דפים

3 באוגוסט 2014

לוחות השמש – המאזן האנרגטי


השמש והרוח הם שני מקורות האנרגיה המתחדשים, הנקיים, שאנשים רבים חולמים שיחליפו ביום מן הימים את האנרגיה הפחמית (פחם, גז ונפט), ויהוו מקור אנרגיה עיקרי לאנושות. האם הדבר אפשרי?
כדי לענות על השאלה יש להיעזר בחישוב "המאזן האנרגטי "– EROI energy returned on energy invested  או בעברית: אנרגיה מופקת לעומת אנרגיה מושקעת. במאמר זה, ב IEEE  (בטאון מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה) יש הסבר ארוך ומפורט של המושג מאזן אנרגטי.

פרייטו והול פרסמו ספר ובו הם עורכים חשבון מפורט של המאזן האנרגטי של כול לוחות השמש (הפאנלים הסולאריים) שהותקנו בספרד. ספרד היא ארץ מוכת שמש, והייתה שיאנית עולמית בהתקנת לוחות עד שביטלה את הסובסידיות החדשות ב 2012. כעת היא השנייה בעולם (כנראה אחרי גרמניה) ומייצרת כ 10% מהחשמל הפוטו-וולטאי בעולם. יש בה כמות אדירה של מתקנים סולאריים, פוטו-וולטאיים (שהם נושא המחקר), וצברה נסיון של לפחות 7 שנים (עד 2013, תאריך המחקר) בתפעול מתקנים סולאריים. ביקורת על הספר ותמצית החשבון שלהם תמצאו כאן.     (עוד ביקורת על הספר – כאן, וכאן).

צ'רלס הול (יליד 1943) הוא אקולוגיסט (איש חקר הסביבה) באונ' מדינת ניו יורק, שחקר וכתב ספרים רבים על נושא הכלכלה והאנרגיה, והקיימות. הוא מומחה למאזנים אנרגטיים. פדרו פרייטו (יליד 1950) הוא מהנדס, שעבד פיסית ומעשית בהתקנה ותחזוקה של מתקנים פוטו-וולטאיים בספרד, ואף מחזיק בבעלות מלאה על אחדים מהם. ראיון מ 2010 אתו ניתן לקרוא כאן. פרייטו והול, שניהם, מודאגים מ"שיא הנפט" peak-oil – ומה יכול להחליף את המקורות הפחמיים האוזלים כדי לספק את האנרגיה הדרושה לאנושות? על פי חישובים מדויקים של מאזן אנרגטי הם מגיעים למסקנה שאנו לא יכולים לתלות תקוות בשמש – היא לא יכולה להוות מקור משמעותי לכמויות האנרגיה העצומות (והגדלות בהתמדה) שהאנושות צורכת.

כבר כתבנו בפוסט קודם שנדרשת אנרגיה רבה כדי לייצר ולהתקין לוחות שמש. (הושקעה יותר אנרגיה – ממקורות פחמיים – בייצור והתקנה של לוחות שמש מאשר הופקה מהם – עד 2013). פרייטו והול עשו חשבון מדויק, הלוקח בחשבון את כול הגורמים בייצור, התקנה, תחזוקה, חיבור לרשת ומחזור של לוחות השמש, לאורך כול חייהם. חשבון כולל של המאזן האנרגטי לכול מחזור חיי המוצר.

מלבד העלות (הכספית והאנרגטית) של הלוחות עצמן, יש עלויות רבות מסביב. למשל: בסיסי בטון, מתקני מתכת עליהם מוצבים הלוחות, מתקנים אלקטרוניים inverters – הנחוצים לחיבור הלוחות לרשת, קווי חיבור חשמליים, דרכי גישה, גדרות בטחון, שמירה, תחזוקה (החלפת חלקים שמתקלקלים), שטיפה – נגד אבק מצטבר, המוריד את התפוקה, וכ', וכו'. הכול מבוסס על הניסיון האישי המפורט של פרייטו בהתקנה וניהול מתקנים סולאריים.
השורה התחתונה – המאזן האנרגטי, ה EROI  - הוא 2.45. וזאת מתוך הנחה (לא מוכחת) שהלוחות ימשיכו לתפקד בצורה תקינה ועם תפוקה טובה, במשך 25 שנה, דבר שלחלוטין לא בטוח. (עוד אין ניסיון של 25 שנה). בארצות אחרות, בהן יש פחות שמש, כמו גרמניה למשל, יש להניח שהמאזן נמוך יותר, בין 1.6-2.0 . המשמעות היא שהמאזן נמוך מדי. זה לא מספיק טוב ומועיל. גם פרייטו והול, וגם גורמים אחרים (כמו ה IEEE) חושבים שכדי שמקור אנרגיה יהיה מקור טוב ומשמעותי ה EROI  חייב להיות 8 או יותר. לוחות השמש מפיקים מעט מדי אנרגיה, לעומת האנרגיה המושקעת בהם, והנדרשת מהם. מחקרים אחרים (המבוססים בעיקר על מודלים ולא על ידע מעשי), מצאו מאזן אנרגטי יותר טוב – בין 4 לבין 5.9. גם מספרים אלה עדיין אינם מספיק טובים, וספק אם הם נכונים. מחבר המאמר ב IEEE  (וויליאם פיקרד) אומר שחייבים לבדוק היטב את המאזן האנרגטי לפני שמפליגים בהשקעות גדולות באנרגיה סולארית, ולפני שתולים בה תקוות שאולי אינה מסוגלת להגשים.
בינתיים, בלי קשר לחשבונות מאזן אנרגטי או חישובי תועלת של מהנדסים, ביצע העולם כבר השקעות עצומות, של מאות מיליארדי דולרים, בהתקנת מיליונים רבים של מתקנים סולאריים. כול זה נעשה ללא חשבון, על בסיס דחף רגשי, אידאולוגי, היסטרי, של האופנה הירוקה.

אבל... מה שלא עובד – לא עובד. האידאולוגיה לא תעזור.

יעקב


אין תגובות: