דפים

23 בפברואר 2017

אשליית השמש והרוח

אנשים רבים משלים עצמם שניתן לספק את צורכי האנרגיה העצומים של 7.5 מיליארד תושבי כדור הארץ ממספר מצומצם של מקורות אנרגיה "טובים". הרשימה הטובה לא תכלול דלק פחמי (מאובן), שהוא "רע" ורבים מתנגדים גם לאנרגיה גרעינית (גם כן "רע") ומה שנשאר ("טוב") זה הידרו (סכרים) עצים (ביומסה - שריפת עצים או אתנול) ושמש ורוח. המתמטיקאית וחוקרת האנרגיה והקיימות, גייל טברברג, מסבירה מדוע זו אשלייה.
בשנת 2015 86% מצריכת האנרגיה בעולם סופקה על ידי מקורות פחמיים (פחם, נפט וגז), עוד 4 % על ידי הגרעין, כך שהמקורות ה"טובים" (המתחדשים) סיפקו רק כ 10% מהאנרגיה, ומתוכם – 8% סופקו על ידי סכרים-הידרו, ורק כ 2% על ידי השמש והרוח.

ההתקדמות מ 1985 עד היום (או, אם תרצו, מ 1997 – שנת קיוטו) הייתה מועטה – ב1985 סיפק הדלק הפחמי 89% מהאנרגיה, לעומת 86% היום. בתחום הפקת החשמל (להבדיל מכלל האנרגיה) המצב קצת יותר "טוב" – הרוח סיפקה 3.5% מהחשמל והשמש עוד 1.1% (ב 2015), והדלק הפחמי "רק" 66% (השאר – גרעין והידרו). החשמל מהווה רק כ 30-40% מצריכת האנרגיה, שאר הצריכה באה משריפה ישירה של דלק פחמי בתחבורה (במנועים) והחימום בתים, כלומר לא באמצעות חשמל.
כדי להגדיל את חלקם של מקורות האנרגיה ה"טובים" צריך להגדיל את השימוש בחשמל, כי המקורות ה"טובים" מפיקים רק חשמל, לא סוג אחר של אנרגיה. החשמל מופץ באמצעות רשת החשמל אבל רשת החשמל היא מכונה מאד מסובכת ובעייתית ושברירית, שקשה לתחזק ולשמור על תקינותה. להגדיל את העומס על הרשת והתלות בה זה לא דבר רצוי או אפשרי, מבחינת אמינות האספקה.
צורך הגדול לאנרגיה, במרבית העולם, הוא בחורף, לחימום, ובחורף השמש לא זורחת והרוח לעיתים קרובות לא נושבת... בארצות חמות משתמשים באנרגיה רבה למיזוג, אבל זה לא צורך חיוני, אם ייווצר מחסור חמור באנרגיה אפשר לחיות בלי מזגנים, כמו לפני 60 שנה..... החימום הוא צורך יותר חיוני. אם נרצה להעביר את חימום הבתים לחשמל נאבד בדרך 50% מהאנרגיה – זהו האיבוד שבתהליך הפיכת האנרגיה הפחמית לחשמל, כלומר נזדקק ליותר אנרגיה גולמית, בגלל תהליך המעבר הכפול, מאנרגיה גולמית לחשמל ומחשמל לחום.

הגרף למעלה מראה את צריכת הגז החודשית בארה"ב. רואים את ההבדלים הגדולים בין הצריכה בחודשי הקיץ, שהיא באזור ה 60 (לא חשוב היחידות) לבין הצריכה בחורף שהיא בסביבות 100. ההבדל נובע בעיקר מחימום בתים בחורף. כמובן, אם ינסו להעביר את חימום הבתים לחשמל מחירי החימום יעלו בהרבה, כי השימוש בחשמל הוא דרך יותר עקיפה, פחות יעילה, להגיע למטרה (החימום).
בעיה נוספת היא מחירי האנרגיה. חסידים ירוקים מפיצים סיסמאות חסרות שחר כמו "השמש והרוח הם בחינם". זה לא רלוונטי, מה שקובע זה המחיר של הפיכת האנרגיה של השמש לברת ניצול או תועלת. גם כאן מפיצים סיסמאות נבובות נוסח "מחיר הפאנלים ירדו ועכשיו הם כדאיים". א. זה לא נכון. ב. גם אם הפאנלים עצמם זולים, חייבים לקחת בחשבון את המחיר של כול מערכת החשמל – זה כולל את רשת הולכת החשמל (התוספת הנדרשת כדי לקלוט אנרגיה משמש ורוח) ואת תחנות הכוח הגזיות או פחמיות שחייבות לעמוד בכוננות לגיבוי השמש והרוח, ולהן חייבים לשלם את כול ההוצאות הנחוצות כדי להשאירן במצב תפעולי מוכן. מחירי אנרגיה גבוהים (ומדובר בגבוהים בהרבה מהיום) פוגעים ברמת החיים הכללית. בגרף הבא רואים בבירור שככול שמתקינים יותר מקורות "מתחדשים" (שמש ורוח) – מחירי החשמל לצרכן עולים. למשל – מחיר החשמל לצרכן בדנמרק וגרמניה הם בערך פי 3 מאשר המחיר הממוצע בארה"ב.

כדי לנצל יותר טוב מקורות אנרגיה תזזיתיים (שמש ורוח) דרוש אחסון חשמל, שיצטבר כאשר יש רוח ושמש וינוצל לפי הצורך (כאשר אין רוח ושמש). מערכות אגירת אנרגיה בכמויות גדולות, כפי שדרוש, לא קיימות, ולא אפשריות מבחינה טכנית וכלכלית. המערכות הקיימות, כמו אגירה שאובה, היכולת הכמותית שלהן מאד קטנה. אבל, אפילו נדמיין לעצמנו (בגדר מדע בדיוני) שבעתיד ימציאו מערכות אגירת אנרגיה – צריך להוסיף את המחיר של מערכות אלו (מחיר גבוה) למחיר הישיר של האנרגיה המתחדשת.
יש מעט ארצות בהן אחוז גדול מהחשמל (לא מהאנרגיה) מופק ממקורות "טובים" – כלומר "מתחדשים". למשל שוודיה ונורבגיה, בהן כ 70% מהחשמל בא ממקורות אלה. אבל: א. הן ארצות קטנות (מעט אוכלוסייה), ו ב. מרבית החשמל בא מהידרו (לא שמש או רוח), והדבר מתאפשר הודות לטופוגרפיה המיוחדת שלהן, האפשרות הזו לא קיימת בכול הארצות. הידרו (מים, סכרים) הוא המקור הכי גדול, היום, לחשמל "טוב" (מתחדש) אבל להידרו יש מגבלות משלו – למשל עונתיות (יש עונה רטובה ועונה יבשה).

בגרף רואים את צריכת החשמל החודשית ממים בארה"ב. רואים בבירור את ההבדלים הגדולים בין העונה הגשומה לעונה היבשה, ובין שנים ברוכות גשם לשנות בצורת. בסך הכול, ההידרו, בארה"ב מספק כמויות קטנות של אנרגיה ביחס לצריכה הכוללת או ביחס לגז.

הגרף הזה נותן מושג על הגודל הכמותי של הידרו (או הידרו+שמש+רוח – כלומר כול המקורות ה"טובים") לעומת הגז. מבחינה כמותית – ההידרו נותן מעט, ולא ניתן להגדילו בהרבה היות וכול המקומות הטובים מבחינה טבעית (הרים, נהרות) כבר נוצלו. בנוסף יש התנגדות רבה לבניית סכרים חדשים בגלל הפגיעה בטבע ובחי (הדגים).
בסיכום, כותבת גייל טברברג: המעבר למערכת אנרגיה או חשמל שמבוססת אך ורק על מקורות אנרגיה "טובים" (שמש, רוח ומים) אינה אפשרית. היא מביאה גם קישורים למאמרים רבים אחרים בנושא.
ה"יעדים" הנהדרים שעליהם החליטו ממשלות רבות בעולם – כמו 50% או 80% או 100% מהאנרגיה ממקורות מתחדשים עד 2040, או 2050, - כול אלה דיבורי סרק. הדבר אינו אפשרי, מבחינה טכנית, לא חשוב כמה יטיפו וכמה לחצים פוליטיים יפעילו וכמה כסף ישרפו.

יעקב


אין תגובות: