מהי אנרגיה חלופית?

Send

בשנים האחרונות, האנרגיה האלטרנטיבית הייתה נושא להתעניינות רבה ודיון. בזכות האיום של שינויי אקלים, והעובדה שהטמפרטורות הגלובליות הממוצעות ממשיכות לעלות שנה אחר שנה, הטבעי של האמצעים למצוא צורות אנרגיה שתפחית את הסתמכות האנושות על דלקים מאובנים, פחם ושיטות אחרות מזהמות, התגברה באופן טבעי.

בעוד שרוב המושגים לאנרגיה חלופית אינם חדשים, רק בעשרות השנים האחרונות הנושא הפך להיות דחוף. ותודות לשיפורים בטכנולוגיה וייצור, העלויות של מרבית צורות האנרגיה האלטרנטיבית צנחו תוך התייעלות. אבל בדיוק מהי אנרגיה חלופית, ומה הסיכוי שהיא תהפוך למיינסטרים?

הגדרה:

באופן טבעי יש ויכוח מה פירוש "אנרגיה חלופית" ועל מה ניתן ליישם אותה. מצד אחד המונח יכול להתייחס לצורות אנרגיה שאינן מגבירות את טביעת הרגל האנושית. מבחינה זו זה יכול לכלול דברים כמו מתקנים גרעיניים, כוח הידרואלקטרי ואפילו דברים כמו גז טבעי ו"פחם נקי ".

מצד שני, המונח משמש גם להתייחס למה שנחשבים כיום לשיטות אנרגיה לא-מסורתיות - כמו שמש, רוח, גיאותרמית, ביומסה ותוספות אחרונות. סיווג מסוג זה פוסל שיטות כמו הידרואלקטריות, שקיימות כבר למעלה ממאה שנים ולכן הן די נפוצות באזורים מסוימים בעולם.

גורם נוסף הוא שמקורות אנרגיה חלופיים נחשבים ל"נקיים ", כלומר הם אינם מייצרים מזהמים מזיקים. כפי שכבר צוין, זה יכול להתייחס לפחמן דו חמצני אך גם לפליטות אחרות כמו פחמן חד חמצני, דו תחמוצת הגופרית, תחמוצת החנקן ועוד. במסגרת פרמטרים אלה אנרגיה גרעינית אינה נחשבת כמקור אנרגיה חלופי מכיוון שהיא מייצרת פסולת רדיואקטיבית שהיא רעילה ביותר ויש לאחסן אותה.

עם זאת, בכל המקרים, המונח מתייחס לצורות אנרגיה שיבואו להחליף דלקים מאובנים ופחם כסוג השולט בייצור אנרגיה בעשורים הקרובים.

סוגי אנרגיה חלופית:

באופן קפדני, ישנם סוגים רבים של אנרגיה חלופית. שוב, ההגדרות הופכות לנקודת הדבקה, והמונח שימש בעבר כדי להתייחס לכל שיטה שנחשבה באותה תקופה כבלתי-מיינסטרים. אך אם משתמשים במונח באופן נרחב כאל חלופות לפחם ודלקים מאובנים, הוא יכול לכלול את כל הדברים הבאים או כולם:

הידרואלקטריות: הכוונה לאנרגיה הנוצרת על ידי סכרים הידרואלקטריים, בהם מים נופלים (כלומר נהרות או תעלות) מועברים דרך מכשיר לסחרור טורבינות וייצור חשמל.

כוח גרעיני: אנרגיה המופקת באמצעות תגובות ביקוע איטיות. מוטות אורניום או אלמנטים רדיואקטיביים אחרים מחממים מים ליצירת אדים, אשר בתורם מסתובבים טורבינות לייצור חשמל.

אנרגיה סולארית: אנרגיה הרתומה ישירות מהשמש, שם תאים פוטו-וולטאים (בדרך כלל מורכבים מצע סיליקון ומסודרים במערכים גדולים) ממירים את קרני השמש ישירות לאנרגיה חשמלית. במקרים מסוימים, החום המיוצר מאור השמש מנוצל גם לייצור חשמל, המכונה כוח סולרי-תרמי.

אנרגיית רוח: אנרגיה הנוצרת בזרימת אוויר, בה טורבינות רוח גדולות מועברות על ידי רוח לייצור חשמל.

כוח גיאוטרמי: אנרגיה המופקת על ידי חום ואדים המיוצרים על ידי פעילות גיאולוגית בקרום כדור הארץ. ברוב המקרים זה מורכב מצינורות המונחים באדמה מעל אזורים פעילים גיאולוגית כדי לתעל קיטור דרך טורבינות ובכך לייצר חשמל.

כוח גאות:אנרגיה הנוצרת על ידי רתמות גאות הנמצאות סביב קווי חוף. כאן השינויים היומיומיים בגאות והשפל גורמים למים לזרום קדימה ואחורה דרך טורבינות, ויוצרים חשמל שמועבר אז לתחנות כוח לאורך החוף.

ביומסה: הכוונה לדלקים שמקורם בצמחים וממקורות ביולוגיים - כלומר אתנול, גלוקוזה, אצות, פטריות, חיידקים - שיכולים להחליף בנזין כמקור דלק.

מימן: אנרגיה הנגזרת מתהליכים הכוללים גז מימן. זה יכול לכלול ממירים קטליטים, שבהם מולקולות מים מתפרקות ומתאחדות על ידי אלקטרוליזה; תאי דלק מימן, שבהם הגז משמש להפעלת מנועי בעירה פנימית או מחומם ומשמש לסיבוב טורבינות; או היתוך גרעיני, שם אטומי מימן מתמזגים בתנאים מבוקרים כדי לשחרר כמויות מדהימות של אנרגיה.

אנרגיה חלופית ומתחדשת:

במקרים רבים גם מקורות אנרגיה חלופיים מתחדשים. עם זאת, המונחים אינם ניתנים להחלפה לחלוטין, בשל העובדה כי צורות רבות של אנרגיה חלופית מסתמכות על משאב סופי. לדוגמה, כוח גרעיני מסתמך על אורניום או על אלמנטים כבדים אחרים שיש לכרות.

בינתיים, כוח רוח, שמש, גאות ושפל, גיאותרמי והידרואלקטרי מסתמכים על מקורות המתחדשים לחלוטין. קרני השמש הן מקור האנרגיה השופע ביותר מכולן, ואף על פי שהן מוגבלות על ידי מזג אוויר ופטפטות יומיות, הן רב שנתיות - ולכן בלתי נדלות מבחינה תעשייתית. רוח היא גם קבועה, בזכות סיבוב כדור הארץ ושינויי לחץ באטמוספירה שלנו.

התפתחות:

נכון לעכשיו, אנרגיה חלופית נמצאת עדיין מאוד בחיתוליה. עם זאת, תמונה זו משתנה במהירות כתוצאה משילוב של לחץ פוליטי, אסונות אקולוגיים ברחבי העולם (בצורת, רעב, שיטפון, פעילות סערה) ושיפורים בטכנולוגיית האנרגיה המתחדשת.

לדוגמא, נכון לשנת 2015, עדיין נאסרו בעיקר צרכי האנרגיה בעולם על ידי מקורות כמו פחם (41.3%) וגז טבעי (21.7%). הכוח ההידרואלקטרי והגרעיני היוו 16.3% ו -10.6% בהתאמה, בעוד ש"מתחדשים "(כלומר שמש, רוח, ביומסה וכו ') היוו רק 5.7%.

זה ייצג שינוי משמעותי משנת 2013, אז הצריכה העולמית של נפט, פחם וגז טבעי עמדה על 31.1%, 28.9% ו -21.4% בהתאמה. הכוח הגרעיני וההידרואלקטרי מהווה 4.8% ו -2.45, ואילו מקורות מתחדשים מהווים רק 1.2%.

בנוסף, חלה עלייה במספר ההסכמים הבינלאומיים בדבר ריסוק השימוש בדלק מאובנים ופיתוח מקורות אנרגיה חלופיים. אלה כוללים את הוראת האנרגיה המתחדשת שנחתמה על ידי האיחוד האירופי בשנת 2009, שקבעה יעדים לשימוש באנרגיה מתחדשת לכל המדינות החברות לשנת 2020.

בעיקרון, ההסכם קבע כי האיחוד האירופי ממלא לפחות 20% מכלל צרכי האנרגיה שלו עם מתחדשים עד 2020, וכי לפחות 10% מדלקי התחבורה שלהם מגיעים ממקורות מתחדשים עד 2020. בנובמבר 2016, הנציבות האירופית תיקנה את אלה יעדים, שקובעים כי מינימום של 27% מצרכי האנרגיה של האיחוד האירופי מגיעים מחומרים מתחדשים עד 2030.

בשנת 2015, ועידת המסגרת של האו"ם בנושא שינויי אקלים (UNFCCC) נפגשה בפריס במטרה ליצור מסגרת להפחתת גזי חממה ולמימון אנרגיה חלופית שתיכנס לתוקף עד 2020. זה הוביל להסכם פריז, שהיה אומץ ב- 12 בדצמבר 2015 ונפתח לחתימות ב 22 באפריל (יום כדור הארץ), 2016, במטה האו"ם בניו יורק.

מספר מדינות ומדינות צוינו אף הן לקראת מנהיגותן בתחום פיתוח אנרגיה חלופית. לדוגמה, בדנמרק, כוח הרוח מספק עד 140% מהביקוש של המדינה לחשמל, כאשר העודפים ניתנים למדינות שכנות כמו גרמניה ושוודיה.

איסלנד, בזכות מיקומה בצפון האוקיאנוס האטלנטי והרי הגעש הפעילים שלה, השיגה 100% הסתמכות על אנרגיה מתחדשת עד 2012 באמצעות שילוב של הידרואלקטריים וכוח גיאותרמי. בשנת 2016, מדיניות גרמניה בדבר השלמת ההסתמכות על נפט וכוח גרעיני הביאה לכך שהמדינה הגיעה לאבן דרך ב -15 במאי 2016 - שם כמעט 100% מהביקוש שלה לחשמל הגיע ממקורות מתחדשים.

מדינת קליפורניה עשתה גם היא צעדים מרשימים מבחינת הסתמכותה על אנרגיה מתחדשת בשנים האחרונות. בשנת 2009 11.6 אחוזים מכלל החשמל במדינה הגיעו ממשאבים מתחדשים כמו רוח, שמש, גיאותרמית, ביומסה ומתקנים הידרואלקטריים קטנים. הודות לתכניות מרובות שמעודדות לעבור למקורות אנרגיה מתחדשים, הסתמכות זו עלתה ל -25% עד 2015.

בהתבסס על שיעורי האימוץ הנוכחיים, הסיכויים לטווח הרחוק לאנרגיה חלופית הם חיוביים ביותר. על פי דו"ח של סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) מ -2014, אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית ואנרגיה תרמית סולארית מהווה 27% מהביקוש העולמי עד שנת 2050 - מה שהופך אותו למקור האנרגיה הגדול ביותר. באופן דומה, דוח משנת 2013 בנושא כוח הרוח ציין כי עד שנת 2050, רוח יכולה להוות עד 18% מהביקוש העולמי.

כמו כן, ב- Outlook אנרגיה עולמי של ה- IEA 2016 טוענים כי עד שנת 2040, הגז הטבעי, הרוח והשמש יעפילו את הפחם והנפט כמקורות האנרגיה העיקריים. ויש כאלה שאפילו מרחיקים לומר כי - בזכות ההתפתחויות בטכנולוגיית אנרגיה סולארית, רוח, היתוך - דלקים מאובנים יתיישנו עד שנת 2050.

כמו בכל הדברים, אימוץ אנרגיה חלופית היה הדרגתי. אך בזכות הבעיה הגוברת של שינויי אקלים והביקוש הגובר לחשמל ברחבי העולם, השיעור בו נוקטות שיטות נקיות ואלטרנטיביות הפך לאקספוננציאלי בשנים האחרונות. מתישהו במהלך המאה הזו האנושות עשויה להגיע לנקודה להפוך לנטרול פחמן, ולא לרגע מוקדם מדי!

כתבנו מאמרים רבים על אנרגיה חלופית עבור מגזין החלל. להלן הסוגים השונים של אנרגיה מתחדשת ?, מהי אנרגיה סולארית ?, כיצד פועלת טורבינת רוח ?, האם העולם יכול לפעול על אנרגיה סולארית ורוח? מאיפה נובע כוח הגהרמי? פשרות מובילות לעסקת שינויי אקלים.

אם תרצה לקבל מידע נוסף על אנרגיה חלופית, עיין בגידולי האנרגיה האלטרנטיבית בחלל. והנה קישור לטכנולוגיות אנרגיה חלופיות לבקרת שינויי אקלים.

הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה יצוקה שכולל כדור הארץ. האזינו כאן, פרק 51: כדור הארץ.

מקורות: