אירועי החשמל האחרונים הראו כי התובנה העולמית, לפיה מערכות ההולכה והחלוקה מהוות את החוליה החלשה של משק החשמל נכונה גם בארץ, כי נושא הביטחון האנרגטי הוא נושא חשוב ואינו מטופל כדבעי ווכי האזרח הישראלי התחיל להבין כי ייתכן מצב שבו לא יהיה חשמל. טור מאת זאב גרוס

היום בו השאלטר לא עבד

מאת: זאב גרוס

בתמונה הראשית: הפסקת חשמל, אילוסטרציה. קרדיט: שאטרסטוק

בשנת 2009 או 2010, כשכיהנתי כמנהל האגף במשרד התשתיות שעסק בשימור אנרגיה, החלטנו לצאת בקמפיין תקשורתי לקידום ההתייעלות האנרגטית. המניע לקמפיין היה מחסור חמור ביותר במה שמכונה "רזרבה" – כלומר, ההספק החשמל המותקן הזמין (דהיינו – הלא מופעל) בשעת צריכת שיא בחשמל. באותה תקופה, עמדה הרזרבה על בערך 3% מההספק המותקן הכללי – רזרבה שאפיינה מדינות העולם השלישי.

לקראת הקמפיין, החליטה לשכת הפרסום הממשלתי (שהיתה מופקדת על הפקת והפצת הקמפיין) לבצע סקר טלפוני בכדי לקבוע את המסר ה-"קליט" ביותר. לתדהמתנו, גילינו שאזרחי מדינת ישראל באותה תקופה לא היו מסוגלים או לא היו מוכנים לדמיין מצב שבו ייכנסו לחדר, יקפיצו את השאלטר – ולא יהיה חשמל. האמונה באספקה מתמדת ומיידית של חשמל, מתי ובכמות המבוקשת, היתה טבועה באוכלוסיה הנבדקת עד כדי אמונה "דתית".

לצערינו – או לשמחתנו – עברה מדינת ישראל שני אירועים טבעיים שנתנו לכולם "טעם" המחסור – הראשון בחורף 2013 והשני ממש בימים האחרונים. מה שחשוב הוא שאירועים אלה פגעו במקומות מרכזיים בארץ, כך שהרוב הגדול של אזרחי ישראל אינם יכולים להתעלם מהם תוך טענות של – "נו, זה בפריפריה".

אם להסתכן בהעדר פופולאריות – על אף אי הנעימות שבהפסקת חשמל של יותר מ-24 שעות במקומות מסוימים, ככלל, המצב בארץ בכל הקשור לאמינות אספקת חשמל הוא טוב, יחסית, לעומת מקומות "נידחים" כמו ארה"ב בכלל והחוף המזרחי של ארה"ב בפרט. שם, הפסקות חשמל של שעות אינן נדירות ובסופת Sandy – סופת ההוריקאן לפני כשלוש שנים – נותקו שטחים נרחבים של צפון מזרח ארה"ב מזרם החשמל לתקופות של שבועות ואף חדשים.

אצלנו, יהיו כאלה שיעמיקו בשאלת אחריות עובדי חברת החשמל למצב, ואלה שיכריזו על הצורך ש-"מישהו צריך ללכת הביתה" . שתי התגובות האלה יביאו – אולי – להתמודדות עם הסימפטום של הבעיה, אך לא יתמודדו עם הבעיה בצורה נכונה. אם אנו רוצים להתקדם בפתרון הבעיה, יש לזהותו ולהגדירו בצורה נכונה.

זיהוי הבעיה: יש להטמיע את התובנה כי רשת חשמל היא פגיעה ומהלך טבעי או לא טבעי אחד מסוגל לנתק מאות אלפי צרכנים מזרם החשמל בהינד עפעף. נזכיר בהזדמנות זו את האירוע בשנת 2007 שבו כתוצאה מתגובת מערכת הולכת הגז הטבעי והפעלת מנגנון הגנה פנימית, זרם הגז הטבעי לתחנת הכח באשקלון הופסק לכ-15 שניות בלבד – והדבר החשיך כרבע ממדינת ישראל.

בעולם, החלו קולטים את התובנה שהחוליה החלשה של רשת החשמל היא לא הייצור, או העדר ייצור, אלא הרשת (הולכה וחלוקה), האמורה להביא את האנרגיה מהיצרן לצרכן. תובנה זו – שנטמעה טוב טוב בעקבות סופת Sandy בארה"ב –

הביאה לשינוי הפרדיגמה – מפרדיגמה שגרסה כי את המענה לכל צרות משק החשמל יש לחפש בהגברת הייצור, עוברים לפרדיגמה הגורסת את הצורך ל-"קצר טווחים" בין מתקן הייצור לצרכן.

סופת Sandy, שמחקה את רשת החשמל בכל צפון-מזרח ארה"ב, הביאה לתובנה כי התכונה החשובה ביותר לצרכן האנרגיה היא הביטחון האנרגטי והבטחת הביטחון משיגים דרך שרידות הרשת – resiliency. בעקבות תובנה זו, החלו בארה"ב לתמוך בהפיכת משק החשמל מאוסף של מספקי חשמל גדולים השולטים בקווי הולכה וחלוקה על פני שטח גיאוגראפי גדול (ובדרך זו – גם בצרכנים רבים) לאוסף של מתחמים קטנים ומבוזרים, עם יכולת "אספקת אנרגיה מקומית". בנוסף, מתחמים מקומים אלה תוכננו עם היכולת להתנתק מהרשת (על בסיס מזדמן או אפילו על בסיס קבוע), ולתפקד כאיים אנרגטיים. ה-micro-grid , כפי שזה נקרא, הפך מקוריוז צבאי או גחמה של אנשים פרנואידים, לדבר שהוא ב-mainstream.

מה, אם כן, זה micro-grid (שנכנה אותו לדוברי עברית פשוטים – "מיקרשת"). משרד האנרגיה האמריקאי מגדיר micro-grid כך:

A microgrid is a group of interconnected loads and distributed energy resources within clearly defined electrical boundaries that acts as a single controllable entity with respect to the grid. (https://building-microgrid. lbl. gov/microgrid-definitions)

המיקרשת, אם כן, היא מתחם מוגדר אשר בתוכו מצויים צרכני אנרגיה ומקורות אנרגיה, עם תשתית הובלת אנרגיה מהמקורות לצרכנים וכן מערכת ניהול המאפשרת לכל היחידה הזאת להוות יחידה ברת שליטה בעיני הרשת הכללית (כלומר היודעת לאזן בכל עת ובזמן אמת בין הייצור לבין הביקושים אותם הוא אמור לספק וגם למשוך אנרגיה ולספק אנרגיה ושירותים אחרים לרשת). כמו כן – מתחם זה יכול להתנתק מאותה רשת בעת חרום, בה הרשת מפסיקה לפעול, ולפעול כיחידה עצמאית כלפי צרכניו הפנימיים.

שתי דוגמאות בולטות מסופת Sandy בניו-יורק היו בית חולים רוזוולט במנהטן ומתחם המגורים Co-Op City בברונקס. הראשון הוא מבנה בודד המאכסן אלפי עובדים ומאושפזים. כצעד לביטחון אנרגטי, דאג בית החולים להתקין מערכת קוגנרציה העובדת על גז טבעי. כשרשת החשמל קרסה בעקבות הסופה, התנתק בית החולים מרשת החשמל וסיפק חום וחשמל לא רק לצרכיו, אלא בהיקפים עודפים שאיפשרו לו גם לאכסן מטופלים מבתי חולים אחרים וצוותי משטרה.

Co-Op City הוא מתחם מגורים של כ-35 מבנים עם אוכלוסיה של כ- 45,000 איש. מדובר במתחם מנוהל (כן – של 45,000 איש!) אשר בו דאגה חברת הניהול להתקין מערכת קוגנרציה מבוזרת בכל המתחם. בזמן הסופה, שרד המתחם הזה יותר משבועיים מבלי למשוך חשמל מהרשת. נשמע הזוי? אולי. אבל כיום אין מדינה בצפון-מזרח ארה"ב שאינו מריץ תכנית לעודד הקמת מתחמים מהסוג הזה – אפילו ברמה השכונתית.

שרשי המיקרשת באנשים אשר בקשו להגביר את השימוש באנרגיה מתחדשת. כבר לפני כ-10 שנים דווח על לפחות שכונה אחת בדנמרק אשר ביקשה ליהנות על בסיס שכונתי מאנרגיה סולארית ויצרו את הקואופרטיב השכונתי הראשון לכך. עוד לפני כן, נוסדו קואופרטיבות שכונתיות להקמת מתקני אנרגיית רוח. ההתפתחות בתחום זה, בין היתר, חשף את ליקויי וחולשות הרשת והביא לתחילת הדיון סביב הרשת החכמה. מיקרשתות הינם, אם תרצו, חלקי הלגו שבעזרתם יבנו את כלל הרשת החכמה (מקור התאור הזה הוא מר Laurent Schmidt מחברת Alstom).

הדיון בכל תחום המיקרשת התפתח לכל מיני כוונים – דיונים סביב כינויים, השירותים המוענקים על ידם, טכנולוגיות, סיווגם השונים, מטרותיהם, השפעתם על הרשת, הפתרון המוצע על ידם להיחלשות הרשת וכד'. דיון מקיף, מרתק, ועכשיווי. בפשטות, ניתן להגיד שעולם המיקרשתות מתחלק, בעיקרון, לשלושה חלקים – מיקרשתות שהוקמו ממניעים של ביטחון אנרגטי; מיקרשתות שהוקמו ממניעים כלכליים; ומקרשתות שהוקמו משני מניעים אלה יחד.

את המיקרשת המוקמת מטעמי ביטחון אנרגטי ניתן לראות בחוף המזרחי של ארה"ב (ניו-יורק; מסצ'וסטס; קונקטיקט) – שם המדינות משקיעות גם כספים בכדי לבחון את ההיתכנות של ארכיטקטורות שונות של מיקרשתות, הצדדים הטכנולוגיים – אך לא פחות, גם הצדדים הכלכליים, כגון המודל העיסקי להפעלת מיקרשת מסוג זה, ההשפעה על מספקי האנרגיה (בעצם – שינוי התפקיד והמעמד של ספקי האנרגיה) וכו'.

את המיקרשת הממוקמת תוך מניעים כלכליים ניתן לראות – איך לא – בחוף המערבי של ארה"ב. במקרה אחד הוקמה המיקרשת על ידי ספק האנרגיה (מתחם Borrego Springs שהוקם על ידי Southern California Edison – למה?–כי לא רצו למתוח לשם קו הולכת חשמל). במקרה אחר (University of California, San Diego) ביקש המתחם לחסוך בהוצאות אנרגיה. מערכת הניהול של המיקרשת עוקבת אחרי תעריפי החשמל ברשת בזמן אמת, ובעת הגיע התעריפים לרף שנקבע מראש, מנתקת המערכת את כל הקמפוס מהרשת ומפעילה אותו כאי אנרגטי עד ירידת התעריפים ברשת מתחת לרף.

המיקרשת ה-"היברידית" – כלומר המחפשת בטחון ביחד עם חיסכון – ניתן למצוא בקמפוס של University of Texas, Austin. קמפוס זה – המפעיל כ-130 MW בשיא, באנרגיה חשמלית ותרמית – מנותק לחלוטין מהרשת (פרט לחיבור חירום) כבר מאז 1974! מאז ועד היום הקמפוס יותר מהכפיל את עצמו מבחינת שטח בנוי ואוכלוסיה אך לא עלתה בהיקף פליטת גזי חממה מאז 1978!

אז המיקרשת היא דבר עובד – אפילו טוב. היא כיום במרכז הדיון על שרידות הרשת, על המעמד הנוכחי והעתידי של ה-utility, והיא מוכרת על ידי המומחים כתחילת המעבר ל-"רשת חכמה". היא בעלת היתכנות טכנולוגית מוכחת, אך עם היתכנות כלכלית שטרם הוכחה. אבל היא כאן, היא כלי שמיש ויש בה לענות על לא מעט ממשאלותנו בתחום האנרגיה.

אז אולי הפתרון שלנו היא רשת חשמל המחולקת לתאי מיקרשת? אולי אפילו לחשוב על רשת חשמל עירונית או אפילו שכונתית מבוססת מירשתות? נשמע הזוי? בואו נבחון פתרון זה לרגע וניווכח כי הוא נותן מענה למספר רב נושאים חשובים לרשת שלנו.

ראשית – אנחנו מצויים באיזור בו גם סופות טבע וגם סופות מסוג אחר יכולות להוריד עלינו גשמי ברכה או גשמי זוועה, ועל הרשת שלנו להיות מוכנה לשרוד את הסופות האלה. ככל שמדובר במערכת אנרגיה המחולקת למתחמים קטנים יותר, כך קשה יותר לנטרל את היכולות התפקודיות שלה. אם עד עכשיו חשבנו שהשאלטר תמיד מביא חשמל- מסתבר שלא, והוא גם עשוי להימנע מלתפקד לתקופות ממושכות.

שנית – ביזור מערכות מאפשר לנו לשקול אספקת הביקושים במיזרשתות באמצעות אנרגיה מתחדשת. ההערכות בדבר התרומה הכלכלית של אנרגיה מתחדשת למשק (ההערכות של המועצה הלאומית לכלכלה) אמנם שקלו את תרומת האנרגיה המתחדשת ל-"ביטחון האנרגטי" של המדינה, אבל תוך ראיה של משק אנרגיה המושתת על ייצור מרוכז עם מערכות הולכה וחלוקה "מרכזיות". מיקרשתות – לפחות בקונטקסט הישראלי (לאחר זמן מתאים לפתוח והטמעה) גורסות מבנה משק אנרגיה אחר עם ערכים שונים למושגים כגון "ביטחון אנרגטי" לעומת הבנת מושגים אלה כיום.

שלישית – המעבר למיקרשתות יאפשר פתוח מהיר יותר של מערכת הרשת החכמה ואף ישמש מנוף חיובי לביצוע הרפורמות הדרושות במשק החשמל הישראלי בדרך של win-win.

אז אם שמחנו, שהנה הגיע תרופת הפלא למכת החשמל (כלומר – מכת העדר החשמל) – לא למהר. יצירת והפעלת מיקרשתות בתנאים הרגולטוריים הקיימים היום אינם דברים פשוטים כלל ועיקר. גם יש להניח שהאינטרסים הפועלים היום במשק החשמל לא יקלו פתרון זה באהדה יתירה (את התגובות השליליות כבר שומעים מכוון ניו-יורק). ניתן להתנחם בעובדה שרשות החשמל החלה לבחון את הענין, בעיקר בעקבות גילויה (המבוססת על עבודת מחקר מסויימת – ומבורכת) כי הישראלי הממוצע בכל זאת מבין היום שייתכן הפעלת שאלטר ללא אספקת חשמל, ושמצב זה אינו מתאים לו.

הנושא עוד מורכב יותר – בין היתר מפאת העובדה כי מודלים עיסקיים האמורים להוביל את פיתוח המיקרשתות והפעלתן טרם פותחו עד תום. כמו כן, טרם גובשו תשובות מלאות לשאלת השפעת השילוב בין המיקרשת וההתייעלות האנרגטית שיש

לבצע טרם הקמתה על חברות חשמל ועל ספקי שירותי אנרגיה אחרים. עם כל המורכבות, אירועי ימים אלה יוכיחו כי יש צורך בשינוי עמוק בפרדיגמות הקיימות בכל הקשור למבנה משק החשמל והפעלתו.

אנחנו, אם כן, בתחילת הדרך. ניתן למנף את כל השלילי של הימים האחרונים לדבר חיובי גדול, מקיף וכדאי כלכלי.

*הכותב משמש היום יועץ פרטי בתחום ההתייעלות האנרגטית והאנרגיה המתחדשת. משנת 2004 ועד שנת 2011 שימש כמנהל אגף ניהול משאבי תשתית (כיום אגף שימור אנרגיה) במשרד התשתיות.