אנרגיה מתחדשת מהשמש: שני צעדים קדימה

ישראל הציבה לעצמה יעד משמעותי: עד שנת 2030 30% מייצור החשמל יהיה מאנרגיה מתחדשת. בהיעדר אלטרנטיבות כמעט כל האנרגיה תיווצר מהשמש באמצעות פאנלים פוטוולטאיים. עמידה ביעד תציב אותנו בין המדינות הסולאריות המובילות בעולם, ותביא לחיזוק הביטחון באנרגיה הנובע מביזור וגיוון מקורות האנרגיה. בנוסף, תוביל לצמצום משמעותי בזיהום האוויר והפליטות הגורמות להתחממות העולמית.

כבר היום כ-10% מהחשמל בישראל מגיע מאנרגיה מתחדשת, אך כדי לשלש את המספר על המדינה להתמודד עם שני קשיים עיקריים: 1. הקצאת השטחים העצומים הנדרשים לייצור החשמל מהשמש. 2. ייצוב הייצור הסולארי לאורך היום, גם ביום מעונן, ואספקתו גם בשעות אחרי השקיעה בהן הביקוש לחשמל גבוה.

הקרקע היא הסיפור. שטחי החקלאות בישראל גדולים. כ-20% משטח המדינה מוגדר כקרקע חקלאית, די והותר לייצור כפול מהחשמל שיידרש כאן גם בעוד 30 שנה. יוזמה של משרד האנרגיה, שאליה הצטרף משרד החקלאות, היא שילוב החקלאות עם ייצור חשמל. לכאורה הצמחים והפאנלים מתחרים על משאב השמש, אבל רבים מהגידולים בארץ סובלים מעודף קרינה. הפאנלים יכולים לצמצם את הדרישה להשקיה, להגן עליהם באירועי חום או קור קיצוני, הן מעצם הכיסוי, או באופן אקטיבי על ידי התזת מים. דוגמא לחדשנות ישראלית היא שילוב פאנלים בשדות בנגב, בהם יש מחסור במים. בשדה חיטה ישולבו אזורים שיכוסו בפאנלים ללא גידולים מתחתם, והמים שייקוו מהם יועברו לחלקה צמודה, בה יש חיטה, שתהנה מהכפלת כמות המים המגיעה אליה- כך יגדל היבול כמעט פי שניים. בסה"כ השדה יניב חיטה בכמות דומה לזו שהיה מניב ללא פאנלים ובה בעת כחצי מהשדה יפיק חשמל סולארי במחיר נמוך וביעילות גבוהה. ניתן להניב חיטה אף במקומות בהם אין די גשם לגידול בעל רגיל, שם איסוף המים מהאזור הסולארי שבשדה, יניב די מים לקיום חקלאות בעל בצמוד.

בימים אלה, אושרה להפקדה תכנית מתאר, בקידום משרד האנרגיה, הכוללת יותר ממאה חלקות ניסוי לשילוב חקלאות וייצור חשמל מהשמש. בחלקות מגוון רחב של סוגי גידולים, אזורי אקלים, וטכנולוגיות סולאריות, שבהבשלתן יביאו את ישראל להוביל את התחום בעולם. כמו כן דנים בימים אלה בתכנית מתאר, שתאפשר את השילוב של חקלאות וחשמל מהשמש בתום הניסויים.

הפתרון לאתגר השני של יציבות הייצור הסולארי, וזמינותו לאורך כל שעות היממה הוא אגירת החשמל. את החשמל האגור ניתן לספק בשעות החשיכה או בדקות בהן העננים מכסים את השמש. ישנן שיטות רבות לאגירת חשמל, וישראל מצטיינת בחדשנות בתחום זה. לדוגמא, פותחה בארץ אגירת חום בחצץ, שמירת קור בקרח, אגירת אנרגיה כאויר דחוס, או בגלגל תנופה כבד המסתובב במהירות. עם זאת הטכנולוגיה הזמינה ביותר ליישום בקנה מידה מסחרי גדול היום היא אגירה בסוללות ליתיום.

משרד האנרגיה קידם תכנית מתאר ארצית, שתאפשר הקמה של מתקני אגירת אנרגיה אשר הופקדה בימים אלה. יזמים העוסקים בכך יוכלו להקים כמעט מיידית מאות מגה-ואט של הספק אגירה בסוללות לטובת משק החשמל הזקוק לכך. עד סוף העשור הנוכחי צפוי שיותקן הספק של לפחות 3500 מגה-ואט, שיוכל לספק חשמל במשך 4 שעות בכל יום. מדובר בכמות חשמל עצומה השווה לכמעט מחצית מכל החשמל הנצרך בישראל בשעות הלילה לאורך 4 שעות תמימות.

כדי לספק את הכמות הזו יהיה צורך להציב כ-1,000 מכולות גדולות עמוסות בסוללות באתרים שונים ברחבי הארץ, כך שהסדרת התחום בתכנית מתאר ארצית היא חיונית. לקראת 2030 צפוי שנהיה מהמובילים בהתקנת אגירה ביחס לגודלנו, דווקא בשל הקשיים הקשורים בייצור הסולארי, ובעובדה שישראל היא אי אנרגטי, שאינו רוכש או מוכר חשמל לשכניו.

שנת 2022 הביאה בשורות חשובות למשק החשמל המתחדש בישראל. הדרך עוד ארוכה, אבל בתחום שילוב של חקלאות עם אנרגיה מהשמש, ובתחום של אגירת אנרגיה, עשינו בימים אלה צעדים חשובים קדימה.

ד"ר גדעון פרידמן הוא המדען הראשי במשרד האנרגיה העוסק בין היתר בקידום חדשנות במשק האנרגיה בישראל