כך אומר חתן פרס נובל פרופ' וולטר קוהן , חתן פרס נובל לכימיה לשנת 1998, באירוע לרגל קבלת תואר דוקטור כבוד בבר-אילן במאי 2009 * לדבריו, ישראל חייבת לחזור ולהוביל בתחום אנרגית השמש כמו לפני עשרות שנים
היום מדברים על אחוז אחד מהאנרגיה שמסופקת כיום על ידי רוח ושמש, כאשר 35% מהאנרגיה המנניעה את גלגלי הכלכלה העולמית מגיעים משריפת נפט, 25% מגז טבעי, 25% משריפת פחם, ומבין סוגי האנרגיה האחרים – הבולטת שבהן היא
האנרגיה הגרעינית. אנרגית שמש וניצול אנרגית הרוח מהווים בקושי אחוז אחד לכל סוג אנרגיה.
קוהן בחן את החלופות לנפט ולגז והסביר מדוע אינן מתאימות או לחילופין, אינן יכולות לגדול בקצב הדרוש כדי לקחת את מקום הנפט והגז. הפחם נפסל בהיותו בעייתי יותר מבחינת זיהום ו מבחינת פליטת פחמן. זאת בשל יעילותו הנמוכה יחסית. חלופה אחרת היא החלופה הגרעינית וגם היא בעייתית משום שהיא מייצרת סיכון סביבתי במקרה של תקלה וגם בלי תקלה, קשה מאוד להיפטר מהפסולת הגרעינית.
“יש עוד מקורות טובים וירוקים כגון דלק ביולוגי, אך הם לא יהפכו להיות שחקן רציני. בתחילה סברו שסוכר ותירס יהפכו להיות תחליף לנפט, הבעיה היא שהם מתחרים על המקום ועל המים עם גידולי המזון, דבר שגרם להתייקרות המזון ולהחרפת העוני.
“אנחנו באחת האוני' המובילות בישראל ולא צריך להסביר לכם שיש קונצנזוס על כך שאנו סובלים משתי בעיות בו זמנית – התרוקנות מאגרי הנפט והגז הטבעי והתחממות כדור הארץ כתוצאה מפליטות הפחמן. ייצור הנפט הגיע לשיא בארה”ב בשנות השבעים. כיום ירדנו לחצי מהתפוקה של אז. גם יצרניות נפט אחרות כגון סעודיה כבר עברו את השיא, וגם אם ננצל את אדמות השמנים של קנדה, עדיין לא נצליח להגיע לתפוקות של אז.
35% מצריכת האנרגיה העולמית מגיעה מנפט, 25% מפחם ועוד 25% מגז טבעי. אנרגיה גרעינית מהווה אחוזים בודדים, והאנרגיות החלופיות עוד פחות.
אנו רואים איפוא, כי 60% מהאנרגיה הנצרכת בעולם מגיעים מנפט וגז טבעי כאשר גם בכל המדינות שעדיין לא הגיעו לשיא זה תגיע תחילה תופקת הנפט ולאחר מכן תפוקת הגז הטבעי לשיא בתוך 20 שנה פחות או יותר. לכאורה יש אספקת פחם עד שנת 2100 ואולם אם הוא יהפוך למקור האנרגיה העיקרי בהעדר נפט וגז, הוא ייגמר הרבה קודם לכן. “לקח למשאבים הללו להיווצר כחצי מיליארד שנה, ואנו בזבזנו את הכל בתוך מאה שנים.”
קוהן משבח את השינוי שעבר הממשל האמריקני בכל הקשור לתחום האקלים לאחר הבחירות ועליתו לשלטון של ברק אובמה.
מה לעשות? שואל קוהן ומציע מספר עקרונות לדיון באתגרים.
• ראשית יש לפעול במהירות, כי אם נמשיך רק לבצע מחקרים במשך חמישים שנה ייגרם נזק בלתי הפיך.
• יש להאט את הגידול באוכלוסיה. הצפי הוא שעד אמצע המאה תגדל האוכלוסיה ב-50% ללמעלה מ-10 מיליארד בני אדם בשנות החמישים של המאה ה-21, וביחד עם הגידול בצריכה לנפש עקב הצמיחה הכלכלית בסין ובהודו יגרום לעליה בביקוש לאנרגיה ובפליטות הפחמן. הבעיה – האיסלאם הקיצוני איתו אתם מתמודדים כאן בישראל, והכנסיה הקתולית מתנגדים לשימוש באמצעי מניעה, ומציגים קצב ריבוי טבעי גבוה. עם זאת קוהן מציין כי קצב הגידול ירד מאוד בשנים האחרונות.
• שימור אנרגיה – דבר שנחשב עדיין למילה גסה – לא מזמן חברות החשמל רצו שישתמשו יותר בחשמל, ואנשים לא התרגלו לחסוך. רבים עדיין קונים רכבע ארבע על ארבע בעלי צריכת דלק עצומה.
• מעבר לשימוש באנרגית שמש וכוח הרוח, כל אחת מהדרכים הללו מספקת כיום בסביבות 1% מכלל ייצור החשמל בעולם אבל בחמש השנים האחרונות גדל קצב החדירה לאנרגיות אלה ב-40% בכל שנה. המשמעות היא הכפלה בכל שנתיים. קצב זה של 40% נמשך כבר חמש שנים. המניע העיקרי היתה סין שהפכה ליצרן העיקרי של תאי שמש. המובילה בתחום אנרגית הרוח היא דנמרק – כ-25% מהייצור החשמל מגיע מרוח ועדיין גדל. אנרגית השמש והרוח מהווים כרגע שיעור קטן מאוד של ייצור האנרגיה העולמי. אני טוען שתהיה צמיחה גבוהה בתחומים אלה. בקליפורניה הופעלו מזה כשנתיים חוקים הדורשים מחברות חשמל לייצר אחוז מסוים מהאנריגה ממקורות מתחדשים ונקיים.
תחזרו לימים הטובים של ישראל כמובילה באנרגית השמש ותתחילו לעבוד. מה שהשמש מייצרת בשעה, יכול לשמש לצריכת החשמל לשנה שלמה. כך שיש עוד מקום רב לשיפור בתחום.
ישראל, למרבה המזל היו המובילים בשימוש באנרגית השמש. תמיד הייתי גאה להגיע ללוד ולראות את מכלי המים על הגגות – המדינה היחידה שהיתה להם. משהו קרה וישראל איננה המובילה כיום. דיברתי עם קובעי מדדיניות, קובעי המדיניות נותנים היום מס שפתיים ולא יותר מכך.
פרופ' וולטר קוהן הוא תאורטיקן בולט בתחום החומרים המעובים, וב-1998 הוענק לו פרס נובל על “פיתוח התאוריה לפונקציונל-הצפיפות”. האקדמיה השוודית המלכותית למדעים ציינה שפרופ' קוהן הרים “תרומה חלוצית לפיתוח שיטות הניתנות ליישום במחקרים תאורטיים של תכונות המולקולות ושל התהליכים הכימיים שהן מעורבות בהם”. בזכות פשטותה של תאוריה זו מרבים להשתמש בה בפיסיקת הקוונטים. בעקבות הופעתם של מחשבי-העל הייתה תאוריית פונקציונל-הצפיפות לכלי חיוני במדע החומרים האלקטרוניים. פרופ' קוהן גם הרים תרומה חשובה לפיזיקה של המוליכים-למחצה, למוליכוּת-העל, לפיזיקת השטח ולקטליזה. פרופ' קוהן כתב מאתיים מאמרים וסקירות מדעיות.
וולטר קוהן משמש פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה-ברברה, והיה המייסד והמנהל של קרן המכון הלאומי למדע הפיזיקה התיאורטית באוניברסיטה זו. קודם לכן היה פרופסור הן ב'מכון קרנגי לטכנולוגיה' בפיטסבורג והן באוניברסיטת קליפורניה בסן-דיאגו. כמו-כן היה מדען-אורח בארצות הברית, בפריז, בקופנהגן, בלונדון ובציריך.
26 תגובות
תקלדה: במקום רכבע צריך רכבי. נא להסיר את ההודעה לאחר התיקון.
הנזק שנגרם משריפת דלקים פוסילים עולה עשרות מונים על שימוש באנרגיה גרעינית
לאחד מכפר סבא. (מס 3′ 12′ 14′ 16′ 19) וגם לכולם.
חישוב קצר מראה כי בנצילות של 50% לא צריך הרבה שטח כדי “לחשמל” את כל המדינה.
א. יש כבר תאים סולריים בנצילות של 50% הם עדין נסיוניים אבל ההתקדמות מרשימה.
ב. השמש מפיקה בכל בספקטרום שלה, כ-1000 ווט למ”ר אנרגית שיא.
ג. תאים אלו יהיו זמינים בעוד כ-3 שנים.
לכן פיתרון אנרגטי ע”י השמש הוא בר ביצוע.
להערכתי, הפיתרון האולטימטיבי יהיה, שילוב של אנרגיה סולרית ורוח, שהם יכולים להיות באותו שדה אנרגיה. גם אם בהתקנה בשדה מנוצל רק 30% מהשטח.
אנא, ערוך את החישוב ותיוכח כי זה ישים וכדאי גם בנצילות נמוכה יותר.
אתה צודק. חשמל מיוצר ונצרך במהלך כל שעות האור, יצטרכו לתכנן עודף ייצור מסויים לאגירה ללילה. בגלל ימים מעוננים, ושעות היממה, ההספק השנתי הממוצע של לוחות ליצור 1 KW/Hr Pik הינו 1600 W בשנה באיזור מרכז הארץ.
אני לא יודע מה התפלגות צריכת החשמל הארצית היומית או השנתית. אני מניח שאפשר לברר את הנתונים בחברת החשמל.
בכל אופן עיקר הצריכה היא בשעות העבודה אז מפעלי התעשייה הגדולים עובדים, לקראת הלילה הצריכה פוחתת משמעותית, לכן כיום יש תמחור מוזל משמעותית לצרכנים תעשייתיים בלילה.
מטרת החישוב היתה להבין את סדר הגודל של השטח ולוא דווקא לשמש בסיס לתכנון הממשלתי.
S:
לא ניסיתי לחזור על החישוב אבל צהרי יום קיץ חם אינם השיקול היחיד.
בערבי החורף מחממים ואז אין שמש כלל.
החשבון צריך לכלול גם ייצור חשמל לצרכי אגירה לשעות נטולות שמש.
עשיתי חשבון זריז – לפי נתוני משרד התשתיות נדרשים כ9 מ"ר של לוחות ליצור 1 KW/Hr Pik בצהריי יום קייץ שמשי באזור המרכז. ההספק המקסימלי של חברת חשמל לישראל נע סביב של 10 GW/Hr בצהרי יום קייץ חם.
אם כך נדרשים כ 90 (נניח 100) קמ"ר של לוחות סולאריים לאספקת החשמל של מדינת ישראל. אפשר למצוא שטח כזה בבקעה, בערבה, אולי לייצר אסדות צפות של לוחות ובא לציון גואל.
צריך לעשות אבחנה בין השמש שהיא משאב כביר היכול וכבר היום מספק את עיקר צרכי האנרגיה של היקום לבין הפיתוחים הטכנולוגיים האנושיים. כפי שאמר פרופ’ קאהן – “שעה אחת של שמש על פני כדור הארץ יכולה לספק את צרכי האנרגיה של האנושות במשך שנה שלמה”. צריך רק לרתום את האנרגיות האנושיות לפתח ולשכלל את המערכות לקליטת השפע של השמש ולהפכה לאנרגיה זמינה. לנו במ”י יש הסטוריה מפוארת בתחום. צריך רק להמשיך את המסורת. העמותה שיסדתי – “יהי – אור” חינוך מואר באנרגיית השמש ע”ר – עוסקת בחינוך הדור הצעיר – המדענים והמהנדסים של המחר. במסגרת פועלי תרגמתי לעברית את הסרט – “כוחה של השמש” שפרופ’ וולטר קאהן היה מנהל הפקתו – סרט המספר את ההסטוריה של התאים הפוטו וולטאים- משלב המדע הטהור ועד לישומים תחילה בתחום החלל וכיום בתחנות כוח סולארית.
הוא צדק כי 50 שנה רוב המחקר נעשה רק בתחום הטוקמקים(כמו iter) שלא עבדו אז וגם לא יעבדו בעוד 100 שנה.
ועל זה העיר המרצה שלי למכניקה, פרופסור ברק קול, כשדיבר על בעיית האנרגיה: כבר לפני 50 שנה אמרו לנו שנותרו עוד חמישים שנה…
אחד מכפ"ס:
מהפה שלך לאוזניים של… טוב, אין לי אוזניים אמתיות להציע אבל אני מקווה שההימור שלך יתברר כמוצדק.
למיכאל כן אני יודע ובגלל זה הבתי עוד כמה דוגמאות לכורי היתוך בעלי פוטנציאל . גם אם הnif ייכשל אז יש עוד כמה כורים תרמוגרעיניים בעלי פוטנציאל רב להצליח.
אחד מכפ"ס:
אז אתה מעדיף לעשות בכל זאת את מה שאני מעדיף להימנע ממנו.
אני אחכה בסבלנות לסיום הפרויקט.
אם הוא יצליח – אשמח – ואם ייכשל – אצטער – אבל בשום מקרה לא אוכל את הכובע.
בניגוד לכמה אחרים – אני אינני נביא ולכן אינני יכול לחוות דעה על דברים שאינני מכיר לעומק.
למר מיכאל האנשים שאומרים שפרויקט nif לא יעבוד הם לרוב בעלי אינטרס ומגובים ע”י חברות הנפט הגז וע”י מדענים שמנהלים פרויקטים גם בתחום ההיתוך אבל מסוג אחר(לרוב מתחום הטוקאמקים). לבי פרויקט הליף(LIFE) הנה הרצאה של מר מוזאס (שאגב היננו יהודי) http://www.youtube.com/watch?v=H3F42s_MsP4 וגם מידע בתופס pdf http://fire.pppl.gov/fpa08_moses_life.pdf . כמו כן הרצאה של חוקר מאוניברסיטת וושינטון בסיאטל(ארה”ב) על כור היתוך מסוג אחר הFRC http://www.youtube.com/watch?v=XuAV315__OE . וגם סוג של כור היתןך מעניין הpolywell(או iec) שמתוקצב נכוך להים ע”י הצי האמריקאי ואם יעבוד(וזה נידע בעוד כשנה שנתיים http://www.globalsecurity.org/military/library/news/2009/09/dod-contracts_4116.htm) כמו גם הרצאה של ד”ר בוסארד שנעשה שנה לפני מותו בשנת 2007 http://www.youtube.com/watch?v=FhL5VO2NStU&feature=channel .
ממשיכים להטעות את הציבור במטרה להעלות את מחירי הנפט.
הנפט לא יגמר כל כך מהר כי הוא ממשיך להיווצר גם היום,
והוא לא ממאובנים…
למר לוק התוכנית שראיתה בערוץ 8 נעשתה ע”י ארגון בעל דעות שמאלניות ואנטי גרעיניות(greenpeace ,bbc) כמו כן הם דיברו על כורים מדור 2 ולא על כורים מדור 3 ובמיוחד שלא על כורים מדור 4 שתקלה בהם בלתי אפשרית(יש יותר סיכוי שתזכה בלוטו שלוש פעמים בשבוע מאשר שתיקרה תקלה בכור מדור 3 ובמיוחד בכור מדור 4)
אני גם נחמד וגם צודק
למי יש בעיה עם האסלאם הקיצוני? ועם הכנסייה הכתולית? ועם היהדות?
צריכים להבדיל בין להיות נחמד לבין להיות צודק!
ירון:
על פי הכתבה שהבאת יש מדענים רציניים שמכירים את הפרויקט לפרטיו ומאמינים בו ומדענים רציניים אחרים שמכירים את הפרויקט לפרטיו ואינם מאמינים בו.
כל הבעת עמדה מצד אדם שאינו מכיר את הפרויקט לפרטיו תהיה יומרנית וחסרת ערך.
אני, אישית, מתכוון פשוט להמתין לתוצאות.
איך שלא יהיה – זה מעניין ותודה לך על הקישור.
חברה מה דעתכם על הפתרון הבא?
http://www.calcalist.co.il/local/articles/0,7340,L-3371253,00.html
אחד מכפ”ס:
50 אחוז משטח הנגב? אתה כנראה לא יודע מתמטיקה או גיאוגרפיה.
מספיקים פחות מ 2000 ק”מ רבוע, בטכנולוגיה הנוכחית (פחות מ 25% יעלות). זה אמנם שטח עצום, אבל רחוק מ 50%.
לוק. לא סתם פרופסור, חתן פרס נובל.
הפתרון נעוץ בשימוש בכוח החזק.
ראיתי בערוץ 8 תוכנית על הסכנה בתקלות גרעיניות, וחשוב לי לומר שכמסקנה עולה שהנזק ארוך הטווח שנגרם מהתקלה בארה”ב לפני 40 שנה ומהפיצוץ בצ’רנוביל, בטל בשישים לעומת היתרונות של שימוש בכורים גרעיניים.
כמות ההרוגים שהייתה אמורה להתרחש לפי צפי במהלך 20 השנה שחלפו באוקרינה גדולה בהרבה מכמות המתים בפועל.
הפרופסור צריך לעדכן את ידיעותיו, עם כל הכבוד.
אפילו אם תאים פוטוולטים בעלי נצילות של 50% (לא ראלי כרגע) את צריך לכסות מחצית מהנגב כדי לספק את צריכת החשמל בישראל שרק תלך ותיגדל.
מספר 1 אתה טועה, יש לנו הרבה יותר אנרגית שמש ממה שאנו צריכים, באופן תאורתי מספיק שנתפוס עשירית האחוז בלבד מאנרגיית השמש שמגיעה אלינו בכדי לספק את כל צרכי האנרגיה של האנושות כולה. מפני שהיחס נצילות/עלות של לוחות סולאריים הולך ויורד בצורה מעריכית צפויי שבעוד כ 10 שנים (בעיקר בזכות פיתוחים בתחום הננו טכנולוגיה) תהיה לנו אפשרות מעשית לספק את כל צרכינו באמצעות קרינת השמש בלבד.
אנרגיה סולארית? חהחה מקור האנרגיה החלש ביותר רק אנרגיה גרעינית תציל אותנו.