דפים

29 בנובמבר 2020

האנרגיה של העתיד: מי חוסם אנרגיה גרעינית (פוסט 3)

פוסט אורח שלישי בסדרה מאת גיא מור "הרגולטור".

מאז שנות ה-70 אנרגיה גרעינית היא פתרון זמין. בפוסטים הקודמים ראינו שהיא לא מזיקה לסביבה, זולה, יעילה ובטוחה בהשוואה לחלופות. אז למה ב-50 השנים האחרונות רוב העולם לא עבר להשתמש בה כמקור אנרגיה ראשי?

לא כלכלי להקים תחנות כוח גרעיניות

מאחר שדלק גרעיני זול ולא מזהם, התפעול של תחנת כוח גרעינית מאוד משתלם בהשוואה לנפט, פחם או גז טבעי. לאנרגיה גרעינית יש שתי נקודות תורפה: הקמת תחנת כוח גרעינית היא עניין יקר והוא לוקח הרבה יותר זמן מהקמת תחנת כוח מזהמת.

להחליט להקים תחנת כוח גרעינית זה סיכון משמעותי – צריך לקחת הלוואות עתק, להיכנס לפרויקט מורכב ולהתחיל לראות כסף (החזר להשקעה) אחרי יותר מ-10 שנים (עד אז אתם תהיו עסוקים בהקמה או בהחזר ההלוואות).

אם מעניין אתכם לקבל המחשה לפער הזה – אני ממליץ לצפות בסרטון הבא.


בפוסט הזה ננסה להבין למה העלויות כל כך יקרות ומשך זמן ההקמה ארוך. במילה אחת, התשובה שלי היא: רגולציה.

כדי להקים תחנת כוח גרעינית צריך לקבל רישיון ממשלתי וגם לעמוד בהרבה, הרבה מאוד, הוראות ומגבלות. אגב, הסרטונים שמשווים בין עלויות ההקמה מציגים תמונה חלקית – הם מתייחסים לעלות ולזמן ההקמה, ומתעלמים מהעלויות וממשך הזמן הדרוש עד לקבלת רישיון ממשלתי להקמת התחנה (עוד לפני ההקמה בפועל).

הסיבה לכל הרגולציות שתכף נראה היא הפחד הלא רציונאלי שלנו מאנרגיה גרעינית. החיבור של קונוטציות לנשק צבאי עם המיסטיקה סביב פיזיקה גרעינית – יוצר הטיה לא רציונאלית. והתוצאה היא משטר רגולטורי הדוק מעבר לנדרש וגם מאוד יקר.

אז למרות שהן יותר טובות לסביבה ופחות מסכנות בני אדם – יותר יקר להקים תחנות כוח גרעיניות.

מחקר מקיף בחן את הרגולציה על אנרגיה גרעינית ואת העלויות שהיא יוצרת.

המחקר בדק את עלויות ההקמה של תחנות כוח גרעיניות על פני תקופה של 50 שנים, ב-7 מדינות שונות (ארה"ב, קנדה, צרפת, יפן, דרום קוריאה, הודו וגרמניה – כולל התקופה שהיא הייתה גרמניה המערבית).

נתמקד בארה"ב כי היא שוק גדול וגם כי היא משקפת בצורה הכי חדה את הטרגדיה של האנרגיה הגרעינית.

ההיסטוריה העצובה של הרגולציה האמריקאית

התחלה מבטיחה

בשנות ה-60 החל השימוש המסחרי באנרגיה גרעינית לשם הפקת חשמל. הוועדה לאנרגיה אטומית של ארה"ב זיהתה מקור אנרגיה אמין וזול – והעריכה שעד שנת 2000 יהיו בארה"ב יותר מ-1,000 תחנות כוח גרעיניות. אבל משהו השתבש בדרך והמגמה הזו נבלמה.

ההערכות באמצע שנות ה-60 היו שהקמת תחנת כוח גרעינית תעלה כמו תחנת כוח פחמית – בערך 110$ לקילו-וואט (בגלל האינפלציה זה שווה לבערך 800$ כיום). אם עלויות ההקמה דומות, הדלק זול יותר, פחות מזהם ולא פולט פחמן דו-חמצני – מה הדילמה?

נקפוץ לסוף. לפי נתונים שהממשל האמריקאי פרסם בתחילת 2020, הקמה של תחנת כוח פחמית מודרנית תעלה 2,917$ לקילו-וואט, והקמת תחנת כוח גרעינית תעלה כמעט כפול: 5,366$ לקילו-וואט. העלויות התייקרו – אבל הרבה יותר עבור טכנולוגיה גרעינית.

רגולציה מבוססת משבר

בסוף שנות ה-60 ובתחילת שנות ה-70 הייתה תנופה של רגולציה סביבתית. זה קרה בחקיקה סביבתית ובפסיקה של בתי המשפט (שחייבו את הממשל לקבוע רגולציה סביבתית או להתחשב בשיקולים סביבתיים).

במסגרת הגל הזה הוקם רגולטור אמריקאי חדש לנושא, ה-NRC (nuclear regulatory commission).

בנוסף, הממשל יצר רגולציה מחמירה של בטיחות. וכל פעם שהייתה תקלה – הרגולציה הוחמרה עוד יותר. למשל, שלושה חודשים אחרי שה-NRC הוקם, פרצה דליקה בתחנת הכוח Browns Ferry. אותו מקרה עיצב את התפיסה של הרגולטור הצעיר ואת הרגולציה על בטיחות אש בתחנות כוח גרעיניות.

כתוצאה מאותן רגולציות, בשנות ה-70 עלות ההקמה של תחנת כוח גרעינית הכפילה את עצמה מ-800$ לכ-2,000$ לקילו-וואט (מחירי 2015).

הדוח הזה של ה-NRC מציג את השינוי בעלויות הייצור בתחנות כוח גרעיניות. שימו לב מה קורה החל מסוף שנות ה-70. זה מוסבר היטב גם בדוח הזה של ה-AAF ובכתבה כמו זו והכתבה הזו.

קפיצת מדרגה נוספת התרחשה בשנת 1979 בעקבות התאונה החמורה ביותר בהיסטוריה של ארה"ב – Three Mile Island. חשוב לציין שבתאונה נפלטה מעט מאוד קרינה רדיואקטיבית ולא היו נפגעים כלל (להרחבה על הבטיחות המוכחת של אנרגיה גרעינית – ראו את הפוסט הקודם).

אבל בעקבות התאונה, ה-NRC החמיר עוד יותר את הרגולציה שלו. חוקרים מצאו שתחנות גרעיניות שקיבלו את רישיון ההפעלה שלהם ערב התאונה הוקמו בעלות של 1,800-3,000$ לקילווואט, בעוד שתחנות גרעיניות שקיבלו את הרישיון אחרי התאונה – הוקמו בעלות של 3,000-11,000$ לקילווואט.

המחקר מצא עוד מסקנה חשובה – הרגולציה לא רק יצרה עלויות ישירות, אלא גם פגעה בוודאות. הדרישות הפכו כל כך מורכבות ועם מקום לשיקול דעת של הרגולטור, שאי אפשר היה לדעת מראש מה הוא ידרש וכמה יעלה להקים תחנת כוח גרעינית. הרגולציה הזו קבעה סטנדרט מחמיר עשרות מונים ממה שצריך וכל שינוי בתחנת הכוח מצריך קבלת אישור מראש מהרגולטור (מומחים, ניירת, ועדות, חתימות).

החלק העצוב באמת – זה לא הפתיע אף אחד. כבר ב-1979 דוח של הקונגרס האמריקאי הצביע על עיכובים בתהליך הרישוי של תחנות כוח גרעיניות. הצוות מטעם הקונגרס הציע מספר חלופות לרפורמות, שלא יצאו לפועל.

ככה נראה תהליך הרישוי בארה"ב – ארוך ומסובך:

התוצאות היו מוחשיות: חברות אנרגיה שהזמינו תחנות כוח גרעיניות ביטלו חוזים להקמת 120 תחנות כוח בין 1972-1982. ובין 1978-2020 לא התחילו לבנות אפילו תחנת כוח אחת בכל ארה"ב.

עד עכשיו התמקדתי בעלויות ההקמה שמנעו הקמת תחנות חדשות, אבל חשוב לומר שגם עלויות התפעול התייקרו בעקבות החמרת הרגולציה.

אפשר לסכם שלרגולציה יש שלוש השפעות: ייקור עלויות (חשמל יקר יותר), פגיעה בפעילות (לא מקימים תחנות גרעיניות ירוקות) ופגיעה בחדשנות שבגללה נשארנו עד היום עם תחנות כוח בטכנולוגיה של שנות ה-70 וה-80.

מה קרה במדינות אחרות?

ראינו את גל הרגולציה של שנות ה-70 ותחילת שנות ה-80 בארה"ב. זו תופעה די ייחודית – בקנדה, צרפת וגרמניה עלויות ההקמה התייקרו פי 2, בזמן שבארה"ב העלויות התייקרו פי 6.

למשל, היום בצרפת כ- 75% מהחשמל מיוצר בתחנות כוח גרעיניות. למרות שהצרפתים ידועים כחובבי רגולציה (במיוחד רגולציה סביבתית), בתחום האנרגיה הגרעינית, המשטר שלהם פחות נוקשה ויותר ודאי בהשוואה לארה"ב. רגולציה מקלה יותר נשמע מסוכן? עד היום לא הייתה בצרפת תאונה או אסון משמעותי אחד בתחנת כוח גרעינית.

אם נסתכל מזרחה, נראה שגם שם אנרגיה גרעינית שלא התייקרה כמו בארה"ב. ביפן היה גל של רגולציה במהלך שנות ה-70, אבל הוא ייקר את עלויות ההקמה פי 2 בלבד. מאז עלויות ההקמה נשארו די יציבות למשך 30 שנים.

בהודו עלויות ההקמה התייקרו פי 1.5 בין 1975 ל-1990 ומאז הן קצת ירדו. ובדרום קוריאה עלויות ההקמה צנחו ב-50% מאז 1972.

ארה"ב בהחלט חריגה בנוף. תנופת הרגולציה (שתודלקה בפחד מהאסוציאציה הצבאית והמלחמה הקרה) ייקרה את עלות תחנות הכוח הגרעיניות ולמעשה חסמה אותן. וכשלא עושים משהו – קשה להשתפר בו, בין אם זה שיפור בבטיחות או בצמצום עלויות. ולכן ארה"ב היא מעצמה עולמית שמפגרת אחרי רוב העולם בתחום האנרגיה הגרעינית.

ועוד לא דיברנו על רגולציות ייחודיות שחלות על התחום, כמו חובה שתחנת כוח גרעינית תהיה בבעלות אמריקאית. ההוראה הזו גם מסכלת פרויקטים אבל יותר חמור – היא מונעת הזרמת ידע מחברות שפועלות בעולם.

ויש עוד היבט שחשוב להזכיר – יש תחרות בין סוגי אנרגיה על תמיכה ממשלתית (כמו שאפשר לראות בקטע הזה מהסדרה "הבית הלבן"). אפשר לומר שהאנרגיות המתחדשות מנצחות כרגע וזוכת בהרבה תמיכה תקציבית. פר קילוואט-שעה, חשמל סולארי מקבל בערך פי 40 יותר תמיכה מאשר חשמל מדלק מאובן.

תופעה דומה קיימת גם עם תקציבים למחקר. למשל, בכל אוניברסיטה רצינית תמצאו כמה קבוצות מחקר שעוסקות באנרגיה סולארית, ולכל היותר קבוצה אחת שעוסקת באנרגיה גרעינית. למשל בישראל יש קבוצה אחת בלבד שחוקרת אנרגיה גרעינית וזו לא מחלקה פורמלית – באוניברסיטת בן גוריון נסגרה המחלקה להנדסה גרעינית לפני שנים.

אבל זה לא נגמר בתקציבים ממשלתיים, כי כל חברת אנרגיה גם מנסה לצמצם את הרגולציה שמוטלת עליה ויש טענות שהן עושות לובינג כדי להחמיר רגולציה על סוגי אנרגיה מתחרים.

סיכום – הלקח העצוב

בסדרה הזו אנחנו מחפשים את האנרגיה של העתיד וניסינו להבין למה היא עוד לא כאן.

בפרק הראשון ראינו שאנרגיה גרעינית יכולה לפתור את הבעיות הסביבתיות שלנו. בפרק השני ראינו שהסיכונים שלה נמוכים בהשוואה לחלופות והבנו למה אנחנו מפחדים ממנה.

בפרק הזה קיבלנו תשובה עצובה לשאלה – למה לא משתמשים יותר באנרגיה גרעינית? הרגולציה הפכה אותה ללא נגישה.

כמובן שהמציאות מורכבת וזה לא שחור ולבן. אנרגיה גרעינית יוצרת סיכונים ואולי תגידו שהיא בטוחה בזכות הרגולציה המחמירה.

יכול להיות, אבל אם מסתכלים מחוץ לארצות הברית רואים שאפשר לקיים משק אנרגטי עם נתח משמעותי של אנרגיה גרעינית ולשמור על בטיחות. צרפת היא דוגמה מדהימה לכך וכידוע הצרפתים נוטים להטיל הרבה רגולציה נוקשה.

אז אפשר לסכם שלרגולציה יש אחריות משמעותית (גם אם לא בלעדית) למצב שאליו הגענו. רגולציה עודפת מונעת ומצמצמת פעילויות רצויות.

אם הגעתם עד כאן, אני מציע לכם לקחת שתי תובנות שהתחדדו לי משלושת הפרקים האחרונים:

1. אנרגיה גרעינית יכולה לקרב אותנו לחזון של אפס פליטות פחמן מהר ובלי להרוס את הכלכלה שלנו.

2. תחנת כוח גרעינית היא לא טכנולוגיה צבאית. היא לא פצצת אטום ולא יכול להתרחש בה פיצוץ גרעיני. הערבוב בין צבאי לאזרחי מזיק לניתוח שלנו.

בפרק הבא נדבר על ישראל ומה עומד ביננו לבין אנרגיה גרעינית ירוקה ובטוחה.

____

הפוסט נכתב יחד עם עידן לוי, מהנדס סביבה ויזם.

תודה רבה לפרופ' יונתן דובי על הייעוץ וההערות. 

26 בנובמבר 2020

פרופ. יוני דובי מתראיין בנושא אנרגיה גרעינית

בהופעה הערב בערוץ 20 בתכנית באירוח של עירית לינור וארי שמאי מציג פרופ. יוני דובי את יתרונות האנרגיה הגרעינית.


25 בנובמבר 2020

האנרגיה של העתיד: הסיכונים (פוסט 2)


פוסט המשך מאת גיא מור "הרגולטור" חלק 2 בהמשך לפוסט קודם.

בפוסט הקודם ראינו שיש סיבות טובות להחליף נפט ופחם ואפילו גז טבעי, במקור אנרגיה חלופי – כזה שיקטין דרמטית את פליטת הפחמן ואת הזיהום. ראינו גם כי אנרגיות מתחדשות (בעיקר שמש ורוח) לא הביאו את הבשורה בגלל שהן יקרות ולא מאפשרות ייצור חשמל רציף ואמין.

התחלנו לדבר על אנרגיה גרעינית, שהיא מקור זול, אמין ודל זיהום. אז למה לא משתמשים באנרגיה גרעינית?

יש שלוש סיבות מרכזיות לכך שאנרגיה גרעינית נשארה מאחור: פחד (מהסיכונים), עלויות (כלכלה) ורגולציה.

כולם בטוחים שאנרגיה גרעינית זה מאוד מסוכן. אבל למה? אז בואו נעשה השוואה של הסיכונים מאנרגיה גרעינית מול דלק מאובנים (פחם ונפט).

ניתוח סיכונים

באנרגיה גרעינית הסיכונים המרכזיים הם תאונה וזיהום מהפסולת לאחר השימוש; אבל תהליך הייצור עצמו נקי.

בשריפת דלק מאובנים הסיכונים המרכזיים הם הזיהום (חומרים שגורמים למחלות כמו דו תחמוצת הגופרית, ארסן, קדמיום וכספית) ופליטת הפחמן הדו חמצני (שמזיק לסביבה). גם הזיהום שמסוכן לבריאות וגם הפחמן הדו חמצני נפלטים כל הזמן לאורך שגרת הפעילות.

אפשר לומר שבהפקת אנרגיה גרעינית הסיכון (תאונות) הוא עם חומרה גבוהה יחסית והסתברות נמוכה; בעוד שבפחם ונפט ההסתברות גבוהה (למעשה ודאית) והנזק נמוך יחסית. סיכון הוא מכפלה של הסתברות וחומרה אז השאלה היא איזו מכפלה יותר גבוהה – של האנרגיה הגרעינית או של דלקי המאובנים?

עכשיו, שימו לב להטיה: אנרגיה גרעינית מתחברת לנו אסוציאטיבית לסיכונים אקוטיים (אירוע חריף) ודלק מאובנים מתחבר לנו לסיכונים כרוניים (חשיפה מצטברת לאורך זמן). אנשים יותר מפחדים מהתרחיש האקוטי, כי זה אירוע מוגדר ומאוד מוחשי. כתבתי בעבר על הכשלים שלנו בניתוח סיכונים – והפחד מאירוע חד פעמי נופל בדיוק לכשלים 2 ו-3 באותו פוסט.

בפועל, בגלל שאנרגיה מדלקים מאובנים יוצרת זיהום באופן קבוע – בשגרה ולא כתאונה – היא הרבה יותר מסוכנת ומזיקה מאנרגיה גרעינית.

איך זה יכול להיות? הרי תאונה גרעינית זה מאוד מפחיד. אז בואו נרים את מסך הפחד ונסתכל על הנתונים.

היו בהיסטוריה רק שתי תאונות חמורות של תחנות כוח גרעיניות – צ'רנוביל ופוקושימה (ובצ'רנוביל היה כור ברמה מבישה, אפילו בלי כיפה שתספוג את ההדף).

באסון צ'רנוביל נהרגו 31 (!) איש באופן ישיר וכמה אלפים באופן עקיף לאורך זמן, לפי ההערכות של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית. לשם השוואה, זיהום אוויר הורג 7 מיליון איש כל שנה. כל שנה.

הקבוצה המעניינת היא אותם אלפי אנשים שהושפעו מהקרינה. חשיפה לקרינה רדיואקטיבית כמו שהייתה בצ'רנוביל – מגדילה את הסיכון למות מסרטן (בתוך פרק זמן של 20 שנים) ב-1%. חשיפה לעישון פסיבי מגדילה את הסיכון למות מסרטן ב-1.7%. אגב, מחייה בעיר מרכזית והחשיפה לזיהום אוויר שם מעלה את הסיכון לחלות בסרטן ב-2.8%.

זאת אומרת שלא רק שאנחנו צריכים להעדיף אנרגיה גרעינית על אנרגיה מדלק מאובנים – זה נכון אפילו אם יש אסון כמו צ'רנוביל בתדירות יותר גבוהה. ומילה לגבי הפסולת – הפסולת הגרעינית היא הפסולת היחידה של תחנות כוח שאנחנו יודעים לאסוף ולאחסן בצורה שלא מתפזרת לסביבה. זאת הסיבה לרמות הזיהום הכל כך נמוכות.

כאשר מזכיר האנרגיה בממשל אובמה נשאל מה יותר מסוכן – פחם או אנרגיה גרעינית. הוא ענה: "אני מעדיף לגור ליד תחנת כוח גרעינית".

אז מה מקור האנרגיה הבטוח ביותר?

יש המון מחקרים על הנושא. בשורה התחתונה, אפשר לחשב כמה אנשים ימותו מייצור חשמל בשיטות שונות. וזה היקף התמותה מייצור של טרה וואט חשמל לשעה אחת:

פחם – 24.6 איש;

נפט – 18.4 איש;

גז – 2.8 איש;

אנרגיית רוח – 0.35 איש;

אנרגיה גרעינית – בין 0.01 ל-0.07 איש;

אנרגיה סולרית – 0.019 איש.

התרשים הבא מסכם את זה מצוין.

מקור: https://ourworldindata.org/grapher/death-energy-all-sources

כשמשווים מקורות אנרגיה, רואים שאנרגיה גרעינית בטוחה מאוד. הרבה יותר מנפט ופחם. והיא גם בטוחה ביחס לגז ואנרגיות מתחדשות. ויש סיכונים גם אנרגיה מתחדשת כמו הפקת מים מסכרים הידרו-אלקטריים. למשל, באסון בסכר באנקיו בסין נהרגו יותר מ-100,000 איש בתוך יום וחצי ובתאונה אחרת נהרגו 29,294 איש.



לסיכום, בנאס"א חישבו כמה חיים אפשר היה להציל באמצעות מעבר מפחם ונפט לאנרגיה גרעינית. ביחס לתקופה שבין 1971 ל-2009 מדובר על הצלת 1.8 מיליון אנשים. הם גם העריכו כמה חיים אפשר להציל בעתיד (2010-2050): בין 4.4 ל-7 מיליון נפשות.

אז יחס הציבור הגרועים של אנרגיה גרעינית הם יותר עניין של פחד שלא מתיישב עם הנתונים, ובחלק מהתחשיבים היא אפילו יותר בטוחה מאנרגיות מתחדשות.

Mean net deaths prevented annually by nuclear power between 1971-2009 for various countries/regions. Ranges not shown but are a factor of ~4 higher and lower than the mean values.


העבר הצבאי

אבל אם אלו הנתונים, למה כולם מאמינים שאנרגיה מסוכנת? אם אתם שואלים אותי, הסיבה היא האסוציאציה לנשק גרעיני.

אנרגיה גרעינית פותחה כתוצר לוואי של מחקר צבאי, במסגרת פרויקט מנהטן במלחמת העולם השניה ובמהלך המלחמה הקרה. המחקר היישומי של הפיזיקה הגרעינית התחיל בשימושים הצבאיים. ולכן גם האסוציאציה שיש לנו כשמדברים על תחנת כוח גרעינית היא פצצת אטום.

תחנת כוח גרעינית היא לא פצצת אטום. לא יכול להתרחש בה פיצוץ גרעיני. אבל באינטואיציה זה מפחיד באותה מידה.

וכמובן שהרגולציה הממשלתית מושפעת מהפחד. לכן זה לא מפתיע שיש המון רגולציה על אנרגיה גרעינית.

אבל זה לא נגמר שם. תחנות כוח גרעיניות צריכות דלק גרעיני כדי לפעול. היסטורית הם קיבלו דלק שהיה תוצר לוואי צבאי. אותן תחנות השתמשו באורניום ופלוטוניום שיוצרו כדי להכין ראשי קרב ופצצות גרעיניות. זאת אומרת, שמסורתית, תחנות כוח גרעיניות נבנו סביב שאריות של טכנולוגיה צבאית שמיועדת להתפוצץ ולגרום הרבה מאוד נזק.

אבל זאת היסטוריה רחוקה. תחנות כוח מודרניות שמתכננות היום (דור 4) יהיו הרבה יותר בטוחות. יש מגוון היבטים הנדסיים שהופכים אותם ליותר בטוחים, אבל ההבדל הכי חשוב הוא בדלק הגרעיני.

הדור הבא של תחנות הכוח יחליף את האורניום והפלוטוניום הצבאיים ביסוד אחר – תוריום. תוריום הוא יסוד שלא מתאים לשימושים צבאיים (הוא לא מפיק פיצוץ גרעיני כמו אורניום ופולטוניום). לכן התעשיות הצבאיות לא השתמשו בו והוא לא הגיע לתחנות הכוח המסורתיות. תוריום יכול לספק הרבה יותר בטיחות. ויש לו גם יתרונות כלכליים – בניגוד לאורניום ופלוטוניום, תוריום הוא יסוד מאוד נפוץ – קל וזול להשיג אותו.

כמה זול? תוריום שיספק את כל האנרגיה שאדם אחד צורך בשנה יעלה 100$ ואני מדבר על חשמל לבית, נסיעות, אנרגיה לייצור המוצרים שאותו אדם יקנה, ייצור והפקת מזון. הכל. ויש ראיות לכך שהפסולת שלו פחות רדיואקטיבית ולפחות זמן.

בשורה התחתונה, אנחנו מפחדים מאנרגיה גרעינית בגלל הקישור לצבא למרות שאלו דברים שונים. ובעתיד המעבר לכורי תוריום יהפוך את האנרגיה הגרעינית לעוד יותר בטוחה ממה שהיא כיום.

צריך לומר שאנרגיה גרעינית היא לא מושלמת. למרות שיש לה רקע היסטורי איכותי בבטיחות, בהשפעות סביבתיות ובנצילות אנרגטית – יש לה גם חסרונות ואתגרים. צריך להקפיד לצמצם את הסיכון הבטיחותי ולמרות שהפסולת לא מפוזרת לאוויר – צריך לדעת איך לאסוף אותה כך שלא תתפזר.

ועדיין – בהשוואה לחלופות נראה שהיא הרבה יותר אטרקטיבית מכפי שאנחנו תופסים אותה. וזאת מסיבה אחת פשוטה – את הפסולת הרדיואקטיבית צריך לשמור טוב, אבל דלקים אחרים פולטים את כל הזיהום (חלקיקים ופחד דו חמצני) לאוויר.

 

מחשבה לסיום – האנרגיה של העתיד

הטכנולוגיה רצה קדימה, משתנה ומשתפרת. העתיד לא יהיה זהה לעבר. בשוק האנרגיה יש תחרות עולמית. יש היום מחקר של כורי תוריום, פיתוח כורים מדור 4 ואפילו פיתוח של מיני-כורים.

אבל בפרקטיקה הרבה מדינות זנחו את הטכנולוגיה הזו. בארה"ב רוב תחנות הכוח מיושנות – בנות יותר מ-40 שנים. גרמניה מתכננת לסגור את כל תחנות הכוח הגרעיניות שלה בתוך שנתיים וצרפת היא כנראה המדינה המערבית היחידה שממשיכה להסתמך על אנרגיה גרעינית בהיקף גדול.

דווקא סין משקיעה הרבה בטכנולוגיה הזו והיא לא נותנת לחששות לעצור אותה. המערב מהמר נגד האנרגיה הגרעינית וסין משקיעה בה.

אם במערב טועים ויתברר בדיעבד שהם ויתרו על מקור אנרגיה טוב, בעוד עשרים שנים העולם יכול להיראות אחרת – מציאות שבה סין היא מעצמה של אנרגיה ירוקה, זולה ובטוחה; כשהמערב יתקשה לסגור את הפער ויהיה תלוי בטכנולוגיה סינית.

זה היה הצד של הסיכונים.

בפוסט הבא ננסה להבין את ההיבטים הכלכליים ואת השפעת הרגולציה על אנרגיה גרעינית.

____

 

הפוסט נכתב יחד עם עידן לוי, מהנדס סביבה ויזם.

תודה רבה לפרופ' יונתן דובי על הייעוץ וההערות. 

24 בנובמבר 2020

האנרגיה של העתיד (פוסט 1)

פוסט אורח מאת גיא מור, מנהל אתר "הרגולטור".

מרבית מומחי האקלים בעולם מאמינים שאנחנו נמצאים במהלכו של תהליך גלובלי של שינוי אקלים. לפי אותם מומחים יש לבני אדם השפעה על שינוי האקלים – בגלל פליטת פחמן דו חמצני. הצוות הבין ממשלתי של האו"ם על שינוי אקלים (IPCC) קורא למדינות להפחית באופן משמעותי את פליטות הפחמן. מדברים על יעד של אפס פליטות פחמן בשנת 2050 במטרה למנוע התחממות של עד 1.5 מעלות (בהשוואה לתחילת המאה ה-20).

ההתחייבות העיקרית היא להפחית את השימוש בדלקים כמו נפט ופחם – ולעבור לאנרגיות לא מבוססות פחמן. המאמצים מופנים בעיקר לאנרגיות מתחדשות כמו טורבינות רוח ופאנלים סולאריים.

את הסיפור הזה כבר שמענו הרבה פעמים, ורוב מדינות העולם חתמו על אמנות והסכמים שונים.

למשל, פרוטוקול קיוטו מ-1997 (וגם – באלי 2007, קופנהגן 2009, קנקון 2010, דרבן 2011, דוחא 2012, ורשה 2013, לימה 2014, פריס 2015, מרקש 2016, פיג'י 2019, מדריד 2019).

עברו 23 שנים מאז פרוטוקול קיוטו – ומה השגנו? ובכן, נראה שכמעט כלום.

הכישלון האנרגטי

צריכת האנרגיה של העולם ממשיכה לעלות (זה הגיוני כי יש יותר בני אדם וכי רמת החיים עולה). וגם יש יותר שימוש בדלקים פוסיליים. למרות השקעה גלובלית עצומה במחקר וסבסוד ישיר של אנרגיות רוח ושמש, הן תורמות רק חלק שולי ומזערי לשוק האנרגיה העולמי.

למה מדינות לא עוברות לאנרגיות מתחדשות? הנה שלוש תשובות – של שלוש מדינות שונות.

סין: מדינות שפשוט ממשיכות לשרוף נפט ופחם

למרות כל האמנותסין מייצרת 63% מהאנרגיה שלה, וכמעט 80% מהפקת החשמל שלה משריפת פחם – הדלק המזהם ביותר ובעל פליטת הפחמן הגבוהה ביותר. רק 2.8% מייצור האנרגיה שלה מגיעה מרוח ושמש. וזו לא דוגמה שוליתסין היא המדינה שפולטת היום הכי הרבה פחמן דו חמצני. מעבר לפחמן דו חמצני, פחם ונפט נחשבים גם למקורות אנרגיה מזהמים – הם פולטים עשן ומזהמים אחרים שגם מזיקים לבריאות.



ארה"ב: מדינות שהפחיתו פליטות

בשנים האחרונות צריכת החשמל בארה"ב עלתהוהיא עדיין הצליחה להפחית את פליטת הפחמן שלה מאז שנת 2000 ב-15%. התוצאה הזו לא הושגה בזכות אנרגיה מתחדשות אלא בזכות מעבר מפחם לגז טבעי (שהוא מקור נקי יותר – ולכן יעיל יותר). מאז שנת 2000 החלק של אנרגיות שמש ורוח גדל מ-1.5% ל-3.6% מסך צריכת האנרגיה הלאומית. לא הישג מרשים במיוחד לאור ההשקעה האדירה.

גרמניה: מדינות שעברו לאנרגיות מתחדשות

כנראה שגרמניה היא המדינה שהשקיעה באופן הכי רציני במעבר לאנרגיות מתחדשותולאחר פרויקט לאומי אדיר מימדים שעלה מאות מיליארדי יורו, הם הצליחו להגדיל את הנתח של אנרגיות שמש ורוח מסך ייצור החשמל ל-27%, שזה 4.7% מצריכת האנרגיה הלאומית הכוללת (כולל תחבורה, חימום ועוד). די שולי. מבחינת הפחתת פד"ח, הגרמנים השיגו הפחתה של 16% ביחס לשנת 2000, רק אחוז יותר מארה"ב, וכאמור רוב הירידה היא החלפה של פחם בגז טבעי, ולא דווקא אנרגיות ירוקות.

אבל החלק העצוב הוא שהמעבר לאנרגיות מתחדשות מאוד יקר והם מסבסדים אותו בחשבון החשמל החודשימחירי החשמל בגרמניה גבוהים כיום פי 2 מישראל ופי 3 מדרום קוריאה. גם יקר, גם פוגע בחלשים ביותר בחברה, וגם לא אפקטיבי מבחינה סביבתית – ואכן יש התנגדות גדולה להמשיך בתוכנית הסבסודים של העשורים האחרונים. דמיינו מה היו מחירי החשמל בגרמניה אם היה צריך לסבסד אנרגיות מתחדשות שהן 100% מייצור החשמל.

התמונה הכללית זהה: יש הסכמה בין לאומית על המטרה: צריך לצמצם את פליטות הפחמן. אבל האמצעי שנבחר – אנרגיות מתחדשות – לא עושה את העבודה. וגם אחרי 20 שנים של הסכמים ומימון מאסיבי – הן מספקות רק שבריר מצריכת החשמל ומאוד מאוד יקרות. לאחרונה ניסו לטעון שטורבינות רוח שוצבו בים הן הפתרון – אבל התברר שהן פשוט לא משתלמות כלכלית.
ויש להן עוד חסרונות כמו בעיות של אמינות ורציפות (אי אפשר להפיק חשמל מהשמש בלילה וטורבינות רוח לא עובדות כשאין רוח).

נראה שהפרויקט הזה נכשל.
אם האנושות רצינית בנוגע להפחתת פליטות פחמן, חייבים להודות בכישלון הזה כדי שנוכל לחפש פתרונות אלטרנטיביים

מה החלופות?

בואו נדמיין את מקור האנרגיה המושלם.
הוא מאפשר לייצר אנרגיה באופן רציף ואמין;
הוא לא פולט זיהום לסביבה;
הוא בטוח;
הוא זול;
והוא מבוסס על דלק שזמין בשפע.

למרבה השמחה אנחנו מכירים מקור אנרגיה כזה כבר יותר מ-70 שנים.
קוראים לו – אנרגיה גרעינית.

בתמצית, משתמשים ביסוד מאוד אנרגטי. באמצעותו מחממים מים שהופכים לקיטור ומסובבים גנרטורים שמייצרים חשמל. אנרגיה גרעינית מצטיינת בכך שהיא מתבססת על דלק עם צפיפות אנרגטית גבוהה.
ככל שהצפיפות האנרגטית גבוהה יותר, כך אפשר להפיק יותר אנרגיה מאותה כמות של חומר. זה משפיע גם על היקף פליטת הפד"ח וגם על המחיר (יעילות).

הנה השוואה גסה בין מקורות אנרגיה נפוצים. בואו נראה כמה אנרגיה (ביחידות מגה-ג'אול) אפשר להפיק מק"ג אחד של חומר. לשם ההמחשהמגה-ג'אול אחד (1MJ) הוא יחידת אנרגיה המאפשרת להסיע מכונית משפחתית למרחק של 300 מ' (בקירוב).*


אפשר לראות כמה טוב עשינו לסביבה כשעברנו משריפת עץ לשריפת פחם ונפט במאתיים השנים האחרונות
.

פחם ונפט הם מקורות אנרגיה הרבה יותר טובים מעץ – גם סביבתית וגם כלכלית. וגז טבעי עדיף על נפט – אפשר לראות איך ארה"ב הפחיתה את פליטות הפחמן כשהיא עברה מפחם לגז טבעי.

ההשוואה לאנרגיה גרעינית נראית פשוט לא הוגנת. מדובר במקור עם צפיפות אנרגטית גבוהה פי מיליון – זה היחס מבחינת פליטת פחמן דו-חמצני בהשוואה למקורות אחרים.

זה אומר שאנרגיה גרעינית מייצרת זיהום מזערי, פולטת מעט פחמן דו-חמצני ובמחיר נמוך.
בקיצור – זה הפתרון שחיפשנו: אפקטיבי ופרקטי. כדי להגיע לאפס פליטות צריך לעבור לאנרגיה גרעינית.

אנרגיה גרעינית מול אנרגיות מתחדשות

ומה לגבי אנרגיות מתחדשות? אז ראינו שהן יקרות מאוד ולא מצליחות לייצר מספיק אנרגיה. ואם זה לא מספיק, מסתבר שהן פולטות יותר פחמן מאנרגיה גרעינית. לפי דוח של הצוות הבין ממשלתי של האו"ם על שינוי אקלים (IPCC), בתחשיב חציוני של full life cycle, אנרגיה גרעינית פולטת פחות פחמן דו חמצני (12 גרם) מאנרגיה סולארית (41 גרם). כנראה שהסיבה היא שחומרי הגלם של הפאנלים הסולאריים פולטים פחמן דו חמצני (בעיקר בתהליך הייצור).

שימו לב לחיבור בין בעיה לפתרון. בשיח הפופולרי, כל מי שמאמין שיש בעיה של שינוי אקלים – אמור לתמוך באנרגיות מתחדשות. אבל זה חיבור מלאכותי. גם אם אתם "ירוקים" שבטוחים שיש שינוי אקלים (או משבר אקלים) – זה לא מחייב אתכם להתחתן עם אנרגיות מתחדשות. זה שמסכימים על הבעיה לא מחייב אתכם להסכים על פתרון אחד.


צריך לדבר ברצינות על אנרגיה גרעינית בתור פתרון סביבתי. בעולם זה כבר קורה – מובילי תנועת שינוי האקלים אומרים שאנרגיה גרעינית היא הפתרון האמיתי היחיד.

עכשיו אתם בטח שואלים – אז למה לא עברו לאנרגיה גרעינית? ומה לגבי הסיכונים שכרוכים בה?

אלו שאלות מצוינות ונענה עליהן בפוסט הבא שינתח את הסיכונים של אנרגיה גרעינית.

___

הפוסט נכתב יחד עם עידן לוי, מהנדס סביבה ויזם.
תודה רבה לפרופ' יונתן דובי על הייעוץ וההערות.

*שימו לב שהמספרים הם עבור ניצול של 100% מפוטנציאל האנרגיה, אבל בפועל ברוב המקרים אנחנו מסוגלים לנצל רק בין שליש לשני שליש מהפוטנציאל בגלל איבודי אנרגיה.