אנרגיות מתחדשות, פריצת הדרך של השנה על פי המדע

ההערכה האחרונה של הקהילה המדעית הציבה את פריסה עולמית של אנרגיות מתחדשות בלב הנוף האנרגטי והפוליטי. מה שנשמע לפני עשור בקושי כהבטחה רחוקה הפך לשינוי מבני: אנרגיית שמש ואנרגיית רוח הפכו מטכנולוגיות משלימות להנעת צמיחת ייצור החשמל בחלקים גדולים מהעולם.

המגזין מדע, אחד הפרסומים המדעיים המשפיעים ביותר בעולם, בחר השנה ב "צמיחה בלתי ניתנת לעצירה" של אנרגיות מתחדשות כהתקדמות מדעית בולטת ביותר. לא רק בשל השפעתה על האקלים, אלא משום שהיא מסמנת שינוי מהותי בכלכלה ובגיאופוליטיקה של האנרגיה, עם השלכות ישירות על אירופה ועל מדינות כמו ספרד, החשופות מאוד לייבוא ​​דלקים מאובנים.

מהדומיננטיות של אנרגיה מאובנת ועד לנקודת המפנה של אנרגיה מתחדשת

במשך יותר ממאה שנה, מודל האנרגיה העולמי התבסס על פחם, נפט וגזדלקים אלה הניעו את התיעוש אך גם האיצו את ההתחממות הגלובלית. פליטות פחמן דו-חמצני הקשורות לדפוס צריכה זה היו אחד הגורמים העיקריים למשבר האקלים הנוכחי, דבר שהספרות המדעית מדגישה מזה עשרות שנים.

בהקשר זה, הנתונים שסופקו על ידי מדע ומרכזי ניתוח כמו גַחֶלֶת הם מציירים תמונה חדשה: במחצית הראשונה של השנה, הדור המשותף של אנרגיית שמש ורוח גדל מספיק כדי לכסות כל העלייה בביקוש העולמי לחשמלויתרה מכך, ייצור אנרגיה מתחדשת כבר עקף את הפחם כמקור החשמל העיקרי בקנה מידה עולמי, זהו אבן דרך שציפו לה אך הגיע מוקדם יותר ממה שציפו ארגונים בינלאומיים רבים.

המגזין עצמו מדגיש כי המודולריות והפריסה המהירה של טכנולוגיות אלו אפשרו הן למערכות חשמל גדולות והן לפרויקטים בקנה מידה קטן להתקדם בקצב בלתי צפוי. החל מפארקים פוטו-וולטאיים ענקיים המחוברים לרשת החשמל ועד מתקנים לצריכה עצמית במבני תעשייה ובבתים, אנרגיה מתחדשת הגיעה לכבוש את כל הספקטרום של פתרונות אנרגיה.

סין כמנוע התעשייתי והפוליטי של המעבר

לחלק ניכר מהמהפך הזה יש גיבור ברור: סין ביססה את עצמה כמעצמה התעשייתית המובילה בתחום האנרגיה המתחדשת.כפי שהוא נזכר מדעהמדינה האסייתית מייצרת קרוב ל- 80% מתאי השמש הפוטו-וולטאיים אשר מותקנים ברחבי העולם, מסביב 70% מטורבינות הרוח ואחוז דומה של סוללות ליתיום אשר משמשים הן באחסון נייח והן בכלי רכב חשמליים.

השקעה בקנה מידה גדול זו יצרה מעגל חיובי: כמויות ייצור עצומות הפחיתו עלויות ואפשרו לפאנלים, טורבינות רוח וסוללות להגיע למחירים שקשה למתחרים אחרים להשוות אליהם. כפי שציין כתב שצוטט על ידי המגזין עצמו, ה- פאנלים סולאריים ממקור סיני הפכו לאחת מצורות האנרגיה הזול ביותר שקיים אי פעםמה שמסביר את התפשטותו המהירה על פני כל היבשות.

עבור סין, גם הפריסה המקומית הייתה מסיבית. התרחבותן של חוות סולאריות על פני מדבריות ורמות, ושל מתחמי חוות רוח ענקיים באזורי חוף ופנים הארץ, שינתה את מפת האנרגיה של המדינה. ייצור האנרגיה הפוטו-וולטאית גדל פי עשרים בעשור האחרוןעד כדי כך שאנרגיות מתחדשות כבר מכסות את רוב העלייה בביקוש לחשמל, מה שעוזר לרסן את צמיחת הפליטות שלה.

הדומיננטיות הטכנולוגית והייצורית הזו עומדת בניגוד למדיניות האנרגיה של ארצות הברית, אשר, על פי מאמר המערכת של מדע, בחר ב להכפיל את הצריכה של פחם, נפט וגז בעוד ששאר העולם מתמקד ברכישת טכנולוגיה נקייה, המגזין מדגיש את הפרדוקס: רבים מה חידושים אשר הפכו את האנרגיה המתחדשת לזולה יותר מקורם במעבדות וחברות אמריקאיותאבל סין היא זו שמנצלת כעת את העסקים הגלובליים ואת הכוח הגיאופוליטי הנלווה אליהם.

במאבק הזה, אירופה נראית כ לקוח אסטרטגי של טכנולוגיה ירוקה סיניתאבל זהו גם מרחב שבו נעשים מאמצים לצמצם את הפער התעשייתי באמצעות מדיניות תיעוש מחדש ושרשראות אספקה ​​מקומיות. עבור ספרד, המשולבת היטב בשוק האירופי, זה לא עניין של מה בכך: תלותה ברכיבים מיובאים מתקיימת במקביל לפוטנציאל עצום של אנרגיה סולארית ורוח, מה שממצב אותה היטב להמשיך ולהתקין קיבולת אנרגיה מתחדשת בקצב מהיר.

אנרגיה מתחדשת על גגות וריבונות אנרגטית מלמטה

פריחת האנרגיה המתחדשת אינה מוגבלת לפרויקטים גדולים המחוברים לרשת החשמל. מערכות סולאריות לצריכה עצמית על גגות בתים הם הפכו לאחד הפנים הבולטות ביותר של השינוי הזה, במיוחד באירופה ובמדינות רבות ב"דרום הגלובלי". הירידה במחירי הפאנלים וציוד הניהול מאפשרת למשקי בית, קואופרטיבים ועסקים קטנים להפוך ליצרני חשמל משלהם.

מומחים כמו ונסה קסטן ברוטופרופסור לאורבניזם אקלימי, מדגיש כי הרחבת הצריכה העצמית מייצגת צעד ממשי לקראת ריבונות אנרגטית של קהילות וטריטוריותהתקנת פאנלים על גגות וחלקות אדמה קטנות מאפשרת להביא שירותי תאורה ושירותים בסיסיים לאזורים שבהם הרשת המסורתית אינה מגיעה בצורה אמינה, או שבהם החיבור אליה יקר מדי.

באזורים באפריקה, דרום אסיה או אמריקה הלטינית, העלייה ב יבוא פאנלים זה מדגים שמיליוני אנשים ראו באנרגיה סולארית מבוזרת דרך פשוטה להפעיל תאורה, קירור בסיסי או טעינת טלפונים ניידים. אנרגיה קהילתית אינה עוד מושג מופשט והיא מתעצבת בקואופרטיבים כפריים, פרויקטים שכונתיים ופתרונות מקומיים המפחיתים את התלות בדלקים מאובנים יקרים ובלתי נגישים.

באירופה, ובפרט בספרד, השילוב של גגות תעשייתיים, גגות מגורים וקרקע זמינה לתחנות אנרגיה קטנות משותפות פותח תחום עצום ליוזמות מסוג זה. המסגרת הרגולטורית - כולל צריכה עצמית משותפת וקהילות אנרגיה - החלה להמריא, אם כי היא עדיין מתמודדת עם כמה אתגרים. חסמים אדמיניסטרטיביים ופרוצדורליים שמאטות את התפשטותן לקנה מידה המצוין על ידי יעדי האקלים והאנרגיה האירופיים.

המגזין מדע היא מדגישה כי "דמוקרטיזציה" טכנולוגית זו אינה תופעת לוואי, אלא אחד מעמודי התווך של הקידמה. היכולת להתקין פתרונות מודולריים, ניתנים להרחבה וזולים יותר ויותר היא מה שמאפשרת את מהפכת האנרגיה המתחדשת. אל תסתמכו אך ורק על ענקיות האנרגיהאלא משלבת עיריות, קואופרטיבים ומשקיעים קטנים.

השפעה על האקלים: האטה בפליטות, אך עם ניואנסים

מאז החתימה על הסכם פריזאנרגיה מתחדשת צוברת תאוצה בתמהיל האנרגיה העולמי. על פי חישובים של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה, כפי שצוטט על ידי מדעמאז 2015, טכנולוגיות אלו כיסו כ שני שלישים מהעלייה בביקוש לחשמלבלעדיהם, העלייה בפליטות ה-CO₂ העולמיות בשנים האחרונות הייתה גבוהה עד פי שלושה.

במדינות כמו סין או הודו, שבהן צריכת האנרגיה גדלה בקצב מסחרר, הרחבת השימוש באנרגיה מתחדשת הצליחה להאט את קצב העלייה בפליטות. שמקורם במגזר החשמל. המגזין מפרש תופעה זו כאפשרית נקודת מפנה עולמית במאבק נגד ההתחממות הגלובלית, סימן לכך ש"שיא הפחמן" המדובר רבות עשוי להתקרב.

אף על פי כן, התייעצו מספר מומחים מדע וכלי תקשורת ייעודיים מזהירים כי נקודת מפנה זו אינה אומרת שהבעיה נפתרה. חלקם של דלקי המאובנים באספקת האנרגיה העולמית ממשיך לנוע סביב 80% מכלל האנרגיה הראשונית, נתון שכמעט ולא ירד מאז אמצע העשור האחרון.

יתר על כן, מגזרים כגון תעופה, תחבורה ימית וענפים מסוימים של התעשייה הכבדה ממשיכים תלויה במידה רבה בגז, נפט ופחםועדיין חסרות להן חלופות מסחריות בוגרות בקנה מידה גדול. נראה כי חשמול השימושים הסופיים הללו ופיתוח דלקים סינתטיים דלי פחמן הם אתגרים ארוכי טווח.

למרות שפריסת חוות סולאריות ורוח נמשכת בקצב מהיר, בנייתן של תחנות כוח פחמיות חדשות מערכת הגיבוי במדינות מסוימות, כמו גם האינרציה של תשתיות דלקים מאובנים שכבר פוחתות, שומרות על לחץ כלפי מעלה על פליטות, דבר שמסבך את השגת המטרה של הגבלת ההתחממות ל-1,5 מעלות צלזיוס, נקודת הייחוס השאפתנית ביותר של הסכם פריז.

רשתות, אחסון ותכנון: מאחורי הקלעים הטכניים של המעבר

מעבר לכותרות, הדיווח על מדע הוא מתעקש שניתן יהיה לחזק את התקדמות האנרגיה המתחדשת רק אם יטופלו שורה של סוגיות. אתגרים מבניים קשור לטבען של טכנולוגיות אלו. הראשונה שבהן היא התאמת רשתות חשמליש צורך במערכות שיכולות לשלב כמויות גדולות של ייצור משתנה, עם זרימות דו כיווניות ומיליוני יצרנים מבוזרים קטנים.

החזית העיקרית השנייה היא אחסון אנרגיה בקנה מידה גדולסוללות ליתיום-יון, שאת ייצורן מובילה גם סין, חוו ירידות מחירים משמעותיות ושיפורי ביצועים. למרות זאת, פריסתן הנרחבת ברשתות חשמל ובמערכות מבודדות עדיין נמצאת בשלביה הראשונים בהשוואה לכמות האנרגיה המתחדשת שכבר מותקנת.

לצד סוללות, טכנולוגיות כמו שאיבה הידרואלקטריתמערכות אחסון תרמי ואוויר דחוס עומדות למלא תפקיד משמעותי. מומחים שהתייעצו איתם על ידי המגזין מצביעים על כך שילוב של פתרונות שונים —ולא טכנולוגיית פלא אחת — תהיה זו שתאפשר ייצוב של מערכות חשמל עם חדירת אנרגיה מתחדשת גבוהה.

האלמנט השלישי קשור ל- תכנון ארוך טווח של מערכת האנרגיהקולות כמו של מיגל דה סימון מרטיןפרופסורים להנדסת חשמל מציינים כי פריסה מסיבית של אנרגיה מתחדשת היא תנאי הכרחי להתמודדות עם משבר האקלים, אך "לא מספיקה" אם היא לא מלווה ברפורמות עמוקות בתפעול המערכת, בשווקי החשמל ובתיאום הבינלאומי.

חדשנות טכנולוגית: תאים סולאריים חדשים וסוללות מתקדמות יותר

לצד ההתרחבות המהירה של פרויקטים שכבר הושגו, מדע שימו לב לקבוצה של חידושים טכנולוגיים אשר עשויים להאיץ עוד יותר את המעבר האנרגטי בשנים הקרובות. ביניהם, בולטים הדברים הבאים: תאים סולאריים יעילים יותר שמשלבים חומרים שונים כדי לנצל טוב יותר את הספקטרום הסולארי, ומבטיחים להגדיל את כמות החשמל המופקת למטר מרובע.

במקביל, מספר קווי מחקר עובדים על סוללות עם כימיקלים חדשים מסוגלים לעלות על ביצועי סוללות ליתיום-יון הנוכחיות מבחינת קיבולת, עמידות, בטיחות או עלות. מערכות המבוססות על נתרן, ליתיום ברזל פוספט משופר, או הרכבים חלופיים אחרים צצות כאפשרויות להפחתת עלות האחסון הנייח מבלי לפגוע בביצועים.

שיפורים טכנולוגיים אלה אינם ניטרליים מבחינה גיאופוליטית. ככל שיכולות הייצור מתגבשות במדינות מסוימות, פיתוח חומרים ותהליכי ייצור חדשים זה יכול לעצב מחדש את הנוף התעשייתי ולשנות את ריכוזיות השוק הנוכחית, במיוחד אם אירופה או ארצות הברית יצליחו להגדיל את שרשראות האספקה ​​שלהן.

מומחים מהתחום האקדמי, כגון חוליו ג'יי מלרומנהל מכון ENERGAIA מציין כי ההכרה ב מדע האנרגיות המתחדשות משקפות את מידת ה- בגרות תעשייתית וטכנולוגית מושג. השאלה אינה עוד כל כך האם הפתרונות קיימים, אלא המהירות שבה הם מיושמים באמצעות השקעה, מסגרות רגולטוריות יציבות ותכנון מתואם.

במובן זה, הקונצנזוס בקרב מומחים הוא שלאנרגיות נקיות יש פוטנציאל להפוך ל... האפשרות המעשית והחסכונית ביותר לקראת כלכלה דה-פחמנית, בתנאי שתנופת ההשקעות תישמר ושמדיניות ציבורית לא תיצור אי ודאות שתפגע בפרויקטים.

עלויות נסתרות: חומרי גלם, השפעות סביבתיות וסכסוכים חברתיים

הנרטיב האופטימי של מהפכת האנרגיה המתחדשת מתקיים במקביל למציאות מורכבת יותר. המעבר עצמו נשען על... ביקוש עז לחומרי גלם כגון ליתיום וקובלט לסוללות, פוליסיליקון לפאנלים פוטו-וולטאיים, או מתכתי אדמה נדירים המשמשים במגנטים של טורבינות רוח.

ככל שהפריסה מתרחבת, כך גובר הלחץ על אזורי הכרייה ושרשראות האספקה ​​הגלובליות. דיווחים וארגונים שונים תיעדו מקרים של השפעות סביבתיות משמעותיות קשורים למכרות ליתיום או קובלט, כמו גם דיווחים אמינים על עבודת כפייה בשלבים מסוימים של ייצור פוליסיליקון עבור תעשיית האנרגיה הסולארית.

בנוסף לטביעת הרגל הקשורה לחומרים, פרויקטים רבים בקנה מידה גדול - חוות רוח ימיות, תחנות כוח סולאריות במדבריות, קווי פינוי גדולים - יצרו סכסוכים עם קהילות מקומיות וילידיותעקירת אוכלוסיות, אובדן מקורות מחיה מסורתיים, כריתת יערות ושינוי במערכות אקולוגיות יבשתיות וימיות הם חלק מהחסרונות הפחות גלויים של המעבר אם הוא לא ינוהל על פי קריטריונים של צדק חברתי וסביבתי.

מקרים כמו המחאות נגד חוות רוח בנורבגיה, מקסיקו ואזורים מסוימים בהודו מדגימים כי פריסה מהירה של תשתית אנרגיה מתחדשת ללא השתתפות אמיתית מצד השטחים שנפגעו עלולה להוביל להתנגדות חברתית משמעותית. קבלת המעבר הציבורית —המפתח לשמירתה בטווח הארוך — יהיה תלוי באופן שבו יטופלו מתחים אלה.

באירופה ובספרד, הדיון סביב מיקום פארקי תעשייה גדולים, הגנה על המגוון הביולוגי ותפקידן של הקהילות המקומיות צובר תאוצה. הניסיון בשנים האחרונות מצביע על כך שמעבר אנרגטי הנתפס כסיכון כפוי או לא הוגן... לאבד לגיטימציה חברתיתאפילו בקרב אלו התומכים בנטישת דלקים מאובנים.

מעבר צודק: שיתוף יתרונות וכוח על אנרגיה

לנוכח אתגרים אלה, מספר גדל והולך של קולות קוראים לשילוב הרחבת האנרגיה המתחדשת במסגרת של "רק מעבר אנרגטי"גישה זו אינה מוגבלת להפחתת פליטות, אלא שואפת לחלק את היתרונות והנטל של מודל האנרגיה החדש בצורה שוויונית, הן בין מדינות והן בתוך כל טריטוריה.

מעבר צודק כרוך בהכרה ב זכותן של קהילות להחליט כיצד אנרגיה מיוצרת, מופצת ומשתמשים בה באזורים שלהם. משמעות הדבר היא גם להבטיח שפרויקטים של אנרגיה מתחדשת יניבו תשואות כלכליות ותעסוקה מקומית, במקום פשוט לתפוס שטח ולפנות חשמל למקומות אחרים עם ערך מוסף מועט.

בפועל, זה מתורגם לקידום נוסחאות כגון קהילות אנרגיה מקומיותחלוקת הכנסות הפארקים בין הרשויות המקומיות המושפעות או מנגנונים להשתתפות מוקדמת בתכנון הם גם שיקולים מרכזיים. שקיפות במידע ושילוב קולות מגוונים - כולל קולות של קבוצות פגיעות - מוצגים כתנאים להפחתת סכסוכים.

ארגונים בינלאומיים וחלק מהקהילה המדעית מציינים כי מעבר אנרגיה צודק זה לא מותרות אופציונלי.אלא דרישה ששינוי המודל יהיה בר-קיימא מבחינה פוליטית. אחרת, הסיכון הוא שהתנגדות לפרויקטים מסוימים תהפוך להתנגדות נרחבת לאנרגיות מתחדשות, ותאט את נטישת הדלקים המאובנים.

לכן, רצון פוליטי, מסגרות משפטיות ותמיכה חברתית יהיו מכריעים כמו עקומות עלויות או התקדמות טכנולוגית. הניסיון האירופי, עם הדיונים העזים שלו על רפורמה בשוק החשמל והגנה על צרכנים פגיעים, מראה כי המימד החברתי של שינוי האנרגיה זה כבר אחד הנושאים המרכזיים בדיון הציבורי.

אירופה וספרד במועצה העולמית לאנרגיה מתחדשת

למרות שהמנהיגות התעשייתית נתונה במידה רבה בידי סין, אירופה שומרת על תפקיד מפתח במעבר, הן מבחינה רגולטורית והן מבחינת גודל השוק. מדיניות האקלים של האיחוד האירופי, החל מהעסקה הירוקה האירופית ועד לחבילות חקיקה בנושא אנרגיה ואקלים, קבעה מסלול שאפתני להפחתת פליטות ולפריסת אנרגיה מתחדשת.

היבשת ביססה את עצמה כאחד היעדים העיקריים לטכנולוגיות פוטו-וולטאיות ואנרגיית רוח מתוצרת אסיה, אך היא גם מתקדמת ביצירת יכולות ייצור משלהן כדי להפחית את הסיכון להסתמכות יתר. הדיון על סובסידיות, סיוע לתעשייה הירוקה ותקני תוכן מקומיים הוא חלק מאסטרטגיה רחבה יותר לשמירה על תחרותיות מול מעצמות גדולות אחרות.

בהקשר זה, ספרד תופסת מקום בולט בשל משאב סולארי יוצא דופן ועל ידי זמינות משמעותית של רוח, הן ביבשה והן ב לְקַלְקֵלהמדינה חוותה עלייה חדה בחוות פוטו-וולטאיות וחוות רוח בשנים האחרונות, מלווה בירידה משמעותית בעלויות הייצור וצמיחה בצריכה עצמית.

במקביל, רשת החשמל הספרדית מתמודדת עם אתגרים דומים לאלה שתוארו על ידי המדעהצורך לחזק את התשתיות, להפחית צווארי בקבוק אדמיניסטרטיביים ולהאיץ את שילוב האחסון והגמישות בניהול הביקוש הוא בעל חשיבות עליונה. הדיון על מיקום תחנות כוח, קווי מתח גבוה והגנה על אזורים כפריים נותר רלוונטי לחלוטין.

ניתן לקרוא את הניסיון האירופי והספרדי, במובן מסוים, כמעבדה פוליטית וטכנית למעבר: אזור עם יעדי אקלים שאפתניים, יכולת רגולטורית ומשאבים מתחדשים בשפע, אך גם עם מתחים חברתיים וכלכליים הדורשים שיקול דעת מדוקדק כדי להבטיח ששינוי המודל יתפס כ... הזדמנות משותפת ולא ככפייה מלמעלה.

התמונה כולה שציירה הקהילה המדעית משאירה מסר ברור למדי: הדחיפה לאנרגיית שמש ואנרגיית רוח חדלה להיות הערה אגב והפכה ל... ליבת הטרנספורמציה האנרגטית העולמיתהמנהיגות הפרודוקטיבית של סין, המחויבות הרגולטורית של אירופה והדרישות הגוברות למעבר צודק יקבעו את המידה שבה טכנולוגיות אלו יתבססו כדרך ההגיונית, הנגישה והמקובלת חברתית ביותר לייצור האנרגיה שתקיים את הכלכלות שלנו בעשורים הקרובים.