רשתות חשמל חכמות: כשהמדיח יקנה חשמל בבורסה

צריכת החשמל גדלה מדי שנה בקצב מהיר, מה שמצריך הקמת תחנות כוח חדשות לצד העלאת התעריפים לצרכנים. עולם החשמל עומד להשתנות בשנים הקרובות: הרשתות יהפכו לחכמות יותר וינתבו את השימוש בין הלקוחות, החשמל יהפוך לסחורה בבורסת אנרגיה וירטואלית, שאותה יוכלו הצרכנים לקנות והמכוניות החשמליות יהפכו לסוללות ענק שיזרימו חשמל לרשת בשעת צריכת השיא.

זה נשמע כמעט דמיוני, אבל לפי החזון של הרשתות החשמליות החכמות, Smart-Grid, כאשר הצרכן ירצה להפעיל את מכונת הכביסה הוא יכוון אותה למצב הפעלה, היא תתקשר לבורסה הווירטואלית, תנהל מו"מ, תמצא את הספק הזול ביותר בשעה הנוחה ביותר, ותקבע את זמן הפעילות. בצורה זו, יהיו בעתיד הרבה יצרני אנרגיה - כמעט כל אחד מאיתנו.

וכמו בכל תחום חדש, במיוחד בקלינטק, הכתרים שנקשרים הם רבים. כבר היום הרשתות החכמות מרכזות כסף רב, והטענה היא שבטווח של עשור התחום ישנה את העולם וייתר הקמת תחנות כוח. הרשת החכמה תייעל את תצרוכת האנרגיה ברשת ותנהלה במשאבים נמוכים ביחס להקמת תחנות כוח חדשות. היא תביא, לפי ההערכות, לחיסכון של 10%-15% מתצרוכת החשמל. צריכת האנרגיה הכוללת באירופה מסתכמת בחצי טריליון אירו בשנה כיום.

ג'ק רג'יס, נשיא הנציבות הבינלאומית לאלקטרו-טכניקה (IEC), שביקר לאחרונה בישראל, מסביר את ההבדל בין החשמל המסופק היום, ה"טיפש", לזה החכם. "במסגרת הסמארט-גריד, מערכת החשמל היא אינטגרטיבית, וכוללת לא רק את הייצור וההולכה, אלא גם נתונים על אופי השימוש באנרגיה".

כיום המערכת אינה יודעת באילו מכשירים נעשה שימוש, כמה חשמל נצרך איתם ומה מנהגי הצריכה של בני הבית או העסק. לכן, גם לא ניתן לווסת את הצריכה במוצרים כבדים - כמו דוודים, למשל. הם מחממים את המים עד לטמפרטורה מסוימת, ואח"כ החימום נפסק. וכך הלאה. כמו תרמוסטט.

"כשמערכת החשמל מספקת חשמל היא צריכה לקחת בחשבון שכל הדוודים וגופי החימום של הצרכנים עובדים בעת ובעונה אחת, ולכן יש לייצר הרבה יותר חשמל ובעלויות גבוהות יותר מכפי שבאמת צריך", אומר רג'יס.

"אם נוכל לפקח באמצעות קבלת משוב מהצרכנים, אפשר יהיה לווסת את צריכת החשמל ולספק את הכמות הנדרשת במועד הנכון. את התפיסה הזאת נרצה להחיל במדינות שלמות".

שפה משותפת לסולרי ולרוח

יכולת נוספת של הרשת היא לשלב בין מקורות אנרגיה שונים - חשמל מתחנות כוח, תחנות רוח, תאים פוטו-וולטאים (סולריים) ומקורות אחרים. האינטגרציה של כל המערכות משרתת את רעיון ייצור החשמל כשהוא זול ואספקתו כשיש דרישה.

לדברי רג'יס, מצב כזה יספק לצרכנים מידע על עלות האנרגיה במהלך שעות היממה, ויאפשר להם לצרוך את האנרגיה בשעות נוחות יותר כלכלית.

לפי החזון, צרכנים גדולים יהיו מקושרים למערכת מרכזית של חברת החשמל, שתנהל ביניהם מו"מ ותחלק ביניהם את הזרם בהתאם לצרכים האמיתיים. כך תתאפשר הקטנת יחידות הייצור - כלומר, תחנות הכוח.

חיסכון בהקמת יחידות ייצור יוזיל גם את מחיר החשמל וגם את הזיהום, אבל כדי שתהיה למערכת כמות מספקת של אנרגיה, נדרשת לה מערכת אגירה - סוללות או מצברים בקנה מידה גדול.

דורון טמיר, מנכ"ל מכון התקנים, שביום ג' השבוע הודיע על פרישתו, אומר שזו תעשייה של מיליארדי דולרים. "הכוונה באנגליה להחליף בתוך 20 שנה את כל מוני הצריכה לחכמים. חיסכון של 10% בחשמל פירושו עשרות מיליארדי דולרים".

הארצות המתקדמות הן אנגליה, צרפת, איטליה, שבדיה ומספר מדינות בארה"ב, שמחייבות גופים תעשייתיים להתקין מונים חכמים, אם כי הם עדיין אינם מתקשרים עם מערכת מרכזית.

חוסכים חשמל בחניה

המחסום היום איננו טכנולוגי, אומר רג'יס. "הרכיבים של מערכת חכמה קיימים זמן רב, אבל כדי שניתן יהיה לבנות מערכת כוללת, צריך לחבר את כל הרכיבים כך שידברו האחד עם השני. את זה ניתן לעשות רק באמצעות תקינה, שיוצרת את השפה המשותפת, ועל זה אנחנו עובדים ב-IEC".

התהליך ארוך ואיטי, על כך אין ויכוח. אך נשאלת השאלה מדוע. "השינוי מצריך השקעות כבדות בתשתית, כאלה שיאפשרו חיבור חכם בין הצרכנים לחברות המספקות את האנרגיה. רק בעוד 10 שנים נראה השפעה של ממש למערכות על חיינו, ויחלוף עוד עשור עד שיהפכו לשגרת חיינו".

על אף שהחזון הוא לטווח הארוך, מתארגנים התאגידים ההנדסיים. סימנס, אחת מהחברות הגדולות בתחום, צופה שבתוך חמש שנים הוא יגלגל 30 מיליארד אירו בשנה.

"נגיע למכירות של יותר ממיליארד אירו מהתחום כבר ב-2010, בקצב עלייה שנתי של כ-7% בשנה", אומר מנכ"ל סימנס ישראל, אליעזר טוקמן.

לדבריו, חברת בטר פלייס (Better Place), שאותה מוביל שי אגסי, ביססה את הקונספט על מערכת תקשורת למערכות ההטענה, כזו שיודעת לזהות את המכונית, ההרגלים וההעדפות שלה. קשור לכך נושא אחסון האנרגיה - הרשת תדע לקבל המון נתונים מהצרכנים בזמן אמת ולהשתמש בו בצורה חכמה.

בשעות מסוימות ביום - שעות העבודה המקובלות, בעיקר - כשמיליוני מכוניות יחנו וייטענו, ניתן יהיה בעת צריכת השיא של האנרגיה לשאוב אותה מהמכוניות ולהעביר לרשת. אחר-כך, כשהצריכה תרד מהשיא, ניתן יהיה להמשיך לטעון את המכוניות.

לדברי טוקמן, ההערכה היא שבגרמניה יהיו בשנים הקרובות מיליון מכוניות חשמליות, וכך "ייווצר מצב של אנרגיה אגורה שאפשר ליהנות ממנה. המכוניות יהפכו לסוללות ענק". רג'יס אומר, כי מרכיב חשוב הוא חיבור בין מקום החניה לנקודת טעינה בבית. כך, כל בית יהפוך לצרכן וליצרן אנרגיה, לפי צרכיו.

חלון הזדמנויות לטכנולוגיות כחול-לבן

הרשת החשמלית החכמה יכולה להתאים במיוחד לחברות הישראליות, הפעם מהצד הטכנולוגי. "יש כעת חלון הזדמנויות חשוב", אומר רג'יס, "שכן כרגע, כל עוד התקינה בתחום נמצאת בתהליך של פיתוח, חברות ישראליות יכולות לשלב את הטכנולוגיות שלהן או לפתח טכנולוגיות שמתאימות בזמן אמת, ולתפוס עמדה מובילה".

ד"ר איתן יודילביץ', מנכ"ל קרן בירד, הקרן הדו-לאומית לשיתוף פעולה בין ישראל לארה"ב, מציין כי תחום הרשת החכמה זוכה לתמיכה של 11 מיליארד דולר בתוכנית התמריצים החדשה של ממשל ברק אובמה בארה"ב.

לדבריו, חברות ישראליות, שיש להן פתרון טכנולוגי ייחודי, יוכלו להשתלב בתוכנית על-ידי הקמת שותפות עם חברה אמריקנית שזכתה או מתחרה על פרויקטים. "החברה האמריקנית תישא באחריות על מימוש הפרויקט ותקיים הסכם תמלוגים או הסכם מסוג אחר, עם החברה הישראלית", הוא אומר.