השפעות סביבתיות, חברתיות ובריאותיות של אנרגיות מתחדשות

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

לאנרגיות מתחדשות יש מחיר סביבתי בריאותי וחברתי מסוים. נושא זה הוא זירה לוויכוח ציבורי גדול כי מצד אחד המסקנות יכולות להיות שכדי לפתור את משבר האקלים צריך גם להגביל צריכה ולעבור לצריך כלכלת מצב יציב. מצד שני חברות הגז הנפט והפחם מצדיקות באמצעות טענות אלה המשך שימוש בדלק מחצבי

על ההשפעות מדברים עליהם גם הארגונים המזוהים כ"ירוק כהה" או ארגונים לשמירת טבע וגם תומכי הדלקים הפוסיליים כמו לדוגמה דונלד טראמפ. כנראה שבגלל שתי הסיבות האלה גופים כמו הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים וארגוני סביבה שונים לא כל כך אוהבים לדבר עליהם. אחת הטענות של משרד התשתיות בישראל כאשר שואלים אותו למה הוא נשאר עם גז טבעי, היא שהוא היה רוצה לעבור למתחדשות אבל הארגונים הירוקים לא רוצים פגיעה בציפורים ובשטחים הפתוחים. יש חוסר הסכמה מסויים בין ארגונים כמו גרינפיס ומגמה ירוקה אשר תומכים באנרגיות מתחדשות לארגונים שמירת טבע כמו החברה להגנת הטבע או רשות הטבע והגנים אשר רוצות לשמור קודם כל על השחים הפתוחים. לכן חשוב להבין היטב מה המצב.

פליטת גזי חממה

לפי נתוני הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים בדוח שלו מ-2014 פליטת גזי החממה ממקורות שונים להפקת אנרגיה הם אלה:

השיטה להפקת האנרגיה כמה גזי החממה שנפלטים מהפקת קילוואט-שעה אחד של אנרגיה באמצעות שיטה זו, באקוויוולנט של גרמים פחמן דו חמצני
פחם 820 גרם
גז טבעי 490 גרם
אנרגיית שמש 41-48 גרם
מים 24 גרם
אנרגיה גרעינית 12 גרם
אנרגיית רוח 11-12 גרם

פרט לנתונים האלה יש הרבה מחקרים אחרים שהכותבים שלהם רוצים להוכיח שאנרגיית מים או אנרגיה גרעינית יותר טובה מהמתחדשות אבל המחקרים האלא הרבה פחות פופולריים בקהילה המדעית‏[1].


מנתונים אלה עולה שייצור חשמל מפנלים סולריים נפלטים פי 11 פחות גזי חממה ביחס לייצור חשמל מגז ופי 18 פחות בהשוואה לייצור מפחם. לפי נתוני הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים(עמוד 24 בדוח הסינטזיס שלו מ-2014) עד 2100 צפויה הצריכה לעלות פי 7 עם אפשרות של עלייה גבוהה יותר‏[2], מה שאומר שכמות הגזים הנפלטים אומנם תקטן אבל לא כל כך בהרבה. ופה צריך עוד לקחת בחשבון שאם על העלייה בצריכת החשמל אפשר לפצות במעבר לאנרגיה מתחדשת, הרי שעלייה בצריכת הפלסטיק תביא בהכרח להגדלת הפליטות כי בשביל פלסטיק חייבים נפט או גז.

אפילו לפנלים סולאריים אשר נחשבים לאמצעי האקולוגי ביותר יש השלכות אשר יכולות לדוגמה במידה מסוימת להשפיע על האקלים וליצור פסולת (למרות זאת נכון ל-2018 רוב המומחים מסכימים שהם עדיפים בהרבה על הדלקים הפוסיליים: נפט, פחם, גז). במהלך ייצור הפאנלים נפלט גז חממה חזק מקבוצת הגזים הפלואורינטיים - TF3‏[3][4][5] תהליך הייצור גורם לזיהום אוויר מסוים‏[6] ישנן שיטות שונות להפחתת ההשלכות‏[7][8].

ייצור, הטמנה ומחזור של מתקנים לאכסון חשמל כמו בטריות, הנחוצות לאנרגיות מתחדשות, גם גורם להשלכות סביבתיות ובריאותיות‏[9].

השפעה על מאזן האנרגיה העולמי

האנרגיות המתחדשות יכולים להשפיע גם על מאזן האנרגיה של כדור הארץ. מדובר בעיקר באנרגיית רוח וגלים. את המחקר בנושא הזה מוביל אקסל קליידון וקבוצת המחקר שלו מהאוניברסיטה של מקס פלנק‏[10]. ב-2011 הוא כתב מחקר על זה שעשה רבה רעש. לטענת אקסל קליידון האנושות משתמשת בערך ב-47 טריליון וואט אנרגיה בשנה. לטענתו ניצול אנרגיית השמש משאיר הרבה מקום להגדלת כמות האנרגיה בה משתמשת האנושות: כ-3 0,000 טריליון וואט בשנה מתוך 175,000 טריליון וואט בשנה שאנו מקבלים מהשמש. זאת בהשוואה ל-300 טריליון מביומסה ו-100 טריליון מהרוח. כלומר אם כל אנרגיה של האנושות תתקבל רק מהשמש זה יקח רק חלקיק אחוז ממה שהאנושות יכולה לקחת. לעומת זאת אם כל האנרגיה של האנושות תתקבל מהרוח זה יקח כחצי מסך האנרגיה שבני האדם יכולים לקחת. לכן פתרון משבר האקלים באמצעות אנרגיית רוח יכול להוביל להשלכות קשות בדומה להכפלת כמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה. אקסל גם מציע פתרונות כמו להפוך את המדבריות לירוקות כי פוטוסינטזיס יעיל מאוד בניצול אנרגיה. כמו כן הווא אמר בכתבתו ש-"הרעיון שהאנושות יכולה לקחת כמויות אנרגיה בלתי מוגבלות מהסביבה הוא פנטזיה כמו מכונת תנועה נצחית"‏[11][12].

מחקר אחד מצא שהפנלים הסולאריים מקררים את הקרקע במקום בו הם נמצאים ומחממות במקומות קליטת החשמל. הדבר יכול להשפיע במידה מסוימת על האקלים‏[13].

יש לציין, שכאשר בדקו את הטמפרטורות בפועל באזור תחנות כוח סולאריות, גילו אפקט הפוך ממה שציפו: הטמפרטורה היתה גבוהה ב-3-4 מעלות מהסביבה אפילו יותר מאשר באזורים בנויים. אם זאת שטח אי חום סולארי זה היה קטן: במרחק של מעבר ל-35 מטר הוא כבר לא נמדד. האפקט נוצר בגלל מספר סיבות הקשורות לשינויים באלבדו, הבדלים בקליטת גלי אור שונים והעדר צמחייה באזור תחנת הכוח הסולארית בהשוואה לשטחים ליד. החוקרים ממליצים לחשב מה יכולה להיות השפעתו של האפקט על ההתחממות העולמית ולהשוות אותו עם אפקט גזי החממה הנחסכים על ידי הפאנלים הסולאריים‏[14][15].

בשנת 2017 חוקרים ניסו לחשב את ההשפעה: הם גילו שיש פוטנציאל התחממות מסוים, שאפשר לצמצם, עם משתמשים בפנלים בעלי אפקטיביות אנרגטית גבוהה במקומות הנכונים. באופן כללי פנלים סולאריים במקומות חמים מחממים את האקלים פחות מאשר פנלים סולאריים במקומות קרים. סוגי פנלים שונים מחממים את האקלים במידה שונה. את מידת החימום המחקר בוחן באקוויולנט של פחמן דו חמצני כדי להשוות את האפקט לאפקט הדלקים הפוסיליים. הוא מודד אותה בקילוגרמים של פחמן דו חמצני להפקת מליון וואט אנרגיה בשעה אחת (בסעיף על פליטת גזי החממה ההשפעה נמדדת בגרמים של פחמן דו חמצני לקילוואט שעה של אנרגיה). וואט באקלים ממוזג מידת החימום היא 290 - 100 קילוגרם, באקלים בין ממוזג לחם היא 170 - 90 קילוגרם באקלים חם היא 50 - 200 קילוגרם. בסעיף המסקנות (Conclusions) החוקרים כותבים שלפי הממצאים נראה שהאפקט הזה גורם להשפעה גדולה יותר על האקלים מאשר ייצור הפנלים הסולאריים והפריסה שלהם. למרות זאת המחקר ממליץ על הפנלים האעלה כשיטה מצוינת לצמצום האפקט משרפת הדלקים הפוסיליים ומדגיש את הצורך לבניית פנלים סולאריים עם אפקטיביות גבוהה‏[16].

מהנאמר בפסקה על פליטת גזי החממה ובפסקה זו יוצא, שאם לחבר את האפקט של פליטת גזי חממה עם ההשפעה על מאזן האנרגיה, אפילו ההשפעה של פנלים סולאריים שהם סוג האנרגיה הכי ירוק היא, במקרה המיטבי, 91 - 98 גרם לקילוואט שעה כלומר פי 5 פחות מגז ופי 8.5 מפחם, בערך. זו הפחתה משמעותית אם הצריכה תשאר כמו שהיא היום, אם כי גם במקרה זה כנראה יצטרכו צעדים נוספים כדי להביא את ריכוז גזה החממה לרמה התרום תעשייתית. אבל אם הכלכלה תגדל פי 7 עד 2100 כמו שצופה הפנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים‏[17], התוצאה תהיה שסך ההשפעה תשאר בערך כמו שהיא היום גם במקרה זה.

קרינה

כמו כל מכשיר חשמלי פנלים סולאריים ותחנות רוח חשמליות פולטים קרינה. לכן המשרד להגנת הסביבה מחייב התקנת פנלים על גגות בתקן קרינה.

תפיסת שטחים פתוחים

רלוונטי בעיקר לאנרגיית רוח ואנרגיית שמש מתחנות כוח ולא על גגות. זו הסיבה לכך שחלק מהארגונים הסביבתיים בישראל בישראל מתנגדים לתחנות כוח סולאריות. משנת 2016 פותחו מספר טכנולוגיות היכולות לגרום לכך שפנל שייצר 330 וואט מייצר כמעט 500 וואט. חלק מההמצאות האלה כנראה יורידו את השטח הדרוש - פנל דו צדדי, לגבי חלק זה לא ברור, לדוגמה חציית הפנל ל-2. אם יש מרחק בין 2 החצאים יצטרכו יותר שטח. כמו כן לא ברור מה תהיה ההשפעה על פליטת גזי החמה וההשפעה על המאזן האנרגטי. מצד אחד צריך פחות פנלים מצד שני צריך אנרגיה כדי לייצר את כל ההמצאות האלה ולא ברור איך זה ישפיע על האלבדו, קליטת אור המצאות צמחים מסביב‏[18].

לפי תחשיב שנעשה ב-2009 עד שנת 2030 כדי לספק את כל האנרגיה של העולם מפנלים סולאריים, יהיה צורך בשטח של כ-4 96,803 קילומטר בערך כמו השטח של ספרד. בשנת 2015 מעל הפוסט נכתב שדברים השתנו אבל התחשיבים העיקריים נשארו כמו שהם. בסוף הפוסט נרשם בעידכונים ששיפורים ביעילות הפנלים הורידו שטח זה ל-315,000 קילומטרים רבועים‏[19][20].


לפי תחשיב משנת 2015, כדי לספק את כל האנרגיה של העולם בשנת 2015, מאנרגיה סולארית יש לכסות שטח של 112,225 קילומטרים רבועים בפנלים. שטח זה מהווה 1.2% בלבד, משטח מדבר סהרה, לדוגמה‏[21]. יהיה כנראה צורך בשטח נוסף לתשתית כמו חוטי חשמל. אם הכלכלה העולמית תכפיל את עצמה פי 7 לפי התחזית של הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים עד 2100 יהיה צורך להכפיל שטח זה פי 7.

פגיעה בציפורים ועטלפים

רלוונטי לתחנות רוח חשמליות. ההבדלים במספר בעלי החיים הנפגעים מהטורבינות נובע חלקית כנראה מכך שרוב הנפגעים הם לא מהלהבים עצמם אלה מהתשתית הקשורה. כך לדוגמה בארצות הברית טורבינות רוח הורגות כ-573,000 ציפורים וכ-888,000 עטלפים בשנה‏[22] ו-8-57 מיליון ציפורים נהרגות בגלל עמודי חשמל, חוטי חשמל ושאר התשתיות הקשורות לתחנות רוח חשמליות‏[23]. זה בתורו משבש את המערכת האקולוגית מסביב כי הציפורים והעטלפים האלה מתפקדים כטורפים במערכות האלה וכאשר הם נעלמים זה משפיע עליהן‏[24] .בספרד ב-2012 פורסם מחקר לפיו טורבינות הרוח החשמליות (לפי המספר הגבוה כנראה זה כולל גם את ההשפעה של התשתיות הקשורות) שם הורגות 6 - 18 מיליון ציפורים ועטלפים בשנה‏[25] זו הסיבה לכך שחלק מארגוני הסביבה בישראל מתנגדים לתחנות רוח חשמליות בגולן.

זיהום מים, קרקע, אוויר

פאנלים סולאריים גורמים לזיהום מסוים‏[26]. כמו כן הסוללות הנחוצות לאגירה גורמות לזיהום‏[27].

השפעות נוספות

טורבינות הרוח גורמים לרעש ורעידות. כמו כן המתקנים האלה לטענת תושבים רבים גורמים לפגיעה נופית‏[28].

הערות שוליים

  1. ^ ויקיפדיה Life-cycle greenhouse-gas emissions of energy sources
  2. ^ הפאנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים [https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.] 2015
  3. ^ ויקיפדיה Nitrogen trifluoride
  4. ^ Charles Q. Choi Solar Power's Greenhouse Emissions Measured 26.02.2008, Live Science
  5. ^ GREG WALTERS A Potent Greenhouse Gas Used to Make Solar Panels Is on the Rise 27.02.2017 Seeker
  6. ^ CHRISTOPHER BOYD LEARN WHICH CHEMICALS MAKE SOLAR POWER POSSIBLE 04.02.2015 Industry News
  7. ^ M.J. de Wild-Scholten E.A. Alsema, ,V.M. Fthenakis,G. Agostinelli, ,H. Dekkers, K.Roth,Roth, V. Kinzig, [https://www.ecn.nl/publications/PdfFetch.aspx?nr=ECN-M--07-015 FLUORINATED GREENHOUSE GASES IN PHOTOVOLTAIC MODULE MANUFACTURING: POTENTIAL EMISSIONS AND ABATEMENT STRATEGIES ] 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, Milano, Italy, 3-7 September 2007
  8. ^ SHAUNA THEEL Myths And Facts About Solar Energy 24.01.2013
  9. ^ James Taylor Batteries Impose Hidden Environmental Costs for Wind and Solar Power17 לאוגוסט, 2017, Forbes
  10. ^ האוניברסיטה לגאוביוכימיה על שם מקס פלנק Biospheric Theory and Modelling Group
  11. ^ Axel KleidonEmail authorLee MillerFabian Gans Physical Limits of Solar Energy Conversion in the Earth System 24.05.2015, Springer Nature
  12. ^ Mark Buchanan Wind and wave farms could affect Earth’s energy balance30.03.2011
  13. ^ Carolyn Williams Solar Energy Contributes to Climate Change Some, Study Finds 03.11.2015 The weather channel
  14. ^ Greg A. Barron-Gafford, Rebecca L. Minor, Nathan A. Allen, Alex D. Cronin, Adria E. Brooks & Mitchell A. Pavao-Zuckerman. The Photovoltaic Heat Island Effect: Larger solar power plants increase local temperatures 13 לאוקטובר 2016, Springer Nature
  15. ^ Graham Binder, University of Maryland Researchers discover solar heat island effect caused by large-scale solar power plants 7 לנובמבר 2016, Phys.org
  16. ^ Brian R.BurgPatrickRuchStephanParedesBrunoMichel Effects of radiative forcing of building integrated photovoltaic systems in different urban climates 28 למרץ 2017, Elsevier Ltd
  17. ^ הפאנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים [https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.] 2015 עמוד 24
  18. ^ אורה קורן מחיר החשמל הסולארי צלל - וישראל בדרך למהפכת אנרגיה נוספת 30 לאפריל 2019, דה מרקר
  19. ^ landartgenerator TOTAL SURFACE AREA REQUIRED TO FUEL THE WORLD WITH SOLAR 13 לאוגוסט 2009
  20. ^ Science Insider How Many Solar Panels Would It Take To Power The World? 8 לאוגוסט 2018 יוטיוב
  21. ^ Mehran Moalem, PhD, UC Berkeley, Professor, Expert on Nuclear Materials and Nuclear Fuel Cycle [https://www.forbes.com/sites/quora/2016/09/22/we-could-power-the-entire-world-by-harnessing-solar-energy-from-1-of-the-sahara/ We Could Power The Entire World By Harnessing Solar Energy From 1% Of The Sahara ] 22 לספטמבר 2016, Forbes
  22. ^ K. Shawn Smallwood Comparing Bird and Bat Fatality-Rate Estimates Among North American Wind-Energy Projects מרץ 2013, ResearchGate
  23. ^ Michael Hutchins Wind Energy And Birds FAQ — Part 1: Understanding The Threats 8 לאפריל 2017, American Bird Conservancy
  24. ^ Annie Sneed Wind Turbines Can Act Like Apex Predators 14 לנובמבר 2018, SCIENTIFIC AMERICAN
  25. ^ Save the Eagles International Spanish wind farms kill 6-18 million birds & bats a year – Jan. 2012 14 לינואר 2012
  26. ^ Michael Shellenberger If Solar Panels Are So Clean, Why Do They Produce So Much Toxic Waste? 2014, Forbes
  27. ^ James Taylor Batteries Impose Hidden Environmental Costs for Wind and Solar Power 17 לאוגוסט 2017, Forbes
  28. ^ ויקיפדיה Renewable energy debate