אנרגיה מתחדשת בגרמניה

פוטנציאל הפקת אנרגיה סולארית בגרמניה ביחידות של קילו-ואט שעה למטר רבוע. על פי ד"ר ג'וזף פטץ (Dr. Josef Pesch), הפקת אנרגיה סולארית בגרמניה היא כיום כלכלית בתחנות כוח סולאריות גדולות. כמו כן פוטנציאל אנרגיה סולארית בישראל ליחידת שטח הוא כפול בהשוואה לגרמניה. אנרגיה סולארית מהוה 6% מסך האנרגיה המתחדשת בגרמניה אך היא בעלת פוטנציאל גדילה בגלל שיפורים טכנולוגים וירידה בעלות הקמת התחנות.

אנרגיה מתחדשת בגרמניה הוא דוגמה למדינה מערבית בעלת אחוז גבוה של אנרגיה מתחדשת. נכון לשנת 2014 28% מהפקת החשמל במדינה נעשה באמצעות אנרגיה מתחדשת, על ידי שילוב של אנרגיה הידרו אלקטרית (סכרים), אנרגיית רוח, ביו-מאסה ואנרגיית שמש.

בניגוד למדינות אחרות כמו ארצות הברית או ישראל, קידום של אנרגיות מתחדשות בגרמניה נעשה ברובו ביוזמות מקומיות ומבוזרות "מלמטה" - יזמים קטנים, קואופרטיבים וקהילות - ולא על ידי מכרזים ממשלתיים וחברות ענק.

היסטוריה

משנות ה-50 של המאה ה-20 ועד אמצע שנות ה-70 של המאה ה-20 הסתמכה גרמניה על ייצור חשמל באמצעות כורים גרעיניים ואנרגיה המבוססת על שריפת פחם. היו 3 סיבות עיקריות שהובילו להגדלת השימוש באנרגיה מתחדשת במדינה:

בשנת 1975 נמנעה ההקמה של הכור הגרעיני האחרון בגרמניה. הכור היה מתוכנן להבנות בדרום גרמניה, באזור חקלאי ליד צפון צרפת באזור נהר הריין. קואליציה של ארגוני סביבה, כולל ידידי כדור הארץ, ובסיוע של בנק חברתי (Oko-bank) והמפלגה הירוקה הגרמנית התנגדה למהלך. כמו כן התנגדו להקמת התחנה הגרעינית חקלאים מקומיים. האזור משופע במטעים ושדות והחקלאים חששו שדליפה גרעינית תחסל את הפרנסה שלהם. למאבק זה הצטרפו חקלאים צרפתים מצידו השני של הגבול שחששו מדבר דומה.

בהמשך בשנת 1986 התרחש אסון צ'רנוביל. הקרינה מהכור במרחק 2,100 ק"מ השפיעה גם על גרמניה. במשך מספר שבועות אסור היה לשתות חלב. נתגלו מספר מקרים של חלב אם שהכיל יוד רדיואקטיבי בכמות גדולה מהמותר. בעוד שמבוגרים יכולים להימנע מחלב במשך זמן רב, היה בעיה למוסדות להגיד מה אמורים לאכול ילדים קטנים.

אמא אחת, עקרת בית שחיה בסביבת היער השחור,Ursula Sladek שילדיה לא הורשו לשחק בחוץ במשך שבועיים בגלל הנשורת הגרעינית, החלה לדרוש אנרגיה נקיה מגרעין. התאגידים הגדולים של האנרגיה לא הסכימו לספק דבר זה, המאבק של אם זו עודד את הפיתוח של אנרגיה מתחדשת במדינה, ועל כך זכתה בשנים האחרונות למספר פרסים, כולל פרס סביבתי מנשיא ארצות הברית ברק אובמה ופרס גולדמן להישגים סביבתיים [1].

הסיבה השלישית היא הפניה לנושא של העצמה והשענות עצמית, נגד הקרטל של חברות החשמל הגדולות ואימוץ מודל של ייצור חשמל עצמי בדומה לדנים.

מאפיינים

לטענת ד"ר ג'וזף פטץ, מארגון FESA, יש לגרמניה די והותר אנרגיה מתחדשת, אך זו מפוזרת על פני שטח רחב, ולא מרוכזת במקום אחד.

החל משנת 1997 שוק החשמל בגרמניה נפתח רשמית לתחרות, בעקבות תקנות של האיחוד האירופי. בפועל שולטות בשוק 4 חברות גדולות. דבר שמסייע לפיתוח שוק האנרגיה המתחדשת בגרמניה, שמונע בעיקר כתוצאה מיוזמות מקומיות, וקואופרטיבים הוא שיש בגרמניה הפרדה בין הולכת חשמל ואספקת החשמל לבתים, לבין ייצור החשמל. בעוד הולכת חשמל היא מונופול טבעי ייצור חשמל אינו בהכרח מונופול טבעי, ויכול להתנהל במנגנון תחרותי יותר.

בשנת 1990 הכינו בגרמניה את החוק הראשון לתשלום על אספקת חשמל לרשת החשמל מיצרנים קטנים שהם גם צרכנים. החוק היה קצר מאוד וכלל רק 2 עמודים כדי שיהיה פשוט. בהמשך הוחלף החוק בחוק מורכב יותר של 200 עמודים.

70% מייצור החשמל המתחדש הוא בידיים פרטיות. היצרנים הם חוואים, קהילות וקואופרטיבים. רק 6.7% משוק האנרגיה המתחדשת נמצא בידי 4 החברות הגדולות. אחת הסיבות היא שמדובר לרוב ביוזמות קטנות וקשה לתאגידים הגדולים להיכנס ליוזמות אלה בגלל התקורות הגבוהות שהן נושאות. אחת הסיסמאות והרעיונות של החשמל המתחדש בגרמניה הוא Power from the pepole - הפקת חשמל בצורה מבוזרת הן ברמה הגאוגרפית והן ברמת הבעלות על הפקת החשמל. חשמל מלמטה למעלה ומהאזור הכפרי אל העירוני. כיום יש למשל ישוב חקלאי קטן שמייצר 180% מהחשמל שלו בצורה עצמאית על ידי אנרגיות מתחדשות.

עד לפני 5 שנים עיקר היוזמות של אנרגיה מתחדשת היו עבור משקי בעלי חיים בצפון המדינה שיש בהן צריכה גבוהה של אנרגיה מחד והרבה אנרגיית רוח מאידך. ב-5 השנים האחרונות (2007-2012) יש שינוי גם בגלל ייעול הטכנולוגיות וגם בגלל שינויים מבניים ועסקים ויותר עסקים גדולים נכנסים ליוזמות אנרגיות מתחדשות. ניתן למצוא יוזמות בכל הגדלים - ברמה של חוות רוח גדולות וגם ברמה של יוזמות מקומיות וקטנות.

שוק האנרגיה המתחדשת התפתח במהירות. בשנת 2000 הממשלה הציבה יעד לפיו עד 2010 12.5% מצריכת החשמל תבוא ממקורות מתחדשים, ודבר זה זכה לספקנות רבה. במציאות, עד שנת 2010 17% מצריכת החשמל במדינה הגיע מאנרגיה מתחדשת וכאמור 20% בשנת 2011.

אספקת אנרגיה רציפה ואמינות

קיימות מספר מדינות בגרמניה (בדומה לארצות הברית, גרמניה היא פדרציה של מספר מדינות בעלות סוברניות מסויימת), בעיקר מדינות כפריות, שבהן מעל 40% מהפקת החשמל היא באמצעות אמצעים מתחדשים. דבר זה עומד בסתירה לטענות עבר של יצרניות החשמל הגדולות, שטענו שאי אפשר שיותר מ-5% או לכל היותר 10% מרשת החשמל תבוא מאמצעים מתחדשים.

טענה זו מתבססת על כך שאנרגיה מתחדשת, בעיקר אנרגיית רוח ואנרגיית שמש באה והולכת וקשה לספק אותה בקצב הרצוי לצרכנים על פי דרישה, וזאת בהשוואה לתחנות כוח המונעות בפחם, גז טבעי או אורניום המפיקות אנרגיה בקצב קבוע וניתן לשליטה.

לפי פטץ, בעוד שנכון שיש תנודות בהפקת האנרגיה המתחדשת באמצעי אחד ובאזור אחד, כאשר מבצעים ממוצע על פני שטח גדול וכאשר משתמשים בשילוב של 3 השיטות - ביו-מאסה, רוח ושמש מתקבלת הספקת אנרגיה סדירה למדי. לדוגמה בעוד שאזור אחד יכול להיות מעונן, נדיר שכל המדינה מכוסה כולה בעננים - ובתקופות אלה יש בדרך כלל יותר רוח.

ישנם היבטים אחרים המקלים על השימוש הגבוה באספקה סדירה של אנרגיה מתחדשת לגרמניה בכלל ולמדינות אלה בפרט. מתוך 5 המדינות האלה 3 מדינות הן מדינות כפריות שבהן קל להפיק אנרגיה מתחדשת מצד אחד ומצד שני הדרישה לאנרגיה אינה גבוהה. כמו כן אזורים אלה יכולים לייצא אנרגיה למדינות עירוניות יותר שהן דלות יותר ביכולת הפקת האנרגיה המתחדשת שלהן. כמו כן, כל גרמניה מייבאת ומייצאת חשמל מצרפת ואל צרפת שמפיקה חשמל באמצעות כורים גרעיניים.

לטענת פטץ, יש חשיבות לשימוש ברשת חשמל חכמה שיכולה לעמוד בעומסים משתנים, וכן ברשת אלקטרונית חכמה ברמת הביקושים - לדוגמה מתקני סלולר שיכולים לכבות מכונות לשטיפת כלים, מכונות כביסה וכו' בזמן של ביקושי שיא. זאת בעיקר אצל מוסדות גדולים כמו בתי חולים וכו' אבל גם במשקי הבית. כמו כן לטענתו, דווקא הצרפתים הם אלו שנמצאים בבעיה של בזבוז אנרגיה בגלל ההסתמכות היתרה שלהם על כורים גרעיניים. בכורים אלה לוקח לפחות שבוע כדי לקרר אותם במידה מספקת שתאפשר להקטין את הפקת החשמל. דבר זה מאלץ את הממשלה הצרפתית לפנות לשימושים בזבזניים באנרגיה כמו חימום בתים בלילה כדי לאפשר לכורים הגרעיניים לפעול בצורה תקינה. הדבר בזבזני היות וכורים גרעינים אלה עומדים על יעילות של 40%, וחשמל זה מופנה לייצור של חום - שהיא אנרגיה באיכות נמוכה (ניתן להפיק חום מחשמל בקלות, אבל קשה להפיק חשמל מהבדלי טמפרטורה נמוכים). היבטים דומים אם כי במידה פחותה קיימים בתחנות כוח המונעות בפחם שבהם לוקח כ-6 שעות להקטין את הפקת האנרגיה (בגז טבעי ניתן להוריד את התפוקה תוך מספר דקות).

בנוסף לכך משתמשים הגרמנים גם באנרגיה שאובה כדי לווסת את כמות האנרגיה - הם משתמשים במערכת שכבר קיימת במדינה כדי לווסת את הפקת החשמל מאמצעים אחרים כמו סכרים הידרו אלקטריים ותחנות כוח המונעת בפחם.

התפתחות הטכנולוגיה והתעשייה של טורבינות רוח

ערך מורחב – טורבינת רוח

התקנת עוד ועוד טורבינות רוח ופיתוח השקעות ותעשייה הובילו לשיפורים טכנולוגיים ניכרים בטכנולוגיה זו, דבר שהוביל גם לשינויים כלכליים. גובה תורן הטורבינה ושטח חתך הכנפיים הם שני פרמטרים חשובים מאוד לטורבינות רוח, ככל שהתורן הטורבינה גבוה יותר כך היא יכולה לשאת להבים גדולים יותר ולקצור יותר רוח, בנוסף בגובה גבוה יותר יש רוחות מהירות יותר ויציבות יותר. רוחות מהירות יותר נושאות הרבה יותר אנרגיה, ורוחות יציבות יותר פירושן פחות תפעול והפסדי אנרגיה וכסף הנובעים מתפעול זה.

בתחילת שנות ה-80 של המאה ה-20 היו טורבינות בעלות תורן בגובה של 15 מטר שיכלו לספק לכל היותר הספק אנרגטי של 30 קילו-ואט. זה הספק אנרגטי קטן למדי דבר שעודד את עסקי החשמל לזלזל בתעשיית אנרגיה הרוח ולראות בה דבר בלתי חשוב שלא יכול לאיים כלכלית על עסקי החשמל הגדולים. דבר זה הקל על העברת חוקים למען אנרגיית רוח כמו חוק תעריף להכנסת אנרגיה לרשת החשמל.

בשנת 2008 היו כבר טורבינות רוח בעלות תורן של 126 מטר, בעלות הספק מקסימלי של 6,000 קילו-ואט (או 6 מגה-וואט) - כלומר שיפור של פי 300 בתוך 30 שנה. שיפור דומה לזה שנצפה בתעשיית המחשבים. הטורבינה Enrcon e-26 היא טורבינת ענק בעלת הספק מותקן של 7.5 מגה-וואט. בתלות במיקום, דבר שקובע את כמות ואיכות הרוח, טורבינה זו יכולה לספק אנרגיה בסך 25 מיליון קילו-ואט שעה בשנה.

הספק של 7.5 מגה-וואט דומה לתחנת כוח קטנה - להשוואה, אורות רבין, תחנת הכוח הפחמית הגדולה בישראל מספקת שמספקת 35% מכושר ייצור החשמל בישראל היא בעלת הספק של 2,590 מגה-וואט. כלומר נדרשות 345 טורבינות ענק כאלה כדי להביא להספק דומה - וגם זה רק לתקופות שבהן יש רוח. הספק החשמל בישראל עומד על כ-10,000 מגה-וואט כלומר אם טורבינות הרוח היו יכולות לעבוד כל הזמן היינו נדרשים ל-1,000 טורבינות כאלה כדי לתת הספק דומה, בהנחה שאין גידול אוכלוסין ואין גידול בצריכת החשמל לנפש.

החידושים הטכנולוגים באים לידי ביטוי גם בטורבינות משוכללות יותר שעשויות מחומרים מתקדמים, ובעלי טווחי פעולה גבוהים יותר מבחינת מהירות הרוחות שהן מסוגלות לקצור. טורבינות ישנות מתקשות לפעול במהירויות רוח גבוהות שגורמות למערבולות, לכוחות חזקים על הטורבינה ויכולות תפעול גבוהות יותר. בדומה לגלישת רוח או שיט מפרשים שקל לעשות אותו ברוח קלה וקשה לבצע אותו בצורה בטוחה ברוח חזקה. טורבינות Enrcon e-26 מסוגלת על ידי הטיית זווית הלהבים לתפקד במהירויות רוח גבוהות עד 120 קמ"ש.

פגיעה בציפורים

טיעון נפוץ המופץ נגד טורבינות רוח הוא שהן פוגעות בציפורים ובעטלפים. עובדתית הדבר נכון, טורבינות אכן הורגות ציפורים ועטלפים, ובאופן כללי, אין טכנולוגיה שיש לה רק יתרונות ואין לה שום חסרונות. מצד שני, כמות הציפורים והעטלפים שמתים כתוצאה מהתנגשות עם טורבינות רוח קטנה בהרבה יחסית לכמות שמתה בגלל חתולים, התחשמלות מקווי מתח, תחבורה והתנגשות במגדלים גבוהים בעלי חלונות זכוכית.

השפעות כלכליות וחברתיות

הנושא של אנרגיה מתחדשת עדיין נמצא בוויכוח בתוך גרמניה. בעוד שיש לה תומכים חזקים, יש גם מתנגדים מצד עסקי האנרגיה הגרעינית. לדוגמה יש פוליטיקאים בימין שטוענים שאנרגיה מתחדשת היא "טכנולוגיה שמאלנית". טענה זו לא רק שהיא מופרכת, אלא גם שטכנולוגיות של אנרגיות מתחדשות עומדות בקנה אחד עם הנטייה הימנית להשענות עצמית וזוכות לתמיכה של האוכלוסייה הכפרית שהיא ברובה בעלת נטייה לימין הפוליטי.

בעקבות פיתוח האנרגיות המתחדשות התפתחו גם יוזמות, ידע ומשרות בתחום. נכון לשנת 2008 היו 367 אלף משרות הקשורות בפיתוח אנרגיה מתחדשת בגרמניה. כמו כן מספר המתקנים המותקנים גדל. כאמור, רוב המתקנים הם בבעלות של יזמים קטנים, קהילות או קואופרטיבים דבר שתורם לביזור הכלכלה ולכלכלה דמוקרטית.

מבחינת יכולות מיחזור, לאחר 20 שנה מפרקים את התורן ואת הטורבינה. את החלקים של הפלדה והנחושת ושאר המתכות בטורבינה קל יחסית למחזר והדבר כלכלי כיום. לעומת זאת בטון שיש בתורן, וכן הלהבים הבנויים מסיבי זכוכית וסיבי פחמן אינם ברי מחזור.

אנרגיית שמש

אנרגיה סולארית מהוה 6% מסך האנרגיה המתחדשת בגרמניה אך היא בעלת פוטנציאל גדילה בגלל שיפורים טכנולוגים וירידה במחיר. על פי ג'וזף פטץ, הפקת אנרגיה שמש בגרמניה היא כיום כלכלית במיזמים גדולים. כמו כן פוטנציאל אנרגיית השמש בישראל ליחידת שטח הוא כפול בהשוואה לגרמניה.

ראו גם

• אנרגיית רוח
• טורבינות רוח
• קואופרטיב רוח
• אנרגיה מתחדשת בישראל

קישורים חיצוניים

• אנרגיה מתחדשת בגרמניה בוויקיפדיה האנגלית
• אנרגיית רוח בגרמניה בוויקיפדיה האנגלית
• אנרגיה סולארית בגרמניה בוויקיפדיה האנגלית
• ג'וזף פיטש - מורד הרוח מפיירבוג Paul Gipe 2006
• FESA.DE ארגון גרמני לקידום אנרגיות מתחדשות
• הילה חיימוביץ', הרוחות בגרמניה הפיקו יותר מידי חשמל, התושבים קיבלו כסף בחזרה, גיקטיים, 12.1.2018