עצמאות אנרגטית אזורית – מקרה הבוחן של “עמק השמש” בערבה הדרומית


עבודת סמינר זו נכתבה ע”י זוהר וייס, במסגרת הפקולטה למדעי הרוח והחברה המחלקה לגיאוגרפיה ופיתוח סביבתי. מנחה מלווה: ד”ר מידד קיסינג’ר. 2017.

בעשורים האחרונים הולכת וגוברת ברחבי העולם ההבנה כי מקורות האנרגיה שלנו הולכים ופוחתים, וכי השימוש בהם איננו בר-קיימא ותורם באופן ישיר לפליטות מזהמים ולהתחממות הגלובלית. בעולם המערבי, שריפת דלקים מאובנים הולכת ומפנה את מקומה לייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות – אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיה הידרו-אלקטרית ועוד. באזורנו עתיר אנרגיית השמש, קמה בעשור האחרון יוזמה מקומית סביבתית לצריכה וייצור של אנרגיות מתחדשות – זהו חזון “עמק השמש” בערבה הדרומית, אשר שואף להפוך עד 2025 את חבל אילות והעיר אילת ל- 100% עצמאיים אנרגטית ונטולי פליטות פחמן.

זהו מקרה בוחן יחיד מסוגו בישראל אשר מהווה דוגמה ליוזמה מקומית של תושבים שהחליטו לקחת את עתידם בידיהם, לדאוג לרווחה הסביבתית שלהם ושל ילדיהם ולהוכיח כי ניתן וצריך לקדם בישראל עתיד אנרגטי נקי יותר. בעבודה זו אציג את הפרויקט, אבחן את הפוטנציאל הטמון בו ואבדוק האם הוא אכן יכול להגיע למימוש מלא של היעד להפוך את הערבה הדרומית לאזור העצמאי אנרגטית הראשון בישראל. בסקירת הספרות אסקור את המגמות ברחבי העולם של מעבר משימוש בדלקים לשימוש באנרגיות מתחדשות, אציג את רעיון העצמאות האנרגטית ואת מודל האוטרקיה האנרגטית, ואראה דוגמאות מרחבי העולם, אשר יאפשרו בחינה של פרויקט “עמק השמש” לאור קריטריונים שונים הקיימים בספרות. אני טוענת, כי למרות הפערים הניצבים היום בפני מימוש מלא של הפרויקט, מדובר במפעל מקצועי, מרשים ומבטיח, המהווה דוגמא ליוזמה מקומית מוצלחת להתמודדות עם אתגרים סביבתיים ויצירת מדיניות סביבתית בשטח, המגיעה מהציבור.

לפרק סקירת הספרות אנא צפו בעבודה המלאה

צריכת חשמל בערבה הדרומית

אילת ויישובי המועצה האזורית חבל אילות מתפרסים על אזור של כ- 2.6 מיליון דונם, ומונים כ- 67,000 תושבים: 62,500 באילת ו- 4,500 נוספים בחבל אילות, על 10 קיבוציה ושני ישובים קהילתיים שבשטח שיפוטה. האזור נמצא בקצה רשת החשמל הארצית, מה שגוזר הובלת חשמל ממרכז הארץ (ובתוך כך אובדן אנרגיה בהולכה) והפעלת תחנת משנה מבוססת מזוט באילת, בחודשים בהם הביקוש לאנרגיה גבוה מהרגיל בעקבות התיירות הרבה בעיר אילת ובשל האקלים הצחיח והטמפרטורות הגבוהות אשר מגיעות לכ- 45 מעלות צלזיוס ויותר.

לפי אילת – אילות (ובהיעדר נתונים מדויקים לאזור זה מחברת החשמל), אזור אילת והערבה אחראי על 1% מסך צריכת החשמל בארץ. לפי חישובים שערכה החברה, צריכת החשמל הכוללת באזור נעה בין 80-160 מגה וואט-שעה, וזאת כתלות בשעה ביום ובעונה. בכך מגולמים כלל צרכי האנרגיה – צריכה ביתית, חקלאית (תמרים, ירקות, לולים, משק חלב), תיירותית ותעשייתית – של ישובי המועצה ושל העיר אילת (על תושביה ותייריה). בהסתכלות אזורית, הנתח הגדול ביותר בצריכת האנרגיה הוא של צריכה מסחרית-ציבורית (כ- 60%) ואחריו צריכה ביתית (כ- 20% ); אך יש שוני משמעותי בין אילת לבין חבל אילות – בשל השימושים המסחריים הרבים באילת (בעיקר ענף התיירות), הצריכה המסחרית-ציבורית בה אחראית על 68% מסך הצריכה ואילו בחבל אילות מוערך כי 60% מהצריכה היא צריכה ביתית (יצוין כי זוהי הערכה גסה של אילת – אילות).

צריכת דלק לתחבורה בערבה הדרומית

להלן אביא הערכה גסה של כמות הדלק לתחבורה הנצרכת בערבה הדרומית: על פי נתוני השנתון הסטטיסטי לישראל משנת 2016, מספר כלי הרכב המנועיים בישראל עמד בסוף 2015 על 3.1 מיליון. צריכת הדלק לתחבורה יבשתית באותה השנה עמדה על כ- 6,600 מיליוני ליטרים של דלק (בנזין: כ- 3,600 מיליוני ליטרים, סולר: כ- 3,000 מיליוני ליטרים). מכאן, שכל רכב בישראל צרך בשנת ב-2016 כ- 2,130 ליטר דלק בממוצע.

על בסיס נתוני הנסועה של תושבי העיר אילת לשנת 2016 (טבלה מס’ 1), ערכתי הערכה נוספת לגבי מספר כלי הרכב הכולל בערבה הדרומית; לפי הערכה של מכונית אחת למשפחה, בחבל אילות קיימים 900 רכבים ( 4,500/5 ). סך הכל, ניתן להעריך כי באזור הערבה הדרומית קיימים 15,867 רכבים (טבלה מס’ 2). מכאן, שסך צריכת הדלק המשוערת של אזור הערבה הדרומית עמד בשנת 2016 על כ- 33,796,710 ליטרים.

  שנת ייצור מספר רכבים %
רכבים חדשים  2012-2016  2499  20
רכבים ותיקים  2001-2011  8294  66
 רכבים ותיקים  1990-2000  1600  13
 רכבים ישנים  לפני 1990  87  1
 סה”כ רכבים    12480  100
 רכב דו-גלגלי    1254  
 רכבים מסחריים    810  
 מוניות    423  
 סה”כ    14967  

 

 

  מספר רכבים
סה”כ רכבים באילת 14967
רכבים פרטיים חבל אילות 900
סה”כ אילת וחבל אילות 15867

 

 

ייצור אנרגיה ממקורות מתחדשים בערבה הדרומית

מאז 2006 עומלת חברת אילת-אילות על הקמת תחנות כוח מבוססות אנרגיות מתחדשות ברחבי הערבה הדרומית, בעיקר בטכנולוגיית PV (פאנלים פוטו-וולטאים) אך גם אנרגיות תרמו-סולאריות, רוח וכן מתקן לאנרגיית ביו-מסה. במרבית הקיבוצים (נאות סמדר, קטורה, גרופית, יטבתה, סמר, אליפז ואילות) קיימים שדות סולאריים גדולים המייצרים כ- 7-10 מגה וואט כל אחד, צמודים (לרוב) לשטחי החקלאות, וכן באזור התעשייה בתמנע; בנוסף לשדות מותקנים פאנלים על מבנים ציבוריים, גגות מסחריים כגון רפתות, לולים ומבנים מסחריים אחרים בעיקר באילת, וכן על גגות בתים פרטיים. עיקר המסה של פאנלים על גגות היא באילת בהתאם לכמות התושבים והשימושים המסחריים הרבים, אך פאנלים פרוסים על גגות בתים פרטיים גם במרבית הקיבוצים, כאשר יהל הוא הקיבוץ הראשון שכיסה את כל גגותיו. בנוסף, פועלות מספר טורבינות רוח באליפז ובאזור התעשייה שחורת, אשר מייצרות כ-35 מגה וואט. סך הכל מדובר ב- 15 תחנות כח אשר מפיקות נכון להיום 122 מגה וואט ומתפרסות על פני כ- 2,500 דונם (כ- 20 דונם למגה). בכך ניתן מענה ל- 70% מצריכת החשמל האזורית בשעות היום.

כדי לעמוד ביעד של 100% עצמאות אנרגטית, שואפת אילת-אילות לייצר יותר מאותם 80-160 מגה וואט שצורך האזור כיום, ולהגיע למצב בו שפע השמש שהאזור נהנה ממנו מנוצל לטובת ייצור עודפי אנרגיה; היעד הוא לייצר עד 2025 עד 400 מגה וואט (אשר יתפרסו על כ- 5,000 דונם), והמשמעות היא הקמת תחנות כח נוספות שיפיקו כ- 280 מגה וואט בנוסף ל- 122 המופקים כיום. שדות סולאריים אשר מוקמים בימים אלה וצפויים להיות פעילים עד 2020 או לפני צפויים לספק עוד כ- 140 מגה וואט, בתוך כך שני שדות ענק של מעל 50-60 מגה וואט כל אחד.

אך עיקר האתגר הוא להמשיך לייצר חשמל מאנרגיות מתחדשות במהלך הלילה, משימה מאתגרת למערך אנרגטי שמתבסס בעיקר על אנרגיה סולארית. בשנים הראשונות לפרויקט נבחנו אופציות של אגירת חשמל בבטריות, אך לאחר מחקר הוחלט כי מדובר בפתרון יקר, לא יעיל ובעיקר לא סביבתי, שכן הוא נשען על כריית מחצבים ומייצר כמויות גדולות של פסולת רעילה. כיום, החברה מתמקדת בפתרון סביבתי ויעיל בצורת “אגירה שאובה”: מדובר בטכנולוגיה דומה לאנרגיה הידרו-אלקטרית: המערכת בנויה משני מפלסי מים – בריכה עליונה ובריכה תחתונה. במהלך היום, מנצלים את עודף החשמל המופק מתחנות הכח הסולאריות לטובת שאיבת מים מהבריכה התחתונה לבריכה העליונה. בלילה, כאשר התחנות הסולאריות מושבתות, משחררים את המים מהבריכה העליונה. הפרש הגבהים הגדול בין הבריכות יוצר מפל, אשר מפעיל טורבינה בתחתיתו, והטורבינה מייצרת חשמל.

אתר האגירה השאובה מתוכנן לקום עד 2020 . הבריכה העליונה מתוכננת לקום בהר עיט והבריכה התחתונה בקרבת השדות של קיבוץ לוטן, אך הבריכות תהיינה תת-קרקעיות ובכך לא תיווצר פגיעה משמעותית בנוף. האתר צפוי לספק תוספת של 160 מגה וואט למערך האנרגיה האזורי, כאשר השימוש העיקרי הוא כאמור לשעות הלילה – אך גם גיבוי לשדות הסולאריים במקרה של עננות או סופות חול הנפוצות באזור. נבחנת גם אפשרות להפוך את המערכת להיברידית, וכך יש גם גיבוי למערכת עצמה במידה ותנאי מזג האוויר מבטלים את ייצור החשמל מאנרגיה סולארית. אך יש בכך אתגר מאחר ומדובר בדלק דליק באזור חם מאוד, אשר יכול להוביל לשריפה גדולה. הפרויקט יספק גם כ- 50 מקומות עבודה לאזור וכן יהווה אתר תיירותי בו מבקרים מוזמנים לבקר בבריכות וללמוד על הטכנולוגיה.

למידע נוסף אודות נושא אגירה שאובה

פרויקטים בעיר אילת

אילת לבדה מהווה שחקן משמעותי בקידום הפרויקט. מעבר ל- 12 מגה וואט שמופקים כיום מפאנלים הפרוסים ברחבי העיר, העירייה מתכננת להגיע לעוד 30 מגה וואט כחלק מפרויקט מיפוי גגות עירוני. מעבר לכך, העירייה מקדמת פיילוט “שכונה ירוקה” להתייעלות אנרגטית בשכונת מצפה ים, המונה 3,800 תושבים. הפרויקט שואף לנטר ולהפחית את צריכת האנרגיה השכונתית, ובמידה ויישא פרי – ישוכפל לשכונות נוספות בעיר. במסגרת הפרויקט הותקנה מערכת ניטור אנרגיה שכונתית אשר מספקת נתוני צריכה בזמן אמת, הותקנו מערכות בידוד במבנים שונים בשכונה, ובפנסי הרחוב הותקנה תאורה חכמה וחסכונית, אשר עד כה רשמה חסכון של 50% בעלות החשמל. מוערך כי החלפת התאורה בכל רחבי העיר תוביל לחסכון של כ- 5-6 מגה וואט בשנה. לצד הפיילוט, העיר מנסה לקדם שימוש בתחבורה חשמלית בעיר, כרגע ברמה המסחרית בעיקר: בפיילוט משותף עם משרד התחבורה והמנהלת לתחליפי דלקים, קיים תכנון להמיר את כל המוניות בעיר ברכבים חשמליים, ופקחי העירייה יעברו לקטנועים חשמליים. הפיילוט נמצא כרגע בשלב איתור החברות.

יעדים, מגבלות ואתגרי הפרויקט

המגבלה הראשונית של הקמת מערך האנרגיה האזורי היא מגבלת הקרקעות באזור. מראשית הפרויקט הוחלט כי תחנות הכח תוקמנה בשטחים מופרים, משני טעמים – לא ליצור פגיעה נופית ולהימנע מפגיעה בבתי גידול. מרבית השטחים המופרים באזור הינם שטחים חקלאיים, מטעי תמרים ושדות גידולי-שדה שונים אשר קיימים בכל קיבוצי המועצה, ולכן מרבית התחנות הוקמו בצמוד למטעי התמרים. מלבד שדה סולארי אחד בקיבוץ קטורה, אף שדה אחר אינו נראה מכביש הערבה. אולם, משמעות הדבר היא שכמות הקרקעות הזמינות להתקנת שדות סולאריים היא מוגבלת, ולמעשה כיום היא כמעט מנוצלת לחלוטין. לכן אילת – אילות מקדמת את התקנת הפאנלים על גגות, אך גם משאב זה הולך ואוזל; כמעט כל הגגות המסחריים במועצה ובאילת מנוצלים, והישובים ככל הנראה ינצלו בקרוב את שטח הגגות הפרטיים הפנוי.

אך מגבלה משמעותית ומורכבת יותר קשורה במכסות שמספקת חברת החשמל. למעשה, לא ניתן להעמיס על רשת החשמל כמות אינסופית של אנרגיות מתחדשות; אחד המדדים החשובים לרשת החשמל הוא יציבות המערכת, וכמות השעות השנתית שבה הרשת חווה הפסקות חשמל. רשת החשמל הישראלית נחשבת בין היציבות בעולם, אך תוספת בלתי מוגבלת של אנרגיות מתחדשות תפגע ביציבות הזו. הדבר נובע מהמבנה הריכוזי של רשת החשמל הארצית, בה החשמל מועבר בקו ישיר מתחנות הכח לאורך חופי הארץ לתחנת משנה אזורית בערבה. מבנה זה לא מאפשר הכנסת יצרני אנרגיה רבים חדשים, במקרה שלנו אנרגיות מתחדשות, והרשת יכולה להכיל רק תוספת של 15% אנרגיות מתחדשות. על כן – כל יצרן אנרגיות מתחדשות שרוצה להתחבר היום לרשת החשמל הארצית תלוי במכסות שמעניקה חברת החשמל, אשר מוגבלות לאותם 15%.

מתוך שתי המגבלות קבעה אילת-אילות את יעד ה- 400 מגה וואט. הדבר בעיקר משפיע על עתיד הפרויקט והרלוונטיות שלו לתרחיש בו צרכי האנרגיה יעלו, אך כבר היום יוצר מגבלות על התקדמות הפרויקט, למשל – קיבוץ גרופית קיבל מכסה לאנרגיות מתחדשות אך לבסוף לא הצליח להתחבר לרשת החשמל בגלל שהתשתית לא יכלה לשאת זאת. פתרון מיידי אם כך הוא שדרוג תשתיות וקווים, אך פתרון רחב יותר הוא שינוי נרחב של מבנה המערכת. רשת מבוזרת משנה את המבנה כליל: במקום הובלת אנרגיה מתחנת כח מרוחקת אל הצרכן, תחנות האנרגיה המתחדשת המקומיות הופכות את הצרכן ליצרן )ברמת הבית או הישוב(, מצמצמות באופן משמעותי את המרחקים וכמובן מצמצמות את אובדן החשמל בהולכה (אשר מוערך כיום בכ- 5-7% ). אך זוהי רשת חכמה, אשר תצטרך להתמודד עם מספר מקורות אנרגיה מסוגים שונים ובמיקומים שונים במרחב. אילת-אילות שואפת כי אזור הערבה הדרומית יעבור לרשת חכמה בשלב מסוים, וכך תושג עצמאות אנרגטית לא רק מדלקים כי אם גם מתלות ברשת החשמל הארצית – האנרגיה באזור כולו תנוהל בצורה מקומית, ורשת החשמל תהווה רק גיבוי. אך זהו לא חלק מהיעד ל- 2025, בשל המורכבות הטכנולוגית וסחבת מול חברת החשמל, אשר אמנם הכריזה כי היא נערכת לעידן של ייצור חשמל מבוזר אך רפורמה משמעותית במערך האנרגיה בישראל עדיין לא נראית באופק. אילת-אילות בוחנת את ההיתכנות הטכנולוגית עם חברת “מיקרו גריד ישראל”.

לפרק דיון ומסקנות אנא צפו בעבודה המלאה

סיכום

בעבודה זו בחנתי את רעיון העצמאות האנרגטית האזורית בישראל, דרך מקרה הבוחן של פרויקט “עמק השמש” להפיכת אזור הערבה הדרומית לעצמאי אנרגטית עד 2025; סקרתי את השימוש באנרגיות מתחדשות ברחבי העולם ובישראל, והצגתי את רעיון האוטרקיה האנרגטית כמסגרת תיאורטית; מחקרי התבסס על ראיונות ומשיכת מידע מחברת אילת-אילות המפתחת את הפרויקט בערבה, וכן שימוש בנתונים ומסמכים מהלשכה המרכזית לסטטיסטיקה. הצגתי תרחישים לגידול אוכלוסין והכנסת צי רכבים חשמליים לאזור על בסיס חישובים תיאורטיים, ובחנתי כיצד תרחישים אלו ישפיעו על צריכת האנרגיה האזורית ועתיד הפרויקט.

גיליתי שהיעד להפקת 100% מהחשמל ממקורות מתחדשים באופן שיענה על כלל צרכי החשמל האזוריים אכן בר-השגה עד 2025, אולם היעד הרחב יותר להפוך את האזור לנטול פליטות פחמן ועצמאי אנרגטית לחלוטין תלוי ברפורמה רחבה בתחום התחבורה, רפורמה במבנה ובתשתיות של רשת החשמל הארצית, וכן בריכוז מאמצים בתחום ההתייעלות האנרגטית בענף המלונאות באילת. ואף על פי זאת, מדובר בפרויקט מעורר השראה מבחינה טכנולוגית, סביבתית, חברתית וקהילתית, אשר ראוי ללמוד ממנו לאזורים נוספים בארץ ובעולם.