האנרגיה של העתיד (פוסט 1)

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

פוסט ראשון בסדרה. להמשך קריאה פוסט שני כאן ופוסט שלישי כאן.

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 האמנות, סין 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 שולית, סין 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 עלתה, והיא 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 מתחדשות. ולאחר 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 החודשי. מחירי 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 ההמחשה, מגה-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.