בדרך לאיפוס פליטות במשק החשמל בישראל – אסדרת אגירת אנרגיה בסוללות בקנה מידה רחב

הקדמה

מדינת ישראל חתומה על אמנת פריז, ובמסגרתה היא התחייבה להפחית את פליטות גזי החממה ב-30% עד שנת 2030 ולאפֵּס פליטות עד 2050. למרות שינוי בתמהיל הדלקים ומעבר לגז טבעי (מתאן) ולאנרגיה ממקורות מתחדשים, משק החשמל עדיין אחראי לכ-42% מסך הפליטות בישראל ^[5]. בהחלטת ממשלה 171 נקבעו יעדי הפחתת פליטות ממשק החשמל ביחס לשנת 2015: 27% לשנת 2030 ולכל הפחות 85% לשנת 2050 ^[16]. נוסף על כך, לקראת ועידת האקלים בגלזגו ניתנה התחייבות לאיפוס פליטות עד 2050 על-ידי ראש הממשלה בנט, והיא עוגנה בהצעת חוק האקלים שאושרה בקריאה ראשונה בכנסת ^[13]. עיקר ייצור החשמל מאנרגיה ממקורות מתחדשים בישראל מבוסס על אנרגיית השמש, ומוגבל לשעות היום ולמזג אוויר מתאים. לפיכך, עמידה ביעדי הפחתת הפליטות מחייבת הקמת תשתית אגירה נרחבת שתבטיח אספקת חשמל סדירה גם כשאין ייצור. אגירת חשמל מציעה יתרונות מערכתיים רבים, ובפרט עצמאות אנרגטית, חוסן (resilience) ויתירות (redundancy). שילובה עם ייצור סולארי עשוי להיות חלופה זולה ויעילה יותר מהקמת תחנות כוח קונוונציונליות ^[23]. עם זאת, הקמת תשתית אגירה בהיקף משמעותי כרוכה באתגרי אסדרה (רגולציה) מורכבים, הנוגעים להיבטים טכנולוגיים, תכנוניים ומשפטיים. במאמר זה נתמקד באגירת חשמל המבוססת על סוללות יוני ליתיום (lithium-ion batteries), שעל פי התחזיות צפויה לעמוד בבסיסם של רוב מתקני האגירה החדשים שיוקמו ברחבי העולם בעשור הקרוב. נבחן את הסיכונים הסביבתיים הכרוכים בשימוש רחב-היקף בסוללות אלה, את אתגרי האסדרה הנלווים לכך, ונציע פתרונות במסגרת הדין הקיים בישראל.

פערי האסדרה בשימוש בסוללות יוני ליתיום לאגירת חשמל

אגירת אנרגיה היא תהליך של טעינה ואחסון של אנרגיה לשם פריקתה וניצולה במועד מאוחר יותר. אגירה המבוססת על סוללות יוני ליתיום מאפשרת אספקת חשמל רציפה גם בשעות שאין ייצור חשמל ממקורות מתחדשים. דיון בטכנולוגיות אגירה חלופיות מופיע במאמר נוסף המתפרסם בגיליון זה: התמודדות עם משבר האקלים: טכנולוגיות אגירת חשמל.

השימוש בסוללות יוני ליתיום צומח בשנים האחרונות באופן מואץ בשווקים מגוונים, ובפרט בתחומי התחבורה והאלקטרוניקה הניידת, על רקע ירידה חדה במחיר הסוללות ושיפורים מתמשכים ביעילותן ובביצועיהן. לסוללות האלה אורך חיים קצוב, המוגבל לכמות מחזורי הטעינה והפריקה המלאים שהסוללה יכולה לבצע עד שקיבולתה המרבית יורדת לרף מוגדר מראש (לרוב 80% מנפחה המקורי). השימוש ההולך וגובר בסוללות יוני ליתיום לצורכי אגירה מעורר שאלות אסדרה מהותיות הנוגעות, בין היתר, לבטיחות, לאיסוף, למִחזור ולסילוק בסוף חיי הסוללה, למניעת זיהום סביבתי מחומרים רעילים, לניהול ההשפעות הסביבתיות של תהליכי הכרייה ולהיערכות למחסור עולמי פוטנציאלי במתכות קריטיות ובפרט בליתיום ^[30].

בטיחות והיערכות חירום

בחודש אפריל 2019 אירעה התפוצצות מלווה בשרפה במתקן אגירת אנרגיה באריזונה, בהספק של 2 מגה-ואט לשעה, שהתבסס על סוללות יוני ליתיום. באירוע זה נפצעו ארבעה כבאים ^[31]. ב-16 באפריל 2021 אירעה התפוצצות במתקן אגירה בבייג'ינג, בהספק של 25 מגה-ואט לשעה, גם הוא מבוסס סוללות יוני ליתיום – ושני כבאים מצאו בה את מותם. בדרום קוריאה תועדו בין השנים 2017 ל-2019 לא פחות מ-28 תאונות במתקני אגירה, אירועים שהובילו את הממשלה להשבית באופן זמני כ-35% מכלל מתקני האגירה הפעילים במדינה (522 מתוך 1,490 מתקני אגירה) מחשש לבטיחותם ^[29]. האירועים האלה מדגימים את סיכוני הבטיחות הטמונים בפריסה רחבת-היקף של סוללות יוני ליתיום. מתקני אגירה תעשייתיים כוללים לעיתים מיליוני תאי סוללה. לכן, גם אם ההסתברות לתקלה בתא בודד נמוכה מאוד, הסיכון המצטבר ברמת האתר עלול להיות משמעותי ^[27]. התלקחות במתקן אגירה גדול עלולה להוביל לתגובת שרשרת, לשחרור אנרגיה ניכר ולסיכון ממשי לחיי אדם ולרכוש. בעוד המחקר המדעי מתמקד בשיפור הבטיחות של החומרים שתאי הסוללה עשויים מהם, מתחדד הצורך בהיערכות אסדרתית מקיפה. על ההיערכות לכלול תקנים להתקנה בטוחה ולבקרה שוטפת, דרישות לניהול סיכונים, מניעה והתמודדות עם תאונות, הנחיות ייעודיות לכוחות חירום והצלה ואסדרה להסדרת הסיכונים הכרוכים באיסוף, בסילוק ובמִחזור של סוללות ^[31].

ברמה הבין-לאומית פועלים מספר גופים מרכזיים לקביעת תקנים לבטיחות מערכות אגירה, ובהם ארגון הבטיחות בארה"ב (UL) ^[34], הוועדה הבין-לאומית לאלקטרוניקה (IEC) ^[28] והאיגוד האמריקאי להגנה מפני אש (NFPA) ^[32]. קיימים תקנים נפרדים עבור מערכות אגירה ביתיות ומערכות מסחריות ותעשייתיות.

בישראל הטמעה אפקטיבית של תקנים בין-לאומיים בתחום בטיחות מתקני אגירה יכולה להישען על המנגנונים הקבועים בחוק התקנים ^[7]. נוסף על כך, ניתן לעגן את הדרישה לעמידה בתקנים במסגרת רישיונות עסק והיתרי בנייה מכוח חוק רישוי עסקים ^[9] וחוק התכנון והבנייה ^[8]. מאסדרים (רגולטורים) ייעודיים, ובהם רשות החשמל, המשרד להגנת הסביבה ורשות הכבאות והצלה, יכולים לכלול הפניות לתקנים בין-לאומיים בהנחיותיהם, וכך ליצור מנגנון אסדרה עקיף אך מחייב.

רשות החשמל פרסמה הנחיות העוסקות בתכנון, בהתקנה, בהפעלה, בהתראות, בבדיקות ראשוניות, בתחזוקה, בבדיקות תקופתיות ובהיתרים למערכות אגירה שמצריכות תאימוּת לדרישות ת"י 15470 של מכון התקנים ^[21]. באתר מכון התקנים מפורסם מידע לסוללות למערכות האגירה המגדיר מגוון תקנים בין-לאומיים שהבדיקות יבוצעו לפיהם ^[15]. בתוכנית המתאר הארצית לאגירת אנרגיה ^[17] נקבע שמתקן אגירה יוקם לפי תקן ישראלי, ובהיעדר תקן, לפי תקן האגודה הלאומית האמריקנית להגנה בפני אש –NFPA 855. התאגדות מהנדסי החשמל ואלקטרוניקה פרסמה מסמך מקיף למערכות לאגירת אנרגיה חשמלית בסוללות ^[6]. באתרים של חברת חשמל וחברת נגה ישנן הוראות חיבור והתקנה למערכות אגירה.

נדרש תיאום בין כלל גופי האסדרה בישראל הקשורים לבטיחות סוללות במתקני אגירה. אנו מטילים ספק בצורך בתקן ישראלי נפרד, וממליצים להסתמך על תקני בטיחות בין-לאומיים מוכחים שיחולו גם על מתקנים קטנים שאינם טעוני רישוי. בהמשך לכך, אימוץ האסדרה האירופית החדשה הנוגעת לסוללות 2023/1542 (ראו להלן) עשוי להיות צעד נכון, ובלבד שילווה בפיתוח אמצעי אכיפה מתאימים ובהקמת מערך מוסדי מתאים.

אתגר הטיפול בסוללות לאורך מחזור חייהן: איסוף, מִחזור וסילוק

מסגרת האסדרה בישראל לטיפול סביבתי בסוללות מיושנת ואינה מתאימה לאתגרים שמציב השימוש הנרחב בסוללות יוני ליתיום לצורכי אגירה. החוק לטיפול סביבתי בציוד חשמלי ואלקטרוני ובסוללות ^[12] כורך את הטיפול בסוללות יחד עם פסולת אלקטרונית, ואינו יוצר הסדרה ייעודית לסוללות יוני ליתיום בשימושים תעשייתיים. חובת המִחזור המוטלת על יצרנים ויבואנים מוגבלת ל-35%–25 בלבד, ואין בחוק הבחנה בין סוללות לשימוש צרכני לבין סוללות המשמשות לאגירת חשמל בתעשייה. נוסף על כך, החוק אינו מתמודד במישרין עם האתגרים הייחודיים הנובעים מהשתלבות מתקני אגירה ברשת החשמל, ובכלל זה סוגיית האיסוף והמִחזור. חוק נוסף שרלוונטי בהקשר זה הוא חוק החומרים המסוכנים ^[10], שמסדיר את הנושא של החזקת חומרים מסוכנים ושימוש בהם. אומנם ברשימת החומרים המסוכנים נכללות מתכות שמרכיבות סוללות, כגון ליתיום, אלומיניום, קובלט, מנגן, נחושת וניקל, אך גם במסגרת זו אין התייחסות ישירה לשימושים בתחום האגירה או למנגנוני אחריות ייעודיים לטיפול בסוללות בתום חייהן.

הטמעה רחבת-היקף של מתקני אגירה בישראל צפויה ליצור אתגר אסדרה משמעותי: הצטברות של כמויות גדולות של סוללות משומשות, שעלולה להוביל לזיהום סביבתי נרחב אם לא תוסדר שרשרת מתאימה של איסוף, טיפול ומִחזור. התמודדות עם האתגר הזה תחייב תיקון חקיקה מקיף שיכלול קביעת יעדים כמותיים למִחזור ולהשבה של חומרי גלם חיוניים מתוך הסוללות, לרבות ליתיום, קובלט וניקל, וכן הטלת מגבלות על הטמנה או סילוק בלתי מבוקרים של סוללות שיצאו מכלל שימוש. אסדרה אפקטיבית תידרש להתבסס על עקרון האחריות המורחבת של היצרן (Extended Producer Responsibility – EPR), כמוצע באיחוד האירופי ^[24], ותטיל על היצרנים או על צדדים שלישיים מטעמם אחריות לאיסוף, למיון, לסילוק ולמִחזור של סוללות. לצד זאת, על האסדרה לעודד שימוש בטכנולוגיות בעלות משך חיים ארוך ולפתח מנגנונים שיאפשרו שימוש חוזר בסוללות שיצאו ממעגל השימוש הראשוני, למשל כאלה שהוסרו מכלי רכב חשמליים.

אסדרת הסוללות באיחוד האירופי: לקחים לישראל

אסדרת הסוללות האירופית (Regulation (EU) 2023/1542) פורסמה ב-2023 ^[26], כחלק מה-European Green Deal‏ ^[25]. האסדרה יוצרת הסדר חדש ומקיף לטיפול בכל מחזור החיים של סוללות מכל הסוגים, ומדגישה יעדי בטיחות, קיימוּת ומניעת זיהום סביבתי. ההסדר החדש כולל הוראות ייעודיות לבטיחות של מערכות אגירה נייחות (stationary battery energy storage systems) (סעיף 12). על יצרני סוללות (או ארגוני אחריות יצרן מטעמם) מוטלת חובת איסוף וקבלה (take back) של פסולת סוללות ללא תשלום (סעיפים 60, 61). נוסף על כך, האסדרה קובעת גם דרישות לתכולה מינימלית של חומרים ממוחזרים בסוללות תעשייתיות, כמו ליתיום, קובלט, ניקל ונחושת, עם יעדי מינימום שייכנסו לתוקף בהדרגה עד שנת 2036 (סעיף 8). הוראות נוספות כוללות חובות סימון ומידע, ובכלל זה הצהרה לגבי מדרַך הפחמן (carbon footprint) לדגמי סוללות רלוונטיים (סעיף 7), וכן "דרכון סוללה" דיגיטלי לסוללות תעשייתיות מעל 2 קוט"ש (סעיף 77). ההסדרים החדשים ייכנסו לתוקף בהליך מדורג עד 2036. היקף השימוש העתידי בסוללות תעשייתיות לאגירה, לצד סוללות בכלי רכב חשמליים ובכלי רכב זעירים, מחייב את ישראל לעדכן את החקיקה המקומית ואת מנגנוני האכיפה כדי שישקפו את המעבר למשק מוטה סוללות. ברור כי החקיקה הקיימת, ובפרט החוק לטיפול סביבתי בציוד חשמלי ואלקטרוני ובסוללות, אינה מותאמת לאתגרים שמציב השימוש הנרחב בסוללות יוני ליתיום לאגירה; בהקשר זה, ההסדר האירופי יכול לשמש נקודת מוצא לחקיקה חדשה.

לאחרונה נחקק בכנסת תיקון לחוק התקנים במסגרת רפורמת "מה שטוב לאירופה טוב לישראל" שמוביל משרד הכלכלה ^[19], ובמסגרתו נכללה גם אסדרת הסוללות האירופית. הרפורמה נכנסה לתוקף בישראל ב-1.7.2026 ^[14]. עם זאת, מהלך זה כשלעצמו אינו נותן מענה לבעיות שהצבענו עליהן. תכלית הרפורמה בחוק התקנים היא הפחתת יוקר המחיה באמצעות הסרת חסמים ליבוא והכרה בתאימות אירופית לצורך שיווק מוצרים בישראל; לכן, היא מתמקדת בעיקר בדרישות הנוגעות למוצרים (כגון התאמה לתקנים, סימון/תיוג ותיעוד נלווה). ההפניה לאסדרת הסוללות האירופית אינה מתיימרת להטמיע בדין הישראלי את משטר האחריות המורחבת של היצרן או להקים את מערכי האיסוף, המִחזור וההשבה. יתרה מכך, גם בהיבטי בטיחות הנוגעים למוצרים המענה חלקי, שכן המסלול האירופי הוא מסלול בחירה, עוסקים אינם מחויבים לפעול בו, ובפועל ניתן לייבא לישראל סוללות גם ממדינות וממסגרות תקינה אחרות. לפיכך, מהלך זה אינו יכול להחליף את שינוי החקיקה הנרחב שהומלץ לעיל.

פעילות אסדרה להטמעת אגירה במשק החשמל בישראל

על פי חוק משק החשמל, רשות החשמל אחראית על אסדרת משק החשמל בישראל, ומוסמכת לאסדר פעילות אגירה ^[11]. הרשות קבעה הסדרים לאגירה במתח נמוך, במתח גבוה ובמתח עליון, שתרמו לקידום אגירה בהיקף ניכר במתקנים עצמאיים ובשילוב עם ייצור סולארי. על פי דו"ח רשות החשמל לשנת 2024, הצפי הוא כי בשנת 2030 יעמוד הספק האגירה על 9,250 מגה-ואט, ורובו המוחלט במתחים הגבוהים והעליונים ^[2]. כמו כן, ננקטו צעדים חשובים נוספים, כמו אישור שינוי מס' 19 לתמ"א 1 ביחס למתקני אגירה, קידום פטור מהיתרים למתקני אגירה קטנים וקביעת תעריף אחיד על-ידי רשות מקרקעי ישראל עבור שימוש בקרקע למתקני אגירה.

ברם, מרשימים ככל שיהיו הצעדים שננקטו לקידום אגירה במשק החשמל, השאלה אם די בהם כדי להביא להפחתת פליטות משמעותית, ועד כדי איפוס פליטות לקראת שנת 2050, נותרת פתוחה. מניתוח תרחישים שונים של משרד האנרגיה והתשתיות עולה כי כדי להגיע בשנת 2050 ל-77% ייצור חשמל ממקורות מתחדשים (שיעור שעדיין רחוק מיעד איפוס הפליטות) תידרש אגירה בהספק של 70,300 מגה-ואט, פי שמונה בקירוב מן התוכנית הקיימת ^[3]. כאן מתבקשת בחינה אם תשתית האסדרה הקיימת והמבנה המוסדי הנוכחי מתאימים לשילוב אגירה בקנה מידה רחב במשק החשמל. בהקשר זה נצביע על שתי בעיות מרכזיות הממחישות מדוע המסגרת הקיימת אינה ערוכה עדיין להטמעה בהיקפים הנדרשים: (א) היעדר יעדים, תמריצים והסדרי רישוי ותכנון לעידוד אגירה מבוזרת, ובפרט אגירה "אחרי המונה", ושילובה בארכיטקטורה של רשת חשמל מתקדמת; (ב) ביזור סמכויות בין מאסדרים רבים המקשה על תיאום, הקצאת אחריות ואכיפה לאורך מחזור החיים של מתקני אגירה.

ברשת חשמל מתקדמת ארכיטקטורת האגירה צפויה להיות רב-שכבתית: מתקנים גדולים ועצמאיים במתחים הגבוהים והעליונים, בשילוב עם ייצור סולארי במתח הנמוך ואגירה אחרי המונה אצל הצרכנים בבתי מגורים ובעסקים. על פי הסוכנות הבין-לאומית לאנרגיה (IEA) הוכפל בשנת 2023 נפח האגירה על בסיס סוללות, ו-35% מהגידול היה באגירה אחרי המונה ^[33]. כלכלני בלומברג מעריכים שבשנת 2030 כרבע מהיקף האגירה העולמי יהיה אחרי המונה ^[22]. אגירה אחרי המונה, בייחוד בשילוב עם ייצור סולארי, עשויה לייעל את פעולת הרשת, להגביר את עצמאותם האנרגטית של צרכנים, ובהינתן הירידה במחירים של סוללות יוני ליתיום, גם להיות כדאית כלכלית לצרכן. בהתאם לכך, מדינות רבות מעודדות אגירה מבוזרת באמצעות מענקים, הנחות ברכישת סוללות, זיכויים ופטורים ממס. בישראל, לעומת זאת, אגירה אחרי המונה כמעט שאינה קיימת, ורק כ-4% ממשקי הבית התקינו מערכות סולאריות (רובן המוחלט ללא אגירה). משרד האנרגיה והתשתיות אומנם השיק תוכנית להוספת מאה אלף גגות סולאריים עד שנת 2030, אך בשלב זה ללא שילוב אגירה ^[18]. בדו"חות רשות החשמל אין התייחסות לחלקה של אגירה אחרי המונה בתכנון לשנת 2030, ובהיעדר יעדים, תמריצים והסדרים תכנוניים-רישויים שיוצרים כדאיות לצרכנים, ניתן להניח כי היקפה יישאר שולי. איור 1 מציג מבנה סכמטי של רשת חשמל מבוזרת עתידית הכוללת 95%–85 ייצור חשמל ממקורות מתחדשים.

איור 1

רשת חשמל מתקדמת הכוללת אגירת אנרגיה בהיקף רחב

מעובד מתוך Huang and Li, 2022 ^{[27, איור 1]}.

ככל שמתקדם מעבר האגירה ממודל הנשען בעיקר על מתקנים גדולים במתח גבוה למודל רב-שכבתי הכולל גם אגירה אחרי המונה, עולה החשיבות של תיאום בין המאסדרים ושל חלוקת סמכויות ברורה ביחס להיבטים השונים – תכנון, הקמה ותפעול – של מערכות אגירה בכל אחת מן השכבות. לכן, המבנה המוסדי הופך לשאלת מפתח. בפועל, אסדרת האגירה בישראל מאופיינת בביזור של האסדרה: מספר מאסדרים חולשים במקביל על היבטים שונים של פעילות האגירה ^[1]. ניתן להבחין בין מאסדר מגזרי, רשות החשמל, הפועלת מכוח חוק משק החשמל, לבין מאסדר כללי/סביבתי, המשרד להגנת הסביבה, שיש לו מנדט רוחבי ^[4]. לצידם מעורבים גם גופים נוספים בתחומי התקינה, התכנון, הקרקעות ורישוי העסקים. טבלה 1 מציגה את המאסדרים הרלוונטיים ואת בסיס הסמכות החוקי של כל אחד מהם. בהינתן יעד איפוס פליטות בשנת 2050, יש לבחון אם המבנה המוסדי המפוצל הזה מספק, או שנדרש גם מנגנון מתכלל בעל ראייה מערכתית רחבה, שיחבר בין יעדי האקלים לבין אסדרת משק החשמל והאגירה, ויבטיח תיאום, אחריות ואכיפה עקביים לאורך מחזור החיים של מתקני אגירה. מבחינה נורמטיבית, המסגרת המתאימה לעיגון מנגנון מתכלל כזה היא חוק האקלים, כחוק מסגרת שאמור לפקח על מימוש יעדי ההפחתה של ישראל באמצעות תוכנית לאומית שתגובש מכוחו.

טבלה 1

מאסדרים (רגולטורים) רלוונטיים בישראל לאגירה

סיכום

מטרתה העיקרית של האסדרה בתחום האנרגיה היא קידום רווחת הציבור ושיפור איכות החיים של תושבי ישראל ^[20]. שילוב טכנולוגיות אגירה ברשת החשמל הוא תנאי מרכזי להתקדמות לעבר איפוס פליטות עד 2050, ובו בזמן הוא עשוי לשפר את חוסן המערכת ואת עצמאותם האנרגטית של צרכנים. המאמר ממפה את אתגרי ההטמעה של אגירת סוללות בהיקף רחב, ומתמקד בשני אתגרים משלימים: (א) אסדרת כל הנוגע לטיפול במחזור החיים של סוללות יוני ליתיום; (ב) ייצוב מסגרת אסדרה לעידוד אגירה מבוזרת, ובפרט אגירה אחרי המונה, כחלק מארכיטקטורת רשת החשמל העתידית של ישראל. המאמר מראה כי אף על פי שננקטו בישראל צעדים משמעותיים לקידום אגירה תעשייתית, המסגרת הקיימת אינה ערוכה עדיין להטמעה בהיקפים הנדרשים. תיקון חוק התקנים במסגרת "מה שטוב לאירופה" אינו תחליף ראוי להסדרה מקיפה של תחום האגירה. לנוכח ביזור הסמכויות בין מאסדרים, יש לבחון אם נדרש גם מנגנון מתכלל בעל ראייה מערכתית רחבה, ולשקול את עיגונו בחוק האקלים. אסדרה אפקטיבית תשלב נוקשות אסטרטגית שתתבטא בדבקות עקבית ביעדי הפחתת הפליטות, יחד עם גמישות טקטית ביישום ההחלטות והתוכניות לקידום השגת היעדים, כדי לבסס תשתית אנרגיה שתשתלב עם מדיניות אקלים אחראית, אמינה ושוויונית.