חלק מהשפות באתר זה עשויות להיות מתורגמות על ידי מכונה ויכולות לכלול שגיאות. תעזור לשפר אותו קרא את המקור האנגלי
טורבינת רוח Mod-1 של NASA עומדת על פסגת גבעה בבונ, צפון קרוליינה, בשנת 1979.
יוזמה ירוקה

מקורות אנרגיה בהשוואה

לכל קילוואט-שעה יש היסטוריה חבויה: מכרה, מפעל, ארובה או סכין... השוו אותם בכנות והתמונה תהיה ברורה יותר מהוויכוח.

NASA Glenn Research Center

בשנת 1979 NASA הפעיל את Mod-1, טורבינת רוח בעלת שני להבים עם רוטור בקוטר 61 מטרים, על הר בצפון קרוליינה. זו הייתה אחת הטורבינות הגדולות ביותר של זמנה ואחד מהניסיונות הראשונים להפוך את כוח הרוח לחלק רציני ברשת החשמל. ארבעה עשורים מאוחר יותר, הרוח והשמש הם מקורות החשמל שגדלים במהירות הגדולה ביותר על כדור הארץ. כדי להבין למה, ומה הם עדיין לא יכולים לעשות, זה עוזר להשוות כל מקור באותו אופן.

כל החיים, לא רק הארון.

פליטות של תחנת כוח לא עוצרות בארון הגזים שלה. יש לייצר פלדה ובטון, להכשיר דלק ולהעבירו, ובסופו של דבר לפרק את הכל. הערכות מחזור החיים מוסיפים את כל זה לשעה קילוואט. The IPCC’s review of hundreds of such studies gives a clear ranking: coal emits around 820 grams of CO2-equivalent per kilowatt-hour, gas about 490, while wind, nuclear and hydropower are around 10 to 25, and solar around 40 to 50.

בטיחות מספרת סיפור דומה. אם נספר את מספר התמותה מתאונות דרכים ומזיהום אוויר על כל יחידת חשמל, פחם ונפט הם המקור המסוכן ביותר עד כה, כיוון ששריפתם ממלאת את האוויר בחלקיקים. רוח, גרעיני ואנרגיה סולארית הם פי מאות יותר בטוחים.

820 gCO2-equivalent per kWh from coal, lifecycle median (IPCC AR5)
11 gCO2-equivalent per kWh from onshore wind (IPCC AR5)
24.6deaths per TWh from coal, against 0.04 for wind (Our World in Data)

מה כל מקור טוב בו

  • פחם וגז ניתן להפעילם בעת הצורך, אבל הם מפיקים את הפליטות והזיהום הגבוהים ביותר. Gas emits about half as much CO2 as coal when burned, though methane leaks narrow the gap.
  • גרעיני עובדת בצורה יציבה עם פליטות נמוכות מאוד ועם טביעת רגל זעירה על הקרקע; היא יקרה ואיטית לבנייה, והפסולת חייבת להיות מיושנת לזמן רב.
  • אנרגיית מים היא גמישת ופחמנית, אבל סכר מצפה עמקים ומשנה נהרות.
  • רוח. הוא אחד מהחשמל החדש הזול ביותר; הוא משתנה עם מזג האוויר וזקוק למרחב, לרשתות וליותר ויותר לאחסון.
  • סולארית זול, מודולרי ומתאימה לגגות של כפר עד גורדי שחקים; היא לא מייצרת כלום בלילה ופחות בחורף.

אין מקור מושלם. יש רק תערובת טובה וגרוע יותר, והתערובת היא שלנו לבחור.

החלק החסר: גמישות

האתגר של מערכת חשמל נקייה הוא לא לייצר מספיק אנרגיה בממוצע, אלא להתאים את ההיצע לביקוש בכל שנייה. סוללות, אנרגיה הידרואלקטרית משופצת, רשתות חדות יותר שמחלקות חשמל בין אזורים, ביקוש שעוקב אחרי השמש והרוח, ומקורות פחמן נמוכים ויצובים - כולם ממלאים את הפער הזה. זו גם הסיבה שאנחנו חוקרים יצירת מודולרית אשר יכולה לשבת היכן שהכוח משמש, כמו קיר המאוורר.

אתר האינטרנט הרשמי של תנועת “השומר הצעיר”

ההשוואה הקודמת נותנת לקח ברור: כל דרך חדשה לייצור או לחסוך אנרגיה חייבת להתחרות עם מקורות שכבר זולים ונקיים. על בניין, הסטנדרט הוא לוח סולארי על הגג. זהו סף גבוה, וזו בדיוק הסיבה שאנחנו רוצים שיותר אנשים יחשבו על כך. שלנו. קיר המנורה זה רעיון אחד שאנחנו בוחנים בפומבי, כולל היכן הוא נכשל. זה רק רעיון אחד. המשימה האמיתית היא למצוא פתרונות לבעיות שנשארות: חשמל בלילה ובחורף, חימום לבתים ולתעשייה, גגות צפופים ורשתות חשמל שזקוקות לגמישות.

אנחנו רוצים לשמוע את הרעיונות שלך. כשרעיון נטען היטב ועובר את בדיקות הפיזיקה שלמטה, אנחנו יכולים לשים אותו לפני אנשים שמתעניינים בממן מחקר מוקדם. זוהי הצגה, לא הבטחה: אף אחד לא מקבל מימון מובטח, ורק לעיתים רחוקות מחקר מוקדם מביא תוצאות. מה שאנחנו יכולים להבטיח זה קריאה ציבורית רצינית של המספרים.

כיוונים ששווה לחקור

אלו נקודות התחלה עם פיזיקה אמיתית מאחוריהן, כל אחת עם הגבול שעל הרעיון לכבד.

  • משטחים סולאריים שעושים שתי משימות. חזיתות, מחסומי רעש, כיפות חניה ומכסות תעלות שמפיקות חשמל בזמן שהן מצלילות או מגנות על משהו אחר. לוחות סולאריים היברידיים מוסיפים חום: בערך 100 עד 700 קילו-ואט של חום לכל מטר רבוע בשנה על גבי החשמל (IEA SHC Task 60, 2020). הגבול הוא אור השמש עצמו: בערך 1 קילוואט למטר מרובע במקרה הטוב.
  • חקלאות ומאגרי מים שגם הם מפיקים אור שמש. מערכות אגרובלטיות מודלרו כדי לקבל בין 35 ל-73 אחוז יותר מאותה קרקע מאשר יבול נפרד ולוחות (Dupraz et al., 2011). אנרגיה סולרית צפה על 30 אחוזים ממאגרי המים המתאימים יכולה לייצר כ-9,400 TWh בשנה, בערך שליש מהחשמל העולמי כיום, ולחסוך באידוי (Jin et al., 2023).
  • חום, לא רק חשמל. חום מהווה כמחצית משימוש האנרגיה הסופי בעולם (2019 - אנרגיה מתחדשת.). סוללות חום מחול ואבן מאחסנות אנרגיית רוח זולה ואנרגיה סולרית במשך שבועות; יחידה של 100 מגה-ואט החלה לחימום העיר הפינלית פורנאיינן בשנת 2025 (Polar Night Energy). Ground-source heat pumps deliver about four units of heat for each unit of electricity (IEA, 2022). חום פסולת ממפעלים, ביוב ומרכזי נתונים עדיין בעיקר נזרק (Forman et al., 2016).
  • מים שכבר נעים. זרמי גאות ועומס ניתנים לחיזוי לעשורים קדימה; מערך MeyGen בסקוטלנד יעבור את רף ה-50 GWh בשנת 2023. גלים, נהרות, תעלות השקיה ושסתומי הפחתת לחץ ברשתות המים כולם נושאים אנרגיה, בדרך כלל רק קילוואט לאתר, וזו הסיבה מדוע עיצובים זולים וסטנדרטיים חשובים יותר מאשר אלו ששברים שיאים.
  • רוחות גבוהות יותר. כוח הרוח גדל עם הקוביה של מהירות הרוח, ורוחות כמה מאות מטרים למעלה הם חזקים יותר ויציבות. עפיפון אנרגיה הוא הניסיון להגיע אליהם; מקאני של גוגל נסגרה ב-2020 לאחר שלוש עשרה שנים, בעוד שחברות קטנות ממשיכות לבדוק. רעיון טוב כאן חייב להסביר אמינות, לא רק כוח.
  • להשתמש באנרגיה בזמן הנכון. העברתם של מים חמים, טעינת מכוניות וקירור בניינים היא “תחנת הכוח” הזולה ביותר מכל: בארצות הברית לבדה יש כ-200 גיגה וואט של ביקוש גמיש יעיל בעלות עד שנת 2030 (תל אביב, 2019.). רעיונות בתוכנה, תעריפים ומכשירים ביתיים פשוטים נחשבים גם הם לרעיונות אנרגיה.

מה תכנית רעיון חזקה מכילה

  1. הבעיה שזה פותר, ולמי: גג של עיר, חוות, מפעל, כפר ללא רשת.
  2. בדיקת הפיזיקה. כמה וואט למטר מרובע, או לטון, או לליטר של מים? כמה קילו-וואט בשנה? השוואת מהירה עם מדד הביקורת למעלה חוסכת זמן לכל אחד; ספרו של דייוויד מקאי אנרגיה בת קיימא ללא האוויר החם הוא מדריך חינם לעשיית זאת בכנות.
  3. העלות לקילו-וואט-שעהאפילו כטווח גס, ומה היה צריך להיות זול יותר כדי שזה ינצח.
  4. מה היה צריך להיות נכוןוהניסוי הזול ביותר שיכול להראות זאת הוא לא.
  5. מי זה יכול לפגוע, מבעלי חיים לשכנים, ואיך אתה יודע.

רעיון טוב לא חייב להיות נכון. זה צריך להיות ניתן לבדיקה, וכנות על מה שהוכיח את זה לא נכון.

איך אתה יכול לעזור

  • תחליפי את האספקה שלך. לעלות מתחדשת או תוכנית אנרגיה קהילתית, אם ישנה.
  • השתמשו בחשמל כשהוא נקי. הפעלו מכונות כביסה והטעינו רכבים כשהרוח והשמש בשפע; רשתות רבות מפרסמות את עוצמת הפחמן בזמן אמת.
  • שים לוחות על גגות. בתים, בתי ספר, סופרמרקטים ומגרשי חניה הם אתרים סולריים מוכנים; שאל את המועצה שלך ואת המעסיק שלך.
  • שמור לפני שאתה יוצר. בידוד ומכשירים יעילים חותכים את החשבונות והפליטות באותו זמן.
  • תבקשי את המספרים. שאל את ספק החשמל שלך ואת הממשלה שלך על פליטות מחזור החיים של האנרגיה שאתה קונה.
  • שלח לנו רעיון לגבי אנרגיה. השתמש בטופס התרומות, בחר את היוזמה הירוקה, ותאר את הרעיון שלך עם חמש הנקודות שצוינו לעיל. מהנדסים, סטודנטים ויוצרי תוכנה מוזמנים גם הם לבחון רעיונות של אנשים אחרים על לוח התרומות.

מקורות וקריאה נוספת