דפים

5 ביולי 2015

אגירת אנרגיה – אין דבר כזה.


ממשלות רבות בעולם הודיעו על "יעדים" אקלימיים גבוהים – משהו כמו אספקת 100% מצרכי האנרגיה או אולי 80% ממקורות מתחדשים – עד 2040 או עד 2050. מכוני מחקר וארגונים ירוקים אחדים אף פרסמו תכניות מפורטות כיצד ניתן להגיע לאספקה של 100% מהאנרגיה ממקורות מתחדשים (ללא פחם, גז או אנרגיה גרעינית).

המקורות המתחדשים הם כרגע שמש ורוח – אין כמעט אחרים שמסוגלים לספק כמויות גדולות של אנרגיה. מקורות אחרים, כמו ביו-מסה (שריפת עצים) וגיאותרמי – מוגבלים מאד מבחינה כמותית לכמויות קטנות מאד של אנרגיה ביחס לצריכה.

הבעיה הגדולה עם המקורות המתחדשים היא התזזיתיות – intermittence – הם פועלים רק חלק קטן מהזמן. לוחות השמש מייצרים אנרגיה רק, מקסימום, כ 20% מהזמן (והרבה פחות ברוב הארצות). תחנות הרוח – רק כ 25% מהזמן 0אלה נתוני אמת). ובנוסף – אנו לא שולטים על זמן הייצור. אבל – החברה שלנו זקוקה לאספקה סדירה, רציפה ואמינה של חשמל ואנרגיה, בכול שעות היממה. אנו צורכים (ומייצרים) כול הזמן (באופן רציף) כמויות אדירות של אנרגיה. ברור לכולם שללא אגירת אנרגיה המקורות המתחדשים לא יוכלו לספק את צרכינו. כול התכניות מדברות על ייצור עודף (ייצור יתר) של אנרגיה כאשר השמש זורחת או הרוח נושבת, ואגירתה לשימוש כאשר אין שמש ו/או אין רוח. הצרה היא שאין כזה דבר: אגירת אנרגיה. כל התכניות האלה בונות על דבר שלא קיים.

שני מהנדסים פרסמו (בנפרד) מאמרים גדולים על הטכנולוגיות השונות לאגירת אנרגיה שקיימות באופן מעשי ומוכר, היום. הפרטים רבים, המאמרים ארוכים ומפורטים, והם מכילים הקישורים למקורות רבים נוספים, מי שמתעניין מוזמן לקרוא. אנסה, בשני משפטים, לסכם את העיקר.

שיטת האגירה היחידה שפחות או יותר "ריאלית" או "עובדת" היא אגירה שאובה של מים.  בונים שני מאגרים סמוכים, עם הפרשי גובה ביניהם, שואבים מים מהמאגר התחתון לעליון כאשר יש עודף אנרגיה, ומייצרים חשמל על ידי הורדת המים מהמאגר העליון לתחתון תוך הפעלת טורבינה וגנרטור. הבעיה עם שיטה זו שהיא תלויה בטופוגרפיה – אפשרית רק בשטח הררי בו קיימים הפרשי גובה. היא דורשת כמויות אדירות של מים, ועולה לא מעט. מסיבות אלה השיטה הזו איננה ברת הרחבה, אינה יכולה לספק יותר מאחוזים בודדים של הצריכה.

שיטה שנייה היא מצברים. הבעיה העיקרית עם מצברים שלא ניתן לאגור בהם את הכמויות הגדולות של אנרגיה הדרושות. גם המחיר של האגירה במצברים הוא אסטרונומי. טכנולוגיית המצברים (צבירה כימית) נחקרת כבר יותר ממאה שנה, ואין צופים פריצות דרך מהותיות בתחום.

שיטה אחרת היא ייצור גז מתאן (סינטטי) ממים + פד"ח + אנרגיה. המתאן יכול, בדומה לגז טבעי, לשמש מקור אנרגיה. בגרמניה בנו מתקן ניסיוני אחד לבחינת התהליך הזה – היחידי בעולם. יש בעיות רבות: המחיר גבוה, היעילות הקטנה (הרבה אנרגיה מתבזבזת בתהליך), אספקת הפד"ח...

שורה תחתונה – לא קיימת טכנולוגיה לאגירת אנרגיה בכמויות האדירות שאנו צריכים. ללא פריצת דרך טכנולוגית מהותית, שאת טבעה איננו יכולים לחזות היום, אגירת אנרגיה בכמויות גדולות אינה אפשרית. וזה אומר – שאספקת אנרגיה, בכמויות גדולות, ממקורות מתחדשים תזזיתיים (שמש ורוח) אינה אפשרית.
כול התכניות על "יעדים" של אנרגיה מתחדשת הן פנטזיות, משהו שלא אפשרי, טכנולוגיה שלא קיימת. זה לא משהו שאנו שולטים בו, לא תלוי ברצון שלנו או בכסף שאנו מוכנים להשקיע. זה פשוט סיפורי אגדה דמיוניים, תלושים מהמציאות.

יעקב



6 תגובות:

אנונימי אמר/ה...

מה עם פירוק מים לחמצם ומימן?

יעקב אמר/ה...

פירוק מים לחמצן ומימן הוא תהליך שדורש (צורך) הרבה אנרגיה. הוא חלק מתהליך ייצור הגז הסינטטי. אחרי ייצור המימן - מרכיבים אותו עם פחמן דו חמצני (פד"ח) לייצור גז מתאן סינטטי. גז מתאן ניתן לאחסן, ליצבור לחלק ולהשתמש בו בתשתיות שקיימות פחות או יותר - מהגז הטבעי.

המימן הטהור בעייתי מאד היות והוא נפיץ מאד, לכן כול התעסקות איתו (איחסון, הובלה) הופכת לבלתי אפשרית כמעט.

עוזי אמר/ה...

אגירת אנרגיה טובה הרבה יותר כנגד תחנות כוח בסיס (בעיקר גרעיניות ) שלא ניתן להדליק ולכבות. באחוזים בודדים מהאגירה שדרושה בעבור מקורות תזזיתיים ניתן "לשטח" את הדרישה לאנרגיה וספק את כולה עם תחנות כוח יעילות יותר כך שנקבל חשמל נקי וזול יותר. גם לזה הטכנולוגיה עוד לא מספיקה, אבל זה הרבה יותר קרוב.

האם הירוקים מנסים לקדם פתרון ראשוני שכזה? אני בספק גדול - זה יכול ממש לעזור אז הם בטח נגד.

יעקב אמר/ה...

הירוקים מנסים לקדם עתיד בלי אנרגיה - הם נגד כול דבר שעובד - נגד פחם, נפט, גז, נגד סכרים הידרואלקטריים ובוודאי ובוודאי - נגד אנרגיה גרעינית.
הם כנראה מבינים (למרות טענות הפוכות) שאנרגיות תזזיתיות לא מספיקות לסיפוק צרכי האנרגיה שלנו - אבל לא איכפת להם... אספקת אנרגיה סדירה בשפע איננה יעד חשוב אצלם.

משום מה הם מתעלמים מהנזק הסביבתי הגדול שנגרם על ידי תחנות הרוח.

אנונימי אמר/ה...

אני מסכים איתך שאין פתרונות פיזאביליים מספיק לאגירת החשמל, אבל מה עם אגירת קור? אני יודע שאפשר לאגור קור באופן קומפקטי ביותר במאגר קרח למשל. אם צרכנים רבים (מגדלי משרדים, תעשייה, בתי חולים, קניונים, בסיסי צבא) יאגרו קור, ניתן יהיה להקל על 50% מצריכת האנרגיה ולשלוט בשיאי הצריכה

מאיר

יעקב אמר/ה...

נכון, אגירת קור במים לצורך מיזוג אוויר אפשרי ונעשה בבניינים רבים. זה עובד, וייתכן שזה גם כלכלי. זה אחד מאצעי הייעול הנורמליים שמתפתחים עם הזמן, ועוזרים לנצל יותר טוב את המשאבים (תחנות כוח) שיש.
זה מבוסס על כך שיש תחנות פחמיות או גרעיניות שמספקות חשמל רב בכמות אחידה, וכך נוצר עודף חשמל בשעות הלילה, אותו ניתן לנצל לקירור מים, אשר ישמשו את מערכות מיזוג האוויר ביום. בחורף ניתן לחמם את המים בלילה ולהשתמש בהם לחימום חדרים ביום.

אבל - אם משלבים חשמל סולארי במערכת - יש לנו עודף חשמל ביום (כאשר השמש זורחת) שיכול להפעיל ישירות את מערכות המיזוג, כך שהאגירה במים קרים כבר לא נחוצה.