חנן נסע ירוק

David MacKay הוציא לאחרונה ספר חופשי על אנרגיה ברת קיימא – ואני קורא בו בהנאה כבר יומיים רצוף. מה עוד אפשר לחדש על אנרגיה ברת קיימא? מה עוד אפשר לכתוב על האדיקציה שלנו למחצבים מאובנים ועל התוצאות הרות האסון, מהדלדלות המשאבים והשארת שוקת שבורה לילדינו, דרך מוות מזיהום אוויר ועד התחממות כדור-הארץ ששוב, תשפיע על ילדינו ולא עלינו? מה עוד אפשר לכתוב על זה שכבר לא נחרש היטב בעיתונים, ברשת ובספרים? אבל בעצם, האוסף רב הזה של מידע לא יצר הבנה גדולה יותר בציבור באשר לכיוון בו אנחנו צריכים ללכת כדי לפתור את הבעיה הזו. להפך, אנשים משוכנעים שניתוק הפלאפון מהשקע חשוב, ומתרכזים בכיבוי מכשירי חשמל במקום בבידוד הבית והרמת המספר בתרמוסטט של המזגן בקיץ מ-18 ל-25 מעלות. ומאידך, כשאנו מדברים על הקמת חוות סולאריות, אנשים מתנגדים ומדברים על פגיעה בשטח, כאילו הם לגמרי מנותקים מהכמות האדירה של השטח שכל טכנולוגיה מתחדשת צריכה בשביל לייצר את האנרגיה שההרגל שלנו דורש. אי אפשר לאכול את העוגה ולהשאיר אותה שלמה וזה בדיוק מה שדיוויד מנסה להעביר לנו.

בסריה של פרקים, שעוברים באופן אלטרנטיבי בין צריכת אנרגיה – תחבורה, חימום קירור, טיסות לחו"ל – לבין ייצור אנרגיה – חוות רוח ביבשה ובים, אנרגיה סולארית על כל גווניה, אנרגית גלים, גאות ושפל – בונה דיוויד שני עמודות, אדומה שמיצגת צריכה, וירוקה שמיצגת ייצור נקי ומתחדש, כדי לענות לכולנו על השאלה – האם אפשרי לייצר את כל האנרגיה שלנו ממקורות מתחדשים? אם לא, איזה שינוי בהרגלי החיים אנו צריכים לעשות, ומה תהיה המשמעות מבחינת שטח עבור כל מקורות האנרגיה המתחדשת העומדים לרשותינו?

דיוויד בריטי, אז המספרים הם עבור בריטניה. אבל מכיוון שהוא עובד ביחידות אנרגיה לאדם, המספרים מאוד קריאים ומובנים. אם אנו יודעים שצריכת החשמל הממוצעת בבריטניה (שזהה לישראל אגב) היא כ-17 קוט"ש ליום, אז קל לנו להבין את המשמעות של נסיעה יומית של 50 ק"מ ברכב פרטי חסכוני – 40 קוט"ש ביום!

הספר הזה, שאפשר להוריד אותו כ-pdf ולהדפיס (דו צדדי – 380 עמודים!) או לקרוא על הרשת, הוא הקריאה היחידה שתצתרכו לעשות בעשור הקרוב כדי להבין את בעית האנרגיה, באופן שיתן לכם את הכלים כדי להחליט מה צריך לעשות.

הנה תקציר, וידאו של דיוויד:

כמה שטח צריך כדי לספק את כל האנרגיה החשמלית הדרושה לעולם ב-2050?

הארגון Desertec יוזם שיתוף פעולה בין מדינות אירופה לצפון אפריקה והמרכז התיכון (אנחנו בין השאר? ) לשם בניית כמות אדירה של תחנות תרמו-סולאריות בצפון אפריקה. התמונה למעלה ממחישה כמה מעט שטח צריך כדי לספק את כל האנרגיה שלנו מהשמש – הריבוע האדום העליון. לחצו על התמונה להגדלה.
90,000 קמ"ר. 4 פעמים ישראל כולה. לא הרבה ביחס לעולם.

הנה קטע מצוטט מכתבה שקראתי הרגע:

“At first, I picked an e-bike because I couldn’t stand the sickening smell of gas from my scooter,” says Zhang Dengming, 50, a construction supervisor in Shanghai. “But after a while, I realized that e-bikes are actually much safer than motorcycles, and better for the environment. Although e-bikes are generally slower than gas scooters, I find them fast enough for my daily commutes. Their price, which is typically just over 2,000 renminbi ($290) is also more acceptable, so I don’t feel as bad when they get stolen.”

האמת – זה תמיד מבאס כשגונבים לך אופניים. אבל אם אופניים חשמליים פשוטים היו עולים פה 1200 ש"ח אולי באמת היינו פחות מבואסים… צריך להזכיר שמשרד התחבורה עובר בימים אלה על התקנת תקנות לאופניים חשמליים, ואני מקווה שיהיה לנו שוק אמיתי של אופניים חשמליים בקרוב שיוריד את המחירים מ-5500-3500 ש"ח, או לחלופין, כי עם 3500 אני חושב שאפשר לחיות, יעלה את איכותם ורמתם, מעבר לנוכחית.
הכתבה מדברת על הניסיון הסיני, עם הכמות הדימיונית של אופניים חשמליים שיש שם – כ-100 מיליון!! לעומת 25 מיליון מכוניות. ולא נדמה שזה ישתנה, להפך – המדינה כבר שנים מעודדת שם אופניים חשמליים, ע"י מקלות לטוסטוסים מזהמים וגזרים לתחבורה נקיה, והמגמה של קניית רכבים עולה באופניים חשמליים את זו של המכוניות.

כבר לפני שנים זיהו את הים כמקום נהדר לטורבינות רוח. הרוח מגיעה ללא הפרעות, והמהירות גבוהה יותר מהמהירות החוף. אבל בישראל, בגלל שמדף היבשה נופל מהר מדי, והים נהיה עמוק במרחק קצר מהחוף, ובנוסף מהירות הרוח מול החוף אינה מספיק גבוהה, אין הצדקה כלכלית לשים טורבינות רוח בים. ראו מחקר שנערך במוסד שמואל נאמן.
אבל אתמול – סימנס הראתה שהאפשרות של טורבינות רוח צפות, יכולה לתת מענה למצבים כאלה. הרעיון מצויר בתמונה הבאה:

הטורבינה מחוברת לצילינדר מתכת ארוך וחלול, שמשמש כמצוף. ניתן לקבוע את מרכז הכובד של המצוף בעזרת מיכל בתחתית. המצוף קשור לקרקעית הים ב-3 כבלים, ועוגן את הטורבינה.
הקונפיגורציה הזאת מקטינה את ההשפעה של הגלים ומזג האוויר בחוץ על שיפוע המגדל. בנוסף, סימנס יחד עם חברת StatoilHydro פיתחו מערכת בקרה, שמבקרת את הטורבינה על מנת לשכך את השפעת הגלים. בפרסום לא מצוין איך הם עושים זאת. הדרך המתבקשת היא דרך הווית הפסיעה של הלהבים. ניתן לשלוט על זווית הפסיעה (מה שקובע את זווית ההתקפה של הלהבים מול הרוח, ומגדיל ומקטין את הכוחות הפועלים עליהם) של כל להב לחוד, בתדירויות מספיק גבוהות כדי להכניס סנכרון עם הגלים באופן שיבטל את השפעתם. יכול להיות שאף אפשר לשלוט על המיכל מים בתחתית העמוד, אך אני לא חושב שזה הכרחי, וזה בטח יסבך את המערכת במידה לא הכרחית.

טורבינות צפות יכולות להיות ממוקמות במקומות בהם הים מגיע עד ל-700 מטר עומק! אם זה יעבוד כמו שצריך, אפשר יהיה לחשוב מחדש על הקמת טורבינות רוח מול החופים שלנו.

אז הטורבינה הצפה הראשונה הוקמה אתמול מול חופי נורווגיה, ותעבוד בשנתיים הבאות, כדי לוודא שהרעיון עומד בסופות ובמזג האוויר של הים. הנה הטורבינה כפי שנגררה למקום ע"י 3 דוברות -

לתמונות נוספות, וסרטים של ההקמה – HyWind, וב-YouTube.

אתמול לקחתי יום חופש, והשלמתי כמה ביקורים שחיכו לי. קודם כל, הבוקר נפתח בביקור בקורס בניית טורבינות הרוח של נועם דותן, בסטודיו וורטיגו בנתיב הל"ה. מדובר בכפר אומנות אקולוגי, ואף נוצר שם חיבור סוף סוף עם שותפו של איל ביגר בייבוא מד הצריכה המעולה שאני מתכוון לעזור להם להפיץ בארץ, בשביל להתחיל לחסוך פה בחשמל! מומלץ לכל בית. הסברים מפורטים על הטורבינה שנבנתה שם אפשר למצוא בעמודים בנושא בניית טורבינות רוח בצד האתר, עם הבדל אחד, שנועם בחר לייצר להבים מצינורות PVC . את החומר אני לא אוהב, אבל השיטה פשוטה להפליא ונותנת ביצועים סבירים. למעשה, נועם ביקש שאחפש נתונים על מקדמי עילוי של חתכים מעגליים כפרופילים (arc sections), ושלשום חבר דג לי מאמר מ-1947 של ניסויים שנעשו במנהרת רוח, והפרופיל לא נראה כל כך גרוע. לא פרופיל NACA, אבל גם לא רע, עם יחס עילוי לגרר של 50+ בנקודה האופטימאלית.

בתמונה נועם מסביר לחברי הקואופרטיב שהצטרפו לסיור, איך עובד הזנב המתקפל של הטורבינה. מנגנון פשוט, שמשתמש במשקל הזנב כקפיץ מחזיר, ובעצם מקפל את הזנב כנגד דיסקת הלהבים ברוחות חזקות, כדי להוציא את הלהבים מהרוח ולהגן על הטורבינה, תוך כדי שעדיין יש ייצור של חשמל (אם כי פחות מברוחות האופטימליות, בדרך כלל באזור ה-30-40 קמ"ש). מנגנון פשוט, אך קשה להסברה. עוד תמונות מהביקור -

אלעד מסביר על אווירודינמיקה של להבי טורבינה

אלעד מפקח על יציקת הרוטור. הרוטור הוא החלק המסתובב בגנרטור. אתם יכולים לראות 12 מלבנים, שביניהם נמזג הפוליאסטר. המלבנים הללו הם מגנטים נאודיום-פריט-בורון מאוד מאוד מאוד חזקים, שמחוברים לדיסקת פלדה. סביבם יש סרט פיברגלס (או אולי נירוסטה לא מגנטית, לא בטוח מה הם שמו ברוטור הזה) שתפקידו למנוע מהמגנטים להזרק המהירויות סיבוב חזקות. הרוטור מסתובב מול הסלילים, היצוקים גם הם באופן דומה, ומייצרים חשמל כתוצאה מכך.

אחרי הסיור הזה נסעתי לטפס על איזה מגדל בתל אביב למדוד רוח – אני מת על הרעיון של טורבינות רוח עירוניות, אבל כפי שכתבתי פה לא פעם (ראו העמוד – טורבינות רוח עירוניות) טורבינות רוח צריכות רוח, ואת זה אין על רוב הבנינים. יוצאי דופן הם גורדי השחקים. כמו זה -

אבל קודם כל – מודדים. אין שום דרך אחרת לדעת אם שווה או לא שווה להרים טורבינה.

את היום סיימתי אצל אחי התאום בבר אילן, שמתכונן במרץ לתחרות כדורגל רובוטים. מאוד משעשע. צעצועים יקרים – עשרת אלפים יורו לשחקן! כמעט כמו ביורוליג! בכל מקרה, לבעוט לשער הם כמעט מצליחים (התחרות היא על אלגוריתמיקה – הרובוטים כבר בנויים ע"י חברה צרפתית, כל השחקנים שווים). ומה קורה כשהם נופלים? הנה , תראו -

הטד הזה משתלב עם הטד הקודם ששמתי פה. ובכלל, אחד ההתלבטויות השגויות, שעליהם חושבים פעילים סביבתיים רבים, היא מה בא קודם – הבריאות (סביבה) או הרווחה (כלכלה). תפיסה סביבתית-חברתית-כלכלית הוליסטית אמיתית לא מובילה לקונפליקט. את זה מראים וויליאם מקדונל ומיקל ברונגהרט ב-cradle to cradle ובסרט שהופק סביב התפיסה שלהם ("waste is basically stupid"). בטד הזה, Ray Anderson, שחברתו מייצרת שטיחים (מקיר לקיר או איך שקוראים לזה), מוצר שיוצר על ידם בעבר בשיטות הסטנדרטיות – הרבה נפט לחומרי הגלם, והרבה נפט ופחם לחשמל הדרוש, והרבה זבל בסוף החיים של המוצר – מספר על המעבר לשיטות ברות קיימא ומראה את המשוואה הכלכלית החדשה. בסוף, הוא גם מדבר על השינוי התרבותי שחיב לבוא יד ביד. בתפיסה הזו, הכל מתלכד. כשאנו מזהמים פחות ומשתמשים בפחות חומרי גלם, יותר נשאר לדור העתיד, ויותר נשאר גם משסביבנו. הענייים, שסובלים פעמיים, הן מהחוסר הכלכלי שלהם שמתבטא בדיור,מזון,תחבורה, והן מהחוסר הבריאותי שלהם, כתוצאה מכך שהם תמיד בתחתית צינור ה-Nimby ,not in my back yard , וזו תמיד החצר האחורית שלהם איפה שכל הזיהום המסרטן ומאסטם (מלשון אסטמה) ופוגע באיכות חייהם מהעריסה ועד הקבר. אז מעבר לייצור מעריסה לעריסה, תורם לכלכלה, לחברה ולבריאות. ושיהיה לבריאות.

והנה הסרט על התפיסה המקבילה של מחברי cradle to cradle:

בסופ"ש האחרון אני וגבריאל השכרנו לראשונה את העגלה הסולארית כמערכת הגברה עצמאית (עד עכשיו סיפקתי חשמל למערכות הגברה קיימות, מגברים של גיטרות וכו'). אני עוד לא הייתי בטוח שיש לנו פה עסק, אז רכשתי רמקולים ומגבר יד שניה לפני כשבוע, במה שהסתבר כתרגיל לא מוצלח במיוחד. לאבי יש מעבדת אלקטרוניקה שלא היתה מביישת את הפקולטה לפיסיקה בוויצמן או בטכניון, וניסיון רב עוצמה עם רמקולים. כשפתחתי את המגבר אצלו, שיתן מבט, התגובה שלו היתה זעזוע תהומי (אני חושב שהדחקתי את המשפט המדויק שאמר). טוב. היה לי ברור מה אני קונה ב-1000 ש"ח. ויאמר לזכות המגבר – שהוא עובד. אבל חורניות זה under statement רציני עבור הגועל נפש הזה. אז ביום ששי זוג הרמקולים, שעל האלמנטים שלהם מופיע הכיתוב solar audio (ומה זה אם לא סימן משמיים שנועדנו זה לזה…), העגלה והמגבר עשו את דרכם לראשון לציון. מכיוון שיש לי מד הספק ואנרגיה צמוד לאופניים החשמליים, אני יכול לדעת כמה מהמצבר הולך על ההגעה ליעד. במקרה הזה – כ-200 וואט-שעה עבור 20 ק"מ נסיעה (זה 100 ק"מ לקוט"ש!  שווה ערך ל-240 ק"מ לליטר אם הייתי מטעין בחשמל מהרשת (לפי נצילות המרה של 30% מפחם, כולל הפסדי הולכה והטענת מצברים). אפשר להסתכל ב-way ToGo כדי להבין איפה המספר הזה עומד ביחס לאחרים על הכביש. כתבה מענינת מאוד. אבל מכיוון שאני מטעין סולארית, אז אני נשאר באותו מטבע, חשמל. אם אני אקח את נצילות התאים (15%) אני אגיע למספר קטן, של 120 ק"מ לליטר, שאין לו משמעות – אני הרי לא לוקח את נצילות המרת אנרגית השמש לפחם בחישוב הקודם. אז אני אצתרך לחשוב על מה מקביל פה למה.). המצבר מכיל כ-720 וואט-שעה, כך שזה מספר הגיוני להוציא על נסיעה לארוע. בעצם, המגבר הזה די חלש, והוא לא צרך יותר מ-70 וואט במהלך הארוע (מקסימום), וסכ"ה כ-200 וואט-שעה בכל ה-8 שעות שהיינו שם. זה גם קשור לעובדה שאחרי שעתיים נשארנו עם רמקול אחד, אחרי שהמגבר המזדיין שרף אותו. כן, אני יודע, שמעתי כבר, אין דבר כזה לקנות בזול. להגברה הבאה נצטייד ברמקולים מוגברים נורמאליים.

אפשר יהיה להשכיר דרכנו גם מערכות סולאריות וציוד הגברה שלא נגררים ע"י אופניים, פרטים בקרוב.

ואם תהיתם איך נשמעת מוזיקה סולארית, אז זה מאוד דומה ל-Tracy Chapman.