איך מביאים שמש אפריקאית לאירופה ורוח מהים הצפוני לספרד?

הביקוש העולמי לאנרגיה מתחדשת מביא לגל של מיזוגים ורכישות בשוק הכבלים התת ימיים למתח גבוה. השקעות מסיביות של אירופה וארה"ב מובילות לצמיחה אדירה בתחום. חסמי הכניסה הגבוהים והידע הטכנולוגי הנדרש, מאפשרים רק לחברות ענק להישאר במשחק 

תמונה 1: שינויים לאורך חמשת השנים האחרונות במחיר המניות של שלושת החברות המובילות לייצור כבלים של מתח גבוה, לעומת מדד S&P 500.

בתקופת הבהלה לזהב במערב הפרוע, נולדה אמרה מפורסמת: "הדרך הבטוחה להתעשר בבהלה לזהב, היא למכור אתים". אימרה זו מסמלת כי בזמן מחסור, אפשר להרוויח הרבה על ידי מכירת פריטים לאנשים נואשים. בעולם המודרני, ה"זהב" הוא אנרגיה מתחדשת. מהם, אם כך, ה"אתים"? 

המעבר לאנרגיות מתחדשות מזניק את ההשקעות ברשת החשמל העולמית  

חברות רבות מבטיחות שיגיעו לאפס פליטות פחמן עד 2050. על מנת להגיע ליעד הנכסף הן יצטרכו להשתמש הרבה יותר באנרגיה מתחדשת. הרחבת השימוש תצריך מאיתנו לשפר משמעותית את הובלת האנרגיה ממקום אחד בו היא נוצרת – למקום אחר בו היא נצרכת. כך נוכל להביא שמש מאפריקה לצפון אירופה ורוחות מהים הצפוני לאיטליה וספרד.  

על מנת לפתח את רשת החשמל העולמית הנדרשת לכך יהיה צורך לשלש את ההשקעות בתשתיות. אולם זו עתידה להשתלם ולצמצם את התנודתיות במחירי האנרגיה, במיוחד במצב בו מסתמכים על מקורות אנרגיה מתחדשים ומשתנים כמו רוח, שמש או זרימת המים. בליבת התשתית להובלת החשמל נמצאים כבלים תת ימיים במתח גבוה. הבידוד בהם נעשה, איך לא, על ידי פולימרים. הם הבחירה המועדפת, בעיקר בשל עמידותם בטמפרטורות גבוהות.  

מחברים את אירופה לארה"ב דרך הים 

מאמצים ממשלתיים נעשים לפריסת רשתות חשמל שיזרימו אנרגיה מתחדשת. כחלק ממסע הבחירות שלו לנשיאות ארה"ב ב-2019, הבטיח ג'ו ביידן לחסל את פליטות הפחמן מרשת החשמל עד שנת 2035. זמן קצר לאחר שנכנס לתפקיד, הוא הכריז על תוכנית ליצירת צי של חוות רוח מול החוף המזרחי של ארה"ב. 

גם בריטניה והאיחוד האירופי נקטו בצעדים דומים. אלו הואצו כאשר רוסיה חתכה את אספקת הגז הטבעי, ופלשה לאחר מכן לאוקראינה. כבר כיום מוסיפה אירופה כבלים על פני קרקעית הים שלה כדי לקשר משאבים מתחדשים בין רחבי מדינות האיחוד. מאמצים אלה כוללים את ה-Celtic Interconnector ואת פרויקט הכבל החשמלי התת-ימי (The Great Sea Interconnector) שיחבר את רשת החשמל של ישראל לקפריסין, וממנה ליוון ולרשת החשמל האירופית. אולם צעדים אלו אינם מספיקים. צוואר הבקבוק הוא המחסור בכבלים תת-ימיים והוא עלול לעכב משמעותית את ההגעה ליעדי-מעבר לאנרגיה חלופית של אירופה וארה"ב. 

תמונה 2: מבנה פנימי של כבל מתח גבוה.

"מלחמת הזרמים" חוזרת – עדיפות ל-DC בכבלים תת-ימיים 

הביקוש לכבלים תת-ימיים מוביל לרנסנס בסוג אספקת חשמל באמצעות זרם ישר (DC), זרם שיצא מזמן מהאופנה. בסוף המאה ה-19 מלחמת הזרמים העמידה את הממציא האמריקני תומס אדיסון אל מול התעשיין ג'ורג' ווסטינגהאוס. אדיסון העדיף זרם ישר (DC), אבל ווסטינגהאוס קידם זרם חילופין (AC) ואף קנה פטנט עבורו מניקולה טסלה, שעל שמו קרויה חברת הרכב של המיליארדר אילון מאסק. ה-AC של ווסטינגהאוס היה זול יותר, ואפשר לו לזכות בחוזה ולהאיר את היריד העולמי של שיקגו ב-1893. משם ה-AC הפך לסטנדרט וחולל מהפכה עולמית, בעוד ה-DC נשאר בשימוש בעיקר במחשבים, סוללות תאי–דלק, וכלי רכב חשמליים. הכבלים התת-ימיים הצוברים תאוצה משתמשים גם הם בזרם ישר ולא חילופי, ומשנים עכשיו את התמונה. 

עוד באמצע המאה ה-20, החלו מדינות אירופה להעביר חשמל למרחקים עצומים באמצעות כבלים תת–ימיים מסיביים. בשוודיה, כבל באורך 60 מייל מחבר את החוף המזרחי של האי גוטלנד עם היבשת. כבלים מתחת לתעלת למאנש מחברים את בריטניה עם צרפת. בשנת 1954, חוקרים במעבדות בל יצרו מכשיר המכונה תיריסטור (Thyristor) שאיפשר המרה בטוחה של חשמל מקווי DC במתח גבוה לרשתות חשמל הפועלות על AC. חברת ג'נרל אלקטריק הפכה את המכשיר לזמין מסחרית והוא אומץ על ידי מתחרים באירופה. החיסרון העיקרי של הטכנולוגיה הוא בהפסדי יעילות, כאשר עיקר ההפסדים עבור כבלים תת–ימיים הם בהמרה זו. המרחק לעומת זו אינו מהווה בעיה גדולה מבחינת איבודי האנרגיה. 

 על חדשנות ואתגרים בעולם הכבלים 

אז איך בנוי כבל חשמלי למתח גבוה? כבלי חשמל מורכבים משכבות נפרדות של ליבה מוליכה, חומר מבודד ושריון מכאני. בליבה נמצאים חומרים מוליכים, בדרך כלל נחושת או אלומיניום. השכבה המבודדת עשויה בדרך כלל מפולימרים כגון פוליאתילן או פוליאתילן מצולב, בעוד המעטפת החיצונית עשויה מתרכובות תרמופלסטיות או תרמוסטיות שמספקות בידוד, הגנה, ואיטום של מכלול הכבלים. השריון, מפלדה או חומרים אחרים, מחזק את הכבל ומגן עליו מפני לחצים חיצוניים בקרקעית הים ומהשפעות סביבתיות נוספות. עיצוב מורכב זה של המערכת מבטיח את העמידות והיעילות של כבלים בים, ומאפשר העברה חלקה של אנרגיה מתחדשת למרחקים עצומים. 

לפולימרים החיצוניים המצפים את הכבל המתכתי תפקיד מכריע בתפקוד הכבל ובהולכה למרחקים ארוכים. מספר גורמים העלולים לאתגר את שלמות הבידוד הפלסטי: פגמים ראשוניים בייצור, הזדקנות החומר, חדירת לחות וגזים, טמפרטורה והמתח החשמלי עצמו. אלו עלולים להביא לפריקה במים או באוויר, ולקצר חשמלי. בדיקות מעבדתיות מאפשרות זיהוי מוקדם של הפגמים וכך ניתן לבצע טיפול מקדים למניעת הבעיה. 

השיפורים הטכנולוגיים בתחום נוגעים בעיקר בעיצוב הכבלים, בחירת החומרים המתאימים ושיפור יכולת המיחזור שלהם, עם דגש על חומרים ידידותיים לסביבה ושיטות פירוק קלות יותר. 

תמונה 3: טורבינות רוח צפות לייצור חשמל ממקורות מתחדשים המועבר למדינות רבות באמצעות כבלים למתח גבוה.

 חיבורים בין חברות – ענקיות הכבלים שמשתלטות על שוק המתח הגבוה 

יצרני הכבלים מאז ומתמיד התמחו ביצירת חיבורים. Prysmian, יצרנית הכבלים הגדולה בעולם, חיברה השנה בין אירופה לארה"ב בעזרת רכישת ענק של Encore Wire הטקסנית בתמורה ל- 3.9 מיליארד אירו. שלושת החברות הגודלות בתחום: Prysmian, Nexans ו-NKT, חולשות יחד על 70% מנתח שוק הכבלים במתח גבוה, והשקיעו סכומי עתק בשנים האחרונות בשיפורים טכנולוגיים, התייעלות והרחבת כושר הייצור. רמת המומחיות הנדרשת מותירה לאחרים מעט מקום להשתלב בו. 

בהשוואה לשתי מתחרותיה, Prysmian האיטלקית נמצאת בעמדה מעוררת קנאה. היא אחת מהיצרניות הבודדות בעולם המערבי שמסוגלות לעמוד בביקוש ההולך וגובר לכבלי מתח גבוה המיועדים לטורבינות של חוות רוח ימיות. ספר ההזמנות של הקבוצה גדל בשנה שעברה יותר מפי שלושה, לכ-20 מיליארד אירו כיום, רובו באירופה. מחירי המניות של Prysmian האיטלקית ו– NKTהדנית, המתמקדות בשוק הכבלים במתח גבוה, עלו ב-84% ו-146% בהתאמה במהלך שלוש השנים האחרונות. 

המצב בצפון אמריקה שונה ושם הדרישה לכבלים תת-ימיים נמוכות יותר. זאת למרות "החוק להפחתת האינפלציה" של ממשל ביידן שהביא לתנופה בתחום האנרגיה המתחדשת. 

צפי ההתפתחות בשוק הכבלים בשנים הקרובות 

הקושי בתחרות בתחום הכבלים למתח גבוה, מכוון את היצרניות לחפש אפיקי התפתחות דווקא בכבלים למתח נמוך ובינוני. Nexans זיהתה לאחרונה 130 יעדים ברחבי העולם שתואמים יעד זה, כאשר רק שמונה מהם בצפון אמריקה, שם הענף כבר מרוכז מאוד. גם הרכישה של Encore על ידי Prysmian נועדה לשפר את פעילותה בתחום הכבלים לבניה במתח נמוך ובינוני. הרשת האמריקאית הקיימת זקוקה נואשות לשדרוג ו-Encore מספקת לכך מענה. היא הגיעה לרווחים של 2.6 מיליארד דולר בשנה עם זינוק של שולי הרווח הגולמיים מ-15% ב-2019 ליותר מ-35% ב-2022.  

תזרים המזומנים החופשי ב-Prysmian צפוי לעמוד על 639 מיליון אירו השנה והוא ממשיך לעלות. אם נוסיף למאגר את NKT ו-Nexans, תזרים המזומנים החופשי בחמש השנים הבאות צפויו להגיע לרמה של 6.2 מיליארד אירו. אלו יעודדו המשך עסקאות בתחום לצד השקעה גדולה בטכנולוגיה ומו"פ. 

בתמונה: עפר שורק, סורפול.

למידע נוסף: סורפול, עפר שורק, [email protected]