבי העולם יותר מ-100 ג'יגה-ואט של אנרגיה סולארית, וסך הקיבולת העולמית של אנרגיה זו עבר את רף ה-500 ג'יגה-ואט. היקף זה מהווה עלייה של 4% לעומת 2017, ולעומת עליות של 30% ו-50% בשנתיים הקודמות, בהתאמה. אנרגיה סולארית הייתה בשנת 2018 הטכנולוגיה עם היקף ההתקנות הרחב ביותר (36%), כפול מהיקף ההתקנות של אנרגיית רוח ותחנות כוח מופעלות בפחם, ומשתווה להיקף ההתקנות של פחם, גז טבעי וגרעין ביחד. עם זאת, אנרגיה סולארית רחוקה ממיצוי הפוטנציאל הרחב שלה, והיא מהווה בסוף 2018 רק 2.2% מייצור החשמל העולמי.

מחירי האנרגיה הסולארית הפוטו-וולטאית (PV) ירדו בעשור האחרון בצורה מרשימה – ממחיר ממוצע של 350 דולר למגה-ואט-שעה בשנת 2009 עד למחיר ממוצע של פחות מ-50 דולר בשנת 2018 – מחיר שמתחרה עם אנרגיית רוח והינו זול יותר ממקורות פוסיליים. בשנת 2018 ירדו מחירי האנרגיה הסולארית ב-14% לעומת 2017, ובמקומות שטופי שמש מחיר החשמל ירד לאזור ה-2 סנט לכל קוט"ש (דרום ארה"ב, ערב הסעודית, איחוד האמירויות, מצרים). באופן כללי ניתן לומר שהמחיר במדינות מתפתחות הינו גבוה יותר לעומת כלכלות עם מדיניות יציבה. אלא שצמיחה אינה מתאפשרת על ידי מחיר נמוך בלבד, וכדי שזו תקרה נדרשת מדיניות נכונה ועיצוב שוק האנרגיה כמכלול; במקומות שונים בעולם, כמו סין, ארה"ב והודו נרשמה ב-2018 עצירה ואף התכווצות של השוק הסולארי בעוד שבמקומות אחרים, כמו אירופה או אוסטרליה נרשם גידול (21% ו-300%, בהתאמה). בעוד שבאירופה, ניתן לייחס את הגידול ליעדים הלאומיים ל-2020 של האיחוד האירופי, בסין, ניתן לייחס את הירידה בהיקף ההתקנות לעצירת תוכנית הסובסידיות במאי 2018. עם זאת, מדובר כנראה על האטה זמנית בשל אי מוכנות הרשת לקבל את האנרגיה הסולארית בדרום מערב המדינה. סין, שהינה המובילה העולמית בהיקף ההתקנות, הייתה גם המדינה הראשונה שזיהתה את החשיבות האסטרטגית בבעלות על כל שרשרת האספקה של הייצור הסולארי הן לתעשייה והן לביטחון האנרגטי, כמו גם המחיר הנמוך והגמישות של ייצור חשמל נקי. עצירת תוכנית הסובסידיות הינה שלב מעבר מתעריפים נדיבים מידי לעבר מנגנון תמריצים יעיל כלכלית, ומגמה דומה נרשמת כמעט בכל העולם.

אם בעבר יושמה במדינות רבות מדיניות שתכליתה לעודד חדירה של אנרגיה מתחדשת שתחליף דלקים פוסיליים, תוך מתן סובסידיות או תמריצים כלכליים אחרים, בעיקר בשל סוגיית שינויי האקלים, הרי שכיום, לאור הירידה במחירים של אנרגיה זו, החדירה הנרחבת שלה באזורים מסוימים וההשלכות על רשת החשמל, נדרשת מדיניות שונה. כיום, ברוב העולם, התעריפים על ייצור חשמל בשעות הצוהריים (שיא הייצור הסולארי) הינם נמוכים והתעריפים לרכישת חשמל מהרשת בשעות הערב הינם גבוהים, מה שהופך את המערכות הסולאריות ללא כדאיות. כתוצאה מכך, ניתנת עדיפות למקסימום צריכה עצמית, והדרך לעשות זאת היא באמצעות הוספת אגירה, כאשר הירידה במחירי הסוללות תומכת בפיתוח שוק זה.

מחירי סוללות ליתיום-יון ירדו ב-85% בשנים האחרונות, ממחיר ממוצע של 1,160 דולר לקוט"ש ב-2010 למחיר של 176 דולר לקוט"ש ב-2018 והתחזית היא שהמחיר ירד אף מתחת ל-100 דולר ב-2024. לצד טכנולוגיות אגירה נוספות, סוללות ליתיום-יון הינן הדומיננטיות היום בשוק הסוללות והמגמה רק תתחזק לאור השקעות גדולות שמבוצעות בשנים אלו במפעלי ייצור בסין, ארה"ב, תאילנד ועוד, מה שמגדיל את התמריץ לשיפור הטכנולוגיה הקיימת ולא לאימוץ טכנולוגיות חדשות. עם זאת, כיום מדובר בעיקר על אגירה לטווח קצר (כ-4 שעות), ויש הטוענים שזה לא יהיה מספיק לשם תמיכה בחדירה של אנרגיה מתחדשת בהיקפים גדולים. הבנק העולמי צופה שהביקוש לסוללות יגיע ל-2,800 ג'יגה-ואט-שעה בשנת 2040 (יותר ממחצית מהחשמל המיוצר כיום מאנרגיה מתחדשת ברחבי העולם ביום).

בעת האחרונה התחזקה ההפנמה שהחיבור של שני הרכיבים, מערכות סולאריות ואגירה, משנה את התמונה – בנוסף לכך שהשילוב ביניהם מאפשר הורדת המחיר לקוט"ש, הוא גם מאפשר תועלות רבות לרשת החשמל – סוללות המותקנות כיום בעולם משמשות בעיקר לייצוב תדר (כמחצית מקיבולת המותקנת) וכן כרזרבה לכושר הייצור, לצורך ניהול חשבון החשמל, להסטת עומסים ועוד.

הירידה הדרמטית במחירן של מערכות פוטו-וולטאיות בעשור האחרון הביאה לשינוי מהותי ביותר בתחום ייצור החשמל מאנרגיות מתחדשות. לאחר תקופה ארוכה בה היה מחירו של חשמל פוטו-וולטאי גבוה מכדי לאפשר שימוש נרחב, כיום הוא מהווה מקור תחרותי לחשמל מתחנות כוח, ובקנה מידה של הרשת הארצית. אנרגיה סולארית היא מקור אנרגיה רצוי אך לא יציב, ולא תמיד מספק את החשמל במועד בו הוא דרוש. השילוב של מערכות סולאריות פוטו-וולטאיות עם אגירה מהווה למעשה מקור אנרגיה מתחדשת חדש, שנותן מענה לאספקת חשמל אמין, רציף ובמועד הנדרש. הוספת אגירה למערכת סולארית מהווה לא רק פתרון לסוגיית אי-ההתאמה בין מועד האספקה והצריכה, אלא שיש בה פוטנציאל להוספת ערך משמעותי, לבעלי עניין שונים, בזמנים שונים של היום והשנה. אותה סוללה המשמשת את הבית הפרטי יכולה לשמש גם את רשתות החלוקה וגם את רשתות ההולכה - לגיבוי, לייצוב תדר ברשת ועוד.

המלצות:

1.מומלץ לאפשר למתקנים המשלבים מערכות סולאריות ואגירה להנות מהטבה של Net Energy Metering: בעלי המתקנים המשולבים יכולים להזין אנרגיה לרשת ולקבל קרדיט על כולה (בישראל כיום לא ניתן היתר לסוללות להזין חשמל לרשת).

2. מומלץ לבנות רגולציה מעודדת אגירה - כיום הנושא לא מוסדר באמות המידה של רשות החשמל: אין תמריצים לשימוש יעיל או קנסות לשימוש לא יעיל, בהתאם לצורכי רשת החשמל (בדומה, למשל, למנגנון Demand charge). גם אין תמריצים כלכליים לפיתוח נושא האגירה, הצרכן לא מתמודד עם עודפי הייצור שלו.

לאחרונה (אוגוסט 2019) פרסמה רשות החשמל טיוטת רגולציה לעיון הציבור (שימוע) בנושא זה.

3.יש לבנות מנגנון ורגולציה מתאימה לטיפול בר קיימא בסוללות בסוף חייהן.

4.מומלץ לפתח את הנושא של תחנות וירטואליות באמצעות רגולציה מתאימה למטרה זו (הזנת אנרגיה לרשת, קניית חשמל בתעריף עודף ועוד). בתחנות הווירטואליות מערכת הניהול מבטיחה טעינת הסוללות בזמני עודף ייצור ואספקה לרשת בזמני ביקוש עודף. ההשקעה של מנהל המערכת בפתרונות כאלה הינה עשירית מההשקעה בתשתיות פיזיות, וכך המתווה הפיננסי הנפוץ הוא תמיכה חלקית או סבסוד של המערכות תמורת שימוש בהן במשך כמה שעות בשנה – זה משתלם לשני הצדדים, ומאפשר להימנע מתהליך של הרחבת או שדרוג תשתיות (הקמת תחנות כוח, קווי הולכה, תחנות משנה ועוד).

 
 

תקציר בעברית:

 

פרסומים נוספים שיכולים לעניין אותך