אנרגיות מתחדשות

דורון ווייס ושוהם גוזלן

יותר מ-90% ממפעלי ייצור אנרגיה ברחבי העולם מופעלים על ידי אנרגיות מתכלות !

Big image

למה זה בעיה ?

ראשית

משאב מתכלה הוא משאב טבעי שלא ניתן לגדל או לייצר אותו.

כאשר צורכים משאב מתכלה, הוא מתפרק לחומרים אחרים, והכמות שלו אשר תהיה זמינה בעתיד יורדת. משאבים מתכלים נמצאים בדרך כלל בכמות סופית, וקצב הצריכה שלהם על ידי האנושות גדול בהרבה מאשר הקצב שבו הטבע מסוגל לייצר אותם.
דלק מחצבי כמו פחם, נפט וגז וכן אורניום הם דוגמאות למשאבים מתכלים. לדוגמה על פי הסרט

"אין עתיד" נדרשים לטבע 5 מיליון שנים כדי ליצור את כמות הדלק המחצבי שהעולם צורך בשנה אחת.
משאבים מתכלים צפויים גם להתייקר בגלל שכאשר מלאי של משאב מוגבל מתקרב לקיצו העלות האנרגטית של הפקתו מתייקרת, דבר שעשוי לייקר גם את העלות הכלכלית של הפקת משאב האנרגיה.
חפשנו וגילינו ש:
* הזמן שנותר עד לסיום הנפט בעולם הוא רק 13,810 ימים (38 שנה)!

* הזמן שנותר עד לסיום הגז בעולם הוא רק 59,236 ימים (162 שנה)!
* הזמן שנותר עד לסיום הפחם בעולם הוא רק 150,405 ימים (412 שנה)!

Big image
ב-11 השנים מאז שנת 2000, התייקרו חומרי הגלם פי 3 והאנרגיה פי 3.5. בנוסף לעליה במחיר יש גם עליה בתנודתיות המחירים. ההסבר לכך שמחירי חומרי גלם גבוהים גורמים למיתון כלכלי שמוריד את הביקושים להם עד לשלב נוסף של עליה בביקושים ועלייה נוספת של המחירים.

בנוסף

תחנת כוח מבוססת דלק מאובנים היא תחנת כוח ששורפת דלק מאובנים (נפט , פחם , גז טבעי) במטרה לייצר חשמל. תחנות כוח מבוססות דלק מאובנים מתוכננות בקנה מידה גדול לצורך פעילות רציפה. במדינות רבות, תחנות כאלה מספקות את מרבית האנרגיה. בתחנות כוח מבוססות דלק מאובנים יש מכונות הממירות את אנרגיית החום מהבעירה לאנרגיה מכנית, אשר מפעילה את הגנרטור החשמלי.

תוצרי הלוואי בהפעלת תחנות כוח שכאלה, חייבים להילקח בחשבון כאשר מתכננים ומפעילים את תחנת הכוח. פסולת אנרגיית חום, שנשארת בעקבות היעילות המוגבלת של המנועים משוחררת ישירות לאטמוספירה או לאגם/נהר מה שפוגע במאזן הסביבתי והאקולוגי.
גזי הפליטה כתוצאה מהבעירה של דלקי המאובנים משוחררים לאוויר. הגזים מכילים פחמן דו-חמצני, אדי מים, וחומרים נוספים כמו תחמוצות חנקן, כספית, שאריות של מתכות אחרות, ובתחנות כוח פחמיות, אפר פחם. פסולת אפר פחם מוצקה מדודי החימום חייבת להיות מסולקת גם כן. חלק מאפר הפחם ניתן למחזר לטובת חומרי בנייה.

תחנות כוח מבוססות דלק מאובנים הן פולטות גזי פחמן דו-חמצני גדולות, מדובר בגז חממה אשר לפי חלק מהמדענים הוא תורם להתחממות הגלובלית. ליצירת יחידת אנרגיית חשמל אחת, שריפת פחם חום מייצרת כמעט כמו של כמעט פעמיים פחמן דו-חמצני, מאשר גז טבעי. לכידת ואחסון פחמן דו-חמצני לא אפשרית כיום.

Big image
בגרף ניתן לראות את כמות הפחמן הדו-חמצני הנפלט לעולם מדי שנה במיליוני טונים.

יתר על כן

אופי החלוקה של הדלקים המחצביים גורם לבעיות רבות. רובם מרוכזים בכמות קטנה של מדינות בעלות אופי לא דמוקרטי, והמאבקים סביבם גורמים לסכסוכים ומלחמות (כמו המלחמות בעיראק).

לדוגמא:
לאחר מלחמת ששת הימים הטילו מדינות ערב השולטות על מקורות הנפט וטו על יצוא נפט למדינות המערב, והגבירו את תחושת התלות במדינות המספקות נפט. תחושות אלו יצרו בראשית שנות השבעים את משבר הנפט הראשון.

בחודש אוקטובר 1973, בעיצומה של מלחמת יום כיפור, הוכרז על חרם הנפט הערבי, על ידי צמצום חודשי מתמשך של הפקת הנפט
"עד אשר תושלם הנסיגה (של ישראל) מכל השטחים שנכבשו ביוני 1967, ויושבו זכויות העם הפלסטיני". בתחילה הוטל ווטו כמעט על כל צרכניות הנפט, אך הוא הוקל בשלבים, עד שהוסר במרץ 1974.

ובנוסף השימוש באנרגיה גרעינית כרוך בסיכונים של טרור גרעיני, ייצור של נשק גרעיני ומלחמה גרעינית שלכולם יש השלכות סביבתיות קשות ומהוות בעצמן סכנת קיימות.

Big image
במפה מוצג ריכוז מקורות האנרגיה המתכלה והלא מתכלה ברחבי העולם.

אם כך! אז מה הפתרון?

Renewable energy - אנרגיות מתחדשות

הפתרון הוא שימוש באנרגיה מתחדשת.
אנרגיה מתחדשת היא אנרגיה ממקור טבעי שאינו מתכלה כתוצאה מהשימוש בו
לעומת זאת , מקורות אנרגיה כגון דלק מאובנים (נפט, פחם וגז טבעי), ואנרגיה גרעינית מקורם מתכלה ומצטמצם.
מקורות אנרגיה אלה כוללים בראש ובראשונה את האנרגיה הסולארית , אנרגיית רוח ואנרגיית מים , אנרגיה גאותרמית שמקורה במאגר החום הפנימי של כדור הארץ ואנרגיית גאות ושפל כתוצאה מכוחות המשיכה של הירח והשמש.


בישראל, משרד התשתיות משקיע מיליוני שקלים בשנה במחקרים על שימושי האנרגיה המתחדשת. במסגרת מחקרים אלו נרשמו לא מעט פריצות דרך ופטנטים. אולם, למרות ההשקעה במחקר, אחוז קטן מצריכת האנרגיה בישראל, מקורו באנרגיה מתחדשת.

Big image

סוגי אנרגיות מתחדשות

אנרגיית סולארית (שמש)

אנרגיה סולארית היא מקור של אנרגיה חלופית ומתחדשת שמקורה בקרינת השמש.
מתקני אנרגיה סולארית ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית שמגיעה מהשמש לאנרגיה תרמית או לחשמל. עקב ההספק הגבוה של קרינת השמש על פני כדור הארץ יש לשיטה זו פוטנציאל להפוך למרכיב משמעותי בשוק האנרגיה העולמי.

השימושים של אנרגיה שמקורה בשמש הם מגוונים. ניתן להשתמש באנרגיה זו באופן ישיר למטרות חימום, אידוי וייבוש מזון, כמו למשל בישול בעזרת תנור שמש, בריכות אידוי להפקת מלחים וייבוש כביסה. באופן דומה, דודי שמש משמשים לחימום מים לצריכה ביתית. ריכוז קרינת השמש באמצעות מראות או עדשות מאפשר לעתים לנצל אותה טוב יותר, במיוחד לצרכים שבהם נדרשת טמפרטורה גבוהה. הגדלת הנצילות מתאפשרת גם באמצעות מתקני עקיבה, שעוקבים אחר תנועת השמש בשמים בשעות היום.


שימוש נרחב של אנרגיית השמש לצרכים תעשייתיים או לצורך יצירת חשמל ייתכן באחת משתי דרכים:

* אנרגיה תרמו-סולארית - חימום נוזל לצורך הפעלת מנוע חום שמייצר חשמל או עבודה מכנית.

* אנרגיה פוטו-וולטאית (אנרגיה פוטו-חשמלית) - שימוש בתאים פוטו-וולטאיים לצורך המרת אור לאנרגיה חשמלית באופן ישיר.

יתרונות:

*הפקת אנרגיה מקרינת השמש וממקורות שאינם מתכלים היא ידידותית לסביבה ואיננה כרוכה בשרפה וביצירת גזי חממה.

*השימוש באנרגיה זו מונע את התלות במשווקים חיצוניים ויוצר אפשרות להפיק חשמל באופן עצמאי.

*תחנת כוח סולארית יכולה לשמש להפקת אנרגיה למשך תקופות ארוכות ביותר ולא קיים חשש לירידה משמעותית ביכולת או בביצועים שלה לאורך שנים.

חסרונות:

*ההשקעה הכספית הראשונית בבניית תחנות כוח סולאריות ובהפקת חשמל היא גבוהה ביחס לתחנות הכוח הקונבנציונליות.

*פעמים רבות כרוכה הבנייה של תחנות כוח או השימוש בטכנולוגיות אחרות בפגיעה בסביבה ובמשאבים הטבעיים.

*השימוש באנרגיה סולארית תלוי, מטבע הדברים, במחזוריות הטבע. מסיבה זו, הפקה של אנרגיה סולארית בימים מעוננים או גשומים ובשעות הלילה תהיה נמוכה בצורה משמעותית ביחס לימים שטופי שמש.

Big image

אנרגיה הידרואלקטרית (מים)

אנרגיה הידרואלקטרית (מים) היא אנרגיה חשמלית שמקורה בתנועת המים.
זוהי האנרגיה המתחדשת הנפוצה ביותר על כדור הארץ, המיוצרת באמצעות ניצול תנועת המים בנהרות, בנחלים, במפלים, בגלי ים ובתנועת גאות ושפל של האוקיינוסים. את האנרגיה מתנועת המים ניתן להסב בקלות לחשמל על ידי ניצול זרימת המים לסיבוב גלגל (טורבינה), המייצר אנרגיה חשמלית. האתר שבו מותמרת האנרגיה מאנרגיה מכנית לחשמלית נקרא "תחנת כוח הידרואלקטרית". בתחנת כח הידראולקטרית מים הנופלים מפתח סכר או ממפל מים טבעי, ומסובבים טורבינה. מרגע שתחנת כוח כזו נבנית ומופעלת, כמעט שלא נוצרים גזי חממה או פסולת בעקבות פעולת התחנה.

יתרונות:

* הובלה קלה, מהירה וזולה, לאחר השקעות ראשוניות יקרות.

* ניתן לווסת את השימוש בו ולפצל את השימוש ליחידות קטנות או גדולות.

* יעילות וגמישות בשימוש.

* שימוש נקי ואינו מזיק לסביבה לרוב.

חסרונות:

* יש הפסד אנרגיה לאורך מרחק. לכן המרחק המרבי להובלתו אינו עולה על 700 ק"מ בדר"כ.

* עלויות ראשוניות יקרות של הקמת רשת חשמל.

* לא ניתן לאגור אותו וצריכתו נעשית באותו הרגע.

Big image

אנרגיית רוח

אנרגיית רוח היא האנרגיה הקינטית האצורה ברוח. ניתן להשתמש באנרגיה זו לצורות מועילות לאדם, כמו הפקת חשמל באמצעות טורבינות רוח, רתימת הרוח לתחבורה, כפי שנהוג באוניות מפרש, או לצרכים אחרים.

רוב אנרגיית הרוח המשמשת את האדם מופקת כיום באמצעות טורבינות רוח, לשם הפקת חשמל.


יתרונות:

עלות הפקת חשמל נמוכה כי רוח איננה עולה כסף, ולא נדרש דבר כדי ליצור אותה (העלויות העיקריות הכרוכות בהפקת החשמל מטורבינות רוח הן עלויות התכנון וההקמה של התחנות המבוססות עליהן.

יתרון נוסף הוא שאנרגיה חלופית זו אינה מזהמת את הסביבה ואינה מכלה מחצבים כמו תחנות כוח מבוססות[i] דלק

חסרונות:

הפקת חשמל מרוח מזיקה לסביבה פחות מייצור חשמל בתחנות כוח קונבנציונליות, אולם חוות הרוח משפיעות על הסביבה בתוכה הן פועלות. המפגעים העיקריים המיוחסים לניצול האנרגיה של הרוח הם: רעש, פגיעה בנוף, בטיחות, פגיעה בבעלי חיים, קרינה אלקטרומגנטית, השפעה סביבתית של החומרים ואנרגיה ופגיעה בניצול קרקעות. החששות העיקריים הם מפני הרעש שיוצרים להבי טורבינות הרוח, הפגיעה בנוף והנזק לבעלי חיים. כמו כן טורבינות צריכות אתרים מתאימים בהן יש רוחות מתאימות, ואינן פועלות כאשר אין רוח.

Big image

אנרגיה גאותרמית

המקור לאנרגיה גאותרמית הוא החום הטבעי האצור בתוך כדור הארץ מתחת למעטה קרום כדור הארץ. מקור החום הוא בתהליכי פרוק רדיואקטיביים המתחוללים בליבת כדור הארץ. האזורים בעולם בהם האנרגיה הגאותרמית זמינה הם האזורים הפעילים מבחינה טקטונית. החום עולה לפני השטח באזורים בעלי פעילות וולקנית. ישנם מקומות בהם הזרם הגאותרמי יוצא מן האדמה בעצמו כמו בגייזרים. בדרך כלל צריך לקדוח באר אל המאגר התת-קרקעי. רוב תחנות הכוח ליצור חשמל ממקורות גאותרמים משתמשים בקיטור ומחזירים את המים החמים ללא שימוש חזרה לאדמה. בשנת 1999 יוצרו ברחבי העולם כ-6 גיגה-ואט חשמל בעזרת אנרגיה גיאו-תרמית. אחת המדינות הבולטות בשימוש באנרגיה זו היא איסלנד, שכמחצית מצורכי האנרגיה שלה מסופקים ממקורות גיאותרמים.

Big image

למה בחרנו בנושא זה?

בשנים האחרונות אנו עדים ליותר ויותר שימוש במקורות מתכלים להפקת חשמל.
מקורות מתכלים אלה נושאים עימם בעיות רבות כפי שכבר צויין.

למען דור העתיד חשוב להתגייס ולגרום להחלפת המקורות המתכלים במקורות מתחדשים שטובים לסביבה לען עתיד טוב יותר.
אנחנו דור העתיד אם אנחנו לא נעשה משהו בנידון לילדינו ונכדינו לא ישאר דבר! ולכן נושא זה חשוב ביותר ואנו רוצים לקדם אותו ולהעלות מודעות אצל שאר האנשים.

דעה אישית

לדעתנו המצב כרגע ברחבי העולם לא טוב. זיהום אוויר , מים ואדמה כבד , דלקי המאובנים עומדים להיגמר , מלחמות סביב מקורות האנרגיה ועוד.
ולכן תעשיית האנרגיה בעולם צריכה לשנות כיוון בעתיד הקרוב / רחוק המקורות יגמרו ולכן כבר מעכשיו העולם צריך לתכנן ולעבור לאנרגיות מתחדשות למען כולנו ולמען דור העתיד.
לדעתנו דבר זה אפשרי ורק אם נעבוד כולם נוכל להצליח.
Big image

נקודה למחשבה.....

"האדם החכם"

שאלון בנושא אנרגיות מתחדשות

עצומה: הקיץ עוברים לאנרגיות מתחדשות!

Big image