אנרגיה – הדרך לאנרגיה בת קיימא עד 2030 / מרק ז' ג'ייקובסון ומרק א' דלוצ'י
רוח, מים וטכנולוגיות סולריות יכולים לספק מאה אחוזים מאנרגיית העולם ולסלק לגמרי את הצורך בדלקים מחצביים
בדצמבר 2009 נפגשו בקופנהגן מנהיגים מרחבי העולם כדי לנסות להסכים על קיצוץ בפליטת גזי חממה בעשרות השנים הבאות. הצעד היעיל ביותר להשגת מטרה זו יהיה מעבר המוני מדלק מחצבי למקורות אנרגיה נקיים ומתחדשים. לו יכלו המנהיגים להרגיש בטוחים דיים שמעבר כזה אפשרי, הם היו חותמים על הסכם היסטורי. אנחנו סבורים שהם היו יכולים.
סגן נשיא ארצות הברית לשעבר, אל גור, השליך ב-2008 כפפה: בתוך עשר שנים יש לבסס את ייצור החשמל של אמריקה על דלק נקי מפחמן במאה אחוזים. כשהתחלנו להעריך את ההיתכנות של שינוי כזה, קיבלנו עלינו אתגר גדול עוד יותר: לקבוע כיצד לספק מאה אחוזים מן האנרגיה של העולם, לכל מטרה, באמצעות משאבי שמש, מים ורוח כבר ב-2030. אנו מציגים את תכניתנו כאן.
עשר שנים לפחות חותרים מדענים לכינון הרגע הזה באמצעות ניתוח חלקים שונים של האתגר. המחקר העדכני ביותר, שבוצע באוניברסיטת סטנפורד ב-2009, דירג את מערכות האנרגיה על פי השפעתן על ההתחממות הגלובלית, על הזיהום, על אספקת המים, על ניצול הקרקע, על חיי הבר ועל עוד כמה וכמה עניינים שעל הפרק. מקורות האנרגיה הטובים ביותר היו מן הרוח, מן המים ומאור השמש (שמקובל לכנותם בראשי התיבות WWS): אנרגיית רוח, אנרגיה סולרית, אנרגיה גאותרמית, אנרגיית גאות ושפל ואנרגיה הידרו-חשמלית. אפשרויות שימוש באנרגיה גרעינית, בפחם משולב עם טכנולוגיות ללכידת פחמן או באתאנול, התבררו כאפשרויות נחותות יותר, וכך גם בנפט ובגז טבעי. המחקר מצא גם שכלי רכב המונעים בסוללה חשמלית או בתאי דלק מימניים הנטענים על ידי מקורות רוח-מים-שמש יסלקו במידה רבה את הזיהום מאגף התחבורה.
התכנית שלנו דורשת מיליוני טורבינות רוח, מכונות מים והתקנים סולריים. המספרים אמנם גבוהים, אבל אין זו משוכה בלתי עבירה; האנושות הצליחה ליצור תמורות גדולות בעבר. במלחמת העולם השנייה התאימה ארצות הברית מפעלי מכוניות לייצור של 300,000 מטוסים, ומדינות אחרות ייצרו עוד 486,000 מטוסים. ב-1956 החלה ארה"ב לבנות את מערכת הכבישים המהירים הבין-מדינתיים, וכעבור 35 שנה היא השתרעה לאורך של 75,000 ק"מ ושינתה את פני המסחר והחברה.
האם המרת מערכות האנרגיה של העולם אפשרית? האם אפשר להשיג את המטרה הזאת בעשרים שנה? התשובות תלויות בטכנולוגיות הנבחרות, בזמינותם של חומרים חשובים מסוימים ובגורמים פוליטיים וכלכליים.
טכנולוגיות נקיות בלבד
אנרגיה מתחדשת מגיעה ממקורות מפתים: רוח, שיוצרת גם גלים; מים, שמפיקים אנרגיה הידרו-חשמלית, אנרגיית גאות ושפל ואנרגיה גאותרמית (מים המתחממים על ידי סלעים תת-קרקעיים); ושמש, שאורה מזין תאים פוטו-וולטאיים ושקרניה הממוקדות בתחנות כוח סולריות מחממות נוזל שמניע טורבינות לייצור חשמל. התכנית שלנו כוללת אך ורק טכנולוגיות שרווחות היום ולא טכנולוגיות שאולי יהיו עוד 20 או 30 שנה.
כדי להבטיח שהמערכת שלנו תישאר נקייה, הבאנו בחשבון אך ורק טכנולוגיות שכמות גזי החממה ומזהמי האוויר שהן פולטות קרובה לאפס בכל מחזור החיים שלהן, ובכללו הקמה, הפעלה והפסקת פעילות. לדוגמה, אפילו מקורות האתאנול הידידותיים ביותר לסביבה יוצרים, עם שרפתם בכלי הרכב, זיהום אוויר שיגרום תמותה בשיעור דומה לזה שתגרום שרפת בנזין. פליטת הפחמן המתקבלת מאנרגיה גרעינית גדולה פי 25 מן הפליטות של אנרגיית רוח, אם מביאים בחשבון את הקמת הכור ואת שינוע האורניום וזיקוקו. הטכנולוגיות ללכידה ולהרחקה של פחמן יכולות להפחית את פליטות הפחמן הדו-חמצני מתחנות כוח המתודלקות בפחם, אבל הן יגדילו את זיהום האוויר ויעצימו את כל שאר ההשפעות ההרסניות של כריית הפחם, שינועו ועיבודו, מכיוון שיהיה צורך בשרפה של יותר פחם לתדלוק בעת הלכידה והאחסון. לפיכך הבאנו בחשבון אך ורק טכנולוגיות שאינן כרוכות בסילוק פסולת ניכר או בסכנת טרור.
בתכנית שלנו יספקו הרוח, המים והשמש כוח חשמלי לחימום ולתחבורה: תעשיות ייאלצו לשנות את פניהן אם ברצונן להשאיר לעולם תקווה כלשהי להאטת שינוי האקלים. הנחנו שאת מרבית אמצעי החימום המתודלקים בדלק מחצבי (וגם תנורים וכיריים) אפשר להחליף במערכות חשמליות, ושאת רוב התחבורה המתודלקת בדלק מחצבי אפשר להחליף בכלי רכב המונעים באמצעות סוללה ותאי דלק. אלקטרוליזה תפרק מים באמצעות חשמל שיופק מרוח, ממים או מן השמש, כדי לייצר מימן שיתדלק את תאי הדלק ויישרף במטוסים ובתעשייה.
אספקה בשפע
כיום ההספק המרבי שנצרך ברחבי העולם בכל רגע נתון הוא כ-12.5 ביליון ואט (טרה-ואט, או בקיצור ט"ו), לפי נתוני יחידת הסטטיסטיקה של משרד האנרגיה האמריקני (EIA). סוכנות זו חוזה שעד 2030, עם גידול האוכלוסייה העולמית ושיפור תנאי החיים, יצרך העולם 16.9 ט"ו, כ-2.8 ט"ו מהם בארה"ב לבדה. תערובת המקורות דומה לתערובת המקורות המשמשת אותנו היום, ומסתמכת במידה רבה מאוד על דלק מחצבי. אך מעניין לראות שאם העולם יהיה מתודלק כולו ממקורות רוח, מים ושמש, בלי שום דלק מחצבי או שרפת ביו-מסה, תיחסך אנרגיה: ביקוש ההספק הגלובלי יהיה 11.5 ט"ו בלבד, והביקוש בארה"ב לבדה יהיה 1.8 ט"ו. הסיבה לחיסכון, בדרך כלל, היא שחשמל הוא דרך חסכונית יותר לשימוש באנרגיה. למשל, רק 17% עד 20% מן האנרגיה בבנזין מנוצלת להנעת כלי רכב (כל השאר הופך לחום ומתבזבז), ואילו 75% עד 86% מן החשמל המוזרם לכלי רכב חשמליים הופך לתנועה.
אפילו אם הביקוש יעלה ל-16.9 ט"ו, מקורות רוח, מים ושמש יוכלו לייצר הרבה יותר הספק. מחקרים מדוקדקים שלנו ושל אחרים מראים שהאנרגיה שאפשר להפיק מרוח בכל העולם היא כ-1,700 ט"ו. האנרגיה הסולרית לבדה מציעה 6,500 ט"ו. כמובן, הרוח והשמש בים הפתוח, מעל פסגות הרים גבוהים ועל פני אזורים מוגנים לא יהיו זמינות לשימוש. אם נתעלם מאזורים אלו ומאזורים דלים ברוח שלא סביר שיפותחו, עדיין נשאר בידינו הספק של 40 עד 85 ט"ו מרוח והספק של 580 ט"ו מן השמש, כל אחד מהם חורג מאוד מן הביקוש האנושי בעתיד. עם זאת היום אנו מייצרים אך ורק 0.02 ט"ו של הספק רוח ו-0.008 ט"ו של הספק סולרי. המקורות האלה אוצרים בקרבם פוטנציאל אדיר שאינו מנוצל.
טכנולוגיות הרוח, המים והשמש האחרות יסייעו ליצור קשת גמישה של אפשרויות. אף שכל המקורות יכולים להתרחב במידה רבה מאוד, יש מגבלות מעשיות: הספק גלים אפשר להפיק רק סמוך לשטחי חוף; מקורות גאותרמיים רבים נמצאים עמוק מדי ולא משתלם לנצלם; ואף שהספק הידרו-חשמלי עדיף כיום מכל מקור רוח, מים ושמש אחר – מרבית העתודות הגדולות המתאימות כבר בשימוש.
התכנית: דרושות תחנות כוח
ברור כשמש שיש די אנרגיה מתחדשת. כיצד אפוא נעבור לתשתית חדשה שתספק לעולם 11.5 ט"ו? בחרנו תמהיל של טכנולוגיות: רובן יתבססו על רוח ושמש, ושיטות בשלות הקשורות למים יספקו 9% מן הביקוש (צירופים אחרים של רוח ושמש יהיו מוצלחים באותה המידה).
הרוח תספק 51% מן הביקוש בעזרת 3.8 מיליון טורבינות רוח גדולות (שכל אחת מהן שקולה לחמישה מגה-ואט) ברחבי העולם. אף שהכמות הזאת עלולה להישמע עצומה, מעניין לציין שהעולם מייצר 73 מיליון מכוניות ומשאיות קלות בכל שנה. עוד 40% מן ההספק יגיעו ממתקנים סולריים פוטו-וולטאיים וממתקנים לריכוז אור השמש (CSP), ובערך 30% מן התוצרת הפוטו-וולטאית תגיע מלוחות שיוצבו על גגות בתים פרטיים ובניינים מסחריים. יהיה צורך בכ-89,000 תחנות לריכוז אור השמש ומתקנים פוטו-וולטאיים, שכל אחד מהם יספק בממוצע 300 מגה-ואט. התמהיל שלנו כולל גם 900 תחנות הידרו-חשמליות ברחבי העולם, ש-70% מהן כבר קיימות.
רק כ-0.8% מתשתית הרוח מותקנת כיום. 3.8 מיליון טורבינות הרוח ישתרעו על שטח קטן מ-50 קמ"ר (פחות משטחה של מנהטן). אם מביאים בחשבון גם את הרווחים הנדרשים ביניהן שטחן יהיה כאחוז משטח היבשה של כדור הארץ, אבל השטח הריק שבין הטורבינות יוכל לשמש לחקלאות, למשק חי או לשטח פתוח – ביבשה או בים. המתקנים לריכוז אור השמש והמתקנים הפוטו-וולטאיים שלא ימוקמו על הגגות יתפסו כ-0.33% משטח היבשה של כדור הארץ. יידרש זמן כדי לבנות תשתית נרחבת כזאת. אבל גם בניית רשת תחנות הכוח הנוכחית דרשה זמן. וזכרו שאם נישאר עם דלק מחצבי, עד 2030 יעלה הביקוש ל-16.9 ט"ו, ונזדקק לכ-13,000 תחנות כוח חדשות וגדולות המתודלקות בפחם, שיתפסו שטח אדמה גדול הרבה יותר, ממש כמו המכרות שיספקו להן את הדלק.
משוכת החומרים
ההיקף הרחב של תשתית הפקת האנרגיה מרוח, ממים ומן השמש אינו בגדר מכשול, אך כמה חומרים הנדרשים לבנייתה עלולים להיות יקרי מציאות או נתונים למניפולציות מחירים.
יש די בטון ופלדה לבניית מיליוני טורבינות הרוח, ואת שני המצרכים האלה אפשר למחזר באופן מלא. החומרים הבעייתיים ביותר, ככל הנראה, יהיו המתכות המכונות "מתכות עפרוריות נדירות", כמו למשל נאודימיום המצוי במחוללי הכוח של טורבינות. אף שאין מחסור במתכות האלה, אפשר להשיג אותן במחיר נמוך בעיקר בסין, ולכן מדינות כמו ארצות הברית עלולות להחליף את התלות שלהן בנפט מן המזרח התיכון בתלות במתכות מן המזרח הרחוק. עם זאת, היצרנים חותרים לייצור טורבינות ללא רכיב זה, ולכן ייתכן שהמגבלה הזאת תתברר כחסרת משמעות.
תאים פוטו-וולטאיים מבוססים על צורן (סיליקון), קדמיום טֶלורי, או נחושת אינדיום גופרי ונחושת אינדיום סֶלֶני במצב גבישי או אמורפי. מלאי מצומצם של טֶלור ואינדיום עלול להקטין את סיכויי ההצלחה של כמה מסוגי התאים הסולריים בשכבות דקות, אבל ייתכן שהסוגים האחרים שלא יושפעו מכך יצליחו להשלים את הפער. התאים מכילים כסף, והדבר עלול להקשות את ייצורם ההמוני, אבל נוכל להתגבר על המכשלה הזאת אם נמצא דרכים להפחית את כמות הכסף בתאים. מִחְזוּר של חלקים מתאים ישנים יוכל גם הוא לתרום להתמודדות עם בעיית החומרים.
שלושה רכיבים עלולים להעמיד אתגר לפני המבקשים לייצר מיליוני כלי רכב חשמליים: מתכות עפרוריות נדירות בשביל המנועים החשמליים, ליתיום בשביל הסוללות ופלטינה בשביל תאי הדלק. יותר ממחצית עתודות הליתיום בעולם מצויות בבוליביה ובצ'ילה. הריכוז הזה לצד הביקוש הגדל במהירות עלולים להעלות את המחירים במידה ניכרת. בעיה רצינית יותר העלתה המועצה למחקר בין-לאומי מרידיאני (MIR) שטוענת שכמות הליתיום שמשתלם להפיק בעולם רחוקה מרחק רב מן הכמות הנדרשת לבניית כלכלה גלובלית המבוססת על כלי רכב חשמליים. מִחזוּר יוכל לשנות את המשוואה, אבל כלכלת המִחזור תלויה, בין השאר, בשאלה אם מייצרים את הסוללות מראש באופן שיקל את המִחזור שלהן, והתעשייה מודעת לעניין הזה. השימוש ארוך הטווח בפלטינה תלוי אף הוא במִחזור; העתודות הזמינות כיום יכולות לאפשר ייצור שנתי של 20 מיליון כלי רכב בעלי תאי דלק לצד שימושים תעשייתיים אחרים במשך פחות ממאה שנה.
אמינות בעזרת תמהיל חכם
תשתית חדשה חייבת לעמוד בביקוש לאנרגיה באמינות שאינה נופלת מזו של התשתית הקיימת. טכנולוגיות רוח, מים ושמש סובלות בדרך כלל מהשבתות פחותות מאלו של המקורות המקובלים. תחנת כוח פחמית בארה"ב מושבתת מפעילות במשך 12.5% מן השנה בממוצע לצורך תחזוקה מתוכננת ולא מתוכננת. טורבינות רוח מודרניות מפסיקות את פעילותן למשך פחות מ-2% מן הזמן ביבשה ופחות מ-5% בים. מערכות פוטו-וולטאיות מושבתות למשך פחות מ-2% מן הזמן. יתרה מזאת, כשמושבת התקן גלים, שמש או רוח, רק שיעור קטן מן הייצור מושפע מכך, וכשמכבים מתקן המתודלק בפחם, בגז טבעי או בכוח גרעיני – שיעור ניכר מן התוצרת הולך לאיבוד.
האתגר העיקרי שעומד לפני טכנולוגיות הרוח והשמש הוא שבמקום נתון לא נושבת תמיד הרוח ולא זורחת תמיד השמש. אפשר להפחית מחומרתן של בעיות הרציפות על ידי איזון חכם של מקורות, כמו למשל ייצור אספקת בסיס באמצעות מקור יציב כגון אנרגיית גאות או אנרגיה גאותרמית, הסתמכות על הרוח בלילה, שבמהלכו בדרך כלל היא מצויה בשפע, שימוש באנרגיה סולרית ביום ופנייה למקור אמין כמו הספק הידרו-חשמלי, שאפשר לחבר ולנתק במהירות כדי לדאוג לאספקה אחידה או לענות על הביקוש בשעות שיא. לדוגמה, שילוב בין חוות רוח המרוחקות זו מזו כ-150 עד 300 ק"מ בלבד יכול לפצות על שעות של הספק אפס בכל אחת מן החוות כשהרוח אינה נושבת בה. דברים נוספים שיכולים לעזור הם שילוב של מקורות מפוזרים על פני השטח כדי שיגבו זה את זה, התקנת שעוני חשמל חכמים שיטעינו כלי רכב באופן אוטומטי כשהביקוש נמוך ובניית מתקנים שמאחסנים הספק לשימוש עתידי.
לעתים קרובות נושבת רוח סערה כשהשמש אינה זורחת, ואילו השמש זורחת בימים שלא נושבת בהם רוח חזקה, ולכן השילוב בין שמש לרוח יכול לסייע במידה רבה למענה על הביקוש, בייחוד כשמתקנים גאותרמיים מספקים בסיס יציב ומתקנים הידרו-חשמליים עומדים הכן למלא את הפערים.
זול כמו פחם
תמהיל מקורות הרוח, המים והשמש בתכנית שלנו יכול להבטיח אספקה אמינה של אנרגיה למגזרי התחבורה, התעשייה, המסחר והדיור. השאלה המתבקשת הבאה היא אם יהיה אפשר לעמוד במחירי החשמל המופק בדרכים אלו. חישבנו כמה יעלה ליצרן לייצר חשמל באמצעות כל אחת מן הטכנולוגיות ולהעביר אותו ברחבי הרשת. כללנו את המחיר השנתי של ההון, האדמה, התפעול, התחזוקה, אחסון האנרגיה, שנועד לפתור את בעיית אי רציפותה של האספקה, והשינוע. כיום המחירים של אנרגיית רוח, אנרגיה גאותרמית ואנרגיה הידרו-חשמלית הם פחות מ-7 סנטים לקילוואט-שעה (קוט"ש). אנרגיה סולרית ואנרגיית גלים יקרות יותר, אבל מ-2020 צפוי החשמל המופק מרוח, מגלים ומתחנות הידרו-חשמליות לעלות 4 סנטים לקוט"ש או פחות.
לשם השוואה, ב-2007 היה המחיר הממוצע של ייצור חשמל והעברתו בארה"ב כ-7 סנטים לקוט"ש, והמחיר צפוי לעלות ל-8 סנטים לקוט"ש ב-2020. כבר היום מחירו של חשמל מטורבינות רוח, לדוגמה, כמעט זהה למחירו של חשמל מתחנת כוח חדשה המונעת בפחם או בגז טבעי, או אפילו פחות ממנו, ובעתיד צפוי חשמל המופק מרוח להיות האפשרות הזולה ביותר. בשל מחירה התחרותי הרוח היא המקור השני בגודלו בארצות הברית לייצור חדש של חשמל בשלוש השנים האחרונות, אחרי גז טבעי ולפני פחם.
החשמל הסולרי יקר יחסית, אבל כבר ב-2020 הוא יוכל להתחרות במקורות האחרים. ניתוח מדוקדק שערך וסיליס פדנקיס מן המעבדה הלאומית האמריקנית ברוקהייבן מראה שבתוך עשר שנים יצנח מחירה של מערכת פוטו-וולטאית, ובכלל זה עלות השינוע למרחקים גדולים ועלות אחסון האנרגיה באמצעות אוויר דחוס שנועד לשימוש בלילה, ל-10 סנטים לקוט"ש. על פי ניתוח זה, מערכות לריכוז קרני השמש שיכולת האחסון התרמי שלהן מספיקה לייצור חשמל במשך 24 שעות ביממה באביב, בקיץ ובסתיו יוכלו להעביר חשמל במחיר של 10 סנטים לקוט"ש או פחות.
התחבורה בעידן של רוח, מים ושמש עדיין תנוע באמצעות סוללות או תאי דלק, ולכן עלינו להשוות משק המבוסס על כלי רכב חשמליים למשק המבוסס על כלי רכב בעלי מנועי בעירה פנימית. ניתוחים מדוקדקים שערך אחד מאתנו (דלוצ'י) עם טים ליפמן מאוניברסיטת קליפורניה שבברקלי הראו שעלות נסיעה למרחק של קילומטר אחד המחושבת לאורך כל תוחלת החיים של כלי רכב חשמליים המיוצרים בייצור המוני ובעלי סוללות ליתיום-יון או סוללות ניקל-מתכת הידרידית (ובכלל זה החלפת סוללות) יכולה להתחרות בעלות נסיעה של קילומטר ברכב המונע בבנזין, אם הבנזין נמכר ביותר מחצי דולר לליטר.
אם מביאים בחשבון העלויות החיצוניות של הפקת דלק מחצבי (הערך המוניטרי של הנזקים לבריאות הציבור, לסביבה ולאקלים), טכנולוגיות רוח, מים ושמש מצמצמות עוד יותר את הפער הכספי.
העלות הכללית של הקמת מערכת רוח, מים ושמש ברחבי העולם במשך 20 שנה עשויה להיות כ-100 ביליון (אלף מיליארד) דולר, נוסף על עלות השינוע. אבל לא מדובר בכסף שהממשלה או הצרכנים מבזבזים. זוהי השקעה שמחזירה את עצמה באמצעות מכירת חשמל ואנרגיה. ושוב, הסתמכות על מקורות מקובלים תעלה את הדרישה מ-12.5 ל-16.9 ט"ו, ותדרוש הקמה של עוד אלפי תחנות כוח רגילות, שיעלו כ-10 ביליון דולר, ועוד עשרות ביליוני דולרים נוספים יידרשו לענייני בריאות, סביבה וביטחון. תכנית הרוח, המים והשמש מעניקה לעולם מערכת אנרגיה חדשה, נקייה ויעילה שתחליף מערכת ישנה, מזוהמת ולא יעילה.
נכונות פוליטית
מהניתוחים שלנו עולה שככל הנראה יוכלו הרוח, המים והשמש להתחרות בעתיד במקורות המקובלים מבחינת העלות. אבל בתקופת הביניים סוגים מסוימים של חשמל המופק ממקורות אלה יעלו הרבה יותר מחשמל המופק באמצעות דלק מחצבי, ויהיה צורך בשילוב כלשהו של סבסוד ושל מסי פחמן למשך כלשהו. תכנית של תעריפי הזנה (feed-in tariff, FIT) שתשלים את ההפרש שבין עלות הייצור ובין המחירים הסיטונאיים של החשמל יכולה לתרום רבות לחיזוק טכנולוגיות חדשות. שילוב של תעריפי הזנה ומכרזי שעון דועך, שבהם מציעי ההצעה הנמוכה ביותר מקבלים את הזכות למכור חשמל לרשת, מעניק תמריץ מתמשך להורדת מחירים עבור מפתחי מקורות מתחדשים. כשיגיע השלב הזה יהיה אפשר לסלק בהדרגה את תעריפי ההזנה. תעריפי הזנה יושמו בהרבה מדינות אירופיות ובכמה מדינות בארה"ב [וכן בישראל - העורכים], ורשמו הצלחה ניכרת בהמרצת מערכות לאנרגיה סולרית בגרמניה.
צעד הגיוני נוסף יהיה הטלת מס על דלק מחצבי או על השימוש בו כדי לשקף את הנזק הסביבתי שלו. אם הדבר לא יתאפשר, ראוי לפחות לבטל סובסידיות קיימות לדלק מחצבי, כגון הטבות מס לחיפוש ולהפקה, כדי להבטיח תחרות הוגנת. יש להפסיק קידום שגוי של חלופות רצויות פחות מטכנולוגיות רוח, מים ושמש, כמו למשל סבסוד של חוות דלקים ביולוגיים וייצורם, מכיוון שהוא מעכב הקמה של מערכות נקיות יותר. המחוקק מצדו חייב לחשוב על מדיניות מתוחכמת כדי להתנגד לשדולה של תעשיות האנרגיה המבוססות.
וצעד אחרון – כל אומה חייבת להראות נכונות להשקיע במערכת שינוע לטווח רחוק שתהיה יציבה דיה כדי לשאת כמויות גדולות של אנרגיה שתופק מן הרוח, ממים ומשמש מן האזורים המרוחקים שבהם היא בדרך כלל שופעת ביותר – כמו למשל, אנרגיית רוח מן המישורים הגדולים בארה"ב ואנרגיה סולרית מן המדבר הדרום-מערבי האמריקני – למרכזי הצריכה, שהם בדרך כלל ערים. גם לצורך הפחתת הביקוש אצל הצרכן בשעות השיא נזדקק לרשת חכמה שמעניקה ליצרנים ולצרכנים שליטה רבה יותר על השימוש בחשמל בכל שעה ושעה.
מערכת רחבת היקף של אנרגיות רוח, מים ושמש יכולה לספק את צורכי העולם באמינות, וכך לתרום תרומה חשובה לאקלים, לאיכות המים, לאקולוגיה ולהבטחת אנרגיה. כפי שהראינו, המכשולים הם בראש ובראשונה פוליטיים ולא טכניים. שילוב של תעריפי הזנה והמרצת הסַפָּקים להוריד מחירים, ביטול הסובסידיות לדלק מחצבי ובניית רשת מורחבת וחכמה – כל אלו יחדיו מספיקים כדי להבטיח הקמה מהירה. מובן שתעשיות התחבורה והאנרגיה של העולם האמיתי ייאלצו להתגבר על הכסף האבוד שהושקע בתשתית הקיימת. אך בעזרת מדיניות נבונה יוכלו האומות לשים לעצמן למטרה לייצר 25% מן האנרגיה החדשה שהן מספקות באמצעות מקורות רוח, מים ושמש בתוך 10 עד 15 שנה, וכמעט 100% בתוך 20 או 30 שנה. בעזרת מדיניות תקיפה מאוד יהיה אפשר לחסל את כל קיבולת הדלק המחצבי הקיימת ולהחליפה באותו פרק זמן, אבל בנקיטת מדיניות צנועה יותר ומתקבלת על הדעת יידרשו אולי 40 עד 50 שנה לצורך החלפה מלאה. מכל מקום, יהיה צורך במנהיגות ברורה, כי אילולא כן, ימשיכו האומות לנסות טכנולוגיות שהתעשייה מקדמת ולא טכנולוגיות שנבדקו על ידי מדענים.
לפני עשר שנים לא היה ברור שמערכות רוח, מים ושמש תהיה אפשרית מן הבחינה הטכנית או הכלכלית. אנו הראינו שהדבר אפשרי, ולכן אנו מקווים שמנהיגי העולם ימצאו את הדרך להפוך את מערכת האנרגיה המתחדשת לאפשרית גם מן הבחינה הפוליטית. בתור התחלה הם יכולים להתחייב למטרות בעלות משמעות בתחום האקלים והאנרגיה המתחדשת כבר עכשיו.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
מושגי מפתח
האנרגיה שאנשים צורכים ברחבי העולם היא חלק מזערי ממלאי אנרגיית הרוח והאנרגיה הסולרית המצוי על קרקע נגישה.
התכנית שהגו המחברים קוראת להקים ברחבי העולם 3.8 מיליון טורבינות רוח גדולות, 90,000 תחנות כוח סולריות, מתקנים רבים להפקת אנרגיה גאותרמית ואנרגיית גאות ושפל ומערך פוטו-וולטאי על גגות הבתים.
עלות ייצור החשמל ושינועו תהיה נמוכה מן המחיר הצפוי לחשמל שיופק משרפת דלק מחצבי ובתחנות כוח גרעיניות.
מלאי מוגבל של כמה חומרים מיוחדים והיעדר נכונות פוליטית מאיימים להיות המכשולים הגדולים ביותר.
על המחברים
מרק ז' ג'ייקובסון (Jacobson) הוא פרופסור להנדסה סביבתית ואזרחית באוניברסיטת סטנפורד ומנהל תכנית אנרגיה/אטמוספרה שלה. הוא מפתח מודלים ממוחשבים למחקר ההשפעות של טכנולוגיות האנרגיה ופליטותיהן על האקלים ועל זיהום האוויר. מרק א' דלוצ'י (Delucchi) הוא חוקר במכון למחקרים תחבורתיים באוניברסיטת קליפורניה בדייוויס. הוא מתמקד בניתוחים כלכליים וסביבתיים ובאנרגיה של תחבורה מתקדמת בת קיימא: דלק, כלי רכב ומערכות.
ועוד בנושא
Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies. S. Pacala and R. Socolow in Science, Vol. 305, pages 968–972; 2004.
Evaluation of Global Wind Power. Cristina L. Archer and Mark Z. Jacobson in Journal of Geophysical Research-Atmospheres, Vol. 110, D12110; June 30, 2005.
Going Completely Renewable: Is It Possible (Let Alone Desirable)? B. K. Sovacool and C. Watts in The Electricity Journal, Vol. 22, No. 4, pages 95–111; 2009.
Review of Solutions to Global Warming, Air Pollution, and Energy Security. M. Z. Jacobson in Energy and Environmental Science, Vol. 2, pages 148–173; 2009.
The Technical, Geographical, and Economic Feasibility for Solar Energy to Supply the Energy Needs of the U.S. V. Fthenakis, J. E. Mason and K. Zweibel in Energy Policy, Vol. 37, pages 387–399; 2009.
