מהן האנרגיות הנקיות החשובות ביותר? - סביבה - 2025

אנרגיה נקייה הם אלה שאינם מפיקים כמו נזק רב על פני כדור הארץ לעומת דלקים מאובנים כגון פחם או נפט.

דלקים אלה, המכונים גם אנרגיות מלוכלכות, משחררים גזי חממה, לרוב פחמן דו חמצני (CO ₂ ), ומשפיעים לרעה על תנאי האקלים של כדור הארץ.

שלא כמו דלקים, אנרגיות נקיות לא פולטות גזי חממה, או שהם פולטים אותם בכמויות קטנות יותר. זו הסיבה שהם אינם מהווים איום על הסביבה. בנוסף, הם מתחדשים, מה שאומר שהם עולים לפני השטח באופן טבעי כמעט ברגע שהם משתמשים בהם.

לכן, אנרגיות לא מזהמות נחוצות כדי להגן על כדור הארץ מתנאי מזג האוויר הקיצוניים שהוא כבר מציג. באופן דומה השימוש במקורות אלה יבטיח את זמינות האנרגיה בעתיד, מכיוון שדלקים מאובנים אינם מתחדשים.

יש לציין כי השגת אנרגיה שאינה מזהמת היא תהליך חדש יחסית, שעדיין נמצא בפיתוח, ולכן ייקח מספר שנים עד שהוא יהפוך לתחרות אמיתית על דלקים מאובנים.

עם זאת, בימינו מקורות אנרגיה שאינם מזהמים קיבלו חשיבות בשל שני היבטים: העלות הגבוהה של ניצול דלקים מאובנים והאיום שבערתם מייצגת לסביבה. האנרגיות הנקיות הידועות ביותר הן שמש, רוח והידרואלקטרי.

רשימת עם האנרגיות הנקיות החשובות ביותר

1- אנרגיה סולארית

סוג זה של אנרגיה מתקבל באמצעות טכנולוגיות ייעודיות הלוכדות פוטונים מהשמש (חלקיקי אנרגיית אור).

השמש מייצגת מקור אמין מכיוון שהיא יכולה לספק אנרגיה במשך מיליוני שנים. הטכנולוגיה הנוכחית ללכידת אנרגיה מסוג זה כוללת לוחות פוטו וולטים וקולטי שמש.

לוחות אלו הופכים ישירות אנרגיה לחשמל, מה שאומר שאין צורך בגנרטורים העלולים לזהם את הסביבה.

טכנולוגיה המשמשת להשגת אנרגיה סולארית

א) לוחות פוטו-וולטאיים

לוחות פוטו-וולטאיים הופכים אנרגיה מהשמש לחשמל. השימוש במודולים פוטו-וולטאים בשוק צמח בכ -25% בשנים האחרונות.

נכון לעכשיו, עלות טכנולוגיה זו משתלמת במכשירים קטנים, כמו שעונים ומחשבונים. יש לציין שבמדינות מסוימות טכנולוגיה זו כבר מיושמת בקנה מידה גדול. לדוגמה, במקסיקו הותקנו בסביבות 20,000 מערכות פוטו וולטאיות באזורים כפריים במדינה.

ב) טכנולוגיה תרמודינמית

אנרגיה תרמית סולארית מגיעה מהחום הנוצר על ידי השמש. הטכנולוגיות הקיימות מבחינת אנרגיה תרמית אחראיות על איסוף קרינת השמש והפיכתה לאנרגיית חום. בהמשך, אנרגיה זו מומרת לחשמל באמצעות סדרה של טרנספורמציות תרמודינמיות.

ג) טכנולוגיה לשימוש באנרגיה סולארית במבנים

מערכות תאורה וחימום בשעות היום הן הטכנולוגיה הסולארית הנפוצה ביותר המשמשת בבניינים. מערכות חימום סופגות אנרגיה סולארית ומעבירות אותה לחומר נוזלי, בין אם זה מים או אוויר.

יותר משני מיליון דודי שמש הותקנו ביפן. ישראל, ארצות הברית, קניה וסין הן מדינות אחרות שהשתמשו במערכות דומות.

בכל הקשור למערכות תאורה, מדובר באור טבעי להארת חלל. זה מושג באמצעות הכללת לוחות רפלקטיביים במבנים (על גגות וחלונות).

חסרונות של אנרגיה סולארית

• עלות לוח השמש עדיין גבוהה מאוד בהשוואה לסוגים אחרים של אנרגיה זמינה.
• טכנולוגיה זמינה אינה יכולה לתפוס אנרגיה סולארית בלילה או כאשר השמיים מעוננים מאוד.

לגבי החיסרון האחרון, ישנם מדענים העובדים על השגת אנרגיה סולארית ישירות מהחלל. מקור זה נקרא "אנרגיה סולארית בחלל."

הרעיון הבסיסי הוא להציב לוחות פוטו-וולטאיים בחלל שיאספו אנרגיה וישלחו חזרה לכדור הארץ. באופן זה, מקור האנרגיה לא רק יהיה רציף, אלא גם יהיה נקי ובלתי מוגבל.

מהנדס החלל והחלל של המעבדה לחקר ימי בארצות הברית, פול יפה, מאשר כי "אם לוח סולרי יונח בחלל, הוא יקבל אור 24 שעות ביממה, שבעה ימים בשבוע, במשך 99% מהשנה" .

השמש זורחת בהירה בהרבה בחלל, כך שמודולים אלה יכולים לקבל עד פי 40 מכמות האנרגיה שאותו לוח יפיק בכדור הארץ.

עם זאת, שליחת המודולים לחלל תהיה יקרה יתר על המידה, המהווה מכשול להתפתחותם.

2- אנרגיית רוח

לאורך השנים הרוח שימשה להנעת סירות מפרש וסירות, טחנות או לייצור לחץ בעת שאיבת מים. עם זאת, רק במאה העשרים החלה לחשוב על אלמנט זה כמקור אנרגיה אמין.

בהשוואה לאנרגיה סולארית, אנרגיית הרוח היא מהאמינות ביותר מכיוון שהרוח עקבית, ובניגוד לשמש, ניתן לרתום אותה בלילה.

בתחילה, עלות טכנולוגיה זו הייתה גבוהה מדי, אולם בזכות ההתקדמות שבוצעה בשנים האחרונות צורת אנרגיה זו הפכה לרווחית יותר ויותר; זה מודגם על ידי העובדה שבשנת 2014 היו יותר מ -90 מדינות מתקני אנרגיית רוח, אשר סיפקו 3% מכלל החשמל הנצרך בעולם.

טכנולוגיה המשמשת להשגת אנרגיית רוח

הטכנולוגיות המשמשות בתחום אנרגיית הרוח, הטורבינות, אחראיות על הפיכת המוני האוויר הנמצאים בתנועה לאנרגיה. זה יכול לשמש על ידי טחנות או להפוך חשמל באמצעות גנרטור. טורבינות אלה יכולות להיות משני סוגים: טורבינות ציר אופקיות וטורבינות ציר אנכי.

חסרונות של אנרגיית רוח

למרות היותו אחד המקורות הפחות יקרים שאינם מזהמים, לאנרגיית הרוח יש חסרונות אקולוגיים מסוימים:

• מגדלי כוח הרוח מפריעים לאסתטיקה של נופים טבעיים.
• ההשפעה על טחנות וטורבינות אלה על בית הגידול אינה וודאית.

3 - כוח מים

מקור אנרגיה נקי זה משיג חשמל באמצעות תנועת מים. זרמי מים מגשמים או נהרות מועילים מאוד.

טכנולוגיה המשמשת להשגת אנרגיה הידרואלקטרית

המתקנים להשגת אנרגיה מסוג זה מנצלים את האנרגיה הקינטית הנוצרת בזרימת המים לייצור חשמל. באופן כללי אנרגיה הידרואלקטרית מתקבלת מנהרות, נחלים, תעלות או סכרים.

טכנולוגיית ההידרוק היא מהמתקדמות ביותר מבחינת השגת אנרגיה. למעשה, כ- 15% מהחשמל המיוצר בעולם מקורו באנרגיה מסוג זה.

כוח מים הוא אמין הרבה יותר מאנרגיה סולארית וכוח רוח מכיוון שברגע שמלאים סכרים במים ניתן לייצר חשמל בקצב קבוע. יתרה מזאת, סכרים אלה אינם יעילים בלבד, אלא גם מתוכננים לאורך זמן ודורשים תחזוקה מועטה.

א) אנרגיה גאות ושפל

אנרגיה גאות ושפל היא חלוקת משנה של אנרגיה הידרואלקטרית, המבוססת על השגת אנרגיה דרך גלים.

כמו אנרגיית רוח, סוג זה של אנרגיה שימש מאז הרומית העתיקה וימי הביניים, כאשר טחנות המונעות על ידי גל פופולריות מאוד.

עם זאת, רק במאה ה -19 החלה אנרגיה זו לשימוש בייצור חשמל.

מפעל הגאות והשפל הראשון בעולם הוא תחנת הכוח Rance Tidal, הפועלת מאז 1966 והיא הגדולה באירופה והשנייה בגודלה בעולם.

חסרונות של כוח מים

• בניית סכרים מחוללת שינויים במהלך הטבעי של נהרות, משפיעה על רמת הזרמים ומשפיעה על טמפרטורת המים, דבר שעלול להשפיע לרעה על המערכת האקולוגית.
• אם גודל הסכרים הללו מוגזם, הם עלולים לגרום לרעידות אדמה, סחף אדמה, מפולות ונזקים גיאולוגיים אחרים.
• הם יכולים גם ליצור שיטפונות.
• מבחינה כלכלית העלות ההתחלתית של בניית סכרים אלה גבוהה. עם זאת, הדבר יתוגמל בעתיד כאשר יתחילו לעבוד.
• אם מגיעים זמני בצורת והסכרים אינם מלאים, לא ניתן לייצר חשמל.

4- אנרגיה גיאותרמית

אנרגיה גיאותרמית היא זו שמתקבלת מהחום שנשמר בתוך כדור הארץ. אנרגיה מסוג זה ניתנת לאיסוף בעלות נמוכה רק באזורים עם רמות גבוהות של פעילויות גיאותרמיות.

במדינות כמו אינדונזיה ואיסלנד למשל, אנרגיה גיאותרמית נגישה ויכולה לעזור להפחית את השימוש בדלקים מאובנים. אל סלבדור, קניה, קוסטה ריקה ואיסלנד הן מדינות שבהן יותר מ -15% מכלל ייצור החשמל מגיע מאנרגיה גיאותרמית.

חסרונות של אנרגיה גיאותרמית

• החיסרון העיקרי הוא כלכלי: עלות הניצול והחפירה להשגת אנרגיה מסוג זה היא גבוהה.
• מכיוון שאנרגיה מסוג זה אינה פופולרית כמו הקודמת, יש חוסר בכוח מוסמך להתקנת הטכנולוגיה הדרושה.
• אם לא המשיך בזהירות, השגת אנרגיה מסוג זה עלולה ליצור רעידות אדמה.

5- אנרגיה הידרותרמית

אנרגיה הידרותרמית נובעת מאנרגיות הידרואלקטריות ותרמיות ומתייחסת למים חמים או אדי מים שנלכדים בשברים של שכבות כדור הארץ.

סוג זה מהווה את האנרגיה התרמית היחידה המנוצלת כיום באופן מסחרי. מתקנים לרתום מקור אנרגיה זה נבנו בפיליפינים, מקסיקו, איטליה, יפן וניו זילנד. בקליפורניה, ארצות הברית, 6% מהחשמל המופק מקורם באנרגיה מסוג זה.

ביומסה

ביומסה מתייחסת להפיכת החומר האורגני לצורות של אנרגיה שמישה. אנרגיה מסוג זה יכולה לנבוע מפסולת מחקלאות, מענף המזון, בין היתר.

מאז ימי קדם נעשה שימוש בצורות של ביומסה, כגון עצי הסקה; עם זאת, בשנים האחרונות נעשתה עבודה על שיטות שאינן מייצרות פחמן דו חמצני.

דוגמא לכך היא דלקים ביולוגיים שניתן להשתמש בהם בתחנות נפט ודלק. בשונה מדלקים מאובנים, המיוצרים על ידי תהליכים גיאולוגיים, דלקים ביולוגיים נוצרים באמצעות תהליכים ביולוגיים, כמו עיכול אנאירובי.

ביו-אתנול הוא אחד הדלקים הביולוגיים הנפוצים ביותר; זה מיוצר באמצעות תסיסה של פחמימות מתירס או קנה סוכר.

שריפת ביומסה היא נקייה בהרבה משריפת דלקים מאובנים, מכיוון שריכוז הגופרית בביומסה נמוך יותר. בנוסף, השגת אנרגיה באמצעות ביומסה תאפשר לנצל חומרים שבדרך אחרת יתבזבזו.

בקיצור, לאנרגיות נקיות ומתחדשות יש פוטנציאל לספק כמויות אנרגיה משמעותיות. עם זאת, בשל העלות הגבוהה של הטכנולוגיה המשמשת להשגת חשמל ממקורות אלה, ברור כי סוגים אלה של אנרגיה עדיין לא יחליפו לחלוטין דלקים מאובנים.

הפניות

1. חלוזן, נד (2010). הגדרת אנרגיה נקייה. הוחזר ב -2 במרץ, 2017, מ- Renables-info.com.
2. אנרגיה מתחדשת ומקורות אנרגיה חלופיים אחרים. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- dmme.virginia.gov.
3. מהם הסוגים השונים של אנרגיה מתחדשת? הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- phys.org.
4. אספקת אנרגיה מתחדשת. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- unfccc.int.
5. 5 סוגים של אנרגיה מתחדשת. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- myenergygateway.org.
6. מדענים עובדים על טכנולוגיה חדשה שעלולה להקרין אנרגיה בלתי מוגבלת לכדור הארץ מהחלל. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- businessinsider.com.
7. אנרגיה נקייה עכשיו ובעתיד. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- epa.gov.
8. מסקנות: אנרגיה חלופית. הוחזר ב -2 במרץ 2017 מ- ems.psu.edu.