דפים

15 באוגוסט 2020

אנרגיית שמש לא מעשית.

כולם יודעים ומפיצים את הסיסמה "שמש זה אחלה, זו אנרגיה בשפע, נקיה וחינמית", ו"למה המטומטמים לא עוברים מיד מאנרגיה פחמית מלוכלכת לאנרגיית שמש נקייה? (מה הם עוד לא שמעו את הסיסמה?)". לפני שעוברים מרעיון ליישום צריך לבחון את הצדדים המעשיים. רוב המטיפים הירוקים ומלמדי המוסר למיניהם (והעיתונאים) חזקים ברומנטיקה אבל חלשים בהבנה של פרטים מעשיים וטכניים ושל התהליכים הפיזיים הנחוצים להגשמת השאיפה. הם אפילו לא מנסים לחשוב על זה.

כדי לנצל את אנרגיית השמש אנו צריכים לקלוט אותה או לאסוף אותה, ולהפוך אותה לדבר המועיל לנו - כלומר - לחשמל. בשביל זה צריכים מכשירים או מכונות - במקרה שלנו - לוחות שמש (פאנלים פוטו וולטאיים). המכשירים האלה, הידועים לנו, המוכרים היטב, והנמצאים כבר בשימוש רב, הם בלתי יעילים עד מאד, גדולים, מסורבלים, מכילים הרבה חומר והם יקרים וגם צרכני אנרגיה בתהליך הייצור ויוצרים זיהום. הם גם דורשים שטחי פריסה מאד גדולים על הקרקע ועל גגות. והם מייצרים מעט מאד חשמל.


כדי לקבל מושג מה מעט החשמל שהלוחות מפיקים אביא כמה דוגמאות. לוח שמש סטנדרטי גודלו כ מטר שישים על מטר (כגודל מיטה רגילה). הוא מפיק כ 250 וואט חשמל, בצהרי היום בשיא השמש. כדי לחמם כוס תה בקומקום חשמלי רגיל ( 2 קילוואט) צריכים 8 לוחות כאלה (8 מיטות). כנ"ל אם מפעילים מכונת כביסה או מזגן קטן. אבל אם מפעילים את שלושת הדברים ביחד צריך 24 לוחות…

“אנרגיה מתחדשת" זה שם מטעה, כי המתקנים הדרושים כדי לקלוט את האנרגיה ולנצל אותה (לוחות שמש, טורבינות רוח ומצברים) הם בהחלט לא "מתחדשים" אלא עשויים מחומרים מתכלים שצריך לכרות ולייצר ואח"כ לחדש ולמחזר, ומכמויות גדולות מאד של חומרים אלה. למשל: בטריה של מכונית חשמלית שוקלת כ 450 ק"ג, אבל לייצורה יש צורך לכרות כ 200 אלף ק"ג מחצבים, לשנע אותם לעבד אותם, בתהליכים שדורשים חום גבוה (אנרגיה) ועיבוד בכימיקלים רבים. זה תהליך ארוך ויקר שצורך הרבה עבודה ואנרגיה. לעומת זאת - האלטרנטיבה - הנעת המכונית בבנזין, למשך כול 7 שנות החיים של הבטריה, דורשת כ עשירית בלבד מכמות החומרים והאנרגיה המושקעת בייצור הבטריות.

בנייה של טורבינת רוח אחת דורשת 900 טון של פלדה, 2500 טון של בטון (לבסיס) ו 45 טון של פלסטיק - פיברגלס במדחפים - שלא ניתן למיחזור - וגם מתכות נדירות אחרות. כול המתקנים שהוקמו עד כה יוצרו בעזרת או באמצעות מקורות האנרגיה הרגילים שלנו שהם, כ 85% פחמיים (פוסיליים - מאובנים). כול המתקנים שהוקמו עד כה ב 15-20 השנים האחרונות (והוקמו מיליונים) מספקים רק כ 4-3% מצרכי האנרגיה של האנושות.

לכן - כאשר מדברים על "אנרגיה מתחדשת" (שמש, רוח ומכוניות חשמליות) צריך לחשב כמה חומרים ומחצבים דרושים ליצירת המתקנים להפקה ועיבוד אנרגיה זו - לוחות שמש, טורבינות רוח, מצברים. צריך לראות כמה טונות מכול משאב צריך, איפה אפשר למצוא את המחצבים, האם יש מספיק מחצבים וכושר ייצור, מה כמות האנרגיה שצריך להשקיע בייצור המתקנים, מה אורך החיים המועיל, מה הפגיעה הסביבתית של מתקנים אלה - בעת ייצורם, בעת הפעלתם ובעת מיחזורם בתום חייהם.

כמובן, גם מתקני אנרגיה קונבנציונלית (פחם, נפט וגז) עשויים מחומרים אותם צריך לכרות ולעבד, ומתחנות כוח שצריך לבנות ומתקני קידוח, הפקה, זיקוק ושינוע, כולל צינורות הולכה של נפט וגז. אבל, אם משווים את כמויות החומרים והאנרגיה הדרושים למתקני אנרגיה רגילה לעומת אנרגיה מתחדשת להפקת אותו מספר של קילווט-שעה חשמל - מוצאים שאנרגיה מתחדשת דורשת פי 10 חומרים או יותר. וזה לא מפתיע - כי מתקני המתחדשים (לוחות שמש וטורבינות רוח) מפיקים מעט אנרגיה (חשמל) כול אחד, ורק חלק קטן מהזמן (כאשר השמש זורחת או הרוח נושבת). מסיבות אלה - כדי להפיק את אותה כמות חשמל צריך הרבה יותר מתקנים.

בגרף זה (מבוסס על נתוני משרד האנרגיה האמריקאי) רואים כמה טונות של חומרי גלם צריך לעבד כדי לייצר מתקן שמפיק אחד טרה-ואט-שעה חשמל. בלוחות שמש צריך לעבד כ 16,000 טונות, בעוד בתחנות כוח גזיות מספיק 1000 טונות. זה המשקל של מתקן הייצור המוגמר (לוחות שמש או תחנות כוח). ברור שכמות חומרי הגלם - כלומר המחצבים - גדולה פי כמה.

צריך לשוב ולהדגיש שהמעבר לאנרגיה ירוקה הוא אשלייה, כי לא חשוב כמה לוחות שמש וטורבינות רוח נבנה, אנו צריכים תמיד גם תחנות כוח רגילות (פחמיות) להספקת החשמל באותם רגעים או ימים שהשמש מוסתרת והרוח לא נושבת. כלומר - כול הכמות האדירה של חומר הדרושה למתקנים מתחדשים היא בנוסף לדרוש למתקנים רגילים, לא במקומם.

למספרים אלה - על כמויות החומר האדירות הדרושות הרבה משמעויות. 1. אין כיום כושר ייצור זמין לייצור הכמויות האדירות של המתקנים המתחדשים הדרושים כדי להשיג את היעדים שמדברים עליהם (80% או 100% אנרגיה מתחדשת עד 2050). כדי שזה יקרה צריך לפתח מכרות ובתי חרושת בכמות אדירה, הרבה מעבר לאלה הקיימים. 2. צריך להשקיע אנרגיה רבה בתהליכי הייצור האלה - אנרגיה פוסילית (היחידה הקיימת היום). צריך יותר אנרגיה מהכמות  הזמינה היום. 3. פתיחת כמות כזו של מכרות חדשים ובתי חרושת תגדיל את טביעת הרגל הסביבתית של החברה האנושית בהרבה - כלומר את הנזקים הסביבתיים - ולא תצמצם אותם כמו שחסידי האנרגיה המתחדשת בוודאי מקווים. 4. כול זה עולה כסף. הרבה כסף. 5. אורך החיים המועיל של לוחות שמש וטורבינות רוח הוא אולי 20-25 שנה. כלומר - הרבה לפני שנספיק לייצר את המתקנים החדשים (הנוספים) הדרושים - נצטרך לייצר מתקנים להחלפת אלו שיוצרו בעבר וחדלו לעבוד. 6. המתקנים שגמרו את חייהם הופכים לפסולת שצריך למחזר או לקבור. זו בעיה סביבתית קשה - בהתחשב בכמות האדירה של הפסולת.

שוחרי איכות הסביבה תמיד מוכיחים אותנו על צריכת יתר ובזבזנות. Small is beutiful - הם אומרים. צריכה אדירה ובזבזנית כמו בחברת השפע המודרנית היא "לא ברת קיימא" הם אומרים. הרי לך שיעד לאנרגיה מתחדשת עומדת בסתירה ישירה וגדולה לעקרון של צמצום טביעת הרגל האנושית והצריכה, והיא בוודאי וודאי הרבה פחות "ברת קיימא" מאשר האנרגיה הרגילה (הפחמית).

כדי להמחיש עוד פעם את הכמויות הנחוצות הנה נתונים על המתקנים שכבר קיימים (כבר יוצרו, במשך כ 20 שנה). קיימים היום, בכול העולם, לוחות שמש בכושר ייצור של כ 627 GW - שהם כ 5 מיליארד מ"ר או 5000 קמ"ר של לוחות. טורבינות רוח - כושר ייצור קיים - גם כן כ 650 GW שהם מעל 200 אלף טורבינות. וכול הכמות האדירה הזו מצליחה לייצר לא יותר מ 3-4% מהאנרגיה שהאנושות משתמשת בה כיום. צא וחשוב איזו כמות של מתקנים דרושה כדי להגיע ליעדים הנכספים של מעבר כול, או מרבית, האנרגיה למקורות מתחדשים! הראש מתפוצץ. והנזק הסביבתי של מיליארדים של ברזלים מפוזרים בעולם הוא עצום. אבל המטיפים הירוקים מסתפקים בהטפות רומנטיות ולא טורחים לעשות חישובים כמותיים.

מלבד זה ישנה הבעיה של ERoEI -  אנרגיה מופקת לעומת אנרגיה מושקעת Energy return for energy invested. כמה אנרגיה ניתן להפיק ממתקן ייצור אנרגיה (למשל לוחות שמש) חלקי האנרגיה שהושקעה (או בוזבזה) בייצור המתקן עצמו. היחס הזה למקורות האנרגיה הרגילים (פחם, גז, נפט, גרעין, הידרו) הוא מעל 50 כלומר המתקנים מפיקים מעל פי 50 אנרגיה ביחס לזו המושקעת בייצורם. עבור אנרגיה מתחדשת (שמש, רוח, בטריות) היחס הוא פחות מ 5 - כולמר - מתקני הייצור מפיקים לאורך כול תקופת חייהם המועילה (20-25 שנה) רק פחות מאשר פי 5 אנרגיה ביחס לאנרגיה שהושקעה בייצור המתקן. יחס כזה נמוך אינו "בר קיימא" אינו מספיק כדי לספק את צרכי האנרגיה של האנושות לאורך זמן.

אל תלכו שולל אחרי סיסמאות רומנטיות ריקות מתוכן: "השמש בשפע, נקי, בחינם". זה לא עובד באופן מעשי, זה לא אפשרי, זה לא מועיל, זה מבזבז כסף גדול לריק וגורם נזק סביבתי גדול. אבל כוח הסיסמאות חזק - מדינת ישראל מבזבזת מיליארדי שקלים על לוחות שמש, ומתכננת להוציא עוד מיליארדים רבים בעשור הקרוב על מתקנים סולאריים שהנזק הסביבתי שלהם גדול בהרבה מהתועלת.

יעקב

 

"הפוליטיקה מאפשרת לאנשים להצביע בעד הבלתי אפשרי" -תומס סאוול.

 

 

 

 

 

2 comments:

אנסקי אמר/ה...

במאמר נכתב "האנרגיה הרגילה (פחמית)". לשנות לגז. חוץ מזה - מאמר מצוין וחשוב.

ביולוג ירושלמי אמר/ה...

תודה.
מאמר פוקח עיניים ומרחיב אופקים.
אין בחינם בעולם הזה.