17Nov
אנו דגי אנרגיה החיים באוקינוס של אנרגיה אינסופית – זה מצחיק לדבר על 'חוסר באנרגיה'.
בעבר, גייסנו את האש להפיק אנרגיה מעץ ופחם. בעידן המודרני למדנו את המשוואה המפורסמת של איינשטיין MC2 = E, האומרת שכל מאסה היא אנרגיה עצומה, ומצאנו דרך איך לגייס אותה לעזרתנו באמצעות כוריים אטומיים. אנו אמנם משתמשים באורניום להמרה של אנרגיה אטומית לאנרגיה חשמלית, אך זאת רק מכיוון שמדובר בחומר רדיואקטיבי שקל יחסית לערוך לו ביקוע גרעיני. בעקרון, כל חומר הוא אנרגיה כלואה בכמות בלתי נתפסת.
בין לבין, בעקבות העידן התעשייתי, "הצלחנו" לזהם את אוויר הפלנטה שלנו בצורה מסוכנת. מזה שנים אנו נאבקים לעבור מ'סולר' ל'סולרי' – מאנרגיה המבוססת על הנפט לאנרגיה ירוקה, עד כה בהצלחה חלקית שאפשר להתייחס אליה גם בתור... כשלון מביש.
אחת הבדיחות הטובות ששמעתי לאחרונה זה שהאמירויות העשירות בעולם בזכות הנפט שלהן, משקיעות כעת... באנרגיה סולרית! הסיבה לכך פשוטה, זה זול יותר! בפעם הראשונה מזה עשרות שנים עברנו את הסף ועלות האנרגיה הסולרית זולה יותר מאנרגיית הפחם והנפט. כת הסוחרים יכולים כעת למקסם רווחים וגם להיחשב לפילנטרופים גדולים המטיבים למין האנושי. האמת, שאין כאן שום התחשבות בסביבה האנושית – בסך הכל, 'עסקים כרגיל'.
כאשר אתה מבין, שאתה חי באוקינוס של אנרגיה אינסופית, כל מה שעליך לעשות זה להמיר צורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת, שבה נוח לך להשתמש. בדרך כלל, אנו רוצים להפיק מכל אנרגיה... חשמל – הכח שמאחורי התרבות שלנו. לא רק השמש היא מקור אנרגיה בלתי מתכלה, (אני לא מודאג מהתחזית שהשמש 'תיגמר' לנו בעוד... 5 מיליארד שנה.) – כל תנועה היא ביטוי לאנרגיה חופשית – הרוח, תנועת הגלים, הפרשי טמפרטורה, הפרשי לחץ, וכדומה. כאן, אנו עדיין מדברים על פיסיקה ניוטונית והעקרונות התרמודינמיים. אפשר להפיק אנרגיה מפעילות כימית של חומרים ואפשר להפיק אותה מביקוע או היתוך מבוקר של היסודות.
במקביל להבנה שלנו בפיסיקה וכימיה, יצרנו המון רב של 'מתמרי אנרגיה' – ממדורת השבט דרך טחנות רוח, ספינות מפרש, רכבות קיטור, תחנות כח חשמליות ועד כורים אטומיים ופאנלים סולריים. לאחרונה, השיפור המשמעותי של הפאנלים הסולריים והוזלתם מתחת למחיר הנפט, הופכים אותם היום לפתרון הטבעי של משבר האנרגיה העולמי. אנו חוצים כעת את הסף אל עבר עתיד חדש שבו האנרגיה תהיה זולה וזמינה לכל בעלויות ממש נמוכות. בכל מקרה, יקח עוד כמה עשרות שנים למהפכה הירוקה להתפשט לכל מקום על הפלנטה ולהשפיע ישירות על חשבון החשמל שלנו.
כפי שראינו, ברחבי העולם עדיין חיים מאות מליוני אנשים בתנאי עוני מחפירים וסובלים מחסך משמעותי בצרכים בסיסיים, ואחד מהם הוא ללא ספק... חשמל. במסגרת הרעיון שלנו למגר את העוני בעזרת הנדסה גנדית, ננסה להבין איך לגייס את כוחות הטבע להפיק אנרגיה זולה מאד באמצעים הפשוטים ביותר.
אנרגיית המימן או מכונית הנוסעת על... המים
את המאמר זה אתחיל דוקא בהמצאה שהייתה יכולה לחלץ אותנו מזה עשרות שנים מזיהום האוויר של מאות מליוני מכוניות. איך? פשוט מאד, אפשר להפיק אנרגיה כימית שימושית... ממים. כן, שמעתם נכונה, מים. כידוע, המים הם מיזוג טבעי של שני גאזים, חמצן ומימן. את המימן אפשר להבעיר בצורה מבוקרת ולהשתמש בו כדלק ואת החמצן אפשר לפלוט לאוויר העולם, תוספת שרק תשפר את איכותו. לפני שאתם מתחילים לצחוק על הרעיון הדמיוני הזה, אנא צפו בקליפ הבא.
רונן שלנו, המעדיף להשאר בעלום פנים ושם משפחה, שמא יבולע לו, חוסך אמנם 40% מעלות הדלק, אך משלם בגלל מדיניות הממשלה שבע אלף שקל על רכיבים שאפשר לרכוש בעלות של כמה מאות שקל. ויותר מזה, הרבה יותר, היה אפשר מזמן לפטור אותו לגמרי מהצורך בדלק. ניתן בקלות יחסית לבנות מכונית הנוסעת אך ורק על מימן כאשר תהליך האלקטרוליזה מתבצע באמצעות חשמל המופק מפאנל סולרי.
מסתבר, למרות קונספירציות שונות ומשונות על האופן שבו תעשיית הנפט והרכב חוסמת את התפתחותה של המכונית המימנית, החשמלית או הסולרית, בכל זאת יש התקדמות בתחום וכיום יש לא רק מכוניות הנוסעות על אנרגיה המופקת ממימן אלא אפילו... רכבות. יש המאמינים שדוקא המימן הצנוע, היסוד הפשוט ביותר, הוא... אנרגיית העתיד שלנו.
אנרגיה סולרית – 'פאנל' עתיק יומין
פאנלים סולריים הם המצאה נהדרת. הם מסוגלים להמיר את האור לחשמל בצורה ישירה. אך המצאה זאת משכיחה מאיתנו כמעט לגמרי רעיון הרבה יותר בסיסי ופשוט איך להפיק אנרגיה שימושית מהשמש; כילדים שחקנו עם זכוכית מגדלת שרכזה את קרני השמש עד שהצלחנו לחורר או להצית עלה יבש. מספרים, שכבר ארכימדס לפני כאלפיים חמש מאות שנה בנה מתקנים המבוססים על הרעיון הזה כדי להצית באש את ספינות הרומאים שצרו על עיר מולדתו, סירקוסאי. הוא בנה מראות קעורות שריכזו את קרני השמש על הספינות העשויות עץ עד שהבעירו אותן.
כאשר מרכזים את קרני השמש לנקודה אחת באמצעות זכוכית מגדלת או משטח מחזיר אור קעור, אתה יכול לקבל אנרגיה מפתיעה בעוצמתה. בקליפ הבא נראה שנזכרנו בטכנולוגיה הזאת ושחזרנו אותה בהתאמה לעידן שלנו. שימו לב שלמרות שאנו מדברים על 'תחנת כח סולרית' היא לא מבוססת על פאנלים סולריים אלא על מראות קעורות המרכזות את קרני האור בנקודה אחת ויוצרים טמפרטורה גבוהה, שבה משתמשים להפעלת טורבינה רגילה המפיקה חשמל. לא רק שזה הרבה יותר פשוט, זה גם הרבה יותר זול.
כאמור, כל מה שעושים 'בגדול' אפשר לעשות ב'קטן', ולהיפך, תוך התאמה לסקאלות השונות. מה שעושה תחנת כח סולרית יכול לעשות בקטן מתקן הבישול הבייתי הזה, לרכז את קרני השמש באמצעות מראה קעורה וכך להפיק טמפרטורה גבוהה, שדי בה לכל צרכי הבישול שלנו. בקליפ הבא נפגש המצאה פשוטה ביסודה אך שפותחה לשלב מתקדם על ידי חברה הנקראת SUNGO. אתה יכול לנצל את אנרגיית השמש אפילו... בלילה!
אולי התחכום היחסי של ההמצאה משכיח מאיתנו את העקרון הבסיסי שלה, כך שכדאי להסתכל שוב במתקן הזה לבישול בצורתו הגולמית יותר, שעדיין, לא חסר תחכום משלו, ומה שחשוב להיקשר שלנו, הוא גם הרבה יותר זול. למעשה, כל ילד יכול לבנות מתקן כזה בבית כמעט ללא שום עלויות לבד קופסת קרטון, דבק... ונייר כסף.
ביומאסה – גאז בישול או... פלוצים של פרות?
הבה נעבור כעת לאנרגיה כימית. בזמנו, מישהו הגה את הרעיון שרבים אימצו אותו, לאמור, נזק חמור לחור באוזון נגרם בגלל פרות, ואם עלינו לדייק מבחינה מדעית ולרדת לפרטים, בגלל הפלוצים של פרות, שמשחרר לאוויר העולם את גאז המתאן. פרה אחת כמובן, לא תשפיע על האוזון המסכן, אך כאשר מדובר במאות מליוני פרות, קדושות ולא קדושות, מדובר אכן בכמות פנטסטית של גאז מתאן, שעשויה להיות לה השפעה של ממש על האטמוספירה שלנו.
מסתבר, כל בעיה היא אם-המצאה ולא פעם, הבעיה עצמה מכילה את הפתרון לה או לבעיה אחרת. גאז מתאן הוא גאז בישול מצוין. הפרה שהפכה זמן מה ל'אויבת הציבור', כאילו שהיא אשמה ביצירת החור באוזון ולא אנחנו (תמיד טוב, שיש את מי להאשים, לא כן?) יכולה להפוך למקור רווח והצלה חסכוני להפקת גאז בישול. במיוחד, כאשר מערבבים את גללי הפרה המכילים חיידקים המייצרים את הגאז יחד עם פסולת אורגאנית. כפי שניחשתם, יש לנו כאן המצאה יפה לטובת המין האנושי כולו.
סובב סובב הרוח... וגם המים
בקליפ הבא אנו עוברים להפקת אנרגיה ירוקה... מהרוח. למי שזוכר, מזה אלפי שנה אנו משתמשים במפרשים כדי להשיט ספינות על המים, במקום לתת לעבדים המסכנים להניע אותן בעזרת משוטים, ומזה מאות בשנים אנו משתמשים בטחנת רוח כדי לטחון קמח במקום שחמור מסכן, המת משעמום ולא מבין למה זה מגיע לו, יסובב את ציר הריחיים. בעידן החשמל מצאנו שכאשר שבשבת רוח סבה על צירה היא מסוגלת להפוך לטורבינה המפיקה חשמל. טוב רבותי, בדרך כלל, אני אדם צנוע, אבל באמת שהגיע כבר הזמן... לעשות קצת רוח. כמובן, הכל בשם המדע.
והנה המצאה שמשתמשת באותו רעיון של שבשבת הרוח ומיישמת אותו על טורבינת מים. העיקר, שיש לנו זרם כלשהו, שהוא ביטוי לשטף של אנרגיה הניתנת להמרה. מה שיפה בהמצאה הבאה, שהיא מהזן הזה, הגאוני בפשטותו, שמעורר אצל הצופים את השאלה, "איך לא חשבנו על זה קודם?". כבר הבנו איך להפיק חשמל ממפל מים, נכון? הראשון שעשה את זה היה טסלה הגדול, שחלם על כך עוד בילדותו. מאז, בנינו גנרטורים שמשתמשים בכח האדיר של מפל מים גדול כדי להפיק חשמל. כמעט שלא חשבנו שיש כח גם בזרם חלש יחסית של הנהר. והנה, נמצא הגאון שהבין איך לרכז את הכח שבשטף המים הזה כדי להגביר אותו ובנה מיני מערכת יעילה להפקת חשמל כמעט בכל מקום לאורך הנהר. כן זה בהחלט מזכיר את תנועת המים החזקה סביב החור באמבטיה כאשר מרימים את השסתום.
אכן, כפי שאנו רואים, אחד העקרונות להפקת אנרגיה היא רעיון הריכוז המביא להגברה. זה לא משנה אם אתה מרכז את קרני השמש או את שטף המים. אמנם, האנרגיה נשמרת על פי חוק טבע קדמון, אך אנו יכולים להשתמש בה כעת ביתר יעילות. הרעיון הזה נותן לי רעיון נהדר איך להגביר באופן דומה את הכח של טורבינת רוח. פשוט, לשים לפניה מעין מנהרה, רחבה בקצה אחד וצרה בקצה השני, שתרכז ותאיץ את תנועת הרוח על השבשבת וכך תגדיל את מספר הסיבובים שלה. נראה שהרעיון הזה ראוי להיבחן היטב בתנאי מעבדה.
הערות
