סיקור מקיף

הדרך לאנרגיה בת קיימא עד 2030

רוח, מים וטכנולוגיות סולריות יכולים לספק מאה אחוזים מאנרגיית העולם ולסלק לגמרי את הצורך בדלקים מחצביים

חוות קולטי שמש בערבה
חוות קולטי שמש בערבה
מאת מרק ז' ג'ייקובסון ומרק א' דלוצ'י

בדצמבר 2009 נפגשו בקופנהגן מנהיגים מרחבי העולם כדי לנסות להסכים על קיצוץ בפליטת גזי חממה בעשרות השנים הבאות. הצעד היעיל ביותר להשגת מטרה זו יהיה מעבר המוני מדלק מחצבי למקורות אנרגיה נקיים ומתחדשים. לו יכלו המנהיגים להרגיש בטוחים דיים שמעבר כזה אפשרי, הם היו חותמים על הסכם היסטורי. אנחנו סבורים שהם היו יכולים.

סגן נשיא ארצות הברית לשעבר, אל גור, השליך ב-2008 כפפה: בתוך עשר שנים יש לבסס את ייצור החשמל של אמריקה על דלק נקי מפחמן במאה אחוזים. כשהתחלנו להעריך את ההיתכנות של שינוי כזה, קיבלנו עלינו אתגר גדול עוד יותר: לקבוע כיצד לספק מאה אחוזים מן האנרגיה של העולם, לכל מטרה, באמצעות משאבי שמש, מים ורוח כבר ב-2030. אנו מציגים את תכניתנו כאן.

עשר שנים לפחות חותרים מדענים לכינון הרגע הזה באמצעות ניתוח חלקים שונים של האתגר. המחקר העדכני ביותר, שבוצע באוניברסיטת סטנפורד ב-2009, דירג את מערכות האנרגיה על פי השפעתן על ההתחממות הגלובלית, על הזיהום, על אספקת המים, על ניצול הקרקע, על חיי הבר ועל עוד כמה וכמה עניינים שעל הפרק. מקורות האנרגיה הטובים ביותר היו מן הרוח, מן המים ומאור השמש (שמקובל לכנותם בראשי התיבות WWS): אנרגיית רוח, אנרגיה סולרית, אנרגיה גאותרמית, אנרגיית גאות ושפל ואנרגיה הידרו-חשמלית. אפשרויות שימוש באנרגיה גרעינית, בפחם משולב עם טכנולוגיות ללכידת פחמן או באתאנול, התבררו כאפשרויות נחותות יותר, וכך גם בנפט ובגז טבעי. המחקר מצא גם שכלי רכב המונעים בסוללה חשמלית או בתאי דלק מימניים הנטענים על ידי מקורות רוח-מים-שמש יסלקו במידה רבה את הזיהום מאגף התחבורה.

התכנית שלנו דורשת מיליוני טורבינות רוח, מכונות מים והתקנים סולריים. המספרים אמנם גבוהים, אבל אין זו משוכה בלתי עבירה; האנושות הצליחה ליצור תמורות גדולות בעבר. במלחמת העולם השנייה התאימה ארצות הברית מפעלי מכוניות לייצור של 300,000 מטוסים, ומדינות אחרות ייצרו עוד 486,000 מטוסים. ב-1956 החלה ארה"ב לבנות את מערכת הכבישים המהירים הבין-מדינתיים, וכעבור 35 שנה היא השתרעה לאורך של 75,000 ק"מ ושינתה את פני המסחר והחברה.

האם המרת מערכות האנרגיה של העולם אפשרית? האם אפשר להשיג את המטרה הזאת בעשרים שנה? התשובות תלויות בטכנולוגיות הנבחרות, בזמינותם של חומרים חשובים מסוימים ובגורמים פוליטיים וכלכליים.

טכנולוגיות נקיות בלבד

אנרגיה מתחדשת מגיעה ממקורות מפתים: רוח, שיוצרת גם גלים; מים, שמפיקים אנרגיה הידרו-חשמלית, אנרגיית גאות ושפל ואנרגיה גאותרמית (מים המתחממים על ידי סלעים תת-קרקעיים); ושמש, שאורה מזין תאים פוטו-וולטאיים ושקרניה הממוקדות בתחנות כוח סולריות מחממות נוזל שמניע טורבינות לייצור חשמל. התכנית שלנו כוללת אך ורק טכנולוגיות שרווחות היום ולא טכנולוגיות שאולי יהיו עוד 20 או 30 שנה.

כדי להבטיח שהמערכת שלנו תישאר נקייה, הבאנו בחשבון אך ורק טכנולוגיות שכמות גזי החממה ומזהמי האוויר שהן פולטות קרובה לאפס בכל מחזור החיים שלהן, ובכללו הקמה, הפעלה והפסקת פעילות. לדוגמה, אפילו מקורות האתאנול הידידותיים ביותר לסביבה יוצרים, עם שרפתם בכלי הרכב, זיהום אוויר שיגרום תמותה בשיעור דומה לזה שתגרום שרפת בנזין. פליטת הפחמן המתקבלת מאנרגיה גרעינית גדולה פי 25 מן הפליטות של אנרגיית רוח, אם מביאים בחשבון את הקמת הכור ואת שינוע האורניום וזיקוקו. הטכנולוגיות ללכידה ולהרחקה של פחמן יכולות להפחית את פליטות הפחמן הדו-חמצני מתחנות כוח המתודלקות בפחם, אבל הן יגדילו את זיהום האוויר ויעצימו את כל שאר ההשפעות ההרסניות של כריית הפחם, שינועו ועיבודו, מכיוון שיהיה צורך בשרפה של יותר פחם לתדלוק בעת הלכידה והאחסון. לפיכך הבאנו בחשבון אך ורק טכנולוגיות שאינן כרוכות בסילוק פסולת ניכר או בסכנת טרור.

בתכנית שלנו יספקו הרוח, המים והשמש כוח חשמלי לחימום ולתחבורה: תעשיות ייאלצו לשנות את פניהן אם ברצונן להשאיר לעולם תקווה כלשהי להאטת שינוי האקלים. הנחנו שאת מרבית אמצעי החימום המתודלקים בדלק מחצבי (וגם תנורים וכיריים) אפשר להחליף במערכות חשמליות, ושאת רוב התחבורה המתודלקת בדלק מחצבי אפשר להחליף בכלי רכב המונעים באמצעות סוללה ותאי דלק. אלקטרוליזה תפרק מים באמצעות חשמל שיופק מרוח, ממים או מן השמש, כדי לייצר מימן שיתדלק את תאי הדלק ויישרף במטוסים ובתעשייה.

אספקה בשפע

כיום ההספק המרבי שנצרך ברחבי העולם בכל רגע נתון הוא כ-12.5 ביליון ואט (טרה-ואט, או בקיצור ט"ו), לפי נתוני יחידת הסטטיסטיקה של משרד האנרגיה האמריקני (EIA). סוכנות זו חוזה שעד 2030, עם גידול האוכלוסייה העולמית ושיפור תנאי החיים, יצרך העולם 16.9 ט"ו, כ-2.8 ט"ו מהם בארה"ב לבדה. תערובת המקורות דומה לתערובת המקורות המשמשת אותנו היום, ומסתמכת במידה רבה מאוד על דלק מחצבי. אך מעניין לראות שאם העולם יהיה מתודלק כולו ממקורות רוח, מים ושמש, בלי שום דלק מחצבי או שרפת ביו-מסה, תיחסך אנרגיה: ביקוש ההספק הגלובלי יהיה 11.5 ט"ו בלבד, והביקוש בארה"ב לבדה יהיה 1.8 ט"ו. הסיבה לחיסכון, בדרך כלל, היא שחשמל הוא דרך חסכונית יותר לשימוש באנרגיה. למשל, רק 17% עד 20% מן האנרגיה בבנזין מנוצלת להנעת כלי רכב (כל השאר הופך לחום ומתבזבז), ואילו 75% עד 86% מן החשמל המוזרם לכלי רכב חשמליים הופך לתנועה.

אפילו אם הביקוש יעלה ל-16.9 ט"ו, מקורות רוח, מים ושמש יוכלו לייצר הרבה יותר הספק. מחקרים מדוקדקים שלנו ושל אחרים מראים שהאנרגיה שאפשר להפיק מרוח בכל העולם היא כ-1,700 ט"ו. האנרגיה הסולרית לבדה מציעה 6,500 ט"ו. כמובן, הרוח והשמש בים הפתוח, מעל פסגות הרים גבוהים ועל פני אזורים מוגנים לא יהיו זמינות לשימוש. אם נתעלם מאזורים אלו ומאזורים דלים ברוח שלא סביר שיפותחו, עדיין נשאר בידינו הספק של 40 עד 85 ט"ו מרוח והספק של 580 ט"ו מן השמש, כל אחד מהם חורג מאוד מן הביקוש האנושי בעתיד. עם זאת היום אנו מייצרים אך ורק 0.02 ט"ו של הספק רוח ו-0.008 ט"ו של הספק סולרי. המקורות האלה אוצרים בקרבם פוטנציאל אדיר שאינו מנוצל.

טכנולוגיות הרוח, המים והשמש האחרות יסייעו ליצור קשת גמישה של אפשרויות. אף שכל המקורות יכולים להתרחב במידה רבה מאוד, יש מגבלות מעשיות: הספק גלים אפשר להפיק רק סמוך לשטחי חוף; מקורות גאותרמיים רבים נמצאים עמוק מדי ולא משתלם לנצלם; ואף שהספק הידרו-חשמלי עדיף כיום מכל מקור רוח, מים ושמש אחר – מרבית העתודות הגדולות המתאימות כבר בשימוש.

התכנית: דרושות תחנות כוח

ברור כשמש שיש די אנרגיה מתחדשת. כיצד אפוא נעבור לתשתית חדשה שתספק לעולם 11.5 ט"ו? בחרנו תמהיל של טכנולוגיות: רובן יתבססו על רוח ושמש, ושיטות בשלות הקשורות למים יספקו 9% מן הביקוש (צירופים אחרים של רוח ושמש יהיו מוצלחים באותה המידה).

הרוח תספק 51% מן הביקוש בעזרת 3.8 מיליון טורבינות רוח גדולות (שכל אחת מהן שקולה לחמישה מגה-ואט) ברחבי העולם. אף שהכמות הזאת עלולה להישמע עצומה, מעניין לציין שהעולם מייצר 73 מיליון מכוניות ומשאיות קלות בכל שנה. עוד 40% מן ההספק יגיעו ממתקנים סולריים פוטו-וולטאיים וממתקנים לריכוז אור השמש (CSP), ובערך 30% מן התוצרת הפוטו-וולטאית תגיע מלוחות שיוצבו על גגות בתים פרטיים ובניינים מסחריים. יהיה צורך בכ-89,000 תחנות לריכוז אור השמש ומתקנים פוטו-וולטאיים, שכל אחד מהם יספק בממוצע 300 מגה-ואט. התמהיל שלנו כולל גם 900 תחנות הידרו-חשמליות ברחבי העולם, ש-70% מהן כבר קיימות.

רק כ-0.8% מתשתית הרוח מותקנת כיום. 3.8 מיליון טורבינות הרוח ישתרעו על שטח קטן מ-50 קמ"ר (פחות משטחה של מנהטן). אם מביאים בחשבון גם את הרווחים הנדרשים ביניהן שטחן יהיה כאחוז משטח היבשה של כדור הארץ, אבל השטח הריק שבין הטורבינות יוכל לשמש לחקלאות, למשק חי או לשטח פתוח – ביבשה או בים. המתקנים לריכוז אור השמש והמתקנים הפוטו-וולטאיים שלא ימוקמו על הגגות יתפסו כ-0.33% משטח היבשה של כדור הארץ. יידרש זמן כדי לבנות תשתית נרחבת כזאת. אבל גם בניית רשת תחנות הכוח הנוכחית דרשה זמן. וזכרו שאם נישאר עם דלק מחצבי, עד 2030 יעלה הביקוש ל-16.9 ט"ו, ונזדקק לכ-13,000 תחנות כוח חדשות וגדולות המתודלקות בפחם, שיתפסו שטח אדמה גדול הרבה יותר, ממש כמו המכרות שיספקו להן את הדלק.

משוכת החומרים

ההיקף הרחב של תשתית הפקת האנרגיה מרוח, ממים ומן השמש אינו בגדר מכשול, אך כמה חומרים הנדרשים לבנייתה עלולים להיות יקרי מציאות או נתונים למניפולציות מחירים.

יש די בטון ופלדה לבניית מיליוני טורבינות הרוח, ואת שני המצרכים האלה אפשר למחזר באופן מלא. החומרים הבעייתיים ביותר, ככל הנראה, יהיו המתכות המכונות "מתכות עפרוריות נדירות", כמו למשל נאודימיום המצוי במחוללי הכוח של טורבינות. אף שאין מחסור במתכות האלה, אפשר להשיג אותן במחיר נמוך בעיקר בסין, ולכן מדינות כמו ארצות הברית עלולות להחליף את התלות שלהן בנפט מן המזרח התיכון בתלות במתכות מן המזרח הרחוק. עם זאת, היצרנים חותרים לייצור טורבינות ללא רכיב זה, ולכן ייתכן שהמגבלה הזאת תתברר כחסרת משמעות.

תאים פוטו-וולטאיים מבוססים על צורן (סיליקון), קדמיום טֶלורי, או נחושת אינדיום גופרי ונחושת אינדיום סֶלֶני במצב גבישי או אמורפי. מלאי מצומצם של טֶלור ואינדיום עלול להקטין את סיכויי ההצלחה של כמה מסוגי התאים הסולריים בשכבות דקות, אבל ייתכן שהסוגים האחרים שלא יושפעו מכך יצליחו להשלים את הפער. התאים מכילים כסף, והדבר עלול להקשות את ייצורם ההמוני, אבל נוכל להתגבר על המכשלה הזאת אם נמצא דרכים להפחית את כמות הכסף בתאים. מִחְזוּר של חלקים מתאים ישנים יוכל גם הוא לתרום להתמודדות עם בעיית החומרים.

שלושה רכיבים עלולים להעמיד אתגר לפני המבקשים לייצר מיליוני כלי רכב חשמליים: מתכות עפרוריות נדירות בשביל המנועים החשמליים, ליתיום בשביל הסוללות ופלטינה בשביל תאי הדלק. יותר ממחצית עתודות הליתיום בעולם מצויות בבוליביה ובצ'ילה. הריכוז הזה לצד הביקוש הגדל במהירות עלולים להעלות את המחירים במידה ניכרת. בעיה רצינית יותר העלתה המועצה למחקר בין-לאומי מרידיאני (MIR) שטוענת שכמות הליתיום שמשתלם להפיק בעולם רחוקה מרחק רב מן הכמות הנדרשת לבניית כלכלה גלובלית המבוססת על כלי רכב חשמליים. מִחזוּר יוכל לשנות את המשוואה, אבל כלכלת המִחזור תלויה, בין השאר, בשאלה אם מייצרים את הסוללות מראש באופן שיקל את המִחזור שלהן, והתעשייה מודעת לעניין הזה. השימוש ארוך הטווח בפלטינה תלוי אף הוא במִחזור; העתודות הזמינות כיום יכולות לאפשר ייצור שנתי של 20 מיליון כלי רכב בעלי תאי דלק לצד שימושים תעשייתיים אחרים במשך פחות ממאה שנה.

אמינות בעזרת תמהיל חכם

תשתית חדשה חייבת לעמוד בביקוש לאנרגיה באמינות שאינה נופלת מזו של התשתית הקיימת. טכנולוגיות רוח, מים ושמש סובלות בדרך כלל מהשבתות פחותות מאלו של המקורות המקובלים. תחנת כוח פחמית בארה"ב מושבתת מפעילות במשך 12.5% מן השנה בממוצע לצורך תחזוקה מתוכננת ולא מתוכננת. טורבינות רוח מודרניות מפסיקות את פעילותן למשך פחות מ-2% מן הזמן ביבשה ופחות מ-5% בים. מערכות פוטו-וולטאיות מושבתות למשך פחות מ-2% מן הזמן. יתרה מזאת, כשמושבת התקן גלים, שמש או רוח, רק שיעור קטן מן הייצור מושפע מכך, וכשמכבים מתקן המתודלק בפחם, בגז טבעי או בכוח גרעיני – שיעור ניכר מן התוצרת הולך לאיבוד.

האתגר העיקרי שעומד לפני טכנולוגיות הרוח והשמש הוא שבמקום נתון לא נושבת תמיד הרוח ולא זורחת תמיד השמש. אפשר להפחית מחומרתן של בעיות הרציפות על ידי איזון חכם של מקורות, כמו למשל ייצור אספקת בסיס באמצעות מקור יציב כגון אנרגיית גאות או אנרגיה גאותרמית, הסתמכות על הרוח בלילה, שבמהלכו בדרך כלל היא מצויה בשפע, שימוש באנרגיה סולרית ביום ופנייה למקור אמין כמו הספק הידרו-חשמלי, שאפשר לחבר ולנתק במהירות כדי לדאוג לאספקה אחידה או לענות על הביקוש בשעות שיא. לדוגמה, שילוב בין חוות רוח המרוחקות זו מזו כ-150 עד 300 ק"מ בלבד יכול לפצות על שעות של הספק אפס בכל אחת מן החוות כשהרוח אינה נושבת בה. דברים נוספים שיכולים לעזור הם שילוב של מקורות מפוזרים על פני השטח כדי שיגבו זה את זה, התקנת שעוני חשמל חכמים שיטעינו כלי רכב באופן אוטומטי כשהביקוש נמוך ובניית מתקנים שמאחסנים הספק לשימוש עתידי.

לעתים קרובות נושבת רוח סערה כשהשמש אינה זורחת, ואילו השמש זורחת בימים שלא נושבת בהם רוח חזקה, ולכן השילוב בין שמש לרוח יכול לסייע במידה רבה למענה על הביקוש, בייחוד כשמתקנים גאותרמיים מספקים בסיס יציב ומתקנים הידרו-חשמליים עומדים הכן למלא את הפערים.

זול כמו פחם

תמהיל מקורות הרוח, המים והשמש בתכנית שלנו יכול להבטיח אספקה אמינה של אנרגיה למגזרי התחבורה, התעשייה, המסחר והדיור. השאלה המתבקשת הבאה היא אם יהיה אפשר לעמוד במחירי החשמל המופק בדרכים אלו. חישבנו כמה יעלה ליצרן לייצר חשמל באמצעות כל אחת מן הטכנולוגיות ולהעביר אותו ברחבי הרשת. כללנו את המחיר השנתי של ההון, האדמה, התפעול, התחזוקה, אחסון האנרגיה, שנועד לפתור את בעיית אי רציפותה של האספקה, והשינוע. כיום המחירים של אנרגיית רוח, אנרגיה גאותרמית ואנרגיה הידרו-חשמלית הם פחות מ-7 סנטים לקילוואט-שעה (קוט"ש). אנרגיה סולרית ואנרגיית גלים יקרות יותר, אבל מ-2020 צפוי החשמל המופק מרוח, מגלים ומתחנות הידרו-חשמליות לעלות 4 סנטים לקוט"ש או פחות.

לשם השוואה, ב-2007 היה המחיר הממוצע של ייצור חשמל והעברתו בארה"ב כ-7 סנטים לקוט"ש, והמחיר צפוי לעלות ל-8 סנטים לקוט"ש ב-2020. כבר היום מחירו של חשמל מטורבינות רוח, לדוגמה, כמעט זהה למחירו של חשמל מתחנת כוח חדשה המונעת בפחם או בגז טבעי, או אפילו פחות ממנו, ובעתיד צפוי חשמל המופק מרוח להיות האפשרות הזולה ביותר. בשל מחירה התחרותי הרוח היא המקור השני בגודלו בארצות הברית לייצור חדש של חשמל בשלוש השנים האחרונות, אחרי גז טבעי ולפני פחם.

החשמל הסולרי יקר יחסית, אבל כבר ב-2020 הוא יוכל להתחרות במקורות האחרים. ניתוח מדוקדק שערך וסיליס פדנקיס מן המעבדה הלאומית האמריקנית ברוקהייבן מראה שבתוך עשר שנים יצנח מחירה של מערכת פוטו-וולטאית, ובכלל זה עלות השינוע למרחקים גדולים ועלות אחסון האנרגיה באמצעות אוויר דחוס שנועד לשימוש בלילה, ל-10 סנטים לקוט"ש. על פי ניתוח זה, מערכות לריכוז קרני השמש שיכולת האחסון התרמי שלהן מספיקה לייצור חשמל במשך 24 שעות ביממה באביב, בקיץ ובסתיו יוכלו להעביר חשמל במחיר של 10 סנטים לקוט"ש או פחות.

התחבורה בעידן של רוח, מים ושמש עדיין תנוע באמצעות סוללות או תאי דלק, ולכן עלינו להשוות משק המבוסס על כלי רכב חשמליים למשק המבוסס על כלי רכב בעלי מנועי בעירה פנימית. ניתוחים מדוקדקים שערך אחד מאתנו (דלוצ'י) עם טים ליפמן מאוניברסיטת קליפורניה שבברקלי הראו שעלות נסיעה למרחק של קילומטר אחד המחושבת לאורך כל תוחלת החיים של כלי רכב חשמליים המיוצרים בייצור המוני ובעלי סוללות ליתיום-יון או סוללות ניקל-מתכת הידרידית (ובכלל זה החלפת סוללות) יכולה להתחרות בעלות נסיעה של קילומטר ברכב המונע בבנזין, אם הבנזין נמכר ביותר מחצי דולר לליטר.

אם מביאים בחשבון העלויות החיצוניות של הפקת דלק מחצבי (הערך המוניטרי של הנזקים לבריאות הציבור, לסביבה ולאקלים), טכנולוגיות רוח, מים ושמש מצמצמות עוד יותר את הפער הכספי.

העלות הכללית של הקמת מערכת רוח, מים ושמש ברחבי העולם במשך 20 שנה עשויה להיות כ-100 ביליון (אלף מיליארד) דולר, נוסף על עלות השינוע. אבל לא מדובר בכסף שהממשלה או הצרכנים מבזבזים. זוהי השקעה שמחזירה את עצמה באמצעות מכירת חשמל ואנרגיה. ושוב, הסתמכות על מקורות מקובלים תעלה את הדרישה מ-12.5 ל-16.9 ט"ו, ותדרוש הקמה של עוד אלפי תחנות כוח רגילות, שיעלו כ-10 ביליון דולר, ועוד עשרות ביליוני דולרים נוספים יידרשו לענייני בריאות, סביבה וביטחון. תכנית הרוח, המים והשמש מעניקה לעולם מערכת אנרגיה חדשה, נקייה ויעילה שתחליף מערכת ישנה, מזוהמת ולא יעילה.

נכונות פוליטית

מהניתוחים שלנו עולה שככל הנראה יוכלו הרוח, המים והשמש להתחרות בעתיד במקורות המקובלים מבחינת העלות. אבל בתקופת הביניים סוגים מסוימים של חשמל המופק ממקורות אלה יעלו הרבה יותר מחשמל המופק באמצעות דלק מחצבי, ויהיה צורך בשילוב כלשהו של סבסוד ושל מסי פחמן למשך כלשהו. תכנית של תעריפי הזנה (feed-in tariff, FIT) שתשלים את ההפרש שבין עלות הייצור ובין המחירים הסיטונאיים של החשמל יכולה לתרום רבות לחיזוק טכנולוגיות חדשות. שילוב של תעריפי הזנה ומכרזי שעון דועך, שבהם מציעי ההצעה הנמוכה ביותר מקבלים את הזכות למכור חשמל לרשת, מעניק תמריץ מתמשך להורדת מחירים עבור מפתחי מקורות מתחדשים. כשיגיע השלב הזה יהיה אפשר לסלק בהדרגה את תעריפי ההזנה. תעריפי הזנה יושמו בהרבה מדינות אירופיות ובכמה מדינות בארה"ב [וכן בישראל – העורכים], ורשמו הצלחה ניכרת בהמרצת מערכות לאנרגיה סולרית בגרמניה.

צעד הגיוני נוסף יהיה הטלת מס על דלק מחצבי או על השימוש בו כדי לשקף את הנזק הסביבתי שלו. אם הדבר לא יתאפשר, ראוי לפחות לבטל סובסידיות קיימות לדלק מחצבי, כגון הטבות מס לחיפוש ולהפקה, כדי להבטיח תחרות הוגנת. יש להפסיק קידום שגוי של חלופות רצויות פחות מטכנולוגיות רוח, מים ושמש, כמו למשל סבסוד של חוות דלקים ביולוגיים וייצורם, מכיוון שהוא מעכב הקמה של מערכות נקיות יותר. המחוקק מצדו חייב לחשוב על מדיניות מתוחכמת כדי להתנגד לשדולה של תעשיות האנרגיה המבוססות.

וצעד אחרון – כל אומה חייבת להראות נכונות להשקיע במערכת שינוע לטווח רחוק שתהיה יציבה דיה כדי לשאת כמויות גדולות של אנרגיה שתופק מן הרוח, ממים ומשמש מן האזורים המרוחקים שבהם היא בדרך כלל שופעת ביותר – כמו למשל, אנרגיית רוח מן המישורים הגדולים בארה"ב ואנרגיה סולרית מן המדבר הדרום-מערבי האמריקני – למרכזי הצריכה, שהם בדרך כלל ערים. גם לצורך הפחתת הביקוש אצל הצרכן בשעות השיא נזדקק לרשת חכמה שמעניקה ליצרנים ולצרכנים שליטה רבה יותר על השימוש בחשמל בכל שעה ושעה.

מערכת רחבת היקף של אנרגיות רוח, מים ושמש יכולה לספק את צורכי העולם באמינות, וכך לתרום תרומה חשובה לאקלים, לאיכות המים, לאקולוגיה ולהבטחת אנרגיה. כפי שהראינו, המכשולים הם בראש ובראשונה פוליטיים ולא טכניים. שילוב של תעריפי הזנה והמרצת הסַפָּקים להוריד מחירים, ביטול הסובסידיות לדלק מחצבי ובניית רשת מורחבת וחכמה – כל אלו יחדיו מספיקים כדי להבטיח הקמה מהירה. מובן שתעשיות התחבורה והאנרגיה של העולם האמיתי ייאלצו להתגבר על הכסף האבוד שהושקע בתשתית הקיימת. אך בעזרת מדיניות נבונה יוכלו האומות לשים לעצמן למטרה לייצר 25% מן האנרגיה החדשה שהן מספקות באמצעות מקורות רוח, מים ושמש בתוך 10 עד 15 שנה, וכמעט 100% בתוך 20 או 30 שנה. בעזרת מדיניות תקיפה מאוד יהיה אפשר לחסל את כל קיבולת הדלק המחצבי הקיימת ולהחליפה באותו פרק זמן, אבל בנקיטת מדיניות צנועה יותר ומתקבלת על הדעת יידרשו אולי 40 עד 50 שנה לצורך החלפה מלאה. מכל מקום, יהיה צורך במנהיגות ברורה, כי אילולא כן, ימשיכו האומות לנסות טכנולוגיות שהתעשייה מקדמת ולא טכנולוגיות שנבדקו על ידי מדענים.

לפני עשר שנים לא היה ברור שמערכות רוח, מים ושמש תהיה אפשרית מן הבחינה הטכנית או הכלכלית. אנו הראינו שהדבר אפשרי, ולכן אנו מקווים שמנהיגי העולם ימצאו את הדרך להפוך את מערכת האנרגיה המתחדשת לאפשרית גם מן הבחינה הפוליטית. בתור התחלה הם יכולים להתחייב למטרות בעלות משמעות בתחום האקלים והאנרגיה המתחדשת כבר עכשיו.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

22 תגובות

  1. יש הרבה מקורות שדרושים אנרגיה. בין היתר גם מצברים למלגזות. רובנו מכירים מצברים בעיקר מתחום הרכב הפרטי שלנו. אך, קיימות מערכות חשמליות ומכאניות מורכבות נוספות, בעיקר אלו המיועדות לשימושים תעשייתיים הדורשות מצברים מסוגים אחרים שמספקים מענה לצרכים מורכבים וגבוהים יותר.
    קראתי על זה באתר מעולה שמצאתי בתחום אנרגיה סולארית

    https://bit.ly/2T1atxZ

  2. יש הרבה תיקווה שליפני שנישמד בעבור צורת החיים שלנו אל פני כדור הארץ-שנינצל גם בעזרת התפילה ותשובה וגם בעזרת חברות חדשות שממוקמות כמו כל מיני תחלופים של חברת החשמל.לא נזהם ולא ניגרום נזק אם ניפעל למען מטרה אחד-ליהיות חכמים בצורך החיים ולא כמו שאנחנו עכשיו.
    יש הרבה חברות היום גדולות וקטנות גדולות כמו חברת חשמל במידבר סולארי וקטנות כמו"המלכה של פיתרונות סולאריים"שהם משוקים מערכות מיני לבית.מי שרוצה יכול לימצוא זה בר קיימה! אחריואת של הדור שלנו ביכולות שלנו.

  3. ואם נהיה ראליים הפתרון לבעית האנרגיה הוא אנרגית ביקוע גרעינית עם חומר בקיע שעבר טיפול שמונע את האפשרות ליצור ממנו פצצות אטום (יש דבר כזה וזה פותח בטכיון) ובעוד 20 שנה אולי גם היתוך גרעיני שהוא החלום הרטוב של האנושות.

    או מלחמה שתפחית את כמות האנרגיה הדרושה…

  4. נקודה שלא שמעתי פה:
    לאחרונה יצאו מאמרים בנוגע לשימוש באנרגיות שונות– סולרית/רוח/הידרו (גלי ים) ועל ההשפעות שלהן על הסביבה. לדוגמא: ניצול אנרגיה סולרית מונע מקרני השמש להגיע לאדמה ואו להיות מוחזרות לחלל, שימוש בטורבינות יכול לשנות את האקלים באיזור מסוים (אויר חם/קר לא זורם במסלולים הקבועים שלו, שינוי האנרגיה הקינטית וכו…). מחשבות?

  5. הבעיה האמיתית היא האגירה
    אם היה אפשרות לאגירה של כמויות גדולות של אנרגיה כל האפיק הזה הרבה יותר מעשי
    לכן אני מציע ליצור בריכות ענק שיהוו מצברים לאנרגיה
    אולי אפשר להפוך את ים המלח למצבר ענק

  6. אריק:
    הדברים לא בדיוק קשורים.
    אנחנו משתמשים בחומרים רבים על כדור הארץ ליצירת כלים וחפצים שונים ואיש אינו רואה בכך בעיה.
    הסיבה לכך היא גם ששימוש כזה צורך הרבה הרבה הרבה הרבה פחות וגם שאם וכאשר נוצר מחסור – אפשר למחזר (אגב – פלסטיק כבר ממחזרים במידה מסוימת).
    אם יהפכו את הנפט למוצר שצריכתו דומה לצריכת חומרים אחרים – דיינו לתקופה ארוכה מאד.
    חוץ מזה – כמו שאמרת – גם תחליפים יהוו אופציה.
    בסוף כה וכה הכל ייגמר – צריך לזכור שגם השמש תתכלה בסופו של דבר (בין אם נשתמש באנרגיה שהיא פולטת ובין אם לא)

  7. מבחינה אנרגטית – אפשר לעבור לאנרגיה לא מבוססת נפט.

    אולם תסתכלו שנייה שמאלה וימינה בחדר שבו אתם יושבים, ותנסו למנות את כמות החפצים שלא נוצרו מתוצריו השונים של נפט. לא הצלחתם למצוא כאלה? אנחנו חיים בציוויליזציית נפט, ולא רק בגלל האנרגיה שאנו מפיקים ממנו, אלא בגלל כל החומרים שאנו יוצרים ממנו.
    נכון, סביר להניח שאפשרי לייצר את כל אותם החומרים גם מחומרים מתכלים ולא מבוססי נפט – אבל כרגע הטכנולוגיה הזו לא קיימת, או בשלבי פיתוח מאוד ראשוניים. וכל עוד יחצבו נפט בשביל החומרים האלה, ימשיכו להפיק אנרגיה.

  8. ברור (והדוגמאות שהביאו כותבי המאמר מוכיחות) שכשרוצים
    אפשר, השאלה היא כמה באמת רוצים; האם באמת מבינים
    מנהיגי המדינות ואזרחיהם את דחיפות העניין – כשם שהבינו
    במלה"ע השניה את דחיפות יצור מטוסים במפעלי מכוניות?

  9. "סגן נשיא ארצות הברית לשעבר, אל גור, השליך ב-2008 כפפה: בתוך עשר שנים יש לבסס את ייצור החשמל של אמריקה על דלק נקי מפחמן במאה אחוזים"

    לפי המשך הכתבה אני מסיק שזו טעות והתכוונתם להגיד "בתוך 20 שנים…."

  10. הם מדברים על חוות רוח המרוחקות 150 עד 300 ק"מ אחת מן השנייה.
    זה נשמע קצת אחרת.
    זה כמובן לא שייך לגיבוי בין שמש לרוח ולגלים.
    מדינות מאד קטנות זקוקות לשת"פ עם שכנותיהן ממילא ואני בטוח שאפילו אנחנו יכולים להגיע לשת"פ בנושאים אלה עם ירדן ומצריים.
    אינני יודע מה יהיה בסופו של דבר אבל זה נראה לי לא רק אפשרי אלא – בטווח הרחוק – הכרחי.
    לא מדובר כאן בתסריט אופטימי אלא בתסריט היחיד שיאפשר למין האנושי להתקיים לאורך זמן.

  11. איזון בין מקורות שונים זה טוב ויפה, אך כפי שצויין גם במאמר הקמת יחידות יצור שיגבו אחת את השניה דורשות מרחב (במאמר מציעים להקים חוות טוריבנות במרחק של 300 ק"מ אחת מהשניה). מרחבים שבמדינות מסויימות הם מצרך יקר או פשוט בלתי קיים. במצב כזה קל למדי לדמיין מצבים בידרשו רזרבות גדולות מאוד של אנרגיה אגורה בכדי להמשיך ולהניע את משק החשמל. רזרבות שעלות התשתית והאחזקה שלהם יהיו גדולות במידה גדולה בהרבה מתשתית ותחזוקה של רזרבות נפט או פחם.
    מיותר לציין שגם הצעתו של עמי בכר בדבר יחידות יצור קטנות נופלת לאותה המלכודת.

    בנוגע להערתו של "מישו", בעוד שבעולם יש הרבה מדינות המייצאות נפט, גז ופחם ומאפשרות לכל מדינה את האפשרות לבחור ולהחליף את הספקיות שלה. הרי שבכלכלת אנרגיה מבוססת על מקורות מתחדשים המדינה תוגבל לשכנותיה אליהם רשת החשמל שלה תהיה מחוברת. דבר שיגביל מאוד את אפשריות התמרון שלה.

    לכן אני חוזר על טענתי שהשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים יוגבל לכמות שהמדינה עצמה יכולה לייצר, כאשר את ההפרש עם יהיה קיים היא תמשיך להשלים באנרגיה לא מתחדשת שאותה קל ופשוט הרבה יותר ליבא.
    ומסכים לחלוטין עם עמי בכר בנוגע לכך שכותבי המאמר מציגים נימה אופטימית מאוד שלא בהכרך תואמת למציאות הגאופוליטית של ימינו.

  12. ב.ז
    למעשה כבר כיום מערכת החשמל של רוב המדינות מגובה ע"י המדינות השכנות. רק מדינות שכל שכנותיה הם אויביה (ע"ע ישראל) לא יכולות לגבות את המערכת, וזו אכן בעיה ידועה של משק החשמל הישראלי.
    חוץ מזה, למיטב ידעתי עובדים היום על המון שיטות בהם מנסים לאגור אנרגיה חשמלית, בהצלחה משתנה, בכל מקרה לא מן הנמנע שיצליחו יום אחד גם לאגור מלאכותית את אותה כמות אנרגיה שאגורה בדלקים כימיים.

    המאמר הזה נתן קצת מספרים על היקף ההשקעה הנדרש, אבל ברמת היכולת הטכנולוגית הרבה מזה נראה באוויר. בחוגים העוסקים בעניין בארץ מדובר על כך שגם אם על כל גגות ישראל יונחו פאנלים סולאריים זה יתרום למשק סה"כ את כמות החשמל שמהווה את הצמיחה השנתית בצריכת החשמל, ז"א ממש מעט.

  13. בתגובה לעמי ובכלל:
    1. העולם ככל הנראה יעבור בהדרגה למקורות מתחדשים. יתכן והחזון של היתוך קר יגיע לפני שיגיעו מקורות נקיים זולים מספיק. גם לפני 15 שנה חשבו שתאים סולארים יהיו זולים, אבל לא התייחסו לתעשיית האלקטרוניקה.

    2. כבר היום המדינות הערביות הן עשירות ברמה שלא יאומה והן מבינות את העתיד ומתכוננות לכך. מדינות שיסבלו מזה יהיו בעיקר מדינות כמו ונצואלה, שמשתמשות בנפט כמנוף פוליטי.

  14. הסיכום במאמר הוא לא רע אבל לא מתיחס בפרוט יתר לסוגיה החשובה שהיא הנפט.
    אני מסכים עם הכותבים ששילוב הוא הדבר הנכון. זה תמיד יהיה נכון לשלב וזו המצאה של הטבע. בטבע ובאבולוציה של החיים מערכות מוצלחות הן מערכות מצומדות. כך מעל ומתחת לתחנת רוח יכולים להעמיד תאים סולריים וכדומה.
    העניין השני שמוזכר בסוף המאמר הוא השינוע ולדעתי יש כאן חשיבה שגויה שקשורה בחשיבה ישנה על מקורות אנרגיה מחצביים: טורבינות רוח ניתן להציב על כל בנין. גם אם לא את אותן טורבינות לבנות ענקיות שאנחנו מכירים (מגרמניה למשל). טורבינות קטנות שמסביבן קולטי שמש ובנינים שמצופים בפאנלים סולריים במפנים אסטרטגיים. או אז אין צורך בשינוע ובאיבוד של אנרגיה. כידוע לכולנו, שום מכונה לא יעילה מאוד ועם כל תזוזה יש איבוד. רק בעצם האגירה יש איבוד. לכן במקום לחשוב על אנרגיות שבאות מאיזה מדבר (שגם שם כמובן יש למקסם את יעילות קצירת האנרגיה) עדיף לנסות ולהעריך מערכת מבוזרת שבנויה מיחידות קטנות. אני מסתכל על כל הבניינים המכוערים וגורדי השחקים של ת"א ושואל את עצמי, אם על כל אחד מהם היית טורבינת רוח (כמה בניינים כאלה כבר יש? 100?) האם לא היו מספקים את האנרגיה של העיר ואף יותר?

    הבעיה האחרונה שהזכרתי בשורה הראשונה היא החשובה לדעתי והיא הנפט. היום המצב הוא שיש נפט כדי לשרוף. הנפט הזה שם ולא נראה כאילו הוא הולך להגמר. מה שאנחנו מתבקשים לעשות זה להגיד שאנחנו כבר לא חושבים על ביזניס אלא על אקולוגיה ולכן נשאיר את המחצבים לנוח שם ונלך ונשקיע המון אנרגיה בדברים אחרים. זה לא פשוט ואני מתקשה להאמין שבעולם העסקי והקר שלנו דהיום זה אפשרי. אגב, כשתגיע כבר הטכנולוגיה וצריכת הדלק המחצבי תרד באופן משמעותי העולם יעמוד מול שאלה גדולה כשמדינות שלמות (למשל מדינות ערב מסויימות) לפתע יעמדו מול מציאות שבה תעשייה ראשית ומקור הכנסה ראשי נעלמו כלא היו. זה יכול להרוס חברות ולהתחיל מלחמות עולם.

    לכן אני חושב שלמרות שהמאמר חשוב ומעניין ומאיר עיניים בהקשר של ההתכנות העסקית של אנרגיה מתחדשת, הרי שהוא פשטני ולא לוקח בחשבון את הדברים החשובים. המאמר בא להציג צד חיובי של חזון מבלי להתחשב בפרמטרים חשובים אחרים.

    לסיכום ובנימה אישית, אני אשמח כשהעולם יעבור לאנרגיה חלופית. זה יותר בריא לכולנו. הטכנולוגיה כבר פה והסיבה היחידה שלא עושים את זה היא פוליטית. שלא יסבנו אתכם בשטויות כמו כסף. כסף יש בערמות והשקעות בתחום האנרגיה מחזירות את עצמן בענק. כמו עם המים גם באנרגיה – הכל פוליטי.

    בברכת חברים,
    עמי בכר

  15. נקודה:
    מי שואל אותן?

    אלקס:
    כן, כמובן!

    ב.ז.:
    דווקא נתנו את הדעת על הבעיה והציגו פתרון שאינו מחייב חיבור ואיזון בין מדינות.
    במקום חיבור מסוג זה (שבוודאי יעזור במקומות בהם יתאפשר, למרות שיעילותו פחותה ממה שאפשר היה לקוות בגלל עלויות הולכת החשמל למרחקים גדולים והפסדי המתח העצומים הנגרמים בתהליך זה) הם מדברים על איזון בין מקורות שונים בזמנים שונים ועל אגירה שתתאפשר יותר ויותר ככל שישתכללו אמצעי האגירה.

  16. שילוב הטכנולוגיות לא הגיוני הוא בזבזני בכסף ובשטח. ואצלנו למרות גילו פוטנציאל לאנרגיה גיאותרמית בדרום רמת הגולן לא עושים עם זה כלום כי זה לא מעניין אף אחד וכולם מעדיפים להיות ראש קטן. בקשר לאנרגיה סולרית אני חושב שיש דרך לבניית לוחות סולאריים מחומר אורגני, אם אני זוכר נכון זה אותו חומר של מסכי הOLED (אלה בעובי 3 מ"מ) והוא זול יותר מהתאים סולאריים בשוק שמכילים צורן ומתכות יקרות, הבעיה היחידה היא הנצילות הנמוכה אבל כשהיא תעלה אז זה ישתלם לקנות לוחות סולאריים כאלה.

  17. לב.ז.
    לא הייתי קורה למצב היום, שבו כולם מסתמכים על תפוקת הנפט של מספר מצומצם של מדינות "אוטונומיה אנרגטית". דווקא רוח ושמש זה משהו שיש פחות או יותר לכולם (חוץ מלבריטים, אולי – להם יש בעיקר גשם… P-:).

  18. הבעיה הפוליטית הגדולה ביותר שלא מוזכרת במאמר קשורה לעובדה שבכדי לקיים את משק האנרגיה עליו מדברים הכותבים יש צורך בקיומו של משק אנרגיה גלובאלי כאשר על המדינות (או קבוצות גדולות שלהם) מחוברות לרשת חשמל אחת וסוחרות בו בינהם וזאת בשל טיבם ההפכפך של מקורות האנרגיה הנ"ל.
    מדינה כמו ישראל (מדינות קטנות אחרות) לא יכולות להקים בתוך שיטחם מספיק יחידות יצור אנרגיה בכדי שיגבו זו את זו בעת ירידה בתפוקה, ומכיוון שאנרגיה חשמלית לא ניתן ליבא במיכליות מדרום אמריקה יהיה אליהם להסתמך על שכנותיהם. ספק רב עם מדינות רבות יוותר או יצמצמו את ה"אוטונומיה האנרגטית" שלהם ביחוד במצב הגאופוליטית של ימינו (ושל העתיד הנראה לעין). אי לכך סביר להניח שכל מדינה תסתמך רק בכמות האנרגיה המתחדשת שהיא יכולה להפיק בשיטחה כאשר את האחוזים הנותרים היא תשלים על ידי תמהיל של מקורות (דלקים מאובנים, אנרגיה גרעינית או יבוא חשמל ממדינות סמוכות) בהתאם למצבה.

  19. מילים, מילים… השאלה אם מישהו בישראל חושב לעשות משהו עם האינפורמציה הזאת…

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן