חורים ברשת החשמל גורמים לבזבוז אנרגיה ופליטות מיותרות

אובדן חשמל ברשת גורם לבזבוז אנרגיה ולפליטת מאות מיליוני טונות של גזי חממה לאטמוספירה מדי שנה. רשתות חשמל קטנות ומקומיות הן אלטרנטיבה ירוקה ורווחית לרשתות הריכוזיות הנהוגות כיום, וגם המשק הישראלי עשוי להרוויח מכך

מאת: דור סנדלר, זווית – סוכנות ידיעות למדע ולסביבה

האופן שבו מידע מופץ ברחבי העולם עבר שינוי מהותי בשנים האחרונות. רשתות מבוזרות שלא תלויות בגורם מנהל מרכזי הופכות לנפוצות יותר ויותר (שירותי ענן, בלוקצ’יין), והן מאפשרות קבלת שירותים בצורה יעילה ויציבה בהרבה. אך האם רשתות אחרות יצליחו להדביק את הפער? המבנה המוכר של רשת החשמל התקבע בחצי הראשון של המאה הקודמת – רשת שבנויה סביב מוקדי ייצור ספורים בהספק גבוה ומזרימה חשמל באופן חד-כיווני לכלל הצרכנים דרך קווי תמסורת ארוכים. מתברר שלמבנה מיושן זה יש מחיר סביבתי. כך מצא לאחרונה מחקר אמריקני שפורסם ב-Nature, אשר בדק את ההשלכות האקלימיות של איבוד אנרגיה ברשת החשמל העולמית.

אל מול משבר האקלים, עיקר המאמצים לצמצום פליטות גזי חממה בסקטור האנרגיה מתמקדים באספקה נקייה (מעבר לאנרגיות מתחדשות, למשל) או בהפחתת הביקוש ועידוד חיסכון והתייעלות אנרגתית. אך מה קורה לאנרגיה בדרך מתחנת הכוח ועד לשקע? בכל רשת חשמל, אחוז מסוים מהאנרגיה המיוצרת מתבזבז לפני הגעתו לצרכן. וכך, גזי החממה שנפלטים בייצור אנרגיה זו מהווים למעשה זיהום עודף. ד”ר יעל פרג, סגנית דיקן ביה”ס לקיימות במרכז הבינתחומי הרצליה, מסבירה: “יש משמעות רבה למיקום הייצור של החשמל. האיבוד ברשת הוא, בין היתר, פונקציה של המרחב”. היא מציינת את טקסס כדוגמה – שהיא אמנם המדינה המובילה בהפקת אנרגיית רוח בארה”ב, אך החשמל בה מיוצר מאות קילומטרים ממוקדי הצריכה. ככל שהמרחק בין מוקד הייצור לצריכה גדל, כך גדל פוטנציאל אובדן החשמל בדרך. מרבית איבוד האנרגיה ברשתות ברחבי העולם מתרחש אמנם כתוצאה מסיבות טכניות, אך נהוג להחשיב גם גורמים אנושיים בתחשיב הזה, כגון חיבורים פיראטיים לרשת או זיוף קריאות מונה.

לפי המחקר, במהלך 2016 אבדו כ-1700 טרה-ואט-שעה (TWh) של אנרגיה ברשתות חשמל בעולם (כמות השווה לקרוב לפי 30 מסך כל החשמל שנצרך בישראל בשנה). במונחי מזהמים שנפלטו לאטמוספירה, מדובר בכ-950 מיליון טונות של שווה ערך לפחמן דו-חמצני שנפלטו ותדלקו את אפקט החממה שלא לצורך. לפי נתוני האיחוד האירופי, מדובר בכמות גדולה יותר מסך כל הפליטות של צרפת, איטליה וספרד יחדיו באותה השנה. אולם יש סיבה לאופטימיות: מחברות המאמר קבעו כי ניתן למנוע עד כמחצית מהפליטות המיותרות ברמה הגלובלית על ידי שילוב של אמצעים טכנולוגיים וכלכליים.

מיקרוגריד: חשמל שמיוצר במורד הרחוב

כלי אחד שצובר פופולריות בשנים האחרונות בהקשר זה הוא ה”מיקרוגריד”. לפי פרג, מדובר ברשתות חשמל מקומיות שיכולות לתפקד כ”אי” עצמאי של ייצור, חלוקה וצריכה. אמנם אין הגדרה אחת לממדים של רשת כזו, אך היא לרוב מכסה יישוב קטן, אזור תעשיה או מתחמים ייעודיים כדוגמת קמפוס אוניברסיטאי. צרכן במיקרוגריד יכול לייצר חשמל באמצעות אנרגיה מתחדשת ולמכור את העודפים, שאז ישמשו את שכנו. המחירים גמישים ומאפשרים ניהול מיטבי של עומסי הרשת תוך עידוד לחסכון בצריכה. היתרון הסביבתי הוא כפול – סלילת הדרך לשימוש באנרגיות לא מזהמות וצמצום איבוד האנרגיה במרחקים ארוכים. בישראל בנוסף, ישנו יתרון ביטחוני להקמת רשתות ומתקני ייצור חשמל מבוזרים, זאת בשל האיום ההולך ועולה של רקטות מדויקות וטילי שיוט על מתקנים ביטחוניים ומתקני תשתיות שונים וביניהם תחנות כוח.

מחקר ישראלי חדש בהובלת ד”ר פרג ומלקולם איינספן ניסה לתרגם את כלל היתרונות הללו לתועלת כלכלית. לצד השיקול הסביבתי, שימוש במיקרוגריד עשוי לחסוך את ההשקעה בתשתיות הובלה יקרות, לספק אפשרויות תעסוקה מקומיות ולהפחית את הפגיעה באספקה במקרים של אסונות טבע או עימות צבאי. המחקר התבסס על נתונים רלוונטיים לישראל ובחן את התועלת של מיקרוגריד בהספק של 10 מגה-ואט (לשם השוואה, תחנת הכוח בחדרה היא בעלת הספק של למעלה מ-2500 מגה-ואט). גם תחת הנחות שמרניות, יתרונות המיקרוגריד מניבים רווח בשווי של למעלה מ-250 אלף דולר בשנה בהשוואה למקבילה הקונבנציונלית, בין היתר בזכות חיסכון ניכר בתשתיות הולכה וחלוקה.

ללמוד מהקיבוצים

ישראל נחשבת לאחת המדינות היעילות בעולם בתחום איבוד האנרגיה, תודות לרשת חשמל מודרנית יחסית שפרוסה על שטח קטן. נכון ל-2016, רק 4.3% מהחשמל שיוצר בישראל נחשב למבוזבז, לעומת ממוצע מדינות ה-OECD שעומד על כ-6.4%. אך כותבי המאמר טוענים שבהחלט יש לנו מה להרוויח מגמילה מרשתות ריכוזיות. חברת החשמל בעצמה מעריכה שאיבוד אנרגיה שנתי עולה למשק עשרות מיליוני דולרים בשל שריפה עודפת של מאות אלפי טונות של דלק (בעיקר פחם מזהם). פליטות אלה לבדן מייצרות זיהום המקביל לזה שנפלט מכ-150 אלף כלי רכב פרטיים בשנה.

“אין כיום שימוש במיקרוגריד בישראל, ונדרש שינוי רגולטורי”, קובעת פרג. “אין הסדרה ייעודית של הנושא. יש תקנות לייצור, אחסון או סחר, אבל לא מסתכלים על מיקרוגריד כמערכת הוליסטית”. באופן אבסורדי, דווקא בישראל, רשתות דמויות-מיקרוגריד התפתחו באופן טבעי בקיבוצים, “אבל הרגולציה הרגה את היכולת שלהן לתפקד כמיקרוגריד אמיתי”, היא אומרת. הקיבוץ אחראי לחלוקת החשמל בתחומו באופן עצמאי, אך החוק מאלץ יצרנים פרטיים (מתאים סולאריים, למשל) למכור עודפי ייצור בחזרה לרשת הארצית במקום ישירות לרפת במורד הרחוב”.

צעד ביניים מעודד בתחום זה הוכרז לפני מספר חודשים, כאשר רשות החשמל החלה בהסדרה של מתקנים קטנים מבוססי גז טבעי לייצור משולב של חשמל וחום (CHP). לפי תחזית הרשות, בשנת 2020 ייצור משולב מסוג זה עשוי להגיע ל-18% מתפוקת משק החשמל. ייצור מקומי ובהיקף קטן בהחלט צפוי לצמצם את איבודי האנרגיה, אבל המשך החשיבה במונחי העולם הישן, שמתעקש להפריד בין יצרן וצרכן, מקשה על ניצול מלא של המיקרוגריד החכם, המבוזר והירוק.