חיפוש
  • Shahar Hen

אגירת אנרגיה Energy Storage - מדריך קצר למשקיע בשוק ההון

ראשית, אם לא קראתם את הפוסט הראשון על חשמל, אנרגיה ומה שביניהם - מומלץ להתחיל ממנו.


ההאצה בתחום האגירה גרמה לי להרים את הכפפה כדי לחשוף בפניכם את הטכנולוגיות השונות בתחום כדי להבין לאן הולך העולם.


אז ראשית, למה אגירה?


מקורות אנרגיות מתחדשות כמו שמש ורוח, הינם מטבעם תנודתיים ומקשים על ניהול מערכת החשמל. כך למשל, חוות רוח יכולה ליהנות מעוצמת רוח מקסימלית ותפוקת ייצור מיטבית דווקא בשעה בה אין דרישה לאנרגיה זו ברשת או כאשר מחיר החשמל למכירה זול מאד.


לפיכך, שילוב מקורות האנרגיה בצורה האפקטיבית ביותר ליצרנים ולצרכנים עובד דרך פתרונות אגירה.

באמצעות שילובם של פתרונות האגירה ניתן לייצר את האנרגיה על פי הזמינות, לאגור אותה ולמכור אותה לרשת על פי הביקוש והמחיר.


לחילופין, ניתן לרכוש אנרגיה מהרשת בכדי להגדיל את היקפי השימוש בעת שפל במחיר ובייצור, ובמקביל לאגור את האנרגיה העודפת ולמכור חזרה בעת שיא במחיר ובייצור. כך, ניתן לחסוך בהפעלת אמצעי ייצור יקרים ומזהמים וניתן יהיה להניב למשק החשמל תועלות רבות.


מדינות רבות משקיעות משאבים עצומים בפרויקטים שיובילו לצבירת ידע, מקומות עבודה חדשים וכתוצאה מכך להובלה עולמית. ראויה לציון במיוחד היא אוסטרליה שהכפילה את קיבולת אגירת האנרגיה שלה בשנה החולפת, מ499MWh בשנת 2019 ל1.2GWh בשנת 2020.


מבחינה תעסוקתית, ענף תשתיות האנרגיה המתחדשת באוסטרליה מעסיק כיום קרוב ל30 אלף עובדים וצפוי לגדול ל45 אלף עובדים ב2025. לשם השוואה, ענף כריית הפחם באוסטרליה מעסיק כיום כ-40 אלף עובדים.


מהי אגירה?


אגירה בראש ובראשונה היא 'כליאה' של אנרגיה שהופקה באמצעי ייצור כלשהו או בדרך הטבע.

התפתחות טכנולוגית בתחום מסייעת מאוד להעלות של שיעור הנצילות האנרגטית ויחד עם זאת, הוזלת צרכי האנרגיה במשק. וכמו שאנחנו לומדים תמיד בקורס, הכל מתחיל ונגמר בCOSTS.


בשונה מטכנולוגיות אגירת אנרגיה בטווחי אנרגיה נמוכים, כמו סוללות של סמארטפונים או מחשבים ניידים, הפרמטרים החשובים באגירה במערכות גדולות הינם העלות עבור יחידת אנרגיה, למשל עלות קילו וואט שעה, עלויות תפעול, היעילות של מחזור אנרגיה, וזמן החיים של רכיבים קריטיים במערכת, כלומר, לכמה זמן הטכנולוגיה שורדת. בדרך כלל מי שמתקין פתרון אגירה יישאף להשתמש בו 20 שנה פחות או יותר.


כיצד מביאים ליידי ביטוי הכנסות מפרויקט אגירה?

ההכנסות מאגירה יכולות לבוא ליידי ביטוי במספר אופנים:

  1. ניתן לייצר הכנסות מהאגירה עצמה.

  2. ניתן לייצר הכנסות מניצול פערי המחירים בין קניה למכירה של האנרגיה (לקנות מספק בתעריף זול, לאכסן, ולמכור המחיר יקר. למשל באירופה ובארצות הברית קיימים הרבה Energy Brokers שזה כל תפקידם) ניתן להכניס כסף מעתודות אנרגיה המייצבות תדר ומונעות הפרעות, מניהול מערכת וכן מרגולציה.

מדוע טכנולוגיית אגירה כה נחוצה?

בעולם בכלל ובישראל בפרט קיים פער בין כושר הייצור לבין הביקוש לאנרגיה. במיוחד בתקופות בהן הדרישה גבוהה באופן טבעי. פתרונות אגירה נחוצים על מנת לגשר על הפער שבין עקומת כושר הייצור לבין עקומת העומס.

בבחינה נכונה של טכנולוגיית אגירה המותאמת לכל שימוש, ניתן להשיג חיסכון משמעותי החל מרמות הצריכה הפרטיות ועד לרמה הלאומית.

האגירה יכולה לשרת לצורך שיטוח עקומת העומס של הצרכן הפרטי כך שייהנה מתעריפים נוחים יותר.

צרכנים תעשייתיים יכולים לשפר את איכות החשמל ולבצע אופטימיזציה של העלות.


האגירה היא Game Changer.


שילוב אמצעי אגירת אנרגיה במשק החשמל צפוי להיות בשנים הקרובות חיוני ואף הכרחי להשגת תועלות בדמות ביטחון אנרגטי, הבטחת כושר הייצור והבטחת הפיתוח העתידי של המשק. בדיוק כמו שמקרר או המזווה שבביתכם המשמש לאגירת מזון ושתיה. ניסיתם לדמיין את חייכם בלעדיהם?


פתרונות אגירה עיקריים:


1. אתחיל מהדבר שהכי מעניין אותי באופן אישי - אגירת אנרגיית מימן Hydrogen.

מימן הוא נשא אנרגיה חשוב ביותר. כאשר הוא משמש כדלק, המימן יכול להוות תחליף לדלק מאובנים, פחם, גז טבעי וגזרותיהם. המימן הוא מקור אנרגיה נקי, אמין, מחירו נמוך ויש לו יתרון עצום בכך שתוצר הבעירה שלו הוא מים במקום פחמן חד- או דו-חמצני הנחשבים לגזים רעילים.

היעילות האנרגטית של תא דלק מבוסס מימן היא כ-%60 בעוד שזו של מנוע בעירה פנימית היא כ-%34. כמו-כן, כאשר משתמשים במימן בטמפרטורות גבוהות ניתן לקבל ממנו חשמל, ובנוסף להשתמש בחום העודף למטרות חימום. בדרך זו ניתן לקבל יעילות אנרגטית של עד %80 !!


המימן רלוונטי מאוד לתעשיית הרכב, אך מכיוון שהטכנולוגיה עדיין בתחילתה ניתן לצפות לשיפורים משמעותיים נוספים בעתיד הקרוב והרחוק שיוזילו עלויות לצרכן באופן משמעותי.

אני מצרף לכם לינק למחקר של David Doty phD אשר בו הוא מכמת את עלות ייצור המימן בעוד מספר שנים ל1$ לק"ג (אני עדיין חושב שזה רחוק שנגיע לעלויות כאלה)

על מנת לבאר לכם את המשמעויות, הונדה וטויוטה מציגות נתוני הצריכה בפועל של מכוניות מסחריות המונעות בתאי דלק מימניים, מכוניות הצורכות קילוגרם אחד של מימן לנסיעה משולבת עירונית ובין-עירונית 66 מייל (105 ק"מ). בהנחה שרכב ממוצע נוסע נוסע כ-15000 ק"מ בשנה, הצריכה השנתית של רכב עומדת על כ- 150 ק״ג מימן. מבחינה כלכלית, העלות היא 150$ לשנה. אתם קולטים?


לינק למחקר




אימוץ טכנולוגיות מימן לפי שנים





Path-to-Hydrogen-Competitiveness_Full-St
.
Download • 8.79MB

2. אגירה באמצעות סוללות ומצברים:

סוללות בעיקרון הן תא אלקטרוכימי הממיר אנרגיה כימית לחשמלית ולהיפך, בסוללות נטענות.

באופן עקרוני ואידאלי, כל עוד הדקי הסוללה פתוחים והמעגל החשמלי פתוח, הסוללה משמשת כמאגר אנרגיה.

אנרגיה זו עוברת לשימוש כאשר אנחנו מחברים עומס לסוללה.

בפועל, סוללות מאבדות אנרגיה גם כאשר אינן מחוברות לעומס בגלל זליגת זרם פנימית וחיצונית ותפוקתן ויעילותן הולכות ופוחתות לאחר מחזורי טעינה ופריקה.

סוללות ומצברים מצטיינים בצפיפות האנרגיה הגבוהה שלהם - 100 עד 1000 קילו-ג׳אול לקילוגרם - תלוי בסוג הסוללה ובכל מקרה הרבה יותר מכל שיטות האגירה למעט מימן.


קבוצת הסוללות הצומחת ביותר אשר מתאימה גם לאגירת אנרגיות מתחדשות היא סוללות יוני ליתיום. לסוללות אלו יעילות טעינה גבוהה ופריקה ספונטנית נמוכה. הצמיחה המהירה שלהן מובילה גם לנפילה מהירה במחירן והן יכולות להתאים גם לצרכן הפרטי וגם לצרכי רשת.

השונות בין סוגי סוללות הליתיום עצומה והמבחר רב. במכשירים ניידים משתמשים בעיקר בליתיום קובלט המציע צפיפות אנרגיה גבוהה אך מלווה בסיכון בטיחותי (זוכרים את הnote המתפוצץ?).

ליתיום-ברזל, ליתיום-מנגן חמצני, או ליתיום-ניקל-מנגן-קובלט-חמצן מציעים צפיפות אנרגיה פחותה עם בטיחות מוגברת יותר.


בדומה לטכנולוגיות אחרות של אנרגיות מתחדשות עלות ההשקעה של הסוללות נמצאת בתוואי ירידה חדה ואומדני גופים שונים הינם לירידה של %60%-50 בעלות עד שנת 2030 .


הפרויקט הגדול והמרתק ביותר של אגירת אנרגיה בסוללות מבוסס על הסוללות של טסלה הנקראות PowePack. מדובר על מודולים של 16 סוללות יוני ליתיום מבוקרות. טסלה חברה לחברת Neoen הצרפתית אשר הקימה חוות רוח בHorsdale שב South Australia, ואל החווה הוצמד בנק סוללות הגדול בעולם האוגר 100MW.

אפשר לצפות כאן בוידאו מהאתר.



החיסרון של המערכת של טסלה הוא שהיא מביאה את המכולות האלה As Is ללא אפשרות של ממש לערוך התאמות. מי שמכיר היטב את המודל העסקי של טסלה (שמשרשר אל הלקוח בחומרה>תוכנה>ושירותים) יכול להתייחס לכך באמפתיה.

זו אגב הסיבה מדוע בישראל בחרה נופר אנרגיה להשתמש במכולות של CATL, יצרנית הסוללות הגדולה ביותר בסין, להקמת האתר בניר יצחק.


שם מדובר במארז המכיל 11 מגירות עם 8 בטריות בכל מגירה




אגב, כאשר תושלם הרפורמה במשק החשמל עליה כתבתי הפוסט הקודם, נופר אנרגיה תהיה בין הראשונות ליהנות מכך, לאור הארביטראז' שאפשר יהיה לעשות במסחר בחשמל.

וזו הסיבה שהיא פועלת במלוא המרץ כדי להקים כמה שיותר אתרים כמו בוידאו המצורף.

המודל העסקי אגב, הוא נפלא. הקשר עם הקיבוצים הדוק מאוד מה שמסייע להם להקים את האתרים בתוך שטח הקיבוץ.


למי שמעוניין ללמוד עוד על CATL אפשר להציץ בוידאו פה.



3. אגירה בקבלי על - Ultracapacitors.

אגירה בקבלי-על היא טכנולוגיה בהתפתחות המתאימה בעיקר לטיפול בהפרעות ברשת ושיפור איכות החשמל. יתרונם של קבלי העל למטרות אגירת אנרגיה מגיע מההספק הגבוה יחסית שלהם, כלומר, היכולת לטעון ולפרוק מהר ולתת תגובה מהירה על פי דרישה. ההתקדמות המבטיחה בייצור הקבלים ובאיכותם מצביעה על מגמה ברורה של התפשטות הטכנולוגיה להספקים הולכים וגדלים והיא מהווה תחרות משמעותית למצברים בתחום הטיפול בהפרעות.


חברת EATON הנסחרת תחת הסימול ETN היא בין השחקניות הבולטות בתחום הקבלים, ומוכרת מעל 20 מיליארד דולר בשנה.


4. אגירה בגז דחוס - Compressed Air.


אוויר, או כל גז אחר בלחץ, מהווה אנרגיה חיונית בתעשייה.

הרי בסופו של דבר, בכל מפעל תעשייתי קיים מדחס, וזה, צורך לא מעט חשמל להפעלתו.

טכנולוגיות אגירה בעזרת אוויר דחוס יכולות להיות מתורגמות כוח רב בפריקה שלו, מה שנדרש רבות בתעשייה.

האוויר הדחוס נשמר במאגר במשך X שעות, וכשהאנרגיה האגורה נדרשת ברשת, האוויר משוחרר אל הגנרטור בלחץ, כאשר בדרכו הוא מעורב עם גז טבעי או דלק אחר המוצת כדי להתגבר על ירידת הטמפרטורה של הגז בתהליך התפשטותו וכדי ליעל את התהליך כולו.

בסופו של תהליך הטורבינה מייצרת חשמל המוזרק אל הרשת והמאגר מתדלדל עד לטעינתו מחדש באוויר דחוס.


מגרעות עיקריות של שיטת האגירה באוויר דחוס הן התלות בחללים גיאולוגיים המתאימים לאגירת גז דחוס והחלפת החום הכפולה הנדרשת במהלך הדחיסה והשחרור.


מספר סטארטאפים ניסו לאחרונה להתמודד עם הבעיות הללו ולממש פתרונות מקוריים.

חברת Energy LightSail גייסה מעל 70 מיליון דולר ממשקיעים גדולים כמו פיטר תיל וביל גייטס במטרה לפתח התקן אגירת אנרגיה באוויר דחוס שאינו תלוי בחללים תת-קרקעיים טבעיים.


חברת Augwind היא חברה ישראלית שנסחרת בבורסה החל מהשנה שעברה, וקיבלה בשנת 2013 השקעה מCapital nature, החברה מפתחת מכלי אגירה תת-קרקעיים אלסטיים בלחץ ונפח גבוה, אשר מתעתדים לשפר את יחס עלות/ תועלת הטכנולוגיה.

לשם כך משתמשת החברה גם בתכונות הגיאומכניות של הקרקע לקבלת אגירה בנפחים גדולים יחסית ובעלויות נמוכות יותר.


אוגווינד היא חברת צמיחה בחיתוליה. ובכך יש בחייה שלוש אבני דרך עיקריות: הוכחת היתכנות POC, מעבר רגולטורי או טכנולוגי המוכיח את יעילות הטכנולוגיה, והשלב האחרון הוא המעבר למכירות עסקיות כחברה בוגרת.

הודעתה של אוגווינד על הגעה לנצילות של כ80% ,תלוי פרויקט, היא הצלחה במעבר של אבן הדרך השנייה של כל חברת צמיחה.

מדובר בהודעה משמעותית מאוד. יחד עם זאת, על החברה להוכיח בשנים הקרובות יכולת שיווק ומכירה לשווקים מחוץ לישראל באופן נרחב כך שהטכנולוגיה שלה תקבל אישוש בינלאומי נרחב עוד יותר.

על החברה להוכיח יכולות חדירה לשווקים בעיקר עם AirBattery שהכנסותיו משמעותיות מאוד.


לסיכום:

ניסיתי למפות כאן מספר טכנולוגיות אשר רלוונטיות לישראל וכמובן שישנן עוד טכנולוגיות שלא נגענו בהן.

אני מקווה שבפעם הבאה שבה אתם שומעים את צמד המילים "אגירת אנרגיה", תדעו לפחות להגיע עם בסיס ידע על מנת שתוכלו לשאול את השאלות הנכונות.



מטרת הפוסט היא לימודית בלבד. אין באמור להוות המלצה או שידול לביצוע פעולת השקעה כלשהי בשוק ההון. הח"מ הוא משקיע פרטי ולא יועץ השקעות, מנהל השקעות או משווק השקעות ברישיון.









514 צפיות1 תגובות

טלפון: 052-5202446

WeWork הזרם, הפלך 7

תל אביב מיקוד 6816727

 © 2021 כל הזכויות שמורות