אנרגיות מתחדשות - רקע כללי

במדינת ישראל בדומה לעולם כולו, עולה המודעות לחשיבות עידוד המעבר לאנרגיה מתחדשת - אנרגיה שמקורה בניצול קרינת השמש, רוח, ביו-מסה ומקורות לא מתכלים נוספים שאינם דלק פוסילי.
בבסיסן של מגמות אלה עומדת ההבנה כי מאגרי מקורות האנרגיה המתכלים לא יישארו לעד, וכבר כיום עלינו להיערך לכך באמצעות גיוון מקורות.

הטכנולוגיות המרכזיות שעשויות להיות מעשיות ליישום במשק החשמל הישראלי הן טכנולוגיות הפועלות באמצעות שימוש במקורות מתחדשים: אנרגיית שמש, אנרגיית רוח ופסולת.

• ייצור חשמל באמצעות אנרגיית שמש
• טכנולוגיה פוטו-וולטאית
• תא פוטו וולטאי ממיר אנרגיית שמש לחשמל.

התא הפוטו וולטאי עשוי בדרך כלל מיריעת סיליקון שחוצצת בין שתי אלקטרודות, כאשר התא חשוף לאור, משתחררים אלקטרונים בין האלקטרודות ויוצרים זרם חשמלי.

נצילות ייצור חשמל בטכנולוגיה זו תלויה בקרינת השמש באותו אזור.

נצילותם של התאים הפוטו-וולטאיים פוחתת עם השנים, ומושפעת לרעה מעננות ומחום.

טכנולוגיה תרמו-סולארית

בשיטה זו "מראות מרכזות" הופכות את אנרגיית השמש לחום.

בעזרת החום מייצרים קיטור המניע טורבינה שמצידה מפעילה גנראטור לייצור חשמל.

טכנולוגיות מרכזיות בשיטה התרמו-סולארית:

• מגדל שמש - בטכנולוגיה זו קרני השמש מרוכזות בנקודה מרכזית בראש המגדל, באמצעות מערכת מראות עוקבות בשני צירים. ריכוז קרני השמש בקצה המגדל יוצר חום אדיר, המחמם נוזל. נוצר קיטור שמפעיל טורבינה לייצור חשמל.
• שוקת פרבולית - בטכנולוגיה זו מציבים מראה ארוכה וקעורה שעוקבת אחרי השמש בציר אחד ומרכזת את הקרינה אל צינור שבו זורם שמן תרמי. השמן מתחמם לחום של כ-400 מעלות צלזיוס ולאחר מעבר במחליף חום, הופך מים לקיטור, שמניע טורבינה.
• ייצור חשמל מביו-מסה ומפסולת פריקה ביולוגית

ביו-מסה הינו שם כללי לחומר צמחי נקי המנוצל לייצור אנרגיה בשיטות טכנולוגיות שונות המנצלות פסולת שאינה בת מחזור לשם הפקת אנרגיה.
פסולת המופנית ליצור אנרגיה ואינה מוטמנת באדמה מהווה חלופה לצורך בשימור משאבים פוסיליים, מקטינה איבוד שטחי קרקעות המופנות להטמנה, מונעת זיהומי קרקעות ותורמת להפחתת פליטות CO2 וגזי חממה נוספים, הנפלטים בעת שימוש בתחנות כוח קונבנציונליות.
כאנרגיה מתחדשת, תחת הדירקטיבה האירופית, הוגדרה הפקת אנרגיה מפסולת שהינה פריקה ביולוגית.

טכנולוגיות מרכזיות ליצור אנרגיה מפסולת

עיכול אנאירובי - (Anaerobic Digestion) תהליך ביולוגי העושה שימוש בפסולת אורגנית רקבובית מתכלה כגון שיירי מזון. הפסולת הפריקה ביולוגית מוכנסת למעכל אנאירובי בו מיקרואורגניזמים החיים ופעילים בסביבה נטולת חמצן, מפרקים וצורכים את רב התרכובות האורגניות הזמינות. בתהליך עיכול זה נאסף גז מתאן המופק מהפסולת, ומשמש להפקת חשמל 'ירוק'.

השבת אנרגיה מפסולת (WtE – Waste to Energy) - מתקן סגור בו מתבצע תהליך מבוקר של שריפת פסולת בטמפרטורה גבוהה, כ-900 מעלות צלזיוס ובעודף חמצן, כאשר האנרגיה של הבעירה ניתנת להשבה בצורת חום או חשמל. חלק משמעותי בטכנולוגיה זו הינו הטיפול בפליטות הנגרמות מהשריפה לרמה מינימלית מתחת למותר בחוק. שימוש בטכנולוגיה זו נפוץ בעולם המערבי כשיטה עיקרית לצמצום כמות הפסולת להטמנה.

מתקן עיבוד פסולת לדלק (RDF – Refuse Derived Fuel) - דלק מעובד מפסולת מוגדר כחומר דלקי המופק מזרמי פסולת יבשה שאינה בת מחזור. את סוגי הפסולת ניתן לכוון ולתמרן לפי הערך הקלורי שלהם בכדי לקבל זרם בעל היסק גבוה באמצעות, לדוגמה, העדפת פסולת נייר ועץ על פני פסולת זכוכית או על ידי צמצום שיעור הנוזלים בפסולת. למעשה לא מדובר במתקן גרידא, אלא בשיטה בה מערכת ייצור קיימת משתמשת בפסולת כתחליף לדלקים פוסיליים. לדוגמא, מפעל מלט (השימוש הנפוץ בRDF- וקיים בישראל) או תחנת כוח הקולטים את הפסולת היבשה המעובדת, שהיא בעלת ערך אנרגטי גבוה, ומשתמשים בה כדלק חלופי.

גזיפיקציה - תת-טכנולוגיה של טיפול תרמי בפסולת מוצקה, מוגדרת כטיפול תרמי מתקדם (Advanced Thermal Treatment) במוקד תהליך הטיפול ניצבת ריאקציה תרמית אשר נוצרת בתנאי חוסר חמצן באמצעות צמצום נוכחות האוויר בתהליך וגורמת לפירוק החומר לגזים וייצור מימן המשמש להפקת אנרגיה. טכנולוגיה זו פותחה במטרה להשיב ולמחזר משאבים המצויים בפסולת ולצמצם למינימום ההכרחי את זיהום האוויר.

החלטות ממשלה

• בשנת 2002 החליטה ועדת השרים לענייני חברה וכלכלה לעודד הקמה והפעלה של מתקני חשמל ותחנות כוח המופעלים באנרגיות מתחדשות על ידי יצרני חשמל פרטיים וחברת החשמל את החלטה 2264 - חכ/44. ההחלטה קבעה יעד של 2% מאספקת החשמל לצרכנים החל משנת 2007, ועלייה של אחוז אחד כל שלוש שנים עד לרמה של 5% מסך ייצור החשמל בשנת 2016 ושל 10% עד שנת 2020.
• בשנת 2007 החליטה מממשלת ישראל החלטה 2178 על הסרת חסמים במשק האנרגיה ועידוד ייצור חשמל על ידי יזמים פרטיים, הקמת תחנות כוח המופעלות באנרגיה מתחדשת ומעבר לשימוש בגז טבעי לייצור חשמל, בין היתר באמצעות בחינה של תעריפים לפיתוח חשמל באנרגיה סולארית ושל עידוד הקמת תחנות כוח כאלה באמצעות הטבות מס.
• בשנים 2008-9, כחלק ממדיניות של מעבר לשימוש באנרגיה מתחדשת התקבלה ביום 27.3.2008 החלטה 3338 אשר לפיה יוקמו תחנות כוח סולאריות באזור אשלים שבנגב בהיקף של כ- 250 מגה ואט. בנוסף, הממשלה קיבלה את החלטה 4095 מיום 1.09.2008 והחלטה 3261 מיום 29.01.2009, על שורת צעדים להתייעלות אנרגטית ולצמצום בצריכת החשמל, בהיקף של 20% מצריכת החשמל הצפויה בשנת 2020. בהמשך התקבלה החלטה 4450 על קביעת יעד מנחה וגיבוש כלים לקידום אנרגיה מתחדשת, תוך התמקדות באזור הנגב והערבה. ההחלטה מגדירה יעד של ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת בהיקף של 10% מצורכי האנרגיה של המדינה לשנת 2020, וקוראת לפעול להקמת תחנות כוח המבוססות על אנרגיה מתחדשת באזור הנגב והערבה, בהיקף של לפחות 250 מגוואט בכל שנה. בנוסף הוגדר יעד ביניים של ייצור 5% מצריכת החשמל באמצעות אנרגיות מתחדשות עד שנת 2014. בהתאם לכך פרסם משרד האנרגיה והמים בשנת 2010 מסמך מדיניות לשילוב אנרגיה מתחדשת במערך ייצור החשמל בישראל.
• בחודש יולי 2011 קיבלה ממשלת ישראל את המלצות המסמך בהחלטה 3484, ובה אישרה מחדש את היעדים שנקבעו בשנת 2009, והגדירה מכסות לייצור חשמל מאנרגיות סולאריות, אנרגיית רוח ואנרגיה המבוססת על ביו-גז, ביו-מסה ופסולת.
• בחודש אוקטובר 2014, הממשלה קיבלה את החלטה 2117, בה החליטה בין היתר על הקמת תחנת כוח פוטו וולטאית נוספת במתחם אשלים בשיטת PPP.
• בחודש ספטמבר 2015 התקבלה החלטת ממשלה (החלטה 542) על הפחתת גזי חממה וייעול צריכת האנרגיה במשק, וזאת בין היתר באמצעות ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת בשיעור של 13% בשנת 2025 מסך כל צריכת החשמל בארץ ו-17% בשנת 2030.
• בחודש אפריל 2016 התוותה הממשלה (החלטה 1403) צעדים בדרך להשגת היעדים לצמצום פליטת גזי חממה, להתייעלות אנרגטית וייצור חשמל ממקורות של אנרגיות מתחדשות. הצעדים כוללים בין היתר הענקת תמריצי מס למתקני ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת, קידום פרויקטים לבנייה ירוקה, בחינת הפחתת השימוש בפחם והחלפתו בגז טבעי על מנת להפחית את פליטת גזי החממה וכן קידום טכנולוגיות ישראליות בתחומי ההתייעלות האנרגטית והאנרגיות המתחדשות.
• בחודש אוקטובר 2020, התקבלה החלטת ממשלה (465) לעדכון יעדי ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת. על פי ההחלטה, עד לשנת 2030 30% מייצור החשמל יהיה מאנרגיה מתחדשת, בעיקר מבוססת שמש ומקצתה רוח.

פרויקטי PPP בתחום האנרגיה המתחדשת בישראל

תחנות כוח סולאריות

בהתאם להחלטות ממשלה מס' 2390 מיום 23.3.2007 ומספר 3338 מיום 27.3.2008, והחלטת ממשלה מס' 2117 מיום 22.10.2014, קידמה ועדת המכרזים הבין-משרדית המשותפת למשרד האוצר, משרד האנרגיה, רשות החשמל וחברת ענבל מכרזים להקמתן של ארבע תחנות כוח מאנרגיית השמש באזור אשלים שבנגב: שתי תחנות כוח בטכנולוגיה תרמו-סולארית בהיקף של עד 121 מגה-וואט כל אחת ושתי תחנות כוח בטכנולוגיה פוטו-וולטאית בהיקף של 30 ו-40 מגה וואט על גבי שטח המשתרע על כ- 10,000 דונם.

בנוסף מקדמת הועדה תחנת כוח חמישית מאנרגיית השמש באזור אשלים שבנגב, בטכנולוגיה פוטו-וולטאית בהיקף של עד 100 מגה-וואט.

במסגרת תוכנית תשתיות לאומיות (תת"ל) 82 מקדמת ועדת המכרזים את הקמתה של תחנת הכוח הסולארית הגדולה בישראל בסמוך לעיר דימונה. התחנה תשתרע על שטח של כ- 3,000 דונם בהם יותקן הספק של עד 265 מגה-וואט. תחנות הכוח הסולאריות באשלים ובדימונה מהוות אבן דרך משמעותית לקראת עמידה ביעדי הממשלה לייצור 30% מהחשמל ממקורות אנרגיה מתחדשים עד שנת 2030.

מתקן לטיפול בפסולת וייצור חשמל באמצעות עיכול אנאירובי

מתקן טיפול בפסולת עירונית מוצקה אשר מוקם במתחם השפד"ן בסמוך לפלמחים. במתקן צפויים להיות מטופלים כ-1,000 טון פסולת עירונית מדי יום המורכבים מזרם פסולת פריקה ביולוגית מופרדת במקור, זרם פסולת מעורב וזרם פסולת ממוין בתחנות מיון.

באמצעות תהליך עיכול אנאירובי ייאסף גז מתאן המופק מהפסולת וישמש להפקת חשמל בהיקף של עד 12 מגה-וואט.
הפרויקט מקודם באמצעות ועדת מכרזים בין-משרדים המשותפת למשרד האוצר, המשרד להגנת הסביבה וחברת ענבל, לפרויקטי BOT בתחום הטיפול בפסולת. הזכיין אשר נבחר במסגרת המכרז מתכנן, מממן, מקים ומפעיל מתקן לטיפול בפסולת עירונית מוצקה, לתקופת הסכם של כ-25 שנים.

.