אחד הפתרונות המדוברים ביותר להתמודדות עם משבר האקלים הוא מעבר משימוש במשאבים מתכלים, כמו נפט וגז, לאנרגיה מתחדשת המתבססת על מקורות טבעיים כמו רוח ושמש. כיוון ששמש לא חסרה אצלנו בארץ, אנרגיה סולארית היא הפתרון העיקרי שיאפשר להשיג את היעד שהציבה לעצמה ישראל – לעבור לייצר לפחות 30 אחוז מהחשמל באמצעות אנרגיה מתחדשת עד 2030.
אבל ישראל שטופת השמש היא גם מדינה קטנה, ופאנלים סולאריים הם לוחות מאסיביים שתופסים לא מעט שטח, בעיקר אם רוצים לייצר באמצעותם אנרגיה בכמויות משמעותיות. בשנים האחרונות החוקרים מחפשים דרכים לצמצם את השטחים שנתפסים על ידי מערכות סולאריות, ובין היתר מציעים למקם את הפאנלים על גגות מבנים קיימים, וכן בשטחים חקלאיים, לרוב במקביל לגידולים עצמם. את הפאנלים מניחים על גבי סבכות ברזל רחבות, כך שהם יוצרים מעין "קומה שנייה" מעל הצמחים, ואז חלק מהאור מגיע אל הגידולים וחלק ממנו נקלט בלוחות להפקת חשמל. כך מרוויחים שני שימושים באותה יחידת קרקע: גם ייצור מזון וגם ייצור אנרגיה.
אבל גם השיטה הזו, של הדו-שימוש, לא חפה מאתגרים. בין היתר, היכולת לקבל אישורים להקמת חווה סולארית בשטחים המיועדים לחקלאות גורמת לעיתים להפקעה של קרקעות לגידול מזון לטובת חוות סולאריות, על חשבון החקלאות. אבל גם כאשר מערבים בין שימושי הקרקע ומציבים את הפאנלים לצד הגידול החקלאי, יש פגיעה מסוימת בחקלאות: הצמחים, שזקוקים לאנרגיית השמש כדי להתפתח, מקבלים פחות ממנה כאשר הם נמצאים מתחת לפאנל, מה שפוגע במידה מסוימת ביכולת שלהם לייצר מזון. נוסף על כך, סבכות הברזל שתומכות בפאנלים מהוות גם הפרעה נופית וגם הפרעה ברצף השטח הפתוח: כלומר, הן מייצרות שינוי במערכת האקולוגית של השדה או המטע.
במדינה כמו ישראל, שבה ייצור ביטחון מזון הוא משמעותי במיוחד מהרבה סיבות – החשיבות של שמירה על השטחים החקלאיים והפרודוקטיביות שלהם היא גבוהה; אך המעבר לאנרגיה מתחדשת גם הוא יעד חשוב מאוד. אז איך אפשר להתגבר על האתגרים האלה, ולקדם את ישראל לעבר אנרגיה מתחדשת בלי להקריב מהתוצרת החקלאית שלה?
לחמם את החממה
בישראל, כיום, יש מספר בודד של חוות סולאריות, חלק מהן מסחריות ואחרות לצורכי מחקר. תוכנית מתאר ארצית בנושא אושרה ב-2023, ובמסגרתה היו אמורות להיבנות חוות נוספות שישמשו למחקר ויבחנו את ההשפעות על ייצור המזון של הנחת פאנלים סולאריים מעל הגידולים, אולם זה עדיין לא קרה.
״מה שאנחנו כבר רואים לא מעט בישראל זה שילוב של מתקנים סולאריים בחממות״, אומרת ד״ר לירון אמדור, מומחית לכלכלה ופיתוח חקלאי. ״מדובר במערכות הרבה יותר קטנות, שקל יותר להקים ולקבל עבורן אישורים, ויש כיום כמה עשרות פרויקטים כאלה בארץ. זה הרבה יותר פשוט: אפשר לקחת חממה בגודל של דונם או שניים, ולשלב על הגג שלה פאנלים סולאריים. זה גם יותר נגיש מבחינה כלכלית: בניגוד לשדה או מטע שבהם צריך לבנות סבכות במיוחד כדי להניח עליהן את הפאנלים, פה כבר יש את השלד של החממה שהוא בנוי. אז יש פה גם הרבה פחות השקעה ראשונית בבנייה של המערכת.״
במחקר ששותפה לו אמדור במסגרת תפקידה כחוקרת במכון דש״א, ושיוצג בוועידה השנתית ה-53 למדע ולסביבה, שתיערך ב-8–9 ביולי באוניברסיטת תל אביב, בוחנים החוקרים יעילות של טכנולוגיה חדשה שפותחה כדי לייעל את המערכות אפילו יותר, ובמסגרתה ממקמים את הפאנלים בתוך החממה עצמה. מכון דש״א מתנהל במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, אוניברסיטת תל אביב, ופועל בשותפות של המשרד להגנת הסביבה, רשות הטבע והגנים, קרן קיימת לישראל והחברה להגנת הטבע.
״במערכת שלנו, בשונה מהמערכות הקיימות, לא מניחים את הפאנלים על גג החממה, אלא תולים אותם בתוכה מתחת ליריעות הכיסוי,״ מסבירה אמדור. למעשה, נעזרים במבנה הקיים של החממה, עליו תולים קורות מתחת ליריעות. הקורות הללו תומכות בפאנלים. בזכות מיקומם בתוך החממה, הפאנלים יכולים להיות יותר קלי-משקל מכיוון שהם לא צריכים להיות עמידים בפני פגעי מזג האוויר. נוסף על כך, היא אומרת, אין כמעט צורך לנקות אותם. זאת לעומת פאנלים שמותקנים על גבי גג החממה ומתכסים באבק לעיתים תכופות, מה שיוצר אתגר משום ששטיפת אבק מפאנלים מעל חממות וגידולים חקלאיים היא בעייתית.
כבשים אוכלות עשב במתקן לייצור אנרגיה סולארית בקוסובו
( צילום: רויטרס)
״זו מערכת שמאפשרת שימוש בטכנולוגיה מתקדמת מאוד: לא רק שהיא רספונסיבית מבחינת התקשורת עם השמש – כלומר, מתאימה את הזווית של הפאנלים לזווית של השמש – אלא היא רספונסיבית גם מבחינת הצמחים. היא ממש עוקבת אחרי הצרכים שלהם, ומתאימה את עצמה אליהם", אומרת אמדור. "אם הם צריכים פתאום יותר שמש לטובת ההתפתחות שלהם, אז המערכת תשנה את זווית הפאנלים ותאפשר ליותר שמש להיכנס. לעומת זאת, אם עכשיו הם צריכים קצת יותר הצללה, המערכת תסיט את הפאנלים כך שהם יתנו יותר צל. אנחנו מנסים להגיע למצב של אופטימיזציה בין ייצור של אנרגיה מצד אחד, למענה לצרכים של הצמחים מצד שני. ככה אפשר גם להרוויח ייצור אנרגיה, וגם לא לפגוע בביטחון המזון.״
אז למה לי פאנלים בחממה?
המחקר הוא חוצה מדינות, ממומן על ידי תוכנית Horizon Europe, ושותפים לו מספר ארגונים ומכוני מחקר הממוקמים באזורים גיאוגרפיים שונים. הוא מובל על ידי מו"פ המשולש, מרכז מחקר ופיתוח אזורי שנמצא בכפר קרע, ושם פותחה הטכנולוגיה החדשה שעליה הוא מבוסס. אמדור חוקרת במסגרתו את ההיבטים הקשורים לקיימות ולכלכלה והיא ערכה השוואה בין שימוש במערכות אגרו-סולאריות בשטחים חקלאיים פתוחים, לעומת שימוש בהן בחממות – גם על הגג, וגם בתוך החממה באמצעות המערכת שפותחה במחקר. היא מצאה שלשימוש במערכת בחממות יתרונות רבים לעומת ההתקנה בשטחים הפתוחים.
״כשאנחנו מדברים על קיימות, אנחנו בעצם מנסים לייצר איזשהו שילוב אופטימלי בין שלושה גורמים: כלכלה, סביבה וחברה,״ אומרת אמדור. ״אז אם נפתח מערכת שהיא מצוינת מבחינה סביבתית אבל היא לא כלכלית בכלל, אף אחד לא יקנה אותה; לכן צריך למצוא פשרה טובה בין ההיבטים האלה. אז מבחינה כלכלית, השוויתי בעיקר את הנושא של עלויות הקמה, שזה מכשול מרכזי מאוד: כדי להקים מערכת אגרו-סולארית, צריך להשקיע הרבה מאוד כסף, בעיקר במערכת התמך, אותן סבכות שעליהן מניחים את הפאנלים. במחקר הנוכחי השווינו למשל את העלויות של הקמת מערכת כזו בשטחים חקלאיים פתוחים, לעומת המערכת שלנו שבה פשוט תולים את הפאנלים בתוך החממה על השלד הקיים. יצא שהמערכת שלנו זולה ב-23 אחוז – שזה משמעותי מאוד לחקלאי.״
גם בהיבטים החברתיים יש יתרונות משמעותיים לשימוש בחממות: נוסף על החיסכון בעלות ההקמה, אמדור מצאה שיש חיסכון של כמעט 40 אחוז בעבודה הנדרשת להקמת המערכת. היבט נוסף שעלה מהמחקר הוא ההפרעה של סבכות הברזל שעליהם מותקנים הפאנלים בשטחים חקלאיים פתוחים לעבודה בכלים חקלאיים שונים. ״אם מניחים עמודי ברזל בכרם, למשל, אי אפשר יותר להשתמש בבוצרת מכנית כדי לקטוף את הענבים,״ היא אומרת. ״כלומר, זה מצריך מהחקלאי לעבור לעבודה ידנית. או אם עושים את זה בשטח של גידולי שדה, זה עלול להפריע מאוד לטרקטורים, ולכל הכלים המכניים הגדולים. כלומר, זה מצריך יותר עובדים, וגם לזה יש עלויות משמעותיות לחקלאי.״
גם בהיבט הסביבתי מצאה אמדור הפרשים משמעותיים: ״הברזל שמשתמשים בו להקמת מערכות התמך הוא משאב טבע מוגבל, ובשטחים החקלאיים הפתוחים מדובר בהמון ברזל – עשרות עמודים בכל דונם. נוסף על כך, כדי לייצר את אותו ברזל נדרשת המון אנרגיה, שמתרגמת להרבה מאוד פליטות פחמן דו-חמצני. אנחנו מדברים על הבדל של יותר מכפול בקילוגרם פחמן לקילו-וואט חשמל בשטח הפתוח בהשוואה לחממה. אז זה קצת פוגע במטרה, כי במעבר לאנרגיה מתחדשת זה בדיוק מה שאנחנו מנסים לצמצם.״
אמדור מקווה שנתוני המחקר יאפשרו לעוד ועוד חקלאים לאמץ את השיטה הזו. ״אנחנו מקווים שמכיוון שהרבה יותר פשוט וזול להקים את המערכות האלה בחממות, זה ייתן לעוד חקלאים תמריץ להקים מערכות כאלה של אנרגיה מתחדשת, שזה כמובן משהו שאנחנו באמת רוצים לעודד. המטרה בסוף היא ללכת כמה שיותר לכיוון של אנרגיות מתחדשות, אבל בשאיפה תוך כמה שפחות הפרעות. אנחנו רוצים לעשות את זה בצורה הכי טובה שאפשר. אז יש פה כלי שיכול לעבוד לטובת כולם: גם להגביר ייצור של אנרגיה מתחדשת, וגם לסייע לחקלאים שמגדלים יבולים בחממות. זה ענף שלא קל לחיות ממנו, ואם נותנים להם כלי נוסף שאפשר להתפרנס ממנו, זה עוזר מאוד. אנחנו צריכים את העגבניות, את המלפפונים, את הפלפלים – את כל הדברים שמייצרים היום בעיקר בחממות. אז אנחנו מקווים שהמערכת הזו תוכל לעזור ליותר ויותר חקלאים לאמץ את הכלי הזה בעתיד.״
בואו לגלות עוד מחקרים פורצי דרך בוועידה השנתית ה-53 למדע ולסביבה, שתתקיים באוניברסיטת תל אביב ב-8–9 ביולי >> להרשמה לוועידה.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
