סוללות ענק לאחסון חשמל, ויש פתרון נוסף.

מאת אמנון פורטוגלי,‏30 יולי, 2020

 

מערכת החשמל בבריטניה עוברת שינוי משמעותי ומהיר. בבריטניה מותקנות טורבינות רוח ימיות בהספק המצרפי הגדול ביותר בעולם, היא הפסיקה למעשה לייצר חשמל מפחם, והיא רשמה ירידה של 20% בביקוש מאז תחילת מגיפת הקורונה.

עם זאת, מעבר מייצור חשמל מפחם (ומגז) לייצור חשמל מאנרגית רוח ומאנרגיה סולארית התלוי במזג האוויר, מגדיל את האתגרים להתאמה בכל רגע ורגע בין ההיצע והביקוש לחשמל.

זה המקום בו מערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול יכולות לסייע בוויסות ובמיתון הפערים בין ההיצע והביקוש, ולשפר את בקרת ויציבות הרשת.

ממשלת בריטניה הודיעה לאחרונה על הסרת חסמים תכנוניים לבניית פרויקטים לאחסון אנרגיה מעל 50 מגוואט באנגליה ו -350 מגוואט בוויילס . לדעת הממשלה, מהלך זה יאפשר יצירת יכולת אחסון אנרגיה משמעותית חדשה. בבריטניה יש כיום יחידות אחסון בסוללות תפעוליות בהיקף של 1 ג'יגהוואט, ועוד 13.5 ג'יגהוואט פרויקטים של סוללות הנמצאים בשלב התכנון.

התערבות זו של הממשלה יוצרת סביבה תכנונית שיכולה לאפשר לבריטניה להגיע למטרה של אפס פליטת פחמן (נטו) עד 2050. זה יכול לקרות עם חלק גבוה של ייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות בהיקף גדול ומרכזי. אפשרות נוספת, היא לתת עדיפות לתוכניות קהילתיות קטנות יותר כמו טורבינות רוח ופאנלים סולאריים בבעלות הקהילה, חברי הקהילה, או בשותפות עם יזמים פרטיים.

סוללות לאחסון חשמל יתרמו באופן משמעותי לוויסות הרשת עם עוד 30 ג'יגהוואט מטורבינות רוח ימיות עד 2030, כדי להשיג את היעד של 40 גיגהוואט מטורבינות רוח ימיות באותה שנה.

אבל מערכות סוללות נייחות וגדולות יותר ויותר אינן הפתרון היחיד לייצור חשמל נקי. פתרון נוסף לבריטניה בעידן האנרגיה המתחדשת יכול לבוא ממכוניות חשמליות.

ככל שבריטניה עברה מדלקים מאובנים ומתכלים לייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת, פליטת גזי חממה ירדו  בכ -45.2% יחסית ל- 1990.  הירידה בפליטת CO₂ בבריטניה נבעה בעיקר מהמשך הירידה בפליטות בתחנות כוח. זאת כתוצאה משינוי בתמהיל הדלקים המשמשים לייצור חשמל, מעבר מפחם לאנרגיות מתחדשות.  המשמעות היא שמגזר התחבורה כיום הוא הפולט הגדול ביותר של גזי חממה, ואחראי ליותר משליש פליטות  CO₂  בבריטניה .

נתונים אלו הובילו להתמקדות הולכת וגוברת בהכנסת כלי רכב היברידיים ומכוניות חשמליות לבריטניה. מכיוון שכיום רק כ-10% מהמכוניות שנמכרות בבריטניה נכנסת לקטגוריות אלה , יש עוד הרבה מקום להפחית את ההשפעה של רכבי דלק ודיזל קונבנציונליים על היקף פליטות CO₂ בבריטניה. בעיקר, יש צורך בתשתיות משמעותיות יותר לתמיכה בהן, והפופולריות הגוברת שלהן מגדילה את כמות החשמל שהרשת צריכה לספק, כשליש מייצור החשמל עדיין מיוצר מגז טבעי.

אבל הנקודה העיקרית כאן היא שמלבד הקטנת פליטת CO₂ בבריטניה, ניתן להשתמש בכלי רכב חשמליים לאחסון עודף חשמל.

כאשר מכונית חשמלית מחובר לטעינה, היא מאפשרת למעשה לרשת החשמל לגשת לסוללה שלה. כשיש רכבים רבים המחוברים לרשת, הם יוצרים מאגר סוללות גדול מאוד. זהו מושג המכונה רכב לרשת – V2G שיכול ליצור מאגר אנרגיה חלופי גדול יותר וזול יותר ממערכות סוללות גדולות ונייחות.

בבריטניה ישנם 38.2 מיליון רכבים מורשים, כולל כ- 31.5 מיליון מכוניות. אם כל אלה היו רכבים חשמליים שבכל אחד מהם יש סוללה המאחסנת 50 קוט"ש בממוצע, והמחוברים באמצעות מטען של 7 קילוואט, זה יכול היה ליצור 'סוללה מצטברת' ענקית מבוזרת בפריסה ארצית,  בהספק של 220 ג'יגהוואט. סוללה כזו תהיה גדולה פי 15 מגודל הפרויקטים של סוללות לאחסון חשמל הנמצאים בשלב התכנון בבריטניה.

העלויות של 'סוללה מצטברת' זו יתחלקו בין מאות אלפי בעלי רכבים בודדים שירכשו את המכוניות והמצברים, במקום שמשקיעים ממשלתיים ופרטיים יצטרכו להוציא מיליונים של דולרים על פרויקטים גדולים.

עלות סוללות הרכב החשמלי צנחה בכ -87% בעשר השנים האחרונות לממוצע של כ- 150 דולר לקוט"ש והיא נמצאת במסלול שיגיע לפחות מ- 100 דולר לקוט"ש עד 2023.  לעומת זאת, עלויות סוללות נייחות בקנה מידה גדול גבוהות בכ- 50%. ההפרש נובע מעבודות הנדסה אזרחית, כבלים, מארזים, אלקטרוניקת כוח, ומערכות מיזוג אוויר לוויסות טמפרטורת הסוללה הנדרשים למערכות סוללות נייחות גדולות.

מערכת רכב לרשת V2G לאחסון חשמל הוא מושג ומערכת מתהווה. זה דורש ציוד טעינה דו כיווני שיכול לתקשר גם עם הרכבים, כמו גם מערכות בקרת אחסון והזרמה מצרפית aggregator ברמה גבוהה. עם זאת כל רכיבי הטכנולוגיה הזו קיימים.

כנו כן קיימים מגוון פרויקטים להדגמה של  מערכת רכב לרשת בבריטניה. חברת המכוניות ניסאן אימצה את הטכנולוגיה הזו ומציעה מערכת מוגבלת יותר של רכב-לבית (V2H) המאפשרת לאנשים להשתמש במכוניותיהם כדי לאגור חשמל מפנלים סולאריים על גג ביתם לשימוש בבית בלילה.

בעוד שממשלת בריטניה צודקת כי הרשת הלאומית זקוקה לאחסון חשמל רב יותר כדי לתמוך במעבר לייצור חשמל נוסף מאנרגיה מתחדשת, התמקדות בבניית סוללות גדולות אינה התשובה היחידה. כלי רכב חשמליים יוכלו לאפשר לציבור לשתף בנוחות את הסוללות במכוניותיהם כדי לסייע ביצירת עולם נקי יותר.

בסוף שנת 2019 היו בישראל כ-3,600,600 כלי רכב מנועיים, מתוכם כ-3,085,300 כלי רכב פרטיים. כ-356 אלף כלי רכב נוספו במהלך 2019 וכ-251 אלף נגרעו ממצבת כלי הרכב הפעילים, כך שמספר כלי הרכב גדל בכ-105 אלף

אם ב-2030 יהיו בישראל מיליון רכבים חשמליים שבכל אחד מהם יש סוללה המאחסנת 50 קוט"ש, והמחוברים באמצעות מטען ברכב של 7 קילוואט, זה יאפשר יצירת 'סוללה מצטברת' ענקית מבוזרת בפריסה ארצית, בהספק של 7 ג'יגהוואט. סוללה כזו לבדה, תהווה כ- 70% מהספק הסוללות הנדרשות לפי NZO, קבוצת האנרגיה של מרכז השל, ב-2030, כדי לאפשר כ- 50% מייצור החשמל מאנרגיה מתחדשת.

לפי מאמר של אנדרו קרודן, פרופ' לטכנולוגית אנרגיה באוניברסיטת סאות'אמפטון