É possível sim, basta trocar o `color` do ícone, pois ela é uma propriedade que pode ser animada sem problemas. Como o FontAwesome é uma fonte vc deve usar o `color` para isso, e com o `@keygrames` vc faz a animação. Aqui vc pode ler mais sobre os `@keyframes` https://developer.mozilla.org/pt-BR/docs/Web/CSS/@keyframes

Um exemplo aplicando a técnica.
[![inserir a descrição da imagem aqui][1]][1]

Para simular o mesmo efeito que vc fez com jQuery a animação tem 4s, sendo que demora 2s para trocar a cor (50% da animação) e mais 2s para voltar para a cor original (outros 50% da animação). Pra entender melhor olha o código abaixo.

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-css -->

    .fa-bars {
    	color: #FAFAFA;
    	animation: bg 4s infinite;

    }
    @keyframes bg {
    	50% {
    		color: #0069D9;
    	}
    }

    header {
    	background-color: silver;
    }



<!-- language: lang-html -->

    <link href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/5.8.2/css/all.min.css" rel="stylesheet"/>

    <header>
      <a id="toggleMenu" href="#" style="font-size: 2em"><i class="fas fa-bars"></i></a>
    </header>

<!-- end snippet -->


  [1]: https://i.sstatic.net/qTZQX.gif